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呼叫三体人:利用太阳引力进行星际通讯
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远距离通讯是人类探索太阳系外世界的最大障碍之一。但最近的研究表明,利用太阳自身引力创造的巨型的望远镜,可以用来发送和接收被放大无数倍的信号,从而查看几亿光年外的物体、与星际探测器进行沟通,甚至呼叫遥远星球上的外星人!

为什么遥远星际间的通讯很困难?有三个原因:

  1. 电磁波的传播能量随着距离而衰减
  2. 宇宙虽然是真空,但是也会有物质对电磁波进行散射和吸收
  3. 背景辐射造成噪音干扰。

所以无线电信号经过远距离传输,会变成乱码或大幅度衰落。

宇宙微波背景辐射是什么呢?它其实是137亿年前宇宙诞生遗留下来的电磁辐射。科学家们认为,至今我们没能听到来自外星生物的声音,原因之一可能就是这种背景“噪音”淹没了所有其他声音。

那如何才能远距离传递信号呢?将信号放大就行了。而利用太阳可以做到这一点。根据爱因斯坦的广义相对论,太阳的巨大质量让它能扭曲周围的时空,所以,太阳就像一个巨型透镜,弯曲所有经过身边的光线。如果这时候,放一个探测器在合适的焦距上接收被太阳聚焦的光线,由此产生的图像就被无限放大。

而最近的这个焦点,就是距离太阳550天文单位的某一点(天文单位:即Astronomical Unit,简写AU,是地球和太阳的平均距离。1 AU≈ 1.496亿千米 )。

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现在,让我们来模拟怎利用太阳来进行星际通信。就选择上图那个充满神秘色彩的半人马座阿尔法星吧,和地球相距4.37光年的半人马座阿尔法星,是除太阳外距离我们最近的恒星。它在《阿凡达》中被描述为发出白黄色的光芒,照亮了巨大的气态行星”波吕斐摩斯“和它炎热的卫星“潘多拉”。

首先,我们将一个无线电转播卫星放在上述的焦点处,然后,在阿尔法星建一个中继转播站,作为接收端,用来提高输入和发出的信号。对于阿尔法星来说,最小的聚焦点将是距离它749AU的地方。

把这些装置安置到位后,两点之间通讯的错误率将会从1/2降至1/2,000,000。这样的精度,达到了我们在本地用分布式网络(DSN)通讯的水平。并且这套装置的发射功率只有十分之一毫瓦,比DSN天线少了几个数量级。

在不遥远的未来,利用这套装置,虽然逃不过物理定律和光速的约束,但至少我们可以保证宇航员能清楚听到经过4.37光年传输的声音。更值得期待的是,如果外星人文明已经掌握了这种通讯方式,那么我很有可能通过这套装置,接入或者截取他们之间的通讯信号。


来源: gizmodo

The End

发布于2010-12-22, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Yan

电气工程硕士生

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