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    被外星人刷屏?加拿大发现的太空神秘信号,其实是……
    2019年1月11日    来源: 她乡堂主    阅读:4234    [我要投稿]   [我要收藏]

    别让外星人的假说唬了你!

    加拿大的天文学家这次在全世界面前牛了一把!而有关外星人的传说,又把人们唬了一回!

    加拿大BC省天文台的神器——Chime射电望远镜,五个月前,在太空深处,接收到了13个来自半个宇宙之外的神秘的无线电脉冲信号。这个重大发现的意义就在于,所发现的“快速射电暴”(FRB)信号是重复爆发的,在此之前,还没有其他FRB重复爆发的记载。而且,在被称为FRB的13次“快速无线射电暴”中,那个非常不寻常的重复信号,来自15亿光年之外的同一个发射源。

    加拿大BC省天文台的这架射电望远镜,这次总共捕捉到13个FRB。加拿大的天文科学家们,记录了银河系之外第二次重复的无线电脉冲信号,这些神秘的无线脉冲信号,对于天文学家来说,仍然是不解之谜。无论如何,这次的研究和发现,再次让人类欢呼。

    FRB,是英文Fast Radio Burst的缩写,中文意思是指一种速度极快的脉冲信号,被称为“快速射电暴”。它是一种无线电波的闪光,持续短短几毫秒后消失,这些信号来自银河系以外的未知来源,人类常常将这些神秘的射电脉冲信号,联想到黑洞、其他恒星,甚至外星人。

    北京时间1月10日凌晨,世界顶级学术期刊、英国《自然》杂志(Nature)刊登的两篇论文引起轰动。

    而据其中一篇文章“A second source of repeating fast radio bursts”透露,发现13个“快速射电暴”的,是加拿大不列颠哥伦比亚省(BC省)天文台的天文学专家团队,他们正在执行一项“加拿大氢强度测绘实验FRB工程”的研究任务。该研究工程被称为“CHIME”,英文表述是Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) FRB project。

    准确地说,这个CHIME研究团队发现“快速射电暴”的时间是在2018年7月至8月间,而最新发现FRB信号到达地球的准确时间是在2018年8月14日。

    在13次探测出的“快速射电暴”中,其中代号为FRB180814的快速射电暴,最令加拿大天文学家感到兴奋异常。自2018年8月14日首次发现以来,这个“快速射电暴”又在15亿光年外的宇宙深处重复出现了至少5次。

    发现最新FRB的“CHIME”射电望远镜,位于加拿大BC省Okanagen(奥肯那根)山谷,由4个100米长的半圆柱形天线组成。该射电望远镜,每天扫描整个北方天空。因此,CHIME是目前世界上最强大的射电望远镜之一,配备了一套非常强大的数据处理系统,它仅仅是在2018年夏刚刚试运行期间,就立即捕捉到了13个新的FRB信号。

    加拿大BC省卡莱登自治领射电天体物理观测站的氢强度绘图实验(或称CHIME)中,恒星高悬在空中。

    CHIME射电望远镜类似于一组滑板半管,是加拿大氢强度测绘实验(CHIME)工程的一部分,专门用来记录来自外太空的无线电信号。其中,捕捉FRB信号是其主要任务。CHIME射电望远镜除了发现13个FRB信号外,还发现了多个脉冲星和其他神秘的宇宙信号波。这些未知的信号,将在以后用于进一步的研究中。

    截至目前,已知的循环FRB只有一个。加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)的天体物理学家英格丽德·斯泰尔斯(Ingrid Stairs)是CHIME研究小组的成员。斯泰尔斯表示,“CHIME每天都在绘制整个北半球的天空图。”这意味着检测到更多的重复FRB,只是一个时间问题。

    CHIME射电望远镜通过一个大型信号处理系统,处理由数千个天线记录的无线电信号。斯泰尔斯认为,有了更多的重复者和可供研究的资料来源,我们也许能够理解一些宇宙之谜,这些脉冲信号从何而来,又是什么原因发射出这些信号的。

    斯泰尔斯说,CHIME团队的最新发现是在1月9日本周三在西雅图举行的美国天文学会会议上公布的,并同步在英国《自然》杂志上发表了研究论文。这些最新发现的研究成果是“在2018年夏天为期两周的CHIME射电望远镜预调试阶段”得出的,这意味着位于BC省奥肯那根山谷的射电望远镜仅仅刚刚开始运行,还没有动用它的全部研究能量。

