地球人捕获太空电报 正在研究中…宇宙深处的歌声

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Toutiao
最新回复:2020年12月28日 15点6分 PT
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地球知识局



2020年已经步入了尾声。也许是因为这一年太过魔幻,让不同阶层、不同年龄的各色人群都纷纷将注意力集中在共同的事情上,比如肆虐全球的新冠疫情,比如南方电力出现的问题。

同时,越来越多的人开始关心这些公共事件背后的科学原理,使得今年充满了生动的科学教育课,崇尚科学的现实意义越发清晰,在这种环境下成长起来的青少年天然享有更好的科学素养环境,在最开始萌发好奇心和求知欲的年龄得到鼓励和回应,将会启迪人的一生。

科学从来都不是什么空中楼阁

而是与我们的生活息息相关

(图片:pantkmutt / 图虫创意)▼



从19世纪到今天,人类的科技成果比之前的一万年还要多,荣誉和科学理想在其中起到了巨大的助推作用,发明电话的贝尔就曾经是物理学家约瑟夫•亨利的粉丝,偶像的力量一直激励着他去追寻、模仿,最终获得更大的成就。科学家是我们这个时代需要的偶像,科学发现则是需要被关注的事件。那么在这一年当中,还有哪些科学发现是应当被关注的呢?

宇宙深处的歌声

天文领域能同时被Science和Nature两家顶级期刊收录的内容必然是颠覆性的发现,而能同时被两家期刊列为“年度十大发现/突破”,那一定是该领域最瞩目的学术发现了。今年被多次捕捉到的宇宙快速射电暴就位列其中。

下图为快速射电暴想象示意图

事实上它给研究人员的定位时间只有几毫秒

没有人能笃定地回答出它来自哪里

(图片:ESO/M. Kornmesser / Wikipedia)▼



快速射电暴(FRB)是一种高能天体物理现象,它会在几毫秒的短时间里爆发出极大的能量,超过地球上所有热核武器的总和,相当于太阳在数日内释放的所有能量。

由于该现象出现的时长过于短暂,直到2007年人类才首次从2001年的档案数据中分析出这一来自宇宙的“声音”。

目前人类记录到的第一个快速射电暴

(图片:Psr1909 / Wikipedia)▼



2020年4月27日,尼尔·盖勒斯·斯威夫特天文台和费米伽马射线太空望远镜这两个在宇宙空间中的天文台探测到了来自银河系SGR 1935 + 2154脉冲星的多次X射线/γ射线发射。一天后地面的加拿大CHIME团队也在同一位置观测到了快速射电暴,这次的现象被命名为FRB200428。

加拿大的CHIME望远镜,曾多次捕捉到FRB信号

(图片:Z22 / Wikipedia)▼





当天晚些时候,发生快速射电暴现象的天空区域进入到中国天眼FAST的观测范围内。

中国天眼堪称当世灵敏度最高的天文望远镜。前文所提的NASA的太空望远镜都属于光学望远镜,而中国天眼是500米口径球面射电望远镜。用一般望远镜只能看到可见光现象,而射电望远镜则可以观测到天体和射电现象。射电望远镜与其说是望远镜,倒更像是一个信号接收器。

(图片:HAKUNAMATATA52 / 图虫创意)▼



三天之后,天眼监测到了快速射电暴“三连闪”的现象,这在天文学界来说意义重大。过去一段时间人们认为快速射电暴是一个单一的、无规律的天文现象,它的来源可能是一些偶然的自然现象,如脉冲星的巨型脉冲、软伽马射线重复暴的强耀发、中子星与小天体的碰撞等。

但随着越来越多重复快速射电暴被人类所观察到,科学家们发现这些极强的能量爆发中也可以含有一些信息,比如天眼监测到的三连闪,在爆发中有三个相似频率的峰值,如同三声鼓点一样“咚…咚…咚”。

FRB200428是银河系内部首次检测到的快速射电暴

虽然目前人类对银河系依然知之甚少

但相较于更宽广的茫茫宇宙

银河系与人类已经相对亲近了

(图片:Steve Jurvetson / Wikipedia)▼



由于快速射电暴的来源离我们太过遥远,绝大多数都来自于河外星系,迄今为止只发现了一例来自银河系内的讯号,所以它不由得引人遐想。有人怀疑它就像是摩斯密码一样,是外星人向我们发来的讯号。

尽收眼中

一直以来人们都在思考,天空之外到底有什么?古人想象了无数神话故事,编纂出所谓的仙山、神域供人遐思,相信有神仙在云端漫步,一施仙法就能飞向九重天之外的宫阙。

江畔何人初见月?江月何年初照人?人生代代无穷已,江月年年望相似。

人类对于天空的好奇心从未停止

(图片:Zacarias da Mata / 图虫创意)▼



这都是在人类社会早期对世界认识不充分时,用简单的思维脑补出的世界观。这种世界观的存在并非没有意义,它昭示着我们一直不曾停止思考的问题:作为地球上唯一一种智慧生物,我们在宇宙中是不是孤独的?

