“外星消息”Wow!信号被破译？！（文字版）

Linvo说宇宙

2024-10-14 18:10发布于天津科普领域创作者

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1977年8月15日，美国俄亥俄州一台名为“大耳朵”的射电望远镜捕捉到了一串奇怪的信号。和平时的背景噪声相比，该信号的信号强度异常的高，最强时比平时高了30倍，并且持续时间长达72秒。杰里·R·埃曼是最先注意到该信号的科学家，他在惊叹之余立马把该信号在纸带上圈了出来，并在旁边写下了“Wow!”，从此该信号便有了个响亮的名字——“Wow!”信号。

重要的地方在于，该信号所在的频段非常特殊，属于1420 MHz氢线附近的窄带射频。该信号频率在国际保护的1400 - 1427 MHz 频段内，是专门为中性氢（HI）这类天文观测而保留的，理论上禁止所有的地面发射。而且该信号的信号源以恒星速度自东向西移动，据此也排除了来自人造卫星的可能性。

有科学家推断，任何具有无线电通信能力的地外文明，如果想要与其他文明进行通讯，该频段是最有可能被选择的频段。因为它是物理学中最常见的“21厘米氢线”所在的频段，而氢是宇宙中最常见的元素，该频段也是最容易被智慧文明掌握的频段。

另外，“大耳朵”射电望远镜主要依靠地球自转扫描天空，每次的观测窗口为72秒。如果有连续的外星信号出现，那么收到的信号应该会记满72秒。并且这种信号的强度会在前36秒逐渐增加，随着观测窗口接近中心到达峰值，然后后36秒又逐渐减弱。而以上所有的这些特征“Wow!”信号全都符合。

除此之外天文学家还发现，该信号的来源方向指向了人马座南部的一个球状星团——M55。球状星团通常形成于宇宙早期，作为恒星的“养老院”，它里面多是些非常古老的恒星。在这样的环境中如果存在文明的话，相信它们可能已经进化了很久很久，目前已经进入高等文明还真不是没有可能。也难怪埃曼坚定的认为：“Wow!”信号是人类收到的第一条地外文明信息。

然而这条“信息”到底说了什么，科学家们百思不得其解。而且在那之后，无论用哪台射电望远镜，也不管进行多少次尝试，科学家们始终没有再收到类似信号。所以，关于该信号的真相一直众说纷纭。

如今距离收到该信号已经过去了将近半个世纪，但是依然有不少科学家在尝试破译它。前不久，来自波多黎各大学阿雷西博分校行星宜居性实验室（PHL）的科学家们对该信号给出了一个迄今为止最为靠谱的解释。

提到“阿雷西博（Arecibo）”，相信不少人都早有耳闻。它是一台类似中国“天眼”（FAST）那样的大型单孔径射电望远镜。虽然它已于2020年彻底报废，但作为上世纪60年代就建成的大型射电望远镜，它对射电天文学的发展，尤其是在外星文明的探索方面功不可没。

相比发现“Wow!”信号的“大耳朵”，阿雷西博有着类似的观测数据。但无论在分辨率还是灵敏度等方面，阿雷西博的数据质量比前者要好得多。因此，研究人员对阿雷西博退役前最后3年的数据进行了专门的分析，尤其是一项名为“阿雷西博Wow!（Arecibo Wow!）”的项目数据。该项目的观测频段专门设置在了之前发现“Wow!”信号的21厘米氢线附近，观测目标主要是一些周围存在行星的红矮星。

为什么主要是红矮星呢？前面有提到，一颗星球要想演化出生命，并且上面的生命还要进化出能够掌握无线电通讯的智慧文明，这通常需要相当长的时间，至少要以“亿年”为单位。而大质量恒星的寿命都非常短，通常只有几千万甚至几百万年。反观红矮星，由于聚变缓慢，它们可是各个“寿与天齐”，理论上存在个千亿乃至万亿年都不是问题。所以，先不管它附近行星上的环境怎么样，至少人家有着相当充足的演化时间。

另外，相比大质量和太阳这种中等质量的恒星，小质量的红矮星有着更庞大的数量，银河系中绝大部分恒星都是红矮星。因此，选择红矮星为目标，能发现地外文明的可能性概率上来说会更大一些。

随后，研究人员重点分析了2020年2月到5月的数据。然后他们发现，这些数据中还真存在类似的信号，只是强度不如当年的“Wow!”信号。

另外，之前的信号只是来自人马座方向，但阿雷西博数据中的这些信号来自多个方向。比如他们在蒂加登星（Teegarden's Star）附近就发现了四个类似信号。

说到蒂加登星，可能有不少人还记得。之前“俗说星球”系列里说过，它是一颗距离我们只有12光年的红矮星，旁边的那颗行星——“蒂加登星b”曾被认为是“最像地球的系外行星”，相似指数（ESI）达到了95%。这就不得不让人遐想了。

然而经过仔细分析后，研究人员给出的结论让人大失所望：这些信号和外星文明没有关系，而是和星际空间中的冷云有关。这些冷云是一种主要由氢原子组成星际介质，也叫中性氢云。这些氢云在受到辐射激发后会突然变亮，先前收到的窄带信号应该就是来自这些受激发的中性氢云。

虽然找到了信号的来源是这些氢云，但是是什么东西激发了这些氢云还不清楚。目前只知道，这些辐射源应该来自比氢云更加遥远的深空，并且是具有偶发性的瞬态现象。

至于这种信号为什么比较罕见，除了辐射源本身就是偶发的瞬态现象外，产生这种信号还需要满足一定的空间位置条件：就是辐射源、氢云、地球这三者需要依次排列在一条直线上。另外，大部分射电望远镜由于受到灵敏度限制，很多类似信号因为强度不够都被忽略掉了。

总之，“Wow!”信号并非来自某个地外文明，它大概率只是宇宙中的一种自然现象。瞬态的高能辐射、严格的角度限制，再加上设备的精度要求，以上这些因素共同作用，才使得类似的信号极为罕见。该解释可以认为是截止目前对“Wow!”信号最合理的一种解释。

等一下

虽然信号来自氢云，但是是什么东西发出的辐射激发了氢云我们仍然不得而知。那有没有一种可能，就像《三体》中用太阳来放大信号，宇宙中的某种文明会用氢云来星际通讯呢？

虽然直接用高能辐射本身来传递信息可能效率更高，但是这种方式也存在一些弊端，比如它更适合有着明确目标的定向传输。然而如果能将氢云照亮，这就能使它在较大空间范围内引起注意，从而实现类似星际广播的效果。而且氢云在宇宙中分布广泛，它所在的频段相比高能辐射，理论上也更容易被智慧文明识别。

虽然激发氢云需要的能量远超人类现有的能力，但当一个高等文明希望在宇宙中搜寻其他智慧文明时，或许激发氢云会是一个不错的理想方式呢。

[1] Abel Méndez, Kevin Ortiz Ceballos, Jorge I. Zuluaga. Arecibo Wow! I: An Astrophysical Explanation for the Wow! Signal. arXiv preprint arXiv:2408.08513 (2024)

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