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人类首次害怕“黑暗森林”,女研究生发现神秘信号,要不要回复?

看过《三体》,无不为其中的一条宇宙法则感到深深的震撼,甚至背脊发凉,这就是黑暗森林法则。在潜伏着各种“猎人”的宇宙黑暗森林中,每个文明都会小心翼翼,尽量隐匿自己,否则就有可能招来其他更先进文明的毁灭性打击。每个文明都想保全自己,只能把外部威胁彻底扼杀在摇篮里。

事实上,黑暗森林法则是对费米悖论的一种解释。人类在地球上的存在时间还不超过300万年,但我们已经发展出了宇航科技,有能力飞离地球,前往其他星球。

另一方面,银河系的形成时间估计有135亿年。在过去漫长的时间里,只要外星智慧物种比人类早出现几亿年,哪怕是几百万年,他们现在也将有能力发展成星系文明,在整个银河系中活动。

然而,宇宙似乎静悄悄,从未有外星文明造访或者联系地球,我们向宇宙发射的信号也从未有过回应。于是,物理学家费米发出了这样的疑问:外星文明究竟都在哪里呢?

早在1967年,人类就已经第一次畏惧宇宙“黑暗森林”。

除了可见光之外,宇宙中还有很多肉眼看不见的无线电波,这需要射电望远镜来接收(我国的天眼也是一架射电望远镜)。在上个世纪六十年代,射电天文学已经取得了不少的重大发现,例如,宇宙大爆炸留下的余温――宇宙微波背景辐射,遥远星系中心的活跃超大质量黑洞――类星体。

当时,剑桥大学的女研究生约瑟琳・贝尔・伯奈尔(Jocelyn Bell Burnell),通过射电望远镜研究类星体时,意外发现了一个非常具有规律的脉冲信号,周期极为稳定,每隔1.337秒跳动一次。

这个诡异的信号每天都会提前3分56秒出现,这与地球绕轴转动一圈的时间刚好吻合。在生活中,一天的时间刚好为24小时,这是太阳相隔一天经过同一子午线所需的时间。但由于地球还在轨道上绕着太阳公转,所以经过1个太阳日之后,地球的自转角度其实已经超过360度。也就是说,地球绕轴自转360度的时间小于24小时,差了3分56秒。

于是,约瑟琳确定这个特殊的信号必然是来自于宇宙中的某处。每当地球转到那个方向时,刚好可以接收到那个信号源发出的无线电波,所以才会出现这样的时间差。

约瑟琳无法解释她所发现的脉冲信号,她突然闪过一个念头,这也许就是外星信号。人类文明的通信基于无线电波,这是一个科技文明发展的必然结果,如果宇宙中也有外星人,他们也完全有可能用无线电波进行通信。

约瑟琳不敢声张,她把新发现的“外星信号”告诉了她的导师安东尼・休伊什教授。经过多次研究和讨论之后,休伊什教授也认为这个信号非同寻常,其窄带频率暗示着并非起源于自然。

他们不敢贸然把这个发现公之于众,害怕引起麻烦,甚至给地球带来危险。因为如果这个真的是外星信号,并且地球上有人发射信号去回复,将有可能引来科技水平远超人类的外星文明,这显然会置人类于危险之中,就像《三体》中描绘的那样。

此后数月,他们又陆续发现了多个有规律的脉冲信号,只是周期不一样。后来经过反复研究,这些信号被认为并非由外星人发出的,而是来自于一种十分特殊的天体――脉冲星,这是物理学家朗道在30多年前预言的中子星。

当质量为太阳8至20倍的大质量恒星耗尽燃料后,核心区域将会剧烈坍缩,强大的引力把电子压缩到原子核中,与质子中和成中子,由此将会形成由中子构成的致密天体――中子星。理论上,中子星的质量约为太阳的2倍,但半径只有不到20公里。

由于中子星的磁轴和自转轴不重叠,当它们快速自转时,磁轴方向发出的无线电波会随之在宇宙中扫射。如果地球处在磁轴方向上,我们就能接收到稳定的脉冲信号,信号周期即为中子星的自转周期。

自此真相大白,虽然约瑟琳发现的不是外星信号,但脉冲星的发现仍然极为重要,这有力证实了恒星演化理论的正确,也能用于检验爱因斯坦的广义相对论,还能为未来的星际航行提供坐标定位。因此,该发现也被誉为二十世纪最伟大的天文发现之一。休伊什凭此获得了诺贝尔物理学奖,但令人遗憾的是,最初的发现者约瑟琳却无缘该奖。