上个世纪的科幻作品中不乏月球人、火星人的身影,这是两颗离地球最近的天体,如果上面真的有外星生物的话人类可以直接与它们建立联系。可是当我们终于依靠科技手段观测到月球和火星的时候,却发现上面一片荒凉和死寂。“火星人入侵危机”终于解除了,但是孤独感却更加强烈了。

火星战机大军摧毁英格兰

(科幻小说《世界大战》中的插图)

(图片:Henrique Alvim Corrêa / Wikipedia)▼



太阳系中更远的天体大多为气态行星,没有生物生存必要的坚实基础,只有无尽的风暴和雷电;而离太阳更近的行星则因为温度原因不可能存在液态水,没有水意味着存在生命的几率微乎其微。

迄今发现的唯一能在外太空生存的地球生物——水熊虫

但“活着”并不代表“活跃”,而只是长久保持假死状态

直到重新遇到水与氧气

(图片:Goldstein and Madden / Wikipedia)▼



太阳系中可能存在液态水的天体除了地球和火星之外,还有木卫二、木卫三、土卫二和土卫六。

作为太阳系两颗超级气态行星的卫星,这四颗卫星都有着不亚于近日行星的体积和质量,而且最重要的是存在水。但这四颗卫星的位置离太阳太远了,导致其表面极其寒冷,水分也凝固成广阔的坚冰。可能存在生命的空间是冰层下面的海洋,但缺乏光照、又被超级行星引力撕扯而导致地质活动频繁的卫星们,存在生命的可能性仍然很低。

即便是类地行星

火星上也有着将近100℃的昼夜温差

其大气层也并不能为这颗星球提供很好的保护

(火星微薄的大气层)

(图片:NASA / Wikipedia)▼



如果想在茫茫宇宙中找到生命,还是要目光投入到更遥远的太阳系外空间。我们拿地球做个类比,假设一颗能产生生命的星球必须满足这样几个条件:首先要有可以绕着转的“太阳”,也就是说它必须是恒星系中的行星;其次就是它需要是一颗岩态行星,这样这颗星球上就会有坚实的地面,可能存在高山、沙漠和平原。

人们司空见惯的山川河流,沙漠平原

其实是宇宙中亿万分之一的阴差阳错才带来的生存机会

(图片:NASA / Wikipedia)▼



距离地球最近的恒星,也就是“另一个太阳”被我们称作比邻星,它位于半人马座,因此按照拜耳命名法也被称为半人马座α星C。半人马座α星是一个三合星系统,简单说就是同一个恒星系内存在着三颗恒星,你从行星上站立能看到天空上有三个太阳。

红色圆圈中心的暗红色星星即为比邻星

(图片:Skatebiker / Wikipedia)▼



当它被人们发现是离我们最近的恒星时,针对它的想象也就此展开了。刘慈欣的《三体》就塑造出了在这一星系中,面对三个太阳恶劣环境中不得不逃离的三体星人形象;《流浪地球》中,人类花费2500年到达的新家园也是这颗比邻星。

可惜的是,比邻星也几乎不可能存在生命,在一个三合星系统中,引力变得极不稳定,三个太阳所释放的能量对于脆弱的生命来说更是无妄之灾。人类想要寻找地外文明这一愿景,势必要向更遥远的宇宙深处探寻。这也是快速射电暴让人如此着迷的原因,是否在宇宙中,另一个文明也在寻找我们?

给好奇以回应

当快速射电暴被发现一事登上微博热搜的时候,热评清一色是科幻作品《三体》中的一句话:“不要回应!”这体现了人们对于探寻地外文明的一种心态——担忧。这种担心也许是多余的,因为产生射电暴的原因有很多,是外星人发出信号的可能微乎其微。

但思考永远是有价值的,好奇是驱动人类发展的永久动力。我们在小的时候都思考过很多天马行空的问题:外星人是否存在?星际移民是否可行?我们能在月球上种菜吗?这些问题家长也许回答不了,但是孩子们的好奇心不应该被扼杀。

但不得不说“能不能在月球上种菜”或许是

最具中国特色的小朋友的好奇心了

(图片:Bryan Derksen / Wikipedia)▼



谁能替家长回答这些问题呢?由腾讯公司主办、清华大学合办、中国科学技术协会作为指导单位,一年一度面向全国青少年的科学盛典——腾讯青少年科学小会很快就要开始了。届时腾讯将邀请全球知名科学家来为青少年答疑解惑。

