國(guó)毅

2020年12月1日，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡反射盤表面損毀。2022年10月13日，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)宣布，不會(huì)重建已垮塌的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡。

阿雷西博的饋源艙，用于收集望遠(yuǎn)鏡反射面接收到的外太空信號(hào)。

在加勒比海的波多黎各，從阿雷西博市出發(fā)，沿625號(hào)公路一路向南，穿越蒼翠的熱帶雨林，在公路盡頭等待著的，是一個(gè)科幻感十足的龐然巨物——一口昂然而立、直徑305米的“大鍋”。生于1963年的它，曾時(shí)刻聆聽(tīng)著成千上萬(wàn)光年，甚至更遠(yuǎn)的宇宙之聲——脈沖星的信號(hào)、人類期待已久的外星智慧文明信息，更代表地球和人類對(duì)可能存在的外星智慧生命發(fā)出一聲問(wèn)候。它的名字是阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡。雖然阿雷西博望遠(yuǎn)鏡在2020年塌了，但傾聽(tīng)宇宙的故事還在繼續(xù)。

源于“冷戰(zhàn)”的誕生

二戰(zhàn)結(jié)束后，鐵幕拉起，美蘇兩大陣營(yíng)“冷戰(zhàn)”開(kāi)啟。為了防御蘇聯(lián)的洲際導(dǎo)彈，美國(guó)軍方大力投入彈道導(dǎo)彈防御技術(shù)的研究。他們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)導(dǎo)彈從外層空間重回大氣層的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的雷達(dá)回波。如果雷達(dá)足夠靈敏，導(dǎo)彈在飛行中段就可能會(huì)被發(fā)現(xiàn)，這需要一座天線直徑305米的巨型雷達(dá)，對(duì)大氣電離層進(jìn)行深入研究。但如此巨大的雷達(dá)堪稱史無(wú)前例，它的造價(jià)也令人望而生畏。

而解決難題的答案，落在了波多黎各島阿雷西博市南部的群山里：這里有很多天然形成的漏斗狀大坑，它們是巖溶地貌“青春期”的產(chǎn)物，巖溶地貌也叫喀斯特地貌，著名的桂林山水、路南石林，都是巖溶地貌在不同發(fā)展階段的模樣。把雷達(dá)天線架在這些“天坑”里不但節(jié)約造價(jià)，建設(shè)難度也會(huì)大大降低。

但這也帶來(lái)了一個(gè)大問(wèn)題：巨大的天線，即 “鍋”無(wú)法改變朝向。為了解決這個(gè)問(wèn)題，工程師設(shè)計(jì)了3座百米塔架，牽于其上的鋼纜吊起作為接收系統(tǒng)的“饋源艙”，懸在天線上方150米處，負(fù)責(zé)采集反射信號(hào)，而饋源艙接收器指向的方向，就是天線的實(shí)際朝向。這樣一來(lái)，望遠(yuǎn)鏡就同時(shí)具備了軍用和天文研究的雙重功能。

初建時(shí)的阿雷西博還不是我們熟悉的“大鍋”模樣，由于天線由鍍鋅鐵絲網(wǎng)組成，看上去可能更接近一個(gè)網(wǎng)眼密集的“大笊籬”。

傾聽(tīng)宇宙的日常

這款叫作射電望遠(yuǎn)鏡的雷達(dá)，實(shí)在很難與我們平時(shí)所見(jiàn)的望遠(yuǎn)鏡畫等號(hào)。但它又的的確確是一架望遠(yuǎn)鏡，它觀測(cè)的不是視網(wǎng)膜所感受到的可見(jiàn)光，而是無(wú)線電波。20世紀(jì)60年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)——類星體、脈沖星、星際有機(jī)分子和宇宙微波背景輻射，都離不開(kāi)射電望遠(yuǎn)鏡。

阿雷西博出手便是不凡。正式運(yùn)行還不到半年時(shí)，就取得了重大突破。它打破了人們認(rèn)為水星被太陽(yáng)引力鎖定的固有觀念，發(fā)現(xiàn)了它并非如月亮一樣，自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)時(shí)間相同，而是在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)2圈的同時(shí)自轉(zhuǎn)3圈。

接下來(lái)，它將目標(biāo)轉(zhuǎn)向“一只張牙舞爪的螃蟹”——1054年超新星爆發(fā)后形成的蟹狀星云。天文學(xué)家在星云深處，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)以33毫秒周期規(guī)律變化的脈沖信號(hào)，這來(lái)源于一顆高速旋轉(zhuǎn)的中子星。

接連不斷的發(fā)現(xiàn)讓美國(guó)人意識(shí)到，與軍用相比，阿雷西博似乎在科學(xué)研究方向更有前途。1969年10月1日，美國(guó)國(guó)防部正式“放手”，將阿雷西博移交美國(guó)科學(xué)基金會(huì)管理，成功實(shí)現(xiàn)“軍轉(zhuǎn)民”。

