坐落在贵州省平塘县喀斯特洼地中的FAST,是世界上最大的单口径射电望远镜。提到望远镜,大家最先想到的可能是传统的光学望远镜,就是那种通过透镜或反射镜汇聚可见光,让观测者能够直接看到放大的天体图像。但射电望远镜虽然名称中带有望远镜三个字,其工作原理却与光学望远镜截然不同。它不是通过“看”的,而是通过接收和分析天体发出的无线电波。

人类的眼睛只能感知电磁波谱中极其狭窄的一部分,波长约380nm至780nm的可见光。然而,宇宙中的天体会在整个电磁波谱范围内辐射能量,包括伽马射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。射电波的波长从毫米级到米级甚至更长,远远超出了人眼的感知范围。

而且这些电磁波在宇宙空间中传播,经过漫长的旅程到达地球时已经极其微弱。FAST直径达500米的巨大反射面正是用以解决这个问题,它由4450块反射单元精密拼接而成,收集这些从太空传来的微弱电磁波信号,并将它们汇聚到焦点位置的馈源接收器上。

但随着FAST落地运行后,人们关于外星文明的不安感席卷而来,各大平台中常有讨论:如果天眼真的收到了外星信号,我们是否安全?会不会像《三体》里那样暴露地球的位置?

先说结论:别担心,绝不会。

我们的FAST只是一个纯粹的接收设备。它没有大功率发射机,没有信号调制系统,也没有定向发射天线。也就是像用收音机收听广播电台一样,无论听了多久,听得多么仔细,电台永远不会知道你在收听。即使FAST真的接收到了外星文明的信号,这个过程也是完全被动的,外星文明不会知道他们的信号被地球接收了。

相反,FAST正在帮助人类更好地认识宇宙。自2016年建成以来,FAST 正在持续刷新发现:它已经发现了千余颗脉冲星,包括一些极其特殊的双星系统。它还捕捉到了神秘的快速射电暴——这些只持续几毫秒的宇宙闪光,可能来自数十亿光年外的极端天体事件。FAST对重复快速射电暴FRB 121102进行了深度观测,获得了迄今为止最大的暴发样本集,为理解这一宇宙之谜提供了关键数据。

从2021年开始,FAST正式向全球科学家开放。多个国家的天文学家已经申请使用这个强大的工具。FAST的目标是推进人类对宇宙的认知。它是全人类的科学设施,而不是某个国家的秘密武器。

不过还是要说一下,虽说天眼没有发射信号的功能,但其它设备早已经在不知不觉中向宇宙广播我们的存在了。1936年,柏林奥运会的电视转播信号开始向太空传播,如今这些信号已经传播了80多年。每一天,地球上的军事雷达、民用通信、电视广播都在向宇宙发射电磁波。更不用说曾经主动向外太空发送的信息的阿雷西博射电望远镜了,它通过内置的行星雷达高功率发射机向M13球状星团发送了包含人类DNA、太阳系结构等信息。更有趣的是,2008年,NASA还向北极星方向发送了披头士乐队的歌曲《Across the Universe》。

那如果有一天FAST或者某个设备真的接收到了确凿的外星信号怎么办?

国际宇航科学院(IAA)的SETI永久委员会早就制定了《关于探测到外星智慧后活动的原则声明》,如果发现外星信号,必须立即向国际社会公布,向联合国报告。在未获得联合国等广泛代表性国际机构的指导和同意前,任何个人或组织都不应擅自回复。这个决定将不再是某个“叶文洁”的个人选择,而是全人类共同面对的抉择。

参考文献

Qian, L., Yao, R., Sun, J., Xu, J., Pan, Z., & Jiang, P. (2020). FAST: Its Scientific Achievements and Prospects. The Innovation, 1(3), 100053.

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

出品丨科普中国科普部

监制丨中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

作者丨蔡文垂 中国科学院大学博士研究生 中国光学学会会员

审核丨赵飞,中国科学院空天信息创新研究院副研究员,国家天文台的博士毕业

来源: 科普中国创作培育计划

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