外星人“来电”？欧洲航天局高级顾问：可能是自然现象

原标题：外星人“来电”？欧洲航天局高级顾问：可能是自然现象

霍金生前曾发布25分钟短片《斯蒂芬·霍金最喜欢的地方》，内容提及大爆炸、黑洞、人马座A源、土星等，并警告人类：要谨慎对待外星人发来的信号。

日前，加拿大射电望远镜重复探测到来自遥远星际的神秘信号，引发全球关注。这些信号意味着什么？它们是否真的来自外星人？对人类是否有危害？2018年腾讯WE大会嘉宾——欧洲航天局（ESA）科学与探索高级顾问Mark McCaughrean将为我们解开疑惑。

原文由公众号“腾讯WE大会”发布，腾云经授权转载。

这两天，很多人都被这则消息刷了屏：

“加拿大的射电望远镜最新探测到13个快速射电暴（FRB），其中一个信号来自15亿光年外，在两个月内重复了6次，很不寻常。目前其来源未知，不排除是外星智慧的迹象……”

最后这句话让不少网友联想到《三体》，并开始热烈地讨论起要不要回应这个信号的问题。

不过科幻归科幻，从科学角度来看，这个宇宙深处的神秘信号究竟意味着什么？小WE姐带着大家的疑惑，特地采访了去年腾讯WE大会的嘉宾——欧洲航天局（ESA）科学与探索高级顾问Mark McCaughrean。

独家专访

WE：

您认为这个快速射电暴来自哪里？

Mark：

快速射电暴（FRB）的起源目前还是一个谜。它们是无线电波的爆发，仅持续几毫秒。

根据已有的探测，我们确信发出FRB的天体距离非常遥远，远远超出太阳系，并且在我们的银河系之外——它们一定是在其他星系中。由此可知，它们的能量是非常强的，能在极短的时间内释放出相当于太阳一整年的能量。根据这些情况，我们认为这些天体应该非常小、密集且强大，才能发出如此强烈而短暂的无线电波。

但我们还不能确切地知道它们到底是什么。它们可能是高度磁化的中子星、高能超新星、黑洞或中子星的合并，甚至还可能是与量子引力相关的更奇特的物理学现象。我们需要找到更多的FRB并仔细研究，才能进一步揭开这个谜题。

WE：

这些信号意味着什么？它们是如何传达信息的？

Mark：

FRB中的“信息（information）”是科学性的。根据信号的强度、短暂的持续时间、来自太空的方向，以及不同的无线电波长，我们可以得到与源头性质相关的线索。但是它们并没有像电视、代码或二进制信号那样的信息——FRB不携带任何“消息（messages）”。

WE：

它们是外星文明的证据吗？

Mark：

2007年，科学家们从2001年的旧数据中第一次发现了FRB。此后不久，一些人提出，它们可能与先进的外星飞船或其他技术有关，是出于某种原因（如通讯或推进飞行器）而产生的巨大能量爆发。但除了它们的性质出乎意料，以及我们尚不了解其成因之外，并没有其他特别的证据证明这一点。

脉冲星在20世纪60年代首次被发现时也是如此。它们发出了非常规律的、快速重复的无线电信号，人们最初也怀疑这些信号是否来自于外星人“小绿人（little green men）”。但我们现在知道它们来自于快速旋转的中子星，其明亮的射电波束周期性地扫过地球，像灯塔一般。这种现象很奇特，出人意料，但确实是自然现象。

大多数天文学家认为FRB也是如此。尽管尚未了解它们的来源，但这并不意味着我们无法找到一个自然解释。它们的数量很多，根据目前探测到的60多个FRB，我们可以计算出宇宙中每天都会产生上万次FRB，因此它们很可能是自然现象。各个不同的散布于宇宙中的外星文明，似乎不太可能会发射完全相同的信号。

当然，我们还不能完全排除这个因素，但大多数科学家认为它们并非来自于外星人。

WE：

它们对我们来说危险吗？

Mark：

不危险。尽管FRB在其源头上非常强大，但所有已知的FRB都离我们非常遥远。这些在数百万年甚至更长的时间后终于到达地球的微弱能量，需要大型射电望远镜才能探测到。如果FRB发生在靠近地球的地方，那么它可能是危险的，但所有的证据表明这种情况极不可能发生。

WE：

这次探测到的FRB与之前的FRB有何不同？

Mark：

加拿大CHIME射电望远镜探测到了13个新的FRB，更重要的是他们发现了一个重复的FRB：一个特殊的天体不止一次地发射短暂而强大的射电波。他们从太空中的同一个方向探测到6次爆发，因此认为它们来自于同一个天体。这只是人们发现的第二个重复的FRB，很可能还会发现更多。

这是很重要的，因为重复的FRB使我们有机会定位它们并进行更仔细的观察，了解它们从一个爆发到另一个爆发时的性质变化，从而使我们能够更好地理解它们来自于哪种天体。这个研究领域正在迅速发展。

