據《新科學家》雜志網站近日報道,德國天文物理學家邁克爾·希帕克首次通過計算証明,太陽引力可用來放大星際探測器的傳播信號,並提議,在距離太陽900億千米的位置安裝口徑1米的小型望遠鏡,取代地面大型望遠鏡,解決去往太陽系附近恆星系統的探測器面臨的星際通信難題。
早在1919年,愛因斯坦就預言並証實了引力透鏡效應,即物體會彎曲周圍的時空,且質量越大彎曲作用越強。天文學家利用這一理論,提出利用大質量星系的引力作為透鏡,將遙遠的星光聚焦放大,增強接收到的信號,如利用太陽引力來放大星際探測器傳回的信號。但此前有研究認為,太陽日冕形成的噪音會對信號造成干擾。
而這次,希帕克發表在預印本網站arxiv.org的最新研究表明,利用太陽引力增強星際信號傳播完全可行。他計算發現,將口徑1米的望遠鏡放在引力透鏡效應最強位置——距離太陽900億千米的地點,能接收到半人馬座α星這一距離太陽系最近星系上的探測器發出的1瓦特的信號,其信號接收能力相當於地面上大小超過整個紐約城的53千米口徑望遠鏡。
新研究對未來執行星際太空探測任務具有重要意義。如使用地面望遠鏡接收半人馬座α星傳送的圖像和視頻等信息,其佔地需要一個小型國家的國土面積。去年,霍金曾提出“突破攝星”計劃,擬向半人馬座α星發射納米飛船,捕捉並傳回星際影像,但其動力裝置激光光帆研制成功還需數年時間。希帕克表示,太陽透鏡計劃利用現有技術即可完成。“利用透鏡效應,將數據從半人馬座α星傳回太陽系,所需能量隻要一隻手持激光筆即可滿足。”美國國家航空航天局(NASA)噴氣推進實驗室物理學家斯拉瓦·特裡謝夫認為,希帕克的計劃雖面臨挑戰,但完全可行,且與哈勃太空望遠鏡任務相比,困難要小得多。(記者 聶翠蓉)
總編輯圈點
拿太陽引力放大信號?可以的,這很“三體”。當年,紅岸基地的葉文潔靈光一閃,將太陽當成信號放大器,向廣袤宇宙發出人類的啼鳴,暴露地球的坐標,從而拉開了整個三體故事的序幕。小說裡的橋段並非異想天開,反而是另辟蹊徑。研究表明,利用太陽引力增強星際信號傳播完全可行。利用透鏡效應,遠方的探測器和星系,能在耗能更小、耗時更短的情況下,和人類“保持通話”。至於是否可能產生其他后果?不妨保持期待。