為了讓外星人瞭解地球信息,他們拼命想出了這些“亂碼”_風聞
返朴-返朴官方账号-关注返朴(ID:fanpu2019),阅读更多!2022-05-20 10:36
近日,美國國會就不明飛行物(UFO)現象舉行了公開聽證會,這是53年來首次。美國國防部稱這類現象是不明空中現象(UAP),消息發公佈,網友難免將其與外星人聯繫起來。事實上,大多數現象都可以被合理解釋,而剩下的部分則給了人們想象的空間。我們總會發出疑問:人類是浩瀚宇宙中唯一的智慧生命嗎?進入20世紀後,人類嘗試向宇宙發出信息尋找地外文明,其中最著名的是阿雷西博信息,天文學家將地球的基本信息編成“二維碼”廣播到宇宙中。最近又有天文學家提出了升級版本——銀河信標。不過,是否應主動聯繫外星人仍是個有爭議的問題。
撰文 | 瞿立建
茫茫太空總讓人忍不住思考一個深奧的問題:我們地球人是孤獨的嗎?點點星光處,是其他智慧文明之所嗎?
隨着科學的發展,人類不止於幻想和遐思,從1900年代初開始試圖接收可能的外星文明信號。這還是顯得被動,為什麼不主動給外星文明發信息?
1958年,美國開始實施先驅者計劃(Pioneer program),發射一系列行星探測航天器。其中在1972年和1973年相繼發射的先驅者10號和11號最初的目標是探索外太陽系,它們分別成為首個飛過木星和靠近土星的探測器,最終它們將飛出太陽系。美國人在先驅者10號和11號裝上了一塊鍍金鋁板(Pioneer plaque),上面刻着有關地球人的一些信息,如果探測器被外星文明捕獲,外星人可以通過這塊鋁板快速瞭解地球人。鋁板上刻畫的符號請見下圖。
圖1 先驅者鍍金鋁板
是不是除了裸體男女,別的都不知所云?
除了含義模糊之外,這個鋁板能不能被外星人收到,誰也沒把握。這個鍍金鋁板就像漂流瓶,儘管以5萬公里的時速離開了太陽系,但相對浩瀚的太空,仍不值一提。
有沒有更高效的向外星人發送信號的方式?
有,發送無線電信號,這也是傳播速度最快的信號形式。
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阿雷西博信息
1963年,美國波多黎各阿雷西博射電望遠鏡建成,口徑為305米,落成後即成為世界上最大的單孔徑望遠鏡,該紀錄一直保持到2016年7月,被中國的500米口徑球面射電望遠鏡FAST“中國天眼”所打破。
圖2 阿雷西博射電望遠鏡與中國天眼口徑對比
阿雷西博射電望遠鏡有一點特殊之處,它裝備有3台雷達發射機,用途是向天體發射無線電信號,分析反射回來的信號。
美國天文學家弗蘭克·德雷克(Fank Drake)曾提出用阿雷西博望遠鏡的雷達向太空發射無線電信號,讓外星人的天文學家捕獲,破解其中的信息,瞭解到地球人的存在。
圖3 弗蘭克·德雷克(Frank Drake,1930年5月28日-),美國天文學家,積極推動搜尋地外文明計劃(SETI)。圖中黑板上為以他名字命名的德雷克方程,用於推測銀河系內可以和我們接觸的外星智慧文明數量。
發送什麼內容呢?
應該發送地球人和外星人都能懂的內容。
這樣的內容有嗎?
有,科學。
科學適用於全宇宙,外星人如果能發明射電望遠鏡,一定懂科學。
德雷克在一些人的幫助下,很快設計出了內容,於1974年11月16日,向武仙座球狀星團M13發射了一段無線電信號,持續時長169秒,功率450千瓦,信號波長126毫米。
如果M13裏真的有外星智慧文明,我們多久能收到回信?
很快,也就5萬年吧,因為M13距離地球2.5萬光年。
在我們靜靜等待外星人的回覆的時候,不妨欣賞一下,美國天文學家發送了什麼信息。
這段信號轉化成音頻,請你點擊,聽一聽。
Arecibo_message音頻:00:0002:47
對聲音比較敏感的讀者也許能聽出,這段音頻有兩個音高。我們可以把音高系列記錄下來,高音記為0,低音記為1,我們將得到:
000000101010100000000000010100000101000000010010001000100010010110010……
共1679個0或1,就是1679比特的信息量。
德雷克希望外星人將這個字符串排列成矩形。將1679做質因子分解,1679=23X73,因此,1679個0或1排列成矩形,只有兩種排列方式,23行73列,或73行23列。不過,如果按前者排列,得到的圖案是白噪聲;如果按後一種方式排列,一個有意義的像素位圖便會浮現出來。
那我們看看信息的內容是什麼。
為了便於觀察,我們做成彩色的。
圖4 阿雷西博信息,顏色是用作分類,信息本身沒有任何顏色。
先看第一部分,即下圖中的白色方塊,你能看出表示什麼嗎?
