天文学家正在对天空进行观测,以搜索可能存在于宇宙中某些地方的文明世界发来的无线电信号。
当斯克普 · 施瓦尔茨(Skip Schwartz)在办公室收集他的信息时,他总希望能有这样的发现:“被呼唤的VB8B星座将以1420兆赫的频率,每隔30秒钟发回一次信号。”
施瓦尔茨是设在马萨诸塞州,哈佛大学的橡树岭天文台的野外观测站的负责人,该天文台归史密斯索尼安天文物理观测台领导。自1984年起,设在橡树岭的一台直径为84呎的射电望远镜一直对天空进行观测,以探索来自银河系中的智慧生命的信息。
“我们每天都检查计算机的打印输出,以寻找自天空中的某一固定点接收到的信号强度的明显增长,”施瓦尔茨解释说:“这种信号强度的明显增长可能正表明来自外星的信息源的一种‘呼号’。我们已经接收到一些非常强的信号,但它们都从未重复过。这就像你—回家就听到电话铃响,可是当你拿起听筒时对方却把电话挂了一样令人沮丧。”
这项观测工作是由哈佛大学物理学教授保罗 · 霍若维兹进行的。他设计并建造了一套能够同时处理8百万个以上的射电频道数据的计算机系统。
“生命在地球上已经存在了40亿年,而高度文明的社会却只有几千年的历史”。霍若维兹说:“只有在近卅年中,人类在技术上才有可能去探索存在于其他星球上的智慧生命。因此,我感到现在我们有责任去进行这项工作。”
被称为SETI的外星信息研究计划,是由设在西弗吉尼亚州绿岸(Green. Bank)的国家射电天文观测台的弗兰克 · 德雷克于1960年4月11日正式开始实行的。针对以弗兰克 · 巴乌姆所写的关于一个神话般世界的Oz丛书而命名的“阿兹玛计划”(Ozma Project),德雷克将观测台的一台新的8.8呎直径的射电望远集中观测两颗距地球100光年的星球。“射电天文学在50年代末期才真正成为一门科学”,现在加利福尼亚大学(圣克鲁兹)任天文学教授的德雷克说:“在此以前,射电望远镜的直径只有25至30呎。伴随着更多的高灵敏度的射电接收器,的发明,使我们骤然间拥有了能够探测来自最近的星球的信号的能力。”人们的想法是,如果那些星球具有绕其作轨道运行的行星,那么就有可能由这些行星上用无线电播发出有关发达的文明的信息。
自1960年起,已开展了大约60项大型的SETI计划,其中许多是在苏联进行的。大都采用了与阿兹玛计划关于外星生命同样的概念:
▲就像我们的情况一样,生命很有可能产生在太阳系,因此,探索工作的目标应放在与我们的太阳系类似的太阳型星球上。
▲射电望远镜能够最好“听到”的频率范围在1,000到10,000兆赫之间,这时的本底噪声最低。因此,想同外界建立联系的有人类居住的外星可能会选择这一被称作“微波窗口”的波段进行无线电发布。
▲如果我们想同其他星球建立联系,几乎可以肯定地说,会通过电磁波,譬如无线电波,它以光速进行传播。
新的发现和技术进展
在近五年中,由于对宇宙的几项新发现,使对外星生命的探索工作获得了新的推动力。射电天文学家已经发现许多被生物学家认为是生命的“构成单元”的复杂有机分子,它们甚至存在于星际空间的深处。
在1983年,红外天文卫星收集到了来自外层空间的数据,这样就可以假定行星系在银河系中的存在是情理之中的事情,在1987年,加拿大天文学家报道了有关两颗大行星的证据,一颗绕距太阳约48光年的γ塞菲普赫星(Gamma Cephei)运行,另一颗绕阿兹玛计划观测的目标星之一的ε埃瑞达尼星(Epsilon Eridani)运行,该星位于约11光年以外。
SETI也正得助于技术上的惊人进步。除了更大的和更灵敏的望远镜而外,计算机已有足够的能力收集、比较、分析和存贮每秒钟数百万个信号,使天文学家能研究比过去任何时候都要多得多的频道。按照霍若维兹的说法,要想接收到与现代设备在1分钟内可以接收到的同样多的数据,阿兹玛计划本来需要工作100,000年。
