旅行者探測器的機身攜帶了一張金色唱片:
金色唱片里面記載著有關人類文明的信息。
科學家呢,希望有朝一日旅行者探測器若是被外星文明捕獲,他們借此可以了解到地球、了解到地球人類的文明。
而為了讓外星文明方便找到地球,他們用了15條線條來表示地球在銀河系中的位置。
這15條線條代表著什么?它們怎么來定位地球的位置?
線條二進制
這15條線條其中一條是指向銀河系的中心,其它14條則代表著14顆脈沖星的方位。
脈沖星最具代表的屬性就是它的脈動周期。
每顆脈沖星都有自己獨特的周期,所以這就像它們的身份標識,我們可以根據這個屬性來識別它們。
我們可以,那么外星文明應該也可以根據脈動周期來識別脈沖星。
所以天文學家為了讓外星生命知道是哪14顆脈沖星,他們用二進制在線條的末端標記了脈沖星的周期。
但這個標記也有一個關鍵的問題:外星文明的計時或者計量單位和我們一樣嗎?他們的1是我們所說的1嗎?
溝通統一
為了解決這個統一的問題,天文學家做了這個標識:
這是氫原子電子的躍遷圖。
電子每次躍遷會釋放一個波長為21厘米頻率1420MHZ的光子,其頻率對應的周期為0.7納秒。
作為一個發展出科技的文明,他們也一定會知曉氫原子的這個信息。
所以這就是兩個文明溝通的橋梁。
明白了這個意圖,他們利用二進制得到的數(十進制)乘以0.7納秒,便是我們地球文明標注的脈動周期。
測量距離
識別到是哪些脈沖星之后,接下來就是脈沖星和地球的距離了。
這就是第15條線條--地球到銀河系中心那條線的作用。
外星文明只要測量出14條線條的長度與到中心線條的比列關系,便能得到14顆脈沖星相對于地球的距離。
而準確定位還需要一個坐標,所以我們可以看到線條的末端還有一個小的刻度:
這是脈沖星相對于銀道面的距離,刻度線越靠近線尾,表示距離銀道面越近。
這樣的標記會讓外星文明更精確的識別出脈沖星的方位。
不過呢,在旅行者發射的那個時候,確定脈沖星的實際距離還不是很成熟。
所以我們可以看到有一些具有缺口的線條:
這就代表著我們對這顆脈沖星的距離不確定。
這個就看外星文明能明白這些缺口的意思不,以至于在尋找時不要受到線條表示尺寸的影響。
在設計黃金唱片時呢,天文學家還有一個小心思,他們在其表面涂了超純的鈾元素。
這個操作可以讓外星文明利用鈾的衰變期推算旅行者發射時的年份,從而確定旅行者發射時,那些脈沖星當時的周期、指向以及方位了。
這樣即便脈沖星以后有變化了,也可以用來定位。
總之呢,設計花了很多的心思,生怕外星文明找不到啊....
脈沖星
那么最后我們再來了解下脈沖星。
脈沖星是一種具有強磁場快速旋轉的中子星。
中子星這個大家應該都知道,它是大質量恒星死亡發生超新星爆發之后,所留下的一個致密的內核。
這個內核的直徑大約是10至20公里,很小哈,但它的質量卻有2倍到3倍太陽質量。
什么概念呢。
這個體積和質量預示著,它的密度出奇的高,可達每立方厘米數億噸,這是目前發現僅次于黑洞的致密天體。
這樣的狀態也讓它的表面重力變得異常的極端,重力甚至可超過地球表面的千億倍。
相對論效應在這里也會表現的很明顯,比如光線偏折效應,在這個效應下會有一個奇特的現象,就是我們從正面看中子星,會看到它背后一部分的表面,很奇怪哈。
還有時間時間膨脹效應了,它表面的時間流速會因強大的引力變的比地球慢。
這就是中子星。
那脈沖星呢,便是高度磁化后的旋轉中子星。
中子星具有強磁場后,有一部分粒子會從磁軸的兩極噴出,形成噴射的電磁束。
而磁軸并不一定和自轉軸對齊。
這樣就會出現一種情況,當中子星高速自轉時,磁軸會左右的搖擺。
搖擺,它就會掃射一部分天區,那么當它掃射到地球所在的方位時。
我們就會觀測到這樣一閃一閃像脈沖的信號。
這便是我們所說的脈沖星。
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