(圖:MIT)

麻省理工學院(MIT)近日發表的一篇可行性研究論文中表示。若外星人真的存在,人類現有的雷射技術可作為在 2 萬光年外也能看見的「紅外線燈塔」,吸引外星人天文學家的觀測。

紅外線燈塔

論文作者,MIT 太空航空系研究生詹姆斯·克拉克(James Clark)表示,其構想來自於一堂航太感測儀器課程的期末專案,這只是一項可行性研究,而不是具體的計劃。他表示:「我想知道現在發展出來的雷射及望遠鏡技術,是否能建造出一座可讓遙遠行星探測的燈塔。讓外星天文學家一眼看出地球光譜異常,以吸引進一步的關注。」因此,克拉克開始構思如何利用紅外線雷射發送出這種訊號。

他發現,若要避免訊號被太陽的紅外線輻射干擾、覆蓋,此雷射的強度至少需是太陽紅外線輻射的 10 倍。接著克拉克開始嘗試各種功率雷射及不同尺寸望遠鏡的組合,試圖使強度達到此目標。

研究結果發現,若雷射強度達 200 萬瓦並使用 30 公尺的望遠鏡,紅外線訊號的強度即使在 4 光年外比鄰星 b(Proxima Centauri b)也能輕易偵測到;而 100 萬瓦及 45 公尺望遠鏡的組合,則能發送到 40 光年外的 TRAPPIST-1。這兩個目標過去被認為可能有外星生命存在,而兩種組合發送出的紅外線雷射訊號,最遠皆可在 2 萬光年外偵測到。為了與外星文明溝通,還可用相同功率的雷射光,以類似摩斯密碼的形式傳送脈衝訊號。

現行科技

克拉克所提出的雷射及望遠鏡的技術部份已發展成熟,而某些則正在發展中。如他所提到 100 – 200 萬瓦的雷射技術,相當於因經費被中斷的美國空軍機載雷射(U.S. Air Force’s Airborne Laser),其功能是利用雷射將導彈攔截、摧毀,避免對軍機造成重大傷害;而 30 – 45 公尺的巨型望遠鏡也與正在建造中的 24 公尺的巨型麥哲倫望遠鏡(Giant Magellan Telescope)及 39 公尺的歐洲極大望遠鏡(European Extremely Large Telescope)相當。

克拉克也提到了安全問題。此強度的雷射會產生每平方公尺 800 瓦特的能量通量密度,相當接近太陽的每平方公尺 1,300 瓦特。因此,雖然人眼看不見這種紅外線,但直視的話仍會造成視覺傷害。此外,因雷射是朝天空射去,當飛機等航空器經過時也可能受到干擾和損害。因此克拉克認為,在無人居住的高山或月球上建造這種雷射發射器,可能較為安全。

紅外線成像技術

克拉克同時也進行研究,以瞭解現行的觀測技術是否有辦法在地球上測量到類似的訊號。他發現雖僅需要尺寸達 1 公尺的望遠鏡便能觀測到此訊號,但只有在望遠鏡剛好直視著訊號源的方向才有可能。

因此克拉克希望此研究能夠鼓勵發展更成熟的紅外線成像技術,更廣泛的搜索來自宇宙的紅外線訊號,不僅是為了收集外星人天文學家的訊息,也能夠偵測遙遠的行星上大氣層氣體,以判斷是否有生物跡象。

 

參考資料:

  1. Clark, J. R., & Cahoy, K. (2018). Optical Detection of Lasers with Near-term Technology at Interstellar Distances. The Astrophysical Journal, 867(2), 97. doi:10.3847/1538-4357/aae380
  2. Chu, J., & MIT News Office. (2018, November 04). E.T., we’re home. MIT
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