旅行者探測(cè)器的機(jī)身攜帶了一張金色唱片:
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金色唱片里面記載著有關(guān)人類文明的信息。
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科學(xué)家呢,希望有朝一日旅行者探測(cè)器若是被外星文明捕獲,他們借此可以了解到地球、了解到地球人類的文明。
而為了讓外星文明方便找到地球,他們用了15條線條來(lái)表示地球在銀河系中的位置。
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這15條線條代表著什么?它們?cè)趺磥?lái)定位地球的位置?
線條二進(jìn)制
這15條線條其中一條是指向銀河系的中心,其它14條則代表著14顆脈沖星的方位。
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脈沖星最具代表的屬性就是它的脈動(dòng)周期。
每顆脈沖星都有自己獨(dú)特的周期,所以這就像它們的身份標(biāo)識(shí),我們可以根據(jù)這個(gè)屬性來(lái)識(shí)別它們。
我們可以,那么外星文明應(yīng)該也可以根據(jù)脈動(dòng)周期來(lái)識(shí)別脈沖星。
所以天文學(xué)家為了讓外星生命知道是哪14顆脈沖星,他們用二進(jìn)制在線條的末端標(biāo)記了脈沖星的周期。
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但這個(gè)標(biāo)記也有一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題:外星文明的計(jì)時(shí)或者計(jì)量單位和我們一樣嗎?他們的1是我們所說(shuō)的1嗎?
溝通統(tǒng)一
為了解決這個(gè)統(tǒng)一的問(wèn)題,天文學(xué)家做了這個(gè)標(biāo)識(shí):
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這是氫原子電子的躍遷圖。
電子每次躍遷會(huì)釋放一個(gè)波長(zhǎng)為21厘米頻率1420MHZ的光子,其頻率對(duì)應(yīng)的周期為0.7納秒。
作為一個(gè)發(fā)展出科技的文明,他們也一定會(huì)知曉氫原子的這個(gè)信息。
所以這就是兩個(gè)文明溝通的橋梁。
明白了這個(gè)意圖,他們利用二進(jìn)制得到的數(shù)(十進(jìn)制)乘以0.7納秒,便是我們地球文明標(biāo)注的脈動(dòng)周期。
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測(cè)量距離
識(shí)別到是哪些脈沖星之后,接下來(lái)就是脈沖星和地球的距離了。
這就是第15條線條--地球到銀河系中心那條線的作用。
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外星文明只要測(cè)量出14條線條的長(zhǎng)度與到中心線條的比列關(guān)系,便能得到14顆脈沖星相對(duì)于地球的距離。
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而準(zhǔn)確定位還需要一個(gè)坐標(biāo),所以我們可以看到線條的末端還有一個(gè)小的刻度:
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這是脈沖星相對(duì)于銀道面的距離,刻度線越靠近線尾,表示距離銀道面越近。
這樣的標(biāo)記會(huì)讓外星文明更精確的識(shí)別出脈沖星的方位。
不過(guò)呢,在旅行者發(fā)射的那個(gè)時(shí)候,確定脈沖星的實(shí)際距離還不是很成熟。
所以我們可以看到有一些具有缺口的線條:
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這就代表著我們對(duì)這顆脈沖星的距離不確定。
這個(gè)就看外星文明能明白這些缺口的意思不,以至于在尋找時(shí)不要受到線條表示尺寸的影響。
在設(shè)計(jì)黃金唱片時(shí)呢,天文學(xué)家還有一個(gè)小心思,他們?cè)谄浔砻嫱苛顺兊拟櫾亍?/p>
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這個(gè)操作可以讓外星文明利用鈾的衰變期推算旅行者發(fā)射時(shí)的年份,從而確定旅行者發(fā)射時(shí),那些脈沖星當(dāng)時(shí)的周期、指向以及方位了。
這樣即便脈沖星以后有變化了,也可以用來(lái)定位。
總之呢,設(shè)計(jì)花了很多的心思,生怕外星文明找不到啊....
脈沖星
那么最后我們?cè)賮?lái)了解下脈沖星。
脈沖星是一種具有強(qiáng)磁場(chǎng)快速旋轉(zhuǎn)的中子星。
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中子星這個(gè)大家應(yīng)該都知道,它是大質(zhì)量恒星死亡發(fā)生超新星爆發(fā)之后,所留下的一個(gè)致密的內(nèi)核。
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這個(gè)內(nèi)核的直徑大約是10至20公里,很小哈,但它的質(zhì)量卻有2倍到3倍太陽(yáng)質(zhì)量。
什么概念呢。
這個(gè)體積和質(zhì)量預(yù)示著,它的密度出奇的高,可達(dá)每立方厘米數(shù)億噸,這是目前發(fā)現(xiàn)僅次于黑洞的致密天體。
這樣的狀態(tài)也讓它的表面重力變得異常的極端,重力甚至可超過(guò)地球表面的千億倍。
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相對(duì)論效應(yīng)在這里也會(huì)表現(xiàn)的很明顯,比如光線偏折效應(yīng),在這個(gè)效應(yīng)下會(huì)有一個(gè)奇特的現(xiàn)象,就是我們從正面看中子星,會(huì)看到它背后一部分的表面,很奇怪哈。
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還有時(shí)間時(shí)間膨脹效應(yīng)了,它表面的時(shí)間流速會(huì)因強(qiáng)大的引力變的比地球慢。
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這就是中子星。
那脈沖星呢,便是高度磁化后的旋轉(zhuǎn)中子星。
中子星具有強(qiáng)磁場(chǎng)后,有一部分粒子會(huì)從磁軸的兩極噴出,形成噴射的電磁束。
而磁軸并不一定和自轉(zhuǎn)軸對(duì)齊。
這樣就會(huì)出現(xiàn)一種情況,當(dāng)中子星高速自轉(zhuǎn)時(shí),磁軸會(huì)左右的搖擺。
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搖擺,它就會(huì)掃射一部分天區(qū),那么當(dāng)它掃射到地球所在的方位時(shí)。
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我們就會(huì)觀測(cè)到這樣一閃一閃像脈沖的信號(hào)。
這便是我們所說(shuō)的脈沖星。
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