七十亿英里的望远镜

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当我年轻的时候,我花了很多个夜晚在新泽西州克兰福德的一个业余天文台的望远镜上凝视着肉眼,是一个闪亮的白点但通过望远镜,它变成了一个黄白色的球体,柔和发光的戒指它看起来太完美了,我看不到它周围散落着行星的卫星 - 泰坦,土卫二,Mimas,Dione-以及其环中的卡西尼间隙

望远镜的镜头宽度为10英寸,这些镜头是用 - 在天文台的房子简单地说,会聚透镜,就像在望远镜中那样,通过弯曲光线直到它们在一个点聚集在一起,称为焦点

透镜越大,它可以捕获的光越多,光线越暗你可以看到的物体现在,如果一个10英寸的镜头可以让你看到土星的戒指,想想你用数十万英里宽的镜头观察到的东西在1936年出版的一篇论文中,爱因斯坦研究出了现在称为重力的基本思想由于重力弯曲光或任何其他类型的辐射,大质量可以像巨大的镜头一样,弯曲接近它周围的光和无线电波,并放大它们太阳可以被认为是一个引力透镜所以可以任何一颗恒星,或者星系,甚至星系团明年,依靠引力透镜的影响,科学家们将能够检测太阳最近的恒星 - 半人马座星云,它距离我们424光年 - 尤其是它的太阳系如果这样的系统存在,到目前为止还没有检测到行星;如果有的话,它们太小而无法用传统仪器看到了但是当Proxima Centauri在2014年10月通过一颗遥远的恒星前时,它的引力和任何轨道物体的引力将弯曲来自那颗恒星的光线通过分析科学家将能够感知附近的任何行星,科学家将能够感知附近的任何行星

意大利太空科学家Claudio Maccone认为,引力透镜可以用于更加特别的东西:从外星文明中寻找无线电信号Maccone想要使用太阳作为一个引力透镜制作一个非常灵敏的射电望远镜他没有发明这个想法,他称之为FOCAL,但他比其他人更深入地研究它太阳的引力焦点射电望远镜会非常敏感(与光学镜头不同,重力镜头实际上有许多焦点位于直线上,称为焦线;想象一条线路运行粗略观察者,镜头中心和目标)对于已被提议作为星际通信通道的一个特定频率,望远镜将信号放大13万亿倍使用太阳作为引力透镜构成然而,最重要的是,太阳的最佳焦点距其表面70亿英里目前,距离太阳最远的人类神器是旅行者1号太空探测器,它在三十六年内已经飞行了十一亿英里

现在正以每秒105英里的速度向前推进显然,我们需要速度更快的火箭“半人马梦:想象和规划星际探索”的作者保罗吉尔斯特和博客Centauri Dreams认为,两种技术,离子火箭和太阳帆可以采取远在人类生命周期内的望远镜两者都已经在太空中进行了测试,小规模的核动力离子火箭将提供微小的推力,但他们会连续运行在无空间的无摩擦真空中,长时间的小而持续的推动增加了很多速度

太阳帆是一个由太阳光压力推动的大型反射器,也会缓慢但稳定地加速;吉尔斯特认为,任何一种方法都可以达到大约每秒62英里的速度

在这个速度下,望远镜可以在大约50年内行驶所需的70亿英里望远镜一旦到达就不需要停下来Maccone理论上说,太阳的焦点,它将继续有效达到大约九十亿英里FOCAL确实有很多限制 - 除了它需要技术没有人建造引力透镜是唯一扭曲 例如,在这张来自哈勃太空望远镜的照片中,一群星系充当了一个引力透镜,放大了远远超过它的单个星系,这通常对我们来说是不可见的

由于引力透镜的物理特性,星系出现了多次,在一个环中解决这种失真是很复杂的光学图像,我们已经大致了解被观察物体的样子来自外星文明的无线电信息对于重建更具挑战性

此外,太阳是一个强大的镜头,你无法移动它,一个FOCAL太空船只能观察到太阳背后的任何东西一个特定物体的目标是通过向相反的方向发送一个望远镜 - 每个物体一个,这意味着要仔细选择目标,由于FOCAL任务费用昂贵(计划于2018年作为哈勃望远镜的继任者推出的詹姆斯韦伯太空望远镜,将耗资约880亿美元)但具有放大系数o f 13AL万亿,FOCAL望远镜提供了一个有趣的可能性:瞄准整个星系一次扫描数千亿颗恒星用于无线电信号星系比星星大得多,但由于它们距离数百万或数十亿光年,它们可能是以单个物体为目标回复来自另一个星系的无线电信号将毫无意义,因为它需要数百万年才能到达目的地,但它会改变一切,以便知道外星文明存在于某个地方,任何地方,宇宙中的迈克尔·乔罗斯特是一位科学作家,也是“全球心灵”和“重建”的作者照片:钱德拉X射线天文台/史密森尼

作者:涂豕铌