在前两届腾讯青少年科学小会上,受邀请的嘉宾有伟大物理学家霍金的女儿露西•霍金、世界上最热门的脑科学家大卫•伊格曼、中国月球探测工程首任首席专家欧阳自远、世界最大冷冻电镜研究中心建设主导者王宏远……

2019年腾讯青少年科学小会的现场,拍摄全球首张黑洞照片的天体物理学家 Avery Broderick发表了演讲

我们隔壁非凡油条的豆腐乳同学还有幸受邀到了现场观看,回来表示受益匪浅▼



一个又一个原本应该出现在烫金科学专著的名字将零距离出现在参与活动的青少年面前,对评选出最受大家欢迎的热点科学问题进行解答,回应现场和屏幕面前一颗颗稚嫩的好奇心。

不用担心孩子的问题是否值得惊动科学大牛,毕竟唤起青少年探索未知之心才是腾讯举办青少年科学小会的初心。小会的“小”是绵里藏针的细致,它既代表了青少年们渴望探知世界的小小愿望,也代表了所有伟大科学发现最开始时候,研究者们对小问题的好奇,对小成就的雀跃。

这些小事件小启发将成为种在青少年心里的一颗种子,它们可以启迪智慧,成为天才脑海中那1%的灵感。

在这里,小朋友们的好奇心还会得到科学大牛的鼓励

“搞笑诺贝尔奖”创始人 Marc Adrahams:

如果你有一些令人发笑又思考的想法,也许会成为下一个获奖者▼



不管是邀请当世学界名家,还是与科研机构合办活动,驱动腾讯投入科研领域科普的不竭动力都是引导青少年以科学家为新偶像、以科学探索为新时尚的责任使然。为了向全社会传播崇尚科学的正能量,腾讯多次举办过面向科学界乃至全社会的活动,如腾讯科学周、设立腾讯科学探索奖等等。

科学小会更加关注的是中国的青少年,即使是再深奥、再令人仰慕的科学成就,也来源于科学家们第一次发现事物背后简单规律的欣喜,这种欣喜的来源也许只是两块磁铁或者一块凸透镜,但它明明白白地昭示着一个道理:“世界一定有答案!”

12月28日腾讯青少年科学小会启动榜单年度票选活动,将有40个涵盖数学物理、天文地学、生命科学、化学的2020年度热门科学话题供大家选择。青少年们可以从中投给自己最心仪的科学大发现,再经过Science杂志遴选过后,最终被选中的榜单将在2021年5月份的第三届科学小会上公布。



我们今天所介绍的神秘的快速射电暴,如果你觉得它值得登上这个榜单,就带着孩子投它一票吧。

当然,如果有更令你为之振奋、拍案叫绝的科学发现,也可以点击文末卡片或阅读原文即可看到全40个科学成果的详细介绍,赶快投票为你喜欢的科学突破助力吧!

*本内容为作者提供,不代表地球知识局立场

封面图片来自ESO/M. Kornmesser / Wikipedia

神婆在线
1 楼
This is the way
p
paladindancer
2 楼
生命诞生于混沌,而不是秩序
a
apache2000
3 楼
”地球人捕获太空电报“, 多半是吃饱了撑的。多次捕捉到外星人信号,外星人都说了些啥?
生肖迷宫
4 楼
许多科学家研究了多年的天外信号,最近被我成功破解了。别看那些信号都是“哔、哔、哔、哔、哔、哔、哔、哔、哔、哔、哔”,其实里面大有文章。我把破译好的密码发到学术界,科学家们都震惊了。 译文是: 婢逼着俾比鼻,俾逃避比鼻,俾喊:鄙视比。婢逼着比鼻,婢喊:必须比。 俾逼着婢比臂,婢逃避比臂,婢喊:鄙视比。俾逼着比臂,俾喊:必须比。 婢比俾鼻,你的鼻比咱的鼻鼻涕多,咱的鼻比你的鼻鼻塞。 俾比婢臂,你的臂比咱的臂发麻,咱的臂比你的臂发青。 比完毕后,婢鄙视俾,俾鄙视婢,婢斥责俾:闭上你的逼嘴,俾斥责婢:毙了你这逼。 原文信号是: 婢逼俾比鼻,俾避比鼻,俾吡:鄙比。婢逼比鼻,婢吡:必比。 俾逼婢比臂,婢避比臂,婢吡:鄙比。俾逼比臂,俾吡:必比。 婢比俾鼻,彼鼻比敝鼻泌,敝鼻比彼鼻闭。 俾比婢臂,彼臂比敝臂痹,敝臂比彼臂碧。 比毕,婢鄙俾,俾鄙婢,婢吡俾闭逼,俾吡婢毙逼。
w
wx3000
5 楼
不会是外星战狼的军歌?要统一地球吧?