贵州平塘的夜里,山谷像被扣进一口巨大的锅。500米口径的FAST反射面缓慢转动,接收机把天空的无线电噪声变成屏幕上起伏的曲线。值班员最怕的,不是曲线太吵,而是某一条窄得像针尖的峰突然出现,又在几秒后消失。它可能来自一颗脉冲星,也可能来自山下的微波炉。射电搜寻的日常,就是在这样的噪声里辨认“谁在说话”。
把宇宙调到一个频道
射电搜寻,简单说,是用大型天线接收宇宙中的射电波,再从频谱里寻找自然天体或可能的技术信号。它像你深夜调收音机:大多数频道是沙沙声,偶尔有一个清晰电台。区别是,宇宙电台不会报台名,信号还可能只响几十秒。
射电波是波长从毫米到米级的电磁波,能穿过可见光穿不过的尘埃。中性氢会在约1420兆赫发出谱线,射电望远镜因此能“看见”冷气体。FAST的口径是500米,接收面积约25万平方米,相当于30多个足球场;工作频率覆盖约70兆赫到3吉赫。口径越大,越能收集微弱信号。
技术信号长什么样
自然射电源通常覆盖一段宽频带,像整条街一起喧哗;技术信号可能窄得像单音,频带很窄,还会因地球运动产生稳定漂移。科学家把这类痕迹叫技术特征,目前仍属于理论预言和观测筛选对象,不是已经证实的外星广播。
1977年,美国“大耳朵”望远镜记录到一个持续约72秒的强信号,后来被称为Wow信号。它靠近1420兆赫氢线,强度标记为“6EQUJ5”。此后多次搜索没有再收到同样信号。它究竟是星际自然现象、地面干扰还是别的来源,目前尚无定论。2019年,团队在比邻星方向找到候选信号BLC1,一度引发关注;后续分析认为它更可能来自人类无线电干扰,未获确认。
最大的敌人是噪声
你也许以为难点是望远镜不够大。其实,手机、雷达、微波炉都在射电波段工作。为了听见极弱信号,FAST建在喀斯特洼地,周边划出无线电宁静区;观测时,工作人员要管住手机和电子设备。这像在演唱会现场找一根针落地,先得让观众别说话。
数据量同样惊人。射电搜寻要把天空切成无数频率通道,逐条比对。一次观测产生的数据常以TB计,自动算法先筛掉明显干扰,再用人工复核可疑候选。误报并不罕见:一个没关严的微波炉,就可能制造出很像天外信号的窄带峰。
沉默不是答案
射电搜寻并非只找外星文明。它也在研究脉冲星、快速射电暴和星际分子。快速射电暴已被观测证实存在,能在几毫秒释放惊人能量;它们是否与文明有关,没有证据。至于银河系里是否存在可交流文明,目前尚无定论。我们只监听了一小段频率、一小片天空、一小段时间。
回到平塘那间控制室。屏幕上那条针尖般的曲线,可能永远只是一次干扰;也可能在多年后,被另一台望远镜在同一方向再次记录。若它再次出现,你希望它是一条自然谱线,还是一句我们尚未学会解码的问候?
- 《接触》,卡尔·萨根著:一部围绕射电信号展开的科幻小说,科学细节扎实。
- 纪录片《宇宙:时空之旅》:用可视化方式讲述射电天文与生命探索。
- SETI Institute 官网(seti.org):查看射电搜寻项目与公开科普资料。