“计算机在免除令人厌烦的劳动方面是非常擅长的,”设在史密斯索尼安研究所的国家航空和航天博物馆馆长保罗 · 塞汝茨说:“它们能够搜索多得令人难于置信的重复数据,而对一个人来说,要想着手对这些数据加以处理,简直是不可能的。但棘手的问题是,你如何对计算机进行编程,以搜索信息。”
发起一项包罗万象的计划
到1992年,国家航空和航天管理局将计划发起一项包罗万象的SETI计划,它包括比以往的探索计划多成千倍的频率范围。国家航空和航天管理局生命科学部的林恩 · 格里菲里说:“一部分是对整个天空进行观测,它将采用直径为112呎的天线在一很宽的频率范围内对整个天体进行搜索,这些天线是国家航空和航天管理局的外层空间网络的组成部分。”“我们还将瞄准距地球80光年范围内的1,000个太阳 - 型星球进行观测。为了达到很高的灵敏度,本项探索计划将采用一些能够得到的最大的射电望远镜,包括设在波多黎各的阿瑞西波(Arecibo)的1,000呎直径的天线和外层空间网络的210呎直径的天线。”
国家航空和航天管理局目前执行着两项SETI计划:一项是设在加利福尼亚州的莫菲特野外区(Moffett Field)的阿麦斯研究中心进行的有目标的探索,另一项是在巴萨德纳(Pasadena)的加利福尼亚工艺研究所的喷气推进实验室进行的全天空观测。国家航空和航天管理局为了检验它用于这种观测的仪器,将它的直径为26呎的射电望远镜的注意力集中到先锋10号航天飞机上,目前这种飞机飞离地球约32亿哩以外(目前先锋10号正远离太阳系飞去,给其他有人类居住的星球带去了有关地球及其居民的信息)。虽然先锋号只能发出一瓦的功率(约为一个小的圣诞树灯泡的功率的一半),但这架航天飞机仍能够一直被跟踪。国家航空和航天管理局下一步的计划,将拥有灵敏度为现有仪器的150倍的仪器。
探测来自外层空间的信号
目前,已有可能探测出与由远离地球约1,000光年处发射来的无线电信号相同的信号强度。如果我们能够侦听到来自那样遥远的某一有人类居住的星球上发射来的信号,我们就可以窥看到那个星球上人类活动的远古历史,因为这些信号要经过1,000年方能达到地球。
由于同样的原因,地球发射无线电信号已有大约100年的历史,而发射电视信号也有30年,因此,地球这一行星已被一个无线电波球面所包围,它向100光年远处的天空发射,如果这些信号达到其他有人类居住的星球,他们就有可能同我们生活在地球上的人类发生联系。
并非所有的科学家都一致同意这样一种看法,即认为在宇宙中的某些地方有生命存在。霍若维兹说:“我认识一位进化论的生物学家,他能够很好地解释为什么在外星上没有生命存在,并能说明这种存在本身几乎是不可能的。”
今天反复被人们提到的一种有名的反对意见,是一位核物理学家恩瑞柯 · 弗米在1950年提出的。“到底在哪些地方有人类居住?”他指出:“还从来没有发生过外星人同生活在地球上的人类进行联系的事情。”于是,他推理说:“要末在宇宙中只有我们存在,要么可能是任何先进得足以同其他星球建立联系的智慧生命注定要自我毁灭。”
“我不能想出更好的理由去尽可能地加强,尽可能快地对这一问题进行探索。”霍若维兹回答说。
假定有外星人存在,而且他们又希望同生活在地球上的人类取得联系,那么,这样的事情要到什么时候才会发生呢?
“我们的探索工作才进行了27年,”德雷克指出:“这对于具有50亿年历史的行星和150亿年历史的宇宙来说,只不过是眨眼一瞬间。”他说:“五千年也许是一种合理的估计,但我还是希望它能在本世纪之交发生。”
时间也许是至关重要的。很多天文学家担心射电频率的“微波窗口”会被来自进入地球轨道的迅速增多的人造卫星的信号所填满。很微弱的或来自遥远地方的信号可能会被这样的空间噪声所淹没,或者可能根本就不可能到达设在地球上的望远镜。
“寻找到生活在宇宙中的其他地方的智慧生命,无疑将会是世界历史中的最重要发现,”霍若维兹说:“我希望它能很快实现,而且希望我能成为首先发现外星人的人。”
[The Futurist,1988年5/6月]