上部 说史 九 德雷克和奥兹玛计划

美国人法兰克·德雷克一定是整个20世纪对寻找外星人活动最痴迷的一个人。据德雷克自己说,他8岁的时候就已经坚信外星人的存在了。他的父母都是基督徒,而外星人存在的想法是严重违背基督教教义的,所以他不敢对父母表达这个想法。在康奈尔大学读书期间,德雷克听了一场由当时的国际天文学联合会主席、俄裔美国人奥托·斯特鲁维(Otto Struve)的主题演讲。在这之后,这个21岁的小伙子就下了决心——为寻找外星人奋斗终生(他确实也为曾经吹过的牛皮奋斗了终生)。德雷克先是去哈佛大学深造,学习无线电天文学,然后去了美国国家无线电天文台从事研究工作,后来又加入了喷气推进实验室,可谓是十足的学院派。

德雷克成名立万的时候年仅30岁。1960年,德雷克使用美国国家无线电天文台的射电望远镜开始了他的第一个正式的地外文明搜寻计划。他给这个计划取名叫做“奥兹玛计划”,“奥兹玛”是童话故事《绿野仙踪》中奥兹王国女王的名字。这是人类历史上第一个由严肃科学家代表官方实施的外星人搜寻计划,具有非常伟大的开创性意义。但这仅仅是德雷克仗剑走江湖的第一次出手,在以后的风雨岁月中,他还有众多成名之战。

德雷克当时唯一的武器仅仅是一台口径26米的射电望远镜,他要用这台望远镜监听来自太阳系以外的外星文明电波。但是这么一个小不点是无法做到对巡天进行扫描监听的,他必须把望远镜对准某一颗恒星,而且这颗恒星还不能离地球太远,否则信号太弱,望远镜的灵敏度不够。

除了望远镜的灵敏度问题,在用射电望远镜搜寻外星人信号时还有个重大的选择题要做,那就是到底监听哪个频率。我们在用收音机找电台的时候,会89.1,89.2……这样一个个频率找过去,直到找到自己喜欢的电台,不同的电台使用的是不同的频率,如果频率没有调准,那么收音机中只会传来噪音。在电磁波的发现者赫兹生活的那个时代,人类就已经知道频率越高则能量衰减得越慢,这就意味着能传递得越远。显然,如果外星人也懂得发射电磁波的话,他们一定会选择比较高的频率。当然,如果频率太高也会导致信号太弱,所以频率在1000兆赫到10000兆赫之间是比较合适的,德雷克估计外星人必然也会选择这个范围内的电磁波频率来向宇宙中传递信息。这样的话麻烦就来了,要知道从1000兆赫到10000兆赫兹之间并不是只有9000种不同的频率,理论上是有无限多个频率,关键看精度。哪怕是以0.001兆赫为一个最小频率单位,这个范围内也有9000万种不同的频率,而相对于宇宙空间这个大尺度来说,0.001兆赫的这个精度其实并不高。

到底选择哪个频率监听外星人信号呢?这个问题曾经让德雷克大伤脑筋,只要频率稍稍有一点偏差,那么即便方向对得再准确,也会错过。但是,在德雷克之前的科学家已经发现,这个宇宙中有一个频率是非常特殊的,那就是波长为21厘米的1420.405兆赫,这就是被称为“21厘米线”的宇宙基准频率。为什么这个频率那么特殊呢?因为它是氢原子发射出来的电磁波频率(每种原子都会发射出不同频率的电磁波,这个原理说起来就复杂了,读者们不必去深究,知道这个结论就是了),而氢是我们这个宇宙中数量最多的元素,多到每100个原子中就有90多个是氢原子。因此,在宇宙中,21厘米波无处不在,如果外星人掌握了电磁波的知识的话,那么他们也一定会认为这个频率是一个特殊的频率。

于是,德雷克选择1420.405兆赫这个频率,把望远镜对准了距离地球11.9光年的鲸鱼座τ星(这个希腊字母念作tao“桃”),监听了将近100个小时,但是一无所获。德雷克没有气馁,他把望远镜又对准了距离地球10.7光年的波江座ε星(这个希腊字母念作“艾普西龙”),刚对准没多久,就监听到一个每秒8个脉冲的强无线电信号。德雷克的心都要跳出来了,可是仅仅持续了几十秒钟,这个信号就神秘地消失了。德雷克怀着激动的心情继续监听着,等待着这个神秘信号再次出现。皇天不负有心人,10天后这个信号突然又出现了,这次德雷克抓住机会,对这个信号的各种参数做了详细的记录,但是很快这个信号又神秘地消失了。德雷克兴奋得都要疯掉了,但科学家毕竟是科学家,他还是很严谨的,于是他开始核实这个信号的来源,最后很遗憾地证实这两次信号都来自于天上飞过的飞机。

奥兹玛计划最终以失败而告终,这次失败让德雷克痛感一件强大的武器的重要性。于是他开始游说有关单位,希望能尽快建造一台超级射电天文望远镜,而且要造就要造一台全世界最大的神器。在德雷克的大力推动下,美国启动了阿雷西博望远镜建造计划。这将是一个空前浩大的工程,让我们耐心等待3年,我们很快就要与其见面了。

奥兹玛计划仅仅是个开端。在苦练武功12年后,德雷克还将重新启动这一计划,好戏还在后头,这里暂且不表。

用宇宙中无处不在的21厘米氢波段来作为宇宙通讯的基准频率,这在逻辑上非常通,但凡事有利有弊,也恰恰是这个“无处不在”使得信号太容易被干扰。一束带着智慧文明信号的21厘米电磁波如果强度不够,就很容易淹没在宇宙背景噪音中,想要分离出来相当困难。因此,就有科学家建议不应该直接监听21厘米波段,因为外星人也知道这个波段容易被干扰,他们建议采用21厘米波段的某个倍数。科学家麦可维斯基首先建议这个频率最好是氢波段乘π,或者乘2π、3π等,因为π这个数字很特殊,在数学上这是个“超越数”,这样的频率在自然中不可能以谐波的形式产生,只有可能是智慧文明所产生。并且,乘π以后的频率就不可能被21厘米波段或者任何它的谐波所干扰。这个观点被大多数天文学家认同,因此氢波段乘π在以后的地外文明搜寻计划中就成为最主要的搜索频率,本书一开头介绍的那部电影中的织女星人正是采用这个频率向地球发射了无线电波。不过,为了保险起见,天文学家也建议不要错过所有氢波段的整数倍频率,这也很有可能是外星人采用的频率。

奥兹玛计划失败后,德雷克并没有太过沮丧,因为他心里很清楚自己的实力,这次失败仅仅是因为武器实在太烂而已。他在酝酿一次全世界的武林大会,要把全世界分散的寻找地外文明的力量集结起来,形成合力。