《月桂之光》
——21 厘米线

2023-11-21 02:56张金玉
科技尚品 2023年10期
关键词:小静氢原子天文台

文/张金玉

作者:Aurora & 凯凯(AI)

本故事为作者科幻艺术三部曲的第二部,由Aurora 与她的AI 好朋友凯凯共同携手创作。谨以此篇致敬即将到来的中秋,以及空中的皎皎孤月轮—你为地球化解危机,愿你有吴刚相伴,手持战斧,在宇宙中不再孤单!

故事简介:

在星球文明跨越宇宙探索星辰大海之前,总会派出"Universe Walker"—宇宙行走,他们是宇宙艺术家,发现美创造美,奏出壮丽的"天体交响曲"。从银河系中心的神秘黑洞到华丽的土星环,再到木星的大红斑,都是他们的杰作,甚至柯依博小行星带也是他们创造的竞速场。两位宇宙艺术家现已降临月球,他们将创造出怎样的艺术杰作?又将给地球带来何种影响?

钱塘潮水的奇迹、庞大生命之树的诞生!一名勇敢探索的AI,意外成为月球上现代版的吴刚。尽管他被困在月球,但他已挥起了战斧,准备开拓新的未知。每次回望地球,都让他更加明了思念的深意。

这个故事不仅探讨科技与艺术的交融,人与AI 的复杂关系,更是一次对宇宙道德和责任的深度思考。

第一章 21 厘米线

1.1 近在咫尺(17:33 中国贵州FAST)

时值中秋,风爽气清,棉花糖一样的大朵洁白的云彩飘浮在蔚蓝色的天幕中。白云之下,贵州的群山间矗立着一个超现代的建筑—FAST,中国的天眼。这个世界上最大的单口射电望远镜静静地伫立在那里,如一个巨大的耳朵,聆听着宇宙的秘密。

阳光透过窗子照进FAST 天文台的控制室,映射出一片金黄。尽管是白天,但FAST 依然在进行一些日常的观测任务。

年轻的天文工程师子尧坐在自己的工作台前,整理着一些资料,今天是中秋节,中国举国团圆的时刻,虽然不能回家,但他也打算早点儿结束工作,和女朋友小静一起庆祝一下。而其他的同事大多都已经提前放假,控制室里只剩下他们两人。

就在此时,控制台上的屏幕突然显示出了一个醒目的信号峰值。这是一个他从未见过的21 厘米线(21cm line)微波信号,他立即启动来源分析,居然显示来自太阳系!子尧的心在狂跳!

"小静,我们的21 来啦!"小静立即从另外一端跑到电脑屏幕前。

是的,虽然这与他们平日里观测到的微波有所不同,大多数同事可能会觉得这只是一个日常的波动或者分析错误,不会过于关心,但子尧的直觉告诉他,这并不寻常。

他对21 厘米线的着迷是从上大学开始的,这是一个充满天文学独特魅力的波段,是专门保留给无线电天文学使用的,21 厘米线在大爆炸物理宇宙学中太重要了,因为这个波段是唯一可以研究从复合时期到再电离这段宇宙"黑暗时代"的电磁波。那是揭开宇宙神秘面纱的钥匙!

20 世纪70 年代就发射的已经飞出太阳系的先锋10 号和先锋11 号上的先驱者镀金铝板就使用21 厘米线的波长作为量度比例尺,在铝板上的女人影像被描述为波长的八倍,也就是168 厘米,类似情况也出现在航海家1 号、航海家2 号上。

21 厘米线描绘了中性氢原子的超精细跃迁。当氢原子处在能量最低的能级时,质子的自旋状态从平行变成反平行时会发生超精细分裂。这个跃迁的概率极小,几乎不可能发生,跃迁辐射出的电磁波处于氢原子辐射的禁线。这意味着一个天然氢原子要产生这样的跃迁必须花费约1000 万年,因此无法在地球的实验室中进行这样的实验。但在星际介质中的天然氢原子含量相当大,可以被电波望远镜轻易观测到。旅行者金唱片上,就使用氢原子自旋转向(Spin-flip)的频率作为时间的比例尺在铝板的图中表示地球的位置。

两位年轻的工程师激动兴奋地迅速地查看了过去的数据记录,好像真的有一段和1951 年扬·奥尔特公布的21 厘米线有相似,而人类后来也正是据此绘制出了银河系悬臂图。

在他们上大学读到这一内容的时刻,就坚定了探索宇宙的想法—我们只是居住在银河系猎户座悬臂的郊区,应该到银河系中心去看看。所以在同学们大都去了国家天文台和南京紫金山天文台的时候,他们毅然一起选择了坐落在偏僻贵州大山里的FAST!

