星空万象

不管你信不信，我肯定相信，在遥远的宇宙深处一定也生活着像我们一样的人类，当我们用望远镜指向天空的一个角落，也许外星人就在那儿同样在寻找着我们。

一、他们都在哪儿呢？

20世纪50年代，物理学家、诺贝尔物理学奖得主恩利克·费米曾经提出一个假设：古老而巨大的宇宙中，哪怕只有极小的一部分行星发展出智慧生命，那么宇宙中的文明应该不计其数。那么，为什么我们没有观测到其他文明？他们都在哪儿呢？这就是著名的费米悖论，也叫“费米佯谬”。

随着对宇宙探索的愈发深入，科学家也开始着眼于太阳系外的研究与信号捕获。1972年与1973年，美国先后发射了“先驱者10号”（Pioneer 10）及“先驱者11号”（Pioneer 11）两个行星探测器。它们都搭载了一块镀金的铝板，铝板上印有时间和距离计量单位、太阳系在宇宙中的位置以及男人和女人的外形、尺寸等信息。这可以算得上是最具代表性的“地球名片”，也是人类首次在探测器上安放为外星人准备的人类信息铭牌。

它随着先驱者10号、11号一起飞向宇宙深处，期盼将来有一天能有外星人发现它，并以此了解人类智慧。

图片来源：NASA

尽管这个概率非常小，不过人类好像特别喜欢这种浪漫的感觉，就像是往海边放一个漂流瓶，任它在海上漂流，直到“有缘人”将其拾取。

二、“行星地球的孩子（向你们）问好。”

时间来到1977年。176年才一遇的行星“几何排列”现象让人类对“漂流瓶”产生了新的想法[1]，也由此开始了极具浪漫意义的一次探测任务。NASA设计了两个一模一样的航天器——“旅行者1号”和“旅行者2号”，并为此准备了一张镀金铜质磁盘唱片，内藏金刚石留声机针，这意味着即使是十亿年之后，这张唱片的音质会依然如初。唱片上录有这样一些信息：12分钟的语音集成，包括亲吻、婴儿啼哭等；还包括各国的问候语，也包括时任联合国秘书长库尔特·瓦尔德海姆和时任美国总统卡特的问候；116张照片，内容包括人类的科学、文明和我们自身，最有趣的是来自当时尚沉浸在爱情甜蜜中的团队成员安·德鲁彦的脑电波——可以说，这段脑电波记录了爱情带给普世人类的最原始的浪漫心动。唱片还记录有长达90分钟的音乐，包括日本大戏的片断，秘鲁的婚礼歌，巴赫、贝多芬、莫扎特等著名音乐家的经典曲目等。值得一提的是，其中有一首中国的古琴曲《流水》。这首空灵的中国乐曲，仿佛描绘一个孤独的旅行者，在茫茫星海中航行，期待有智慧生物能发现它，解开它身上的秘密。如此正好对应了“高山流水觅知音”的场景。

“旅行者1号”搭载火箭升空。图片来源：NASA

“旅行者2号”探测器的旅程起源于1977年8月20日，16天后，“旅行者”1号也发射升空。1979年3月，近距离拜访木星；1980年11月，近距离探访土星……它们在飞行中取得了一个又一个奇迹般的成功。超越于最初项目的计划之外，参加这个任务团队的工程师和科学家们都在尽最大努力希望让它飞得更远。在1980年11月20日完成其土星飞越任务后，“旅行者1号”开始了一项拓展任务：探索日球层顶的区域和边界。

旅行者2号在372万光年（6百万公里）外拍摄的木星大红斑。

图片来源：NASA/JPL

在另一条轨迹上，“旅行者2号”的任务是继续拜访天王星和海王星及其它们的一些卫星。这是人类历史上唯一的近距离观测天王星和海王星的机会。

旅行者2号拍摄的海王星照片

图片来源：NASA/JPL

1990年，科学家又给“旅行者1号”安排了一个非常浪漫的任务：给太阳系的几大行星拍合影。这个任务总让我想起唐诗中的“长安回望绣成堆，一片孤城万仞山，羌笛何须怨杨柳，春风不度玉门关”。或者，如果把“旅行者”号比喻成一个旅人，在经历了十三年的漫长跋涉，面前出现一片完全从未探索过的宇宙空间，这时候她的心情应该是“劝君更进一杯酒，西出阳关无故人”吧！

