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用手机寻找最神秘的宇宙信号,这次你也可以有份儿

  
  遥远的宇宙,神秘的天体,看上去距离我们普通人非常遥远,总是需要巨型的望远镜,才能一窥它们的究竟。但是现在有一个机会,让每个人参与其中,去寻找让那些巨型设备无能为力的神秘信号。
  因此这种信号太神秘了,我们根本不知道它们来自何方,是如何形成,是一种天文现象,还是外星人发来的信号。
  上一次让普通人参与天体研究的机会,出现在1999年。
  当时伯克利空间科学实验室发布了一个SETI@home计划,SETI的意思是Search for ExtraTerrestrial Intelligence,也就是搜寻地外文明计划,每个人都可以通过运行一个免费程序,下载并分析从射电望远镜传来的数据,寻找其中是否有外星文明发来的信号。
  记得那时候我也下载了这个程序,每天就看它算啊算,也没见算出什么东西。
  这个项目后来就关闭了,到2005年关闭之前,它已经吸引了543万用户,这些用户的电脑累积工作了243万年,分析了大量数据,但还是没有发现外星文明的直接证据。
  当然即便是发现了,也是伯克利的功劳,我们只是贡献了一些计算资源而已。但是这次不同了,在手机上下载了程序之后,如果你发现了这个信号,就得说是你发现的,谁也抢不走你的功劳。
  这次要找的信号,被称为快速无线电爆(FRBs),这是人类目前为止接收到的来自宇宙深处最为神秘的信号。它们的持续时间通常只有毫秒级别,但却能在如此短的时间内爆发出太阳一天内释放的能量。
  原先科学家们认为快速无线电爆发可能来自于诸如超新星爆发或中子星坍塌成黑洞这类可以释放巨大能量的事件,但是2016年3月发布在《自然》杂志上的发现却认为,2015年5月和6月发现的信号,和2012年发现的信号惊人的一致,这让科学家们认为这些重复出现的快速无线电爆发可能来自其他的、更为稳定的源头。
  这也让那些认为快速无线电爆发来自外星文明的人为之振奋,难道这些重复出现的信号真是外星人在联系我们?
  SETI研究中心前主任吉尔·塔特甚至提出,这种现象可能是有智慧的外星物种在太空中接管一个星球的信号。“如果他们知道银河系哪些星球上有生命活动,他们就很有可能按顺序一个接一个的消除这些有生命迹象的星球。这可能就是快速无线电暴现象出现一次之后就再没有出现的原因。”
  自从在2007年被首次发现,快速无线电爆发就成为了最令人困惑的宇宙发现之一,它总是昙花一现,在毫秒级别内释放出巨大的能量后就消失殆尽。我们不知道下一次它来自何方,所以不管是多大的望远镜,也不知道要对准什么方向。
  由于样本数量太少,人类对快速无线电爆发的认识还非常有限。要更深入的研究这一神秘现象,就要有更多的实例。然后通过追踪这些信号的来源方向,确定是什么产生了这些神秘信号。
  科学家们估计宇宙中每年都会发生上千次的快速无线电爆,但是由于其太过随机而难以被捕捉。从2007年到如今过去了将近10年,也就发现了18个。
  第18个也是迄今为止我们捕捉到的最强的一次快速无线电爆发,被命名为FRB 150807。天文学家推测这个信号至少来自距离我们十亿光年外的宇宙深处。
  下一个就要靠我们了。
  这个方法是以色列特拉维夫大学的Maoz Dan和哈佛大学的Loeb Abraham联合提出的。典型的快速无线电爆的频率大约在1GHz附近,在强度上也是和现在普通手机、wifi、GPS类似的,可以利用全球范围内建立的低成本无线电接收设备阵列,去一起捕捉快速无线电爆,这样找到它们的可能性就要大的多。
  他们认为可以开发一款应用程序供全球志愿者下载,利用大家手机中的1GHz通道监听宇宙信号,然后把可能的候选者上传到专门的网站进行处理,对比所有人发来的信号,判断这一信号是否来自外太空,是否符合FRB的标准。
  他们同时提出,也可以利用手机上的100兆赫的调频广播接收器,寻找低频的FRB信号。
  如果不使用手机的话,也可以开发一个USB式的无线电接收器,价格大约10美元,志愿者可以买来插在自己的电脑上,帮助建立这一全球接收网络。
  当然这时候有人肯定会问,我们现在身边的无线电信号那么多,谁知道哪个是来自外太空的。
  这里就有一个小故事。
  很多年前,澳大利亚帕克斯天文台的科学家曾经收到了一种异常强烈的、神秘无线电信号。当然这种信号并不是FRB,因为他们后来一直会陆续侦测到该信号,但是询问同行后他们发现,地球上其他任何设备都从未接收到类似信号。
  在此后的十几年间,他们试图用各种研究和理论对这些神秘信号进行解释,并将这个时隐时现、与快速无线电暴非常相似的神秘信号称为“佩利顿(perytons)”。
  为了解释它的存在,科学家们提出了多种不同的理论,有人认为这是蒸发的黑洞发出的信号,也有人认为是中子星合并时发出的电磁脉冲,更有人坚信这是外星文明的通讯信号。
  帕克斯天文台的艾米莉-佩特罗夫和她的研究小组在发 表于arXiv网站的论文中指出:“在此之前,与色散类似的佩利顿信号的物理源头一直是个谜。我们发现与多个佩利顿信号有关的强烈带外辐射,频率在2.3 到2.5 GHz之间。”
  看到这个频率是不是有点眼熟,其实作为一个不需要申请的公共频率,很多家用电器都使用这一频率,从微波炉到wifi都是。但是科学家当时没往这里想。
  直到2015年,科学家们才解开了这个困扰了他们多年的佩利顿谜团——这个神秘信号的源头竟然是天文台的微波炉。当工作人员没等微波炉运转结束就直接打开门的时候,就会有微波释放出来,如果这时望远镜的天线正好朝向这边的话,就会接收到这个神秘信号。
  翻阅原始记录后他们发现,最初探测到佩利顿的时间刚好是天文台工作人员用微波炉热午饭的时间。
  之所以犯这个低级错误,就是因为单点探测到的信号,无法去判断它的来源。而如果利用全球的手机阵列的话,就可以避免这一低级错误。
  当接受到信号的手机把数据上传后,肯定不会只有一只手机接收到。根据发来候选信号的不同手机的位置,利用几何方法就可以计算出FRB的来源方向。根据不同手机接收到同一信号的细微时间差,可以计算出FRB源头距离我们有多远。
  发现引力波的LIGO,也是需要通过对比相聚4公里的两座监测站收到信号的时间差,来判断信号源的距离。
  不过这款应用还没开发出来,有兴趣的朋友可以点击链接看看他们的论文。
  不费吹灰之力,就可以参与这么一个大项目,多好的一件事。虽然找到的可能性可能比中彩票还低,但是不是觉得我们的手机瞬间肩负了神圣的使命。以后谁在让我们远离手机,就告诉他们,我们在搞科研。
  当你真的找到大发现的时候,别忘了告诉我们,帮你整个大新闻。
 
  
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