人类的孤独——金唱片与阿雷西博信息

文化   2024-12-13 11:32   湖北  
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人是孤独的,因为世界上没有两个相同的大脑;人类是孤独的,因为正如费米悖论所说的:外星人应该有的,可是他们在哪里呢?


人类在宇宙中孤独地存在,叫作“类孤独”。


旅行者1号飞到太阳系边缘时的回眸。1990年2月14日,NASA向旅行者1号指示其向后看,以拍摄它所经过的行星。后来NASA将这些照片合成为太阳系全家福,地球在其中只是一颗“暗淡蓝点”(照片里发光的那个点)。浩瀚宇宙里,地球只是一个极小的舞台。


知道或想到“类孤独”的人其实只有少数。2024115日的美国总统大选,估计有许多人都熬夜看电视直播。可以理解。一个英雄人物改变世界命运的历史,我们再熟悉不过的了。美国已经做了130年世界老大,它已经习惯了作为老大的颐指气使,从语言到行动,似乎只会当老大了。这个金融帝国打个喷嚏,全世界都会感冒发烧。美国国内舆论认为,这次大选关系美国自由民主的走向;而美国的盟友们则提心吊胆。陷入战争泥淖的国家的人们,在进行无用的祈祷。而身处超限战的中国人,也在做着各自的中国梦。


然而,今天,我却突然想抛开这一切,仰望星空,品尝孤独。我也想让沉迷于政治幻想的人抽一点时间抬头看一眼星空,从而知道,地球上那些吵吵闹闹的人是多无聊、无趣、无知、无耻。


旅行者1号拍摄到的“太阳系全家福“,由60张照片拼接而成,里面包含了6颗行星和太阳的图像。

截至2024年,旅行者1号已经在太空中飞行了47年,目前是距离地球最远的人造航天器,与地球之间的距离大约为244亿公里。2012825日,旅行者1号正式穿越了日球层顶,成为首个人造物体进入星际空间的探测器。这标志着它已经离开了太阳风直接影响的区域,进入了更为广阔的星际介质中。


旅行者1号的未来目的地是在星际空间中继续前行。根据NASA的预测,旅行者1号将继续向银河系中心方向前进,但具体路径会受到银河系内各种引力作用的影响。预计在大约300年后,旅行者1号将接近奥尔特云——一个假设中的包围着太阳系的遥远彗星云。完全穿过奥尔特云可能需要大约3万年的时间。


这是NASA喷气推进实验室(JPL)发布的新版本“暗淡蓝点”图像

旅行者1号的电力供应来源于携带的放射性同位素热电发电机(RTG),这些发电机的输出功率随着时间的流逝而逐渐减少。预计到2025年左右,旅行者1号将不再有足够的电力支持其科学仪器的运行,届时它将停止向地球发送数据,最终与地球失去联系。然而,即便失去了与地球的联系,旅行者1号仍将作为人类探索宇宙的一个永久标志,继续孤独地在星际空间中旅行,或许在未来某一天,它会被其他文明发现。


旅行者1号携带了一系列科学仪器,用于研究太阳系及其以外的空间环境。以下是主要的科学仪器列表——


1. 磁通门磁力计(MAG):用于测量磁场强度和方向。

2. 等离子体科学实验 (PLS):用于检测太阳风粒子的速度、密度和温度。
3. 低能带电粒子实验 (LECP):用于测量宇宙射线和太阳风中的低能粒子。
4. 宇宙射线系统(CRS):用于研究高能宇宙射线粒子。
5. 光电极紫外分光仪(UVS):用于测量紫外线辐射,包括对行星大气层的研究。
6. 红外干涉光谱仪和无线电科学实验(IRIS):用于研究行星大气层的温度和组成。
7. 成像科学子系统(ISS):包括广角和窄角相机,用于拍摄行星、卫星和其他天体的照片。
8. 无线电科学系统(RSS):利用无线电波来研究行星大气层、重力场以及测试相对论效应。
9. 光偏振仪(PPS):虽然在发射前就已经失效,但它原本的设计目的是测量行星表面和大气的反射率。  
10. 行星无线电天文实验 (PRA):用于检测来自行星和其他天体的无线电波。
11. 低频无线电天文实验 (LRRA):旨在检测低频无线电波,但由于技术限制,该实验并未按计划工作。  
12 . 等离子体波系统(PWS):用于记录等离子体波的声音,提供有关太阳风、等离子体波以及行星环系统的信息。


这些仪器共同帮助科学家们收集到了关于太阳系边界以及星际空间的重要数据,极大地扩展了我们对宇宙的理解。


我们普通人关心的、感兴趣的,是它携带的一张金唱片。


旅行者金唱片封面_GPN-2000-001978

人类首次向宇宙发送的“金唱片”,实际上是指旅行者号金唱片,但这并不是人类首次尝试向太空发送地球的信息。在此之前,1972年和1973年,美国分别发射了先驱者10号和先驱者11号探测器,这两个探测器上都携带有金属板,上面刻有图形信息,旨在向可能遇到的外星文明传达有关地球和人类的基本信息。


真正意义上的“金唱片”是指1977年随旅行者1号和旅行者2号一起发射的铜质镀金唱片。这些金唱片的内容更加丰富和详尽,旨在作为地球文明的代表,向可能存在的外星文明展示人类的文化和技术成就。金唱片的内容包括—— 