幾年后，阿雷西博成了我們熟悉的“大鍋”模樣，38778塊1米寬、2米長(zhǎng)大小的鋁板，取代了原來(lái)由鍍鋅鐵絲網(wǎng)組成的反射天線。它的成果和任務(wù)包括但不限于：在水星上發(fā)現(xiàn)了冰的存在；透過(guò)厚重的大氣層繪制金星表面圖；監(jiān)測(cè)理論上有可能撞擊地球的近地小行星；為系外行星的觀測(cè)提供技術(shù)支持，甚至還發(fā)現(xiàn)了圍繞脈沖星公轉(zhuǎn)的行星。

除了傾聽(tīng)，它也可以發(fā)出自己的聲音，這源于它配備了4個(gè)不同波段和不同發(fā)射功率的發(fā)射器。20世紀(jì)六七十年代，當(dāng)尋找外星文明的熱潮到來(lái)之際，既可以傾聽(tīng)，又能夠發(fā)聲的阿雷西博，便成了尋找外星智慧生命的重要助力。

屬于人類的浪漫

在科幻作家劉慈欣的小說(shuō)《三體》中，葉文潔在“紅岸”向4光年之外的三體人發(fā)出了訊息。而阿雷西博也向宇宙發(fā)出了穿越25000年的一聲問(wèn)候。

1974年，為了慶祝阿雷西博的升級(jí)改造，科學(xué)家們決定要做一件頗具儀式感的事情。他們選擇了距離地球25000光年的武仙座球狀星團(tuán)M13作為目標(biāo)，發(fā)送了一段包含1679個(gè)二進(jìn)制數(shù)字的無(wú)線電信息，內(nèi)容為人類和地球的基本情況，史稱“阿雷西博信息”，向外星智慧生命傳遞著人類友好的愿望。為什么是1679個(gè)數(shù)字？這是因?yàn)樗?3和73兩個(gè)質(zhì)數(shù)相乘而得來(lái)，而將這信息排列成73行23列便能獲得一張圖片。

這一年的11月16日，在阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡改造落成儀式上，“阿雷西博信息”飛向了包含著至少數(shù)十萬(wàn)顆恒星的球狀星團(tuán)，如果那里存在智慧生命，它們將在25000年后聽(tīng)到地球的這一聲問(wèn)候?！鞍⒗孜鞑┬畔ⅰ迸c“先驅(qū)者”和“旅行者”號(hào)飛船攜帶的金屬板、金唱片一樣，是人類曾經(jīng)生活在一個(gè)不起眼的恒星系中第三顆行星上的記錄。

這聲問(wèn)候后，阿雷西博漸漸得到了好萊塢的關(guān)注，在很多電影，特別是與外星生命有關(guān)的電影中頻繁亮相。

1995年的《007之黃金眼》中，阿雷西博成了一口沸騰的大鍋，隨著大量的水傾瀉而下，整個(gè)望遠(yuǎn)鏡漸漸顯露出來(lái)，場(chǎng)景令人震撼。電影的最后，阿雷西博被炸毀。雖然美國(guó)電影中不乏地標(biāo)建筑的爆炸情節(jié)，炸口“大鍋”更不足為奇，但冥冥之間卻似乎預(yù)言著一些東西……

1997年的《超時(shí)空接觸》中，在朱迪·福斯特和馬修·麥康納的背后，冰冷的金屬巨物顯得清新脫俗，這是阿雷西博展現(xiàn)在人類面前最浪漫的時(shí)刻。也是在這一年，阿雷西博再次升級(jí)，傳言發(fā)射功率之大甚至可以讓飛鳥蒸發(fā)。但也是這次升級(jí)，讓原本就十分沉重的懸掛式饋源艙，重量增加了近1倍，相當(dāng)于2000架三角鋼琴僅僅系于18根8厘米粗的鋼纜之上。

1999年5月，著名的“在家尋找外星人”（SETI@home，全稱Search for Extraterrestrial Intelligence at home）計(jì)劃開(kāi)始，這是分布式計(jì)算平臺(tái)最著名的應(yīng)用之一，由此，更多的普通人投入到聆聽(tīng)來(lái)自外星的聲音的工作中。劉慈欣的另外一部小說(shuō)《球狀閃電》中也提到了這一計(jì)劃，人們只需要在官網(wǎng)注冊(cè)賬號(hào)后，下載一個(gè)屏保軟件，個(gè)人計(jì)算機(jī)就可以在空閑時(shí)自行接收來(lái)自服務(wù)器的數(shù)據(jù)，對(duì)某一段無(wú)線電波進(jìn)行分析，以此來(lái)捕捉可能來(lái)自外星智慧生命的信息。前后共有900多萬(wàn)人參與了這個(gè)項(xiàng)目，而這些無(wú)線電波正是來(lái)自阿雷西博。

