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外星天文學(xué)家對(duì)我們的銀河系部分進(jìn)行粗略的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)這樣的信號(hào) - 特別是如果那些天文學(xué)家住在附近的系統(tǒng)中，例如最近的地球恒星Proxima Centauri，或者星際的TRAPPIST-1距離大約40光年遠(yuǎn)的地方有七個(gè)系外行星，其中三個(gè)可能適合居住。研究發(fā)現(xiàn)，如果從這些附近系統(tǒng)中的任何一個(gè)發(fā)現(xiàn)信號(hào)，可以使用相同的兆瓦激光器以類似摩爾斯電碼的脈沖形式發(fā)送短消息。“如果我們成功地結(jié)束握手并開始溝通，我們就可以以大約幾百比特每秒的數(shù)據(jù)速率閃爍一條消息，這將在短短幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)，”研究生克拉克說。在麻省理工學(xué)院的航空航天系和該研究的作者。

 

這種吸引外星的燈塔的概念可能看起來很牽強(qiáng)，但克拉克說，這一壯舉可以通過現(xiàn)有技術(shù)的組合來實(shí)現(xiàn)，并且可以在短期內(nèi)發(fā)展。“這將是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目，但不是一個(gè)不可能的項(xiàng)目，”克拉克說。“今天正在建造的激光和望遠(yuǎn)鏡的種類可以產(chǎn)生可探測(cè)的信號(hào)，因此天文學(xué)家可以看一眼我們的恒星并立即看到它的光譜有些不同尋常。我不知道太陽周圍的聰明生物會(huì)不會(huì)是他們的第一個(gè)猜測(cè)，但它肯定會(huì)引起進(jìn)一步的關(guān)注。“

 

站在陽光下

 

克拉克開始研究行星燈塔的可能性，作為16.343(航天器，飛機(jī)傳感器和儀表)的最終項(xiàng)目的一部分，該課程由克拉克的顧問，副教授Kerri Cahoy教授。

 

克拉克說：“我想看看我是否可以拍攝我們今天正在建造的各種望遠(yuǎn)鏡和激光，并從中取出可探測(cè)的燈塔。”他從一個(gè)簡(jiǎn)單的概念設(shè)計(jì)開始，包括一個(gè)大型紅外激光器和一個(gè)望遠(yuǎn)鏡，通過它可以進(jìn)一步聚焦激光的強(qiáng)度。他的目標(biāo)是產(chǎn)生一個(gè)紅外信號(hào)，該信號(hào)至少比太陽紅外發(fā)射的自然變化大10倍。他認(rèn)為，如此強(qiáng)烈的信號(hào)足以在任何“外星情報(bào)的粗略調(diào)查”中脫穎而出，抵御太陽自身的紅外信號(hào)。他分析了不同瓦數(shù)和大小的激光和望遠(yuǎn)鏡的組合，發(fā)現(xiàn)一個(gè)2兆瓦的激光器，通過一個(gè)30米的望遠(yuǎn)鏡，可以產(chǎn)生足夠強(qiáng)大的信號(hào)，以便天文學(xué)家可以輕易地探測(cè)到它的星球星球。繞著距我們最近的恒星運(yùn)行4光年遠(yuǎn)。同樣地，通過45米望遠(yuǎn)鏡引導(dǎo)的1兆瓦激光器將在距離大約40光年遠(yuǎn)的TRAPPIST-1行星系統(tǒng)內(nèi)的天文學(xué)家進(jìn)行的任何調(diào)查中產(chǎn)生清晰的信號(hào)。他估計(jì)，無論哪種設(shè)置都可以產(chǎn)生距離可達(dá)20,000光年的一般可檢測(cè)信號(hào)。

 

這兩種情況都需要激光和望遠(yuǎn)鏡技術(shù)，這些技術(shù)要么已經(jīng)開發(fā)出來，要么在實(shí)際可行范圍內(nèi)。例如，克拉克計(jì)算出1至2兆瓦所需的激光功率相當(dāng)于美國空軍的機(jī)載激光器，這是一種現(xiàn)已解散的兆瓦級(jí)激光器，旨在為了射擊彈道導(dǎo)彈而乘坐軍用噴氣式飛機(jī)天空他還發(fā)現(xiàn)，雖然30米望遠(yuǎn)鏡在今天地球上任何現(xiàn)有的天文臺(tái)都相形見絀，但計(jì)劃在不久的將來建造如此龐大的望遠(yuǎn)鏡，包括24米的巨型麥哲倫望遠(yuǎn)鏡和39米的歐洲極大望遠(yuǎn)鏡，這兩項(xiàng)目前都在智利正在建設(shè)中。克拉克設(shè)想，像這些大型天文臺(tái)一樣，應(yīng)在山頂建造激光信標(biāo)，以最大限度地減少激光在射入太空之前必須穿透的大氣量。

 

他承認(rèn)兆瓦級(jí)激光器會(huì)帶來一些安全問題。這樣的光束將產(chǎn)生每平方米約800瓦特功率的通量密度，其接近太陽的通量密度，其產(chǎn)生每平方米約1,300瓦特。雖然光束不可見，但如果他們直視它，它仍然會(huì)損害人們的視力。光束還可能會(huì)擾亂正在通過它的航天器上的任何攝像機(jī)。“如果你想在沒有人生活或軌道運(yùn)行的月球遠(yuǎn)處建造這個(gè)東西，那么這可能是一個(gè)更安全的地方，”克拉克說。“總的來說，這是一項(xiàng)可行性研究。無論這是否是一個(gè)好主意，這都是對(duì)未來工作的討論。”

 

接受ET的電話

 

在確定了行星信標(biāo)在技術(shù)上是可行的之后，克拉克隨后解決了這個(gè)問題，并研究了今天的成像技術(shù)是否能夠檢測(cè)到這樣的紅外信標(biāo)，如果它是由銀河系中其他地方的天文學(xué)家產(chǎn)生的話。他發(fā)現(xiàn)，雖然1米或更大的望遠(yuǎn)鏡能夠發(fā)現(xiàn)這樣的信標(biāo)，但它必須指向信號(hào)的確切方向才能看到它。克拉克說：“望遠(yuǎn)鏡調(diào)查實(shí)際上不太可能觀察到外星激光，除非我們將調(diào)查局限于最近的恒星。”他希望這項(xiàng)研究能夠鼓勵(lì)開發(fā)紅外成像技術(shù)，不僅可以發(fā)現(xiàn)外星天文學(xué)家可能產(chǎn)生的任何激光信標(biāo)，還可以識(shí)別可能是生命跡象的遙遠(yuǎn)星球大氣中的氣體。克拉克說：“根據(jù)目前的調(diào)查方法和工具，我們不太可能真的有幸拍攝信標(biāo)閃光，假設(shè)外星人存在并制造它們。”“然而，由于外行星的紅外光譜被研究表明生命可行性的氣體痕跡，并且隨著全天測(cè)量獲得更大的覆蓋率并變得更快，我們可以更加確定，如果ET正在打電話，我們將檢測(cè)它。“