    加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)的物理学和天文学博士生黛博拉·古德(Deborah Good)也正在研究CHIME的FRB工程,她说:“我们很期待看到CHIME在满负荷运转时,我们还能做些什么。”

    她说,也许在2019年的年末,我们可能会发现1000多次新的脉冲信号的爆发。我们的数据将揭开“快速射电暴”(FRB)的神秘面纱。

    CHIME团队设计并建造了这台射电望远镜,团队成员包括14名科学家,这些科学家分别来自加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)、麦吉尔大学、多伦多大学圆周理论物理研究所和加拿大国家研究委员会等研究机构。

    由于这次接收到的快速射电暴频次集中,质量更好,也比原来的更亮,尤其第二个重复出现的射电脉冲信号比第一次出现的信号更为强列、更为光亮。且神奇的是,这个信号妥妥地是来自同一发源处的重复信号,是从距离地球15亿光年的地方发出来的。

    所有13个新爆发的无线电频率都是迄今为止探测到的最低的,但它们也比之前看到的快速无线电爆发更亮,这使得研究小组认为,低频与源环境有关。

    CHIME研究团队认为,重复爆发的亮度,比之前的探测更亮,这可能是由于它距离地球近了15亿光年,但目前还不能完全确定。为了进行更多的比较,他们将不得不在天空中寻找新的爆发宿主星系来继续求证。

    ChIME研究团队成员之一、麦吉尔大学物理系博士后施里哈什·坦杜卡(Shriharsh Tendulkar)说,这并不意味着它们是从更远的地方来的。当光在星系间介质和星际介质中的热气体和等离子体中传播时,它对信号有很多不同的影响。

    例如,无线电波在太空中传播时会发生扭曲,会被气体和等离子体散射或吸收。因此,研究小组认为,所有13次爆发都可能起源于其宿主星系内部致密、湍流的区域,特别是那些活动剧烈的区域,比如靠近致密超新星残骸或黑洞的区域。

    而在此之前,一直有媒体报道,地球接收过来自深太空的奇怪的无线电脉冲信号。大概十几年前,科学家们第一次识别出所谓的“快速无线电脉冲(FRB)”,并自那之后接收到60多次。

    虽然此次是头一次发现FRB重复出现,但这种重复出现的理论,并不是首次被提出。2015年,加拿大麦吉尔大学博士生保罗·肖尔兹发现,之前检测到的FRB实际上是重复的。这一发现,让天文学家们感到困惑,但此次重大发现验证了FRB重复的理论。

    2017年8月,位于波多黎各的美国阿雷西博天文台和西弗吉尼亚州的绿堤天文台都发现了同样的无线电信号,并且它们还开始变得异常活跃。

    而来自荷兰阿姆斯特丹大学的科研人员、绿堤天文望远镜团队成员,也曾在美国天文学会的年度会议上分享了科研成果,并和这次加拿大科学家一样,在分享研究成果的同时,也在《自然》期刊上刊登了研究论文。

    据当时的研究数据显示,爆炸源头来自一个强大的磁场,就像在一个巨大的黑洞周围。然而,爆炸的时间非常短,大概在30微妙到9毫秒之间,这表明源头非常小。

    科研人员此前从未发现过类似现象,但从理论上来说,这些奇异的宇宙现象可能能够解释推动宇宙爆炸所需的强大能量源。

    文章指出,这些爆炸可能来自于中子星或一个高度磁化的风星云或围绕一颗中子星转动的超新星残骸等天体模型。

    而另一种可能性,则是一颗拥有极为强大磁场的中子星。无论是哪种可能性,人类知道了距离它有十几亿或者几十亿光年远。在这个可能连一毫秒都不到的闪光中,其释放出来的能量相当于太阳一天释放出来的能量。

    “快速射电暴”(FRB),一直是一个意想不到的谜。在天体物理学中没有那么多定性的谜团。因此,解释它们的性质已经成为过去几年天体物理学中尚未解决的最大问题之一。

    FRB类似于脉冲星,小而快速旋转,密度大的恒星在旋转时会发出信号,有点像宇宙灯塔。

    究竟是什么导致这些来自遥远星系的强大的无线电信号,人类目前还不清楚。许多理论甚至涉及到外星人,但一些主要的理论涉及到一个高度磁化的物体,如一颗被称为磁星的恒星。

    然而,这些脉冲星是在我们的星系中发现的。从其他星系探测到的FRB,意味着信号必须比脉冲星亮几万亿倍。

    麦吉尔大学(McGill University)的天文学家、CHIME研究团队的成员施里哈什·坦杜卡(Shriharsh Tendulka)说。“我们不知道这些亮的介质,是如何形成的,怎样发出来的。”

    坦杜卡说:“我们并没有从单一的快速无线电脉冲中,看到这种结构。这很令人兴奋!”

