三体 太阳是个电波放大器?
原著中描述:叶文洁进入红岸基地后通过研究发现,“人类可以将太阳作为一个超级天线,通过它向宇宙中发射电波......地球文明有可能进行ⅱ型文明能级的发射!”
电视剧版《三体》播出已经三年多了,但是有很多朋友对于“太阳是个放大器”这个情节表达出困惑,还有很多朋友为了表达自身的不满,调侃自己已经向外星人发射地球位置。我们今天一起聊一聊这个话题。
第一个问题是,可能吗?直接上答案:可能,甚至已经在地球旁观测到了。
这里不得不提哈工大(深圳)的袁丁教授团队。他们确实在太阳的日冕层里,首次观测到了电磁波的动态聚焦现象。他们看到太阳耀斑触发的磁流体动力学波,在穿过一个叫“冕洞”的特殊结构后,像光穿过凸透镜一样被聚焦了,信号振幅增大了3倍,能量流提升了7倍。
更早在1979年,天文学家Von R. Eshleman(埃斯勒曼)就提出了一个疯狂的点子:利用太阳的巨大引力场作为“引力透镜”来放大和传递星际信号。这算是太阳放大器的科学原型。
不过,《三体》里叶文洁是直接用太阳放大自己发射的信号,而现实中的“太阳透镜”更像一个被动增强器,它放大的不是地球文明自己喊的话,而是宇宙中天然存在的信号。比如,它可以放大遥远恒星或行星发出的光或无线电波,让我们能看得更清楚。
第二个问题是,怎么干?
答案是:原理上可以,技术上现在还差点意思。
一个文明要想利用整个恒星的能量,那至少得达到卡尔达舍夫等级的“第二型”(Type II),也就是恒星文明。这种文明能完全掌控并利用其所在恒星的所有能量,大约是4×10²⁶瓦。与之相比,地球文明现在连“第一型”都还没达到(大概在0.7型左右)。
如果把太阳当作信号放大器,正是朝着“二型文明”迈出的一小步,因为这需要我们具备操控和利用恒星能量场的能力。科学家们是这么想的:
先找到太阳引力透镜的“焦点”,距离太阳至少550倍日地距离(550个天文单位)的地方。就是比现在跑得最远的“旅行者1号”探测器还要远5倍。
但是,飞行器飞过去就要好几十年,目前最可行的方案是借助巨大的太阳帆,靠太阳光压持续加速(是不是有点“阶梯计划”的意思?只不过阶梯计划是用核弹不断推进)。
一旦我们把一个飞行器送到那个位置,它就能变成一个超级信号中继站。科学家计算过,一个1瓦的弱小信号(就像演示激光笔的功率),经过太阳透镜放大后,传到4光年外的比邻星时,相当于在地球上架设一个直径53公里的巨型望远镜的效果。
未来,通过精准对齐两个恒星(比如太阳和比邻星)的引力透镜,我们甚至能建立一条永久的“引力透镜无线电桥”,实现星际通信。
所以说,太阳放大电波功能有用,而且潜力巨大。只是我们得先把探测器送到那么远的地方。
第三个问题是,干什么?
这才是最关键的问题。掌握了太阳透镜技术可以干三件非常有趣的事:
第一件:偷听邻居的“电话粥”既然太阳能当放大镜,那外星人肯定也会用啊!有科学家就建议,我们可以监听那些穿过太阳---其他恒星连线的信号,说不定就能截获到外星探测器发给母星的“加密通话”,用比现在强得多的能力去窃听星际通信。
第二件:给外星生命“拍写真”这是目前科学家最热衷的应用。目前想看几十光年外一颗行星的表面细节,需要直径160公里的太空望远镜,根本造不出来。但用太阳透镜呢?在焦点放几个1米口径的小望远镜,就能拍出800x800像素的高清图像。什么概念?足够看清行星上的大陆、海洋,甚至能捕捉到植被光合作用产生的绿色色调。这相当于在太阳系边缘架了一台天文望远镜,直接给几十光年外的世界拍写真,寻找外星生命的痕迹。
第三件:建立太阳系内的“通讯主干网”在我们有能力飞出太阳系之前,太阳透镜可以先当太阳系内的“超级路由器”。未来在火星、木星轨道上搞基建的探测器,都可以通过这个透镜高效回传数据,耗能更小、速度更快。
所以,叶文洁要是懂这个,当年她就会先拿太阳透镜偷偷观察三体人长啥样,再决定要不要打招呼。可惜啊,她一嗓子就把宇宙的“狼”给招来了。
原著中描述:叶文洁进入红岸基地后通过研究发现,“人类可以将太阳作为一个超级天线,通过它向宇宙中发射电波......地球文明有可能进行ⅱ型文明能级的发射!”