1990年2月14日，距离地球约60亿千米的“旅行者1号”对准太阳方向，拍摄了60张图，捕捉到了太空时代最具标志性的照片之一。

从左到右依次是：木星、地球、金星、土星、天王星与海王星。

图片来源：NASA/JPL

照片中的地球，只是一个阳光下很不起眼的的小星斑，悬浮在无垠的黑暗中，这就是那张后来被命名为“暗淡蓝点”的著名照片，也成就了电影《流浪地球2》中的经典场景之一。

暗淡蓝点[2]。

图片来源：NASA

三、即使终将要告别

要说“旅行者”号最伟大的成就，当然数2012年飞出太阳风，或者叫日球层。在高达几十万甚至百万摄氏度的温度下，太阳外层大气比它几千摄氏度的“表面”温度要热得多，像个油炸冰淇淋，又像水蒸气从一锅开水中冒出来一样。太阳会不断向外“吹”出带电粒子,形成太阳风，太阳风延伸到的范围就是日球层，如同一个巨大的气泡包裹着太阳和八颗行星。日球层以内的空间中，大部分物质来源于太阳， 而在日球层之外的行星际空间则充满着银河系的背景物质。太阳系并不是静止不动的，它围绕着银河系中心运动，每秒钟飞行超过220公里。沿着太阳运动的方向，“旅行者”1号和2号都先后穿过了激波和太阳风的边界，进入了恒星际空间[3]。这是人类历史上第一次正常工作的飞船抵达恒星际空间，也是首次对这个区域的物质和场进行就位探测。

旅行者1号和旅行者2号空间位置示意图。

图片来源：NASA/JPL-Caltech

2012年8月和2013年4月，“旅行者1号”记录下2次太阳风粒子与星际介质粒子的剧烈相遇。在经过反复模型推演后，NASA于2013年9月12日宣布，“旅行者1号”已经穿越了日球层顶。6年之后，“旅行者2号”成为历史上第二艘跨越了这一边界层的探测器。科学家们惊讶地发现，恒星际空间的物质密度居然比太阳风里高。到目前为止，这还是一个未解之谜。

在我的心中，总是希望它们能一直工作下去，但随着“旅行者”越来越“老”，科学家已陆续关闭一些仪器以节约电力。不过最近传来消息，“旅行者1号”不能正常通信，而是开始发送一些没有逻辑的乱码，像一个垂危的老人，开始说“胡话”了，而“旅行者2号”最近的一次指令反馈，也是在3年前。在四十多年的太空漫游中，两个探测器都曾遭遇过意想不到的通信故障，也实现了远超出原定目的地的征程，尽管技术团队努力开展修复，希望能再次创造奇迹，但可以预知的是，终有一天，他们会归于静默，真的成为一个太空漂流瓶，等待着外星生命去发现它。

这两张镀金唱片未来是否真会成为星际交流的桥梁？目前仍是未解之谜。即使我们渺小如“一粒悬浮在阳光中的微尘”，但浩瀚宇宙中，这份“地球名片”承载的是人类对宇宙未知的好奇心和永恒的期待。

注：

[1] 20世纪60年代，科学家观测到：木星、土星、天王星和海王星将在20世纪70年代末80年代初与地球一起形成一条长弧线，航天器只需要少量燃料以作航道修正，其余时间可以借助各个行星的引力加速，以一艘航天器就能造访这四颗气体巨行星。这种行星几何排列现象每176年才发生一次。

[2] 电影中实际选用的是NASA2022年发布的“重洗”版照片，调整了平衡亮度级别和颜色以增强包含地球的区域。

[3] 关于太阳系边界有多种定义方式，因此“旅行者”号的行为可以严谨地描述为进入星际空间，而不是飞出太阳系。

作者：刘勇 中国航天科普大使，中国空间科学学会科普工作委员会主任

审核：周煦之 北京大学地球与空间科学学院研究员

出品：科普中国

监制：中国科学技术出版社有限公司、中科数创（北京）数字传媒有限公司

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