宇宙就是一座黑暗森林,每个文明都是带枪的猎人,像幽灵般潜行于林间,轻轻拨开挡路的树枝,竭力不让脚步发出一点儿声音,连呼吸都必须小心翼翼:他必须小心,因为林中到处都有与他一样潜行的猎人,如果他发现了别的生命,能做的只有一件事:开枪消灭之。在这片森林中,他人就是地狱,就是永恒的威胁,任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭,这就是宇宙文明的图景,这就是对费米悖论的一种解释。
以上才来材料来自百度,简单来说,就是一个星球不能暴露自己的位置,不然就会给自己的文明带来灭顶之灾。那么如果一个外星人想要知道我们地球的位置,他有哪些方法呢?
首先我们要知道的是,对于像地球这样的行星,本身是不发光的,没有办法通过直接测量的方法去找到,这里主要介绍两种方法:径向速度法和凌日法。
多普勒效应是一种普遍的现象,在很多领域都存在,比如我记得高中课本上就有介绍多普勒效应的例子:
这个问题在光学上也是存在的,原理是相似的,只是光是横波,而声波是纵波。如下图,我们考虑一个发光点,会向周围发出光。
是的,对着运动的方向,会发现波长变短了,这就叫蓝移动,而背着运动的方向,波长是变长的,这就叫红移。为什么这么叫,因为蓝光波长短,而红光波长长。
等等!!刚刚不是说探测卫星的吗,而卫星是不发光的啊,这介绍的多普勒效应可是讲的发光的情况啊。别急,接下来再说一下双星系统。
之前很火的引力波也是通过一个双星系统的探测的。事实上,我们可以把地球和太阳看作是一个双星系统。可能有人会有疑问,不是地球绕着太阳旋转的吗?事实上并不是,它们是绕着它们的质心旋转的,而太阳的质量要比地球质量大很多。
那么可以说:由于地球的存在引起了太阳的转动,而转动会在径向上产生一个速度。再结合之前说说的多普勒效应,转动带来的结果就是,在远处的一个观察者会周期性地发现太阳的光谱出现红移和蓝移的现象,通过计算移动量,就可以找到地球的位置。
幸运的是,由于地球质量太小,它的存在所带来的的太阳光谱的多普勒现象是非常微弱的,所以外星人想通过这样的方法找到我们几乎是不可能的。
今年(2019)年的诺贝尔物理学奖颁给了天体物理学的研究者,他们正是因为通过径向速度法找到了飞马座51b星球,这颗星球使得他的恒星飞马座51产生周期性地红移和蓝移,这个周期为4天。由于发现了这颗星球,使得他们改善了宇宙模型。
凌日法是另一种主要的方法,其原理非常简单。日食的现象大家都知道,那是月球运动到太阳和地球之间,挡住了太阳的光。可以想象,当地球围绕太阳旋转的时候,总会有地球挡住太阳,从而使得光变弱的情况,就像下面这张图。
2009年,美国宇航局(NASA)将开普勒天文望远镜送上太空,就是用凌日法寻找行星。但是去年其燃料耗尽已经正式退役,而新的“苔丝”望远镜将继续为我们探索宇宙。
最后我想说一下脉冲星,脉冲星是高速自转的中子星,能够周期性地发射出x射线,且具有非常稳定的周期,被誉为自然界最精准的天文时钟。
正是因为它的这一特点,能够为深空探索提供自主导航服务,我有幸参与过脉冲星导航的项目,深深地感觉到它的神奇与潜力。
相信随着越来越多的卫星被发现,而通过脉冲星的导航,未来我们将能够前往前往位置的星球进行实地考察。也许,不是外星人发现了我们,而是我们友好地结识了外星人。

