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編譯:陳一萱
校對:牧夫天文校對組
后期:庫特莉亞芙卡 李子琦
責任編輯:王啟儒
今天我們來聊個特別炸裂的宇宙話題:怎么跟外星人聊天。別擔心,不是那種復雜的密碼信息,也不是科幻電影里炫酷的閃光信號,而是一種簡單又基本的物理現象——21厘米輻射。
如果想在宇宙的浩瀚深空里傳遞信息,電磁波(也就是光波)基本是最靠譜的方式——傳播速度快、穩定,還能到達極遠的地方。但為什么偏偏選21厘米波長呢? 這可不是隨便挑的,它背后藏著一個宇宙級的秘密。
艾倫望遠鏡陣列正在搜尋外星技術信號。
Credit:賽斯·肖斯塔克(Seth Shostak),SETI研究所
宇宙通訊的“通用語言”
21厘米輻射的奧秘,得從氫自旋翻轉說起。氫原子由一個質子和一個電子組成,而電子有個“自旋”屬性,你可以把它想象成一個小箭頭,指向上或者下。在宇宙的深空中,氫原子的電子偶爾會“翻個身”,從一個方向翻到另一個方向,而這個翻轉就會釋放出能量,形成波長21厘米的電磁波。
為什么這個現象重要?因為無論外星人長啥樣,是藍皮膚、長觸手,還是更奇葩的形態,他們遲早都會發現氫,理解量子力學,并最終搞明白21厘米輻射的奧秘。他們可能不會用“21”或“厘米”這樣的單位,但這個物理規律在整個宇宙都是通用的——就像宇宙版的羅塞塔石碑,是跨文明溝通的終極“暗號”。
氫自旋翻轉,發射出21cm電磁波
Credit:SKA Organization
為什么21厘米輻射是宇宙通訊神器?
首先,它能穿透星際塵埃。宇宙其實很“臟”,到處是遮擋普通光波的塵埃云,而21厘米波長的電磁波卻像VIP一樣,不受影響,能直接穿越障礙,把信號傳到極遠的地方。
NASA在1970年代發射的“先驅者”號探測器上,就特意帶了一塊金屬銘牌,上面刻了氫自旋翻轉的示意圖。而銘牌上所有其他測量數據(包括人類的身高)都是以21厘米為基準的。希望外星人能認出這個物理現象,并用它來解讀我們的信息。
“先驅者”號探測器上的金屬銘牌
如果哪天,我們真的收到信號……
想象一下,某天地球上的天文學家突然探測到一股異常的21厘米輻射。它不是隨機的,也不是來自普通的氫云,而是有方向性的,像是刻意發送的信號。那很可能就是某個外星文明在跟我們打招呼——“喂,地球人,你們好啊!”
用21厘米輻射來聯系外星人,是基于宇宙中最基本的物理規律。誰知道呢?也許有一天,我們真的收到那個信號,那就意味著在宇宙的某個角落,另一種智慧生物也破解了同樣的星際通訊密碼。
所以,別眨眼——或者更準確地說,盯緊你的射電望遠鏡。下一個改變人類歷史的大發現,可能就在一次自旋翻轉之間!
Cedit: Science Picture Co. / Getty Images
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『天文濕刻』 牧夫出品
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科學家已經發現了數千顆太陽系外行星。那么,外星人都去哪兒了?
Image credit: Getty Images / Anton Petrus
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