    此次被探测到的信号频率比之前探测到的要低得多。在发现的13个FRB中,大多数FRB频率接近1400兆赫(MHz)。但是,这些都是在400到800兆赫之间的频带中发现的。

    坦杜卡说:“CHIME的频段就在我们一无所知的地方,这太神奇了。”“它给了我们更多的信息。”

    据CHIME研究团队介绍,虽然大多数的频闪出现在几厘米的波长上,但最新的频闪出现在近1米的波长上,这开辟了新的研究方向。他说,FRB的环境对长波长信号的形状有更大的影响。

    她补充说,通过向我们展示更多关于FRB在不同频率下的亮度变化以及在到达地球的过程中信号发生了什么变化的信息,看到这些有节奏的脉冲,将让我们更好地了解FRB是什么样子,以及它们从何而来。

    加拿大国家研究委员会CHIME研究团队成员汤姆·兰德克尔(Tom Landecker)说,这些发现为研究产生快速无线电脉冲的信号源和环境提供了丰富的信息。他说:“我们现在知道,这些源可以产生低频无线电波,而这些低频电波可以逃离它们的环境,当它们到达地球时,不会太分散而被探测不到。”

    “未来几年将是非常令人兴奋的。”兰德克尔补充说,“我们还没有解决这个问题,但它已经是拼图中的几块了。”

    科学家所知的快速无线电脉冲是宇宙中最奇异的现象之一。每次爆发持续的时间只有千分之一秒,而且它们似乎都来自我们的母星系——银河系之外很远的地方。

    自2007年发现这些爆发以来,其原因一直是个谜。根据对已知频率范围的估计以及对宇宙活动的了解,科学家们预计每天会发生近1000次这样的事件。但是到目前为止,只发现了少数。

    虽然确切的爆发源还不清楚,但这组新的神秘爆发群确实提供了新的线索,让人类知道这种闪光在宇宙中出现的地点和原因。

    在距离地球20万光年的超新星E0102内部,有一颗被称为中子星的致密恒星尸体。观察这些恒星爆炸的天文学家可能只看到了中子星诞生的那一刻,甚至可能看到了距离E0102 1000倍的星系CGCG 137-068中的黑洞。

    更重要的是,当CHIME射电望远镜检测到这些新的脉冲时,它只是以其容量的一小部分在运行,而现在,仪器已经完全启动并运行,研究团队很兴奋地看到他们的数据中还会出现更多的脉冲。

    就像所有的科学一样,每当你解决一个谜题时,总是会打开另外众多个谜题。

    太空信号的五种理论断想

    当“快速射电暴”(FRB)被地球的射电望远镜猎取时,它们会发出几毫秒的亮光,然后消失。

    科学家们相信,天空中每天可能有多达1000个FRB。关于是什么导致了这些问题,有很多理论,包括一颗磁场非常强、旋转非常快的中子星、两颗中子星合并在一起的中子星,以及少数观察者眼中的某种外星飞船。

    人类不知道也不能想象他们是什么介质,也不知道他们从哪里来,但这里有5种可供猜测或想象的空间:

    1、一颗快速旋转的中子星(A rapidly spinning neutron star)

    当恒星爆炸死亡时,它们最终会变成快速旋转的中子星。天文学家认为,那些在高磁场区域发现的行星可能会产生奇怪的信号。

    加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)的天体物理学家英格丽德·斯泰尔斯博士说:“事实上,类似中子星的介质很符合这个条件。”“但是,我们还不知道究竟是什么物理现象产生了这种能量巨大的无线电波。”

    2、两颗中子星碰撞后合一(Two stars merging)

    两颗中子星相互碰撞,是另一种可能性。根据加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的天文学家Shriharsh Tendulkar的说法,这是主要的理论之一,但这种假设只适用于只能看到一次的宇宙信号,因为恒星在这个过程中会被毁灭。