电视剧版《三体》播出已经三年多了,但是有很多朋友对于“太阳是个放大器”这个情节表达出困惑,还有很多朋友为了表达自身的不满,调侃自己已经向外星人发射地球位置。我们今天一起聊一聊这个话题。
第一个问题是,可能吗?直接上答案:可能,甚至已经在地球旁观测到了。
这里不得不提哈工大(深圳)的袁丁教授团队。他们确实在太阳的日冕层里,首次观测到了电磁波的动态聚焦现象。他们看到太阳耀斑触发的磁流体动力学波,在穿过一个叫“冕洞”的特殊结构后,像光穿过凸透镜一样被聚焦了,信号振幅增大了3倍,能量流提升了7倍。
更早在1979年,天文学家Von R. Eshleman(埃斯勒曼)就提出了一个疯狂的点子:利用太阳的巨大引力场作为“引力透镜”来放大和传递星际信号。这算是太阳放大器的科学原型。
不过,《三体》里叶文洁是直接用太阳放大自己发射的信号,而现实中的“太阳透镜”更像一个被动增强器,它放大的不是地球文明自己喊的话,而是宇宙中天然存在的信号。比如,它可以放大遥远恒星或行星发出的光或无线电波,让我们能看得更清楚。
第二个问题是,怎么干?
答案是:原理上可以,技术上现在还差点意思。
一个文明要想利用整个恒星的能量,那至少得达到卡尔达舍夫等级的“第二型”(Type II),也就是恒星文明。这种文明能完全掌控并利用其所在恒星的所有能量,大约是4×10²⁶瓦。与之相比,地球文明现在连“第一型”都还没达到(大概在0.7型左右)。
如果把太阳当作信号放大器,正是朝着“二型文明”迈出的一小步,因为这需要我们具备操控和利用恒星能量场的能力。科学家们是这么想的:
先找到太阳引力透镜的“焦点”,距离太阳至少550倍日地距离(550个天文单位)的地方。就是比现在跑得最远的“旅行者1号”探测器还要远5倍。
但是,飞行器飞过去就要好几十年,目前最可行的方案是借助巨大的太阳帆,靠太阳光压持续加速(是不是有点“阶梯计划”的意思?只不过阶梯计划是用核弹不断推进)。
一旦我们把一个飞行器送到那个位置,它就能变成一个超级信号中继站。科学家计算过,一个1瓦的弱小信号(就像演示激光笔的功率),经过太阳透镜放大后,传到4光年外的比邻星时,相当于在地球上架设一个直径53公里的巨型望远镜的效果。
未来,通过精准对齐两个恒星(比如太阳和比邻星)的引力透镜,我们甚至能建立一条永久的“引力透镜无线电桥”,实现星际通信。
所以说,太阳放大电波功能有用,而且潜力巨大。只是我们得先把探测器送到那么远的地方。
第三个问题是,干什么?
这才是最关键的问题。掌握了太阳透镜技术可以干三件非常有趣的事:
第一件:偷听邻居的“电话粥”既然太阳能当放大镜,那外星人肯定也会用啊!有科学家就建议,我们可以监听那些穿过太阳---其他恒星连线的信号,说不定就能截获到外星探测器发给母星的“加密通话”,用比现在强得多的能力去窃听星际通信。
第二件:给外星生命“拍写真”这是目前科学家最热衷的应用。目前想看几十光年外一颗行星的表面细节,需要直径160公里的太空望远镜,根本造不出来。但用太阳透镜呢?在焦点放几个1米口径的小望远镜,就能拍出800x800像素的高清图像。什么概念?足够看清行星上的大陆、海洋,甚至能捕捉到植被光合作用产生的绿色色调。这相当于在太阳系边缘架了一台天文望远镜,直接给几十光年外的世界拍写真,寻找外星生命的痕迹。
第三件:建立太阳系内的“通讯主干网”在我们有能力飞出太阳系之前,太阳透镜可以先当太阳系内的“超级路由器”。未来在火星、木星轨道上搞基建的探测器,都可以通过这个透镜高效回传数据,耗能更小、速度更快。
所以,叶文洁要是懂这个,当年她就会先拿太阳透镜偷偷观察三体人长啥样,再决定要不要打招呼。可惜啊,她一嗓子就把宇宙的“狼”给招来了。