圖5 阿雷西博信息第一部分
這是用二進制表示的數字1-10。下面解釋一下。
第四行白點是定位符,標記二進制數字的起始點。定位符上面三行,從下往上依次為二進制數的三位:20、21、22;然後跳到下一列,從下往上依次為23、24、25。下圖標出二進制與十進制數字的對應:
圖6 阿雷西博信息中二進制數字表示的1-10這10個數字
下一部分,下圖中紫色方塊部分。
圖7 阿雷西博信息第二部分
同樣,最下一行是佔位符。容易看出,這是5個二進制數,即1、6、7、8、15,這五個數代表DNA所包含的5種化學元素的原子序數,由左至右分別為氫(1)、碳(6)、氮(7)、氧(8)和磷(15)。
再下一部分是12組綠色方塊,有了前面的經驗,我們可以很快寫出每組方塊所表示的數字,見下圖。
圖8 阿雷西博信息第三部分
這些數字是什麼意思?
12組綠色方塊代表12個分子,對應的5位數字代表分子的組成,即上一段信息中氫、碳、氮、氧和磷五種原子的個數。把分子式寫出來,它們是DNA的組成部分:1、3行是脱氧核糖和四種鹼基;2、4行是磷酸鹽。總結如下:
再下一部分,如下圖:
圖9 阿雷西博信息第四部分
藍色代表的是DNA雙螺旋結構。
中間的白色方塊是二進制數,11111111 11110111 11111011 01011110(二進制)=4,294,441,822(十進制),這個巨大的數字什麼意思?
它表示人類基因組中鹼基的數目。不過,這是1974年的科學認識,現在的科學結果約為30.55億。
再下一部分,圖案如下圖:
圖10 阿雷西博信息第五部分
紅色部分是地球人的形象。左側水平方向四個白點代表二進制數字1110(十進制為14)。這裏橫着寫是暗示,要用14乘以信號的波長126mm,14 × 126mm = 1,764mm,代表當時美國男人的平均身高。
右邊的白色圖案為二進制數字,從右下起,000011 111111 110111 111011 111111 110110= 4,292,853,750(十進制),左上角的白點表示最低有效位。這一數字代表1974年地球上的人口總數。
繼續往下,即黃色方塊部分。
圖11 阿雷西博信息第六部分
這部分展示的是太陽系,最左邊最大的圖案代表太陽,右邊依次是九大行星(在1974年,冥王星還被歸為行星);其中第三位的地球被升高了一格,代表該信息是從地球發出,同時靠近人類形態圖案,表示人類生存於地球上。
終於到了最後一部分。
圖12 阿雷西博信息第七部分
紫色圖案圓弧部分代表發送此信息的阿雷西博望遠鏡,M形部分為信號反射示意圖。水平白色方塊為二進制數字,100101 111110= 2,430(十進制),2430 × 126mm =306,180mm,表示望遠鏡的口鏡。
阿雷西博信息釋義完畢,大傢什麼感覺,是恍然大悟還是更加迷糊?
如果你感覺參不透,不用難為情。當年它被設計出來,徵詢意見的時候,連多位諾貝爾獎得主都看不懂。我們地球人裏最聰明的頭腦都猜不透的關於自己的信息,外星人得聰明成什麼樣才能破解得出?
1999年和2003年,天文學家利用葉夫帕托里亞RT-70射電望遠鏡向太陽系多個鄰近恆星發射了無線電信息,稱之為宇宙來電(Cosmic Call)。
宇宙來電也是用二進制編碼的,與阿雷西博信息一脈相承。它的信息內容比阿雷西博信息更豐富:有數學、物理學、天文學、地理學、生物化學、人體形態、等各領域的知識,併力求做到內容自洽,便於外星人解讀;最後還給外星人出了幾道題,等待外星人發來答案。內容太多了,這裏就不一一解讀了,感興趣的讀者,可以參考文後鏈接[1]。
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銀河信標
目前為止,地球人已經向外星人發送了12次信息。
最近,來自美國、英國、荷蘭、中國(來自北京師範大學和武漢大學)的科學家,推出了升級版外星信息編碼——銀河信標(Beacon in the Galaxy,BITG)。銀河信標詳細內容於3月25日發表在學術期刊Galaxies上[2]。
圖13 銀河信標項目領導者、加州理工學院蔣紅濤教授回國做學術交流
銀河信標呈現信息的方式和阿雷西博信息一樣,是二進制位圖,內容也是侷限於自然科學。
銀河信標共有十三部分內容,見下圖:
圖14 銀河信標全部內容
數學
第一部分內容是向外星人介紹地球人的數學。
我們地球人通常使用十進制數字,但不能指望外星人也使用十進制數字,但可以大膽推定外星人懂二進制數字。銀河信標中按如下方式,用二進制計數法表示出我們地球人使用的十進制計數法。
圖15 銀河信標第一部分內容,數字
上圖中第一部分,是用三種方式表示數字。
阿拉伯數字0-9在銀河信標裏表示方法如下:
圖17 銀河信標裏表示十進制數字0-9
圖中還給出了兩位十進制數字的表示方法,比如數字14,表示方法如下:
圖18 數字14,省略了二進制表示方法,以節省空間。
熟悉了十進制數字的寫法,圖14下半部分的質數,也就比較容易看懂了。最下面一行是目前已知最大質數,要用到銀河信標第二部分內容——一些基本的數學運算符號。