    他说:“这是一个灾难性的事件——它对快速无线电脉冲中继器不起作用。”在过去十年左右的时间里,望远镜捕捉到的大多数快速射电脉冲都是在消失后才被观测到的。然而,人们发现了两种难以捉摸的信号,它们一次又一次地闯入我们的生活——对于这两种信号,肯定有不同的解释。

    3、闪电战(Blitzar)

    闪电战是一颗快速旋转的中子星,在自身重量的作用下坍缩,形成黑洞。这又一次以恒星的毁灭而告终,因此无法产生重复的信号。

    4、黑洞(Black hole)

    在许多理论中都有涉及——从中子星坠入黑洞,到黑洞坍缩或暗物质撞击黑洞。

    5、外星生命形式(Alien life form)

    虽然一些人认为,这些信号在起源上是完全自然的,但其他人猜测,它们可能是外星人活动的证据。

    天文学界一旦有什么新的发现,人们总是要与外星人扯上关系。对此,斯泰尔斯博士认为,此次发现,根本与外星人无关,因为“这些脉冲信号,几乎来自天空的各个角落,距离也各不相同——它们一定与许多不同的星系有关。”斯泰尔斯说,“这似乎是完全不可思议的,有那么多不同的外星文明都决定以同样的方式产生同样的信号——这似乎是极不可能的。”

    现今,人类还无法实际探测、查证是否有外星人存在,虽然一直以来,很多人声称自己见证外星人造访地球,甚至与自己发生接触,但是大多数学者专家相信,人类与外星人所谓不同程度的接触,其实都是心理作用,人类发现“外星人”的机会很小,即使发现有外星人的存在,也几乎很难与它们发生任何接触。

    关于地外生命是否存在的讨论从来没有停止过。

    迄今为止,天文学家们已经从遥远的、被称为系外系统(且与太阳系结构类似)的星系中,发现了总数达500颗的行星,并且相信这只是数以亿计同类星体中的九牛一毛。

    基于这种论断,许多学者对地外生命的存在持有积极肯定的乐观态度。史蒂芬·霍金生前就曾表示,以数亿个银河系存在为前提,提出宇宙中存在其他生命形式的假设是非常理性的。而伦敦大学的研究者更是精确地推算出,外星人可能栖身于多达4万颗的行星之上。

    但事实上,地球从没有接收到外星生命的信息,因此,也有科学家据此得出结论:外星人之所以迟迟不露面,是因为地外生命并不存在!

    有科学家认为:地球人之所以还没有发现外星人,是因为外星人在有可能到达地球之前,就被伽马射线杀死了。

    哈佛大学天体物理学家霍华德·史密斯推论认为,人类几乎不可能发现外星生命的存在。即使有若干线索,也很难与之建立起联系。按照这一推论,或许根本就没有任何所谓的外星人,人类在浩瀚宇宙中就是地地道道的一枝独秀。

    霍华德·史密斯对于人们从宇宙中寻找“外星人”一直抱着消极的态度。他表示,尽管有成千上万颗原地行星具有与地球相似的体积,但其自身气候等条件,却极有可能非常不适宜诸如电影形象中的ET等生命形式的存在。

    首先,部分行星距离围绕运行的恒星要么过近,要么过远,导致其表面温度异常极端而不具备支持生命形成的条件;其次,许多行星的运行轨道非常特殊,造成星体温差变化过大,生命的基本要素——水无法以液体的形式存在。

    “我们已经验证,大部分类地行星和太阳系外星系都与我们的太阳系大相径庭。对于生命而言,其环境过于恶劣,因而对存在可与之联系的外星智能生物的期望将越来越渺茫。”史密斯说。

    在持史密斯这种观点的科学家们看来,即便非要抱着侥幸的心理去联系外星生命,也只能把搜寻领域限定在以地球为中心、半径至多为1250光年的球体范围内,外星人方有可能听到人类发出的讯息并作出反馈。但是这番对话,“将要跨越几十个世纪的时间”。

    可见,我们用射电望远镜在银河系内,留心倾听外星人发出讯号的种种努力,完全就是徒劳之举!

    看来,对地外生命是否存在一说,科学家们至今未能统一意见或拿出确切的科学依据来证实或予以否定。

    人类把所谓的外星人忽悠得神乎其神,但实际上,目前所谈论的一切“外星人”都是人类臆想的产物。神奇的幻想不是科学,还是让我们用科学的大脑来继续研究、解释、证实未知的未来吧。

    以人类之力,尽科学之事。

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