WE：

您如何看待这次的新闻事件？

Mark：

FRB是一个新发现，可能涉及到我们从未见过的一种新的天体或现象。这令人兴奋，因为我们对宇宙还有这么多不了解的地方。新的发现促使我们去收集更多数据，提出新理论来解释这些数据，并看看这些理论是否能进行一些可验证的预测。

有时也会事与愿违。比如说，爱因斯坦在1916年就预测了引力波的存在，但直到2015年，差不多100年后才发现它们。不过，现在我们已经收获了一些进一步的发现，还有更多发现将来自于地面的和未来太空中的引力波探测器。欧洲航天局目前正在推进LISA项目，这是一个建在太空中的巨大的引力波天文台，用于研究超大质量的黑洞。

因此，即使FRB不太可能由外星人制造，它们也一样让人非常兴奋，很可能会帮助我们更多地了解神奇的宇宙中一些最极端的环境。

背景知识

1

FRB是什么？

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快速射电暴（Fast Radio Burst，FRB）是一种射电信号的突然爆发，持续时间极短，只有几毫秒。它们通常来自于银河系外遥远的宇宙深处，因为其释放的能量巨大，大约是太阳的2500万倍，所以我们能在数十亿光年之外的距离上观察到它们。

2

怎么探测FRB？有何新发现？

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FRB转瞬即逝，因此探测难度极大。自2007年首次发现FRB之后，一共只记录到60多个此类事件。

此次新发现来自于“加拿大氢强度测绘实验” 射电望远镜（CHIME），去年试运行时，在短短两个月内就探测到了13次FRB事件。1月9日，Nature上发表了两篇关于此次探测的论文。

CHIME射电望远镜

本次发现的亮点主要在于：

▌有7次信号的频率在400MHz附近，是迄今为止探测到的最低频率的FRB（以前最低为700MHz）。因为400MHz在地球上广泛用于无线电通信，对天文观测干扰极大，本次发现补充了低频段的天文观测，并且证明FRB的频率可以很低，并不像此前以为的那样位于较高频段。另外，鉴于400MHz是CHIME射电望远镜的观测频率下限，这意味着FRB的频率还有可能会更低，有待其他设备进一步探测发现。

▌此前仅发现过一次重复出现的FRB信号，而这次再次发现FRB信号可以重复，并且在短短两个月内就重复了6次，证明重复性爆发并不像之前想象的那般罕见。

13个FRB的动画示意图

本次重复爆发的快速射电暴编号为FRB 180814.J0422+73，距地球约15亿光年，是人类发现的第二个来自同一源头的、可复现的FRB。

FRB 180814.J0422+73快速射电暴的射频和时间图示

第一个可复现的快速射电暴编号为FRB 121102，最早是由当时世界上最大的单面天线——阿雷西博射电望远镜在2012年发现的，并在2015年发现了它的重复信号。该信号距离地球大约30亿光年。

3

FRB为什么会产生？

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此前理论界对FRB成因的猜测有很多种，包括快速旋转的中子星、两颗中子星合并、中子星落入黑洞、暗物质击中黑洞、带电旋转黑洞的磁层坍缩、特殊超新星爆炸等等，大多认为是天体爆发现象。但也有个别例外，哈佛大学的Avi Loeb教授曾提出可能是外星人使用超强的脉冲辐射推动光帆穿越星际时，产生的多余辐射照到了地球。不过，这种猜测并不被主流学界所承认。

关于第一个发现的可复现的FRB 121102，有研究者认为，它可能来自于一颗极为年轻的、高度磁化的中子星（也被称为磁星）的高速自转，也可能是因为磁星围绕着星系中心一个超大质量的黑洞旋转。

在这次的Nature新论文中，作者指出了这两起重复事件在子脉冲频率结构、漂移和光谱变化上的相似之处，表明两者具有类似的辐射机制和传播效应。

“此次爆发可能产生于像超新星遗迹那样致密的星团，或者来自于星系中心的黑洞附近。”论文作者之一，来自多伦多大学的天文学家Cherry Ng初步分析后推测道。

4

此次发现的意义是什么？

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关于FRB的来源，之所以争议巨大，主要是由于数据不足。相比单次出现的FRB，可复现的FRB能够让天文学家有机会用不同的设备对同一天体作更全面的观测，并相互印证。本次复现的FRB与FRB 121102有相似的辐射和传播机制，意味着如果以后发现这种机制的信号，很可能也属于可复现的FRB，我们或许可以再次探测到它们，进一步进行研究。

另外，“可复现”这一现象本身，也有助于排除一些灾难性成因理论。众所周知，中子星无法多次并合，超新星爆炸也不能重复出现。因此，可复现的FRB可能会成为研究的一个突破口。CHIME望远镜科学组成员Ingrid Stairs表示：“随着更多重复信号和研究资源的出现，我们或许能理解这一宇宙谜团，了解它们的来源和成因。”

如果外星人真的发来信号，你觉得能回应吗？若能回应，你想回应什么？欢迎大家留言，跟我们一起分享~