金唱片封面图解


声音:包含自然界的声音(如风声、雨声、动物叫声)、人类的声音(如婴儿的哭声、人们的笑声),以及55种不同语言的问候。

音乐:精选了90分钟的世界各地音乐,涵盖了从古典音乐到民间音乐的广泛类型,其中包括中国古琴演奏的《流水》。
图片:共有116幅图片,展示了地球上的自然景观、人类生活、科技成就、数学和物理概念等。
信息:还包括了太阳系在银河系中的位置图、地球生命形式的描述、人类DNA结构的示意图等科学信息。


当然还有我们——地球上男女的裸人体。我们想告诉外星人,我们长得什么模样。


金唱片的设计考虑到了外星文明可能不具备与我们相同的技术背景,因此使用了基于物理原理的编码方式,比如氢原子基态和激发态之间的跃迁时间作为时间单位,以及二进制代码来解释唱片的播放方式和内容。


前美国总统卡特对外星人的致辞

这些金唱片不仅代表了人类对于未知的好奇心和探索精神,也是人类文明的一个象征,表达了与宇宙中其他可能存在的智慧生命进行交流的真诚愿望。  


旅行者号金唱片的制作过程是一个结合了艺术、科学和技术的复杂项目。这个项目由卡尔·萨根领导的团队负责,他们精心挑选了唱片上的内容,唱片制作使用铜质基底,表面镀金,以提高耐久性和抗腐蚀性。使用专业的音频刻录设备,将编码后的音频信号刻录到铜质基底上。在刻录完成后,对铜质基底进行镀金处理,以保护唱片免受宇宙环境的影响。


1977年5月10日,开始制作金唱片

金唱片附有播放说明,随唱片一起附带了一个金刚石唱针,用于播放唱片。在唱片上刻有指示符号,说明唱片应以每分钟16.67转的速度播放。在唱片封面上刻有一系列图形和符号,解释如何解码唱片上的信息,包括时间单位、频率单位等。


1977年,旅行者1号和旅行者2号先后发射升空,开始了它们的漫长旅程。


在KSC举行的旅行者金唱片大会

最重要的技术细节还有,使用氢原子基态和激发态之间的跃迁频率(1420 MHz)作为时间单位的参考,以确保外星文明能够理解和校准时间。所有信息都转换为二进制代码,以便于解码和理解。因为我们认为,数学才是宇宙的通用语言,而用二进位制编码语解码,是信息传递的最佳方式。


这一系列精心设计,旅行者号金唱片成为了人类文明的一个独特标志,承载着人类对宇宙的探索和对未来的希望。


将金唱片装在到旅行者号上

旅行者1号,距离我们已经244亿公里。但这仅仅是0.0024光年,而我们猜想的脱离太阳引力拖拽的奥尔特云,距离我们1.6光年。旅行者1号还没有走出太阳系。


这也太慢了。于是人们想到了宇宙的最大速度——光速。也就是用无线电信号向宇宙发出地球信息,寻找我们的同类。


阿雷西博信息是指19741116日,为了庆祝波多黎各阿雷西博天文台的射电望远镜完成改建,由天文学家弗兰克·德雷克设计的一条无线电信息。这条信息通过该射电望远镜,以2380兆赫的频率和10赫兹的有效带宽,向距离地球约25000光年的球状星团M13发送。


人类向外星人发送的阿雷西博信息Message_Arecibo

这条信息是由1679个二进制数字组成,之所以选择1679这个数字,是因为它是一个半素数(即两个质数7323的乘积),这意味着如果接收者尝试将其排列成矩形,那么只有7323列或2373列这两种方式。设计者希望,如果该信息被外星智能生命接收到,它们可能会尝试以这种方式解读信息,从而理解信息的内容。

阿雷西博信息的内容非常丰富,包括了以下几个方面:

数字110的二进制表示;
构成DNA的五种化学元素(氢、碳、氮、氧、磷)的原子序数;
DNA的双螺旋结构和估计的核苷酸数量;
人类的形态,包括男性的平均身高;
地球上的人口数量;
太阳系的简图,其中地球的位置被稍微抬高,以表明信息的来源;
阿雷西博射电望远镜的图形,包括其口径大小。


尽管阿雷西博信息被视为人类尝试与外星文明沟通的一个里程碑,但考虑到目标星团M13距离地球有25000光年,因此到目前为止,我们还没有收到任何回应。此外,一些科学家,如斯蒂芬·霍金,对于主动向宇宙发送信息表达了担忧,认为这可能会吸引潜在的敌对外星文明的注意。


M13星团

M13目标星团位于大力士星座,是一个密集的恒星集合,含有数十万颗恒星,跨越大约145光年的空间。选择M13作为目标的原因之一是它包含大量的恒星,增加了可能有外星文明存在的概率。然而,由于M13的距离极其遥远,发送阿雷西博信息更多的是一种象征性举动,旨在展示人类的技术能力和对宇宙中可能存在其他智慧生命的好奇心。


阿雷西博望远镜坍塌视频
截至最后更新的信息为止,阿雷西博信息没有收到任何已知的回复。即便信息已经成功抵达并且有外星文明接收到并回复,他们的回复信号同样需要至少25000年的时间才能返回地球。因此,在可以预见的未来内,我们不太可能收到对此信息的任何回应。


所以,我们地球人类,至少还要忍受25000年的孤独。

我们多么渺小,多么可怜!



来源:《阅读时代》2024年第12期

作者:黄大荣(特约撰稿人)

编辑:阿杰

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