電影《超時(shí)空接觸》劇照，側(cè)后方便是阿雷西博的饋源艙。

2020年8月，一場(chǎng)風(fēng)暴讓懸掛著饋源艙的一條鋼纜從150米的高空抽下來(lái)，在球面天線上撕開(kāi)了一條30多米長(zhǎng)的裂痕。

改造后的日子里，阿雷西博還完成了對(duì)快速射電暴（FRB）的監(jiān)測(cè)、對(duì)引力波的間接觀測(cè)，以及對(duì)星際物質(zhì)進(jìn)行探測(cè)等?？茖W(xué)研究之外，阿雷西博也承擔(dān)起了“太空文化大使”的職責(zé)，每年有超過(guò)10萬(wàn)名游客慕名而來(lái)。讓游客們驚喜的是，他們?cè)谶@個(gè)大鍋下發(fā)現(xiàn)一個(gè)郁郁蔥蔥的世界——在這里安家的耐陰植被。自然與科技，就這樣融為一體，密不可分。

凄涼決絕的告別

2006年，阿雷西博望遠(yuǎn)鏡因?yàn)橘Y金問(wèn)題可能關(guān)閉的消息傳出。2011年，其管理權(quán)被移交給了有成本優(yōu)勢(shì)的波多黎各城市大學(xué)和斯坦福研究院。

阿雷西博望遠(yuǎn)鏡位于北緯18度，和海南三亞相當(dāng)，來(lái)自熱帶海域的颶風(fēng)給了它重重幾擊。2017年9月，一場(chǎng)颶風(fēng)損壞了望遠(yuǎn)鏡上的30多塊鋁板，然而并沒(méi)有維修資金。2020年8月，又一場(chǎng)颶風(fēng)“光臨”阿雷西博，懸掛著饋源艙的一條鋼纜被連根拔起，“像一根巨大的鞭子，從150米的高空抽下來(lái)，在球面天線上撕開(kāi)了一條30多米長(zhǎng)的裂痕”。除了缺乏維修資金外，咸濕的海風(fēng)也加速了鋼纜的老化。關(guān)于修復(fù)，工程團(tuán)隊(duì)的結(jié)論是：“幾乎沒(méi)有什么辦法能在確保安全的前提下修復(fù)阿雷西博”。安全拆除的計(jì)劃隨之出臺(tái)，這又一次招致了輿論熱議。

就在兩股意見(jiàn)僵持不下的時(shí)候，2020年12月1日7時(shí)53分，又一根鋼纜崩斷。那一刻，三角形饋源艙的一角狠狠顫動(dòng)了一下，牽扯著它57年的固定線纜，再也無(wú)法像從前那樣幫助它對(duì)抗地心引力，懸在望遠(yuǎn)鏡的反射面上空。接下來(lái)，大大小小的碎片火山彈一般飛濺，和900噸的饋源艙一起，落在直徑305米的望遠(yuǎn)鏡鏡面上。

而在此前的2020年3月31日，“在家尋找外星人”項(xiàng)目也已宣告休眠。

屬于阿雷西博的時(shí)代終結(jié)了。一個(gè)時(shí)代的結(jié)束，也意味著一個(gè)時(shí)代的開(kāi)始。在阿雷西博這樣的單體射電望遠(yuǎn)鏡之外，同樣出現(xiàn)在電影《超時(shí)空接觸》中的大型射電望遠(yuǎn)鏡陣列VLA（由27臺(tái)25米口徑的天線組成，位于美國(guó)新墨西哥州的圣阿古斯丁平原）以及后來(lái)者們，也依然在傾聽(tīng)宇宙的聲音。

在阿雷西博倒掉的4年前，貴州平塘，一個(gè)同樣巨大的喀斯特天坑中，500米口徑射電望遠(yuǎn)鏡“中國(guó)天眼”正式投入使用，成為目前世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。因此有人說(shuō)，如果外星人真的與地球接觸，中國(guó)人很可能是第一個(gè)聽(tīng)到外星人聲音的。

（責(zé)編：劉婕）

?“阿雷西博信息”

這組圖案的含義，從上到下依次為：二進(jìn)制數(shù)字1—10，5種化學(xué)元素——?dú)?、碳、氮、氧、磷的原子序?shù)，由以上5種元素構(gòu)成的生命物質(zhì)——核苷酸，人類DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，人類的身高和基本形態(tài)，1974年的世界總?cè)丝跀?shù)量，太陽(yáng)和九大行星（2006年國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)通過(guò)決議，將冥王星“降級(jí)”為矮行星，此后太陽(yáng)系只有八大行星），阿雷西博望遠(yuǎn)鏡的外形和相關(guān)數(shù)據(jù)。