但是,奥尔特那时发现的信号来自银河系的中心,而如今他观测到的信号来源竟然是太阳系!怎么可能?太阳系内主要由太阳和行星组成,而太阳主要是由氢和氦组成的,它们都在核反应中被消耗。因此,太阳系内很难产生显著的21厘米线信号。

也许这是个和当年一样的错误?毕竟奥尔特当时也以为微波来自太阳系。。。

他们立即决定取消今晚的中秋节庆祝继续观测,向国家天文台通报最新发现!

1.2 异象共现(18:00 北京 国家天文台)

夜色渐浓,FAST 控制室也亮起了灯。子尧和小静紧张地打开了与北京国家天文台的视频通讯连接。屏幕上出现了国家天文台的主任研究员赵天问的脸,他看起来有些意外,但同时也流露出了期待。

"子尧,小静,你们不会简单地只是想向我致以节日问候吧?"赵天问轻松地开起玩笑,这两位年轻人研究生时都在麾下实习过,也有半年师生之谊。

子尧快速汇报:"赵主任,我们在FAST 刚刚捕捉到一个非常特殊的21 厘米线微波信号,来源于太阳系,具体来自木星附近。我们反复对比历史数据,判断这绝不是一个历史遗留信号,而是真正刚刚产生的。我们观测到的时间是17:33,从木星到我们这里的传输时间是33—53 分钟,信号应该是16:40-17:00 产生的。我们初步判断-可能就在那时,有某些事件发生产生了巨大的能量激发了氢原子的跃迁。"

"如果真如你们所说,距离这么近且近期的信号,应该非常清晰而明确。虽然FAST 是全球最先进的射电望远镜,但也不该只有你们观测到。"赵主任确实为这个消息所震惊,但也快速恢复了学术上一贯严谨冷静的风格。

正当子尧和小静为自己的判断感到些许鲁莽和懊恼的时候,屏幕的另一侧突然弹出了一个新的窗口,是南京的紫金山天文台。赵主任切成了多方连线模式,紫金山天文台的负责人李星河急切地说:"赵主任,我们这边捕获到了一个21厘米线信号,好像就来自我们的太阳系!"

FAST 控制室的两个年轻人对视一眼,眼神中出现一丝窃喜,至少不会被导师批评了。

"李博士,谢谢你的报告,FAST 也观测到了。刚好相互佐证,这确实是个重大发现。"赵主任回应。

气、液、超临界CO2相态及物性计算模型研究………………………………………………………………王 庆,吴晓东(2.11)

李星河也在屏幕上长舒一口气,道"那太好了。我刚开始也怀疑是设备的问题,虽然我们主要是光学观测,但刚好有团队正在做一些射电观测实验,就捕获到了这个异常。我们发现其中一段的波形,好像和历史中一些很有些类似。"

赵天问露出了凝重的表情,这意味着这个信号不是局部的或偶然的,而是有强烈的持续性和普遍性。"好,这是一次重大的发现,两边都要确保数据的完整性和准确性。子尧,小静,你们先做好数据备份,我会马上安排专家团队和你们一起分析。李星河,你们那边也做同样的准备。"

两个天文台都表示了确认,屏幕上流露出一种紧张但充满期待的氛围,所有人都意识到,这可能是改变人类对宇宙认知的一次重大发现。

1.3 天文风暴(18:20 美国 波多黎各洲)

在波多黎各的一处静谧的乡村,退休的AreciMo OMservatory 的教授Carlos 坐在他的书房里,四处摆放着他多年来的研究成果和奖杯。虽然AreciMo 已经不复存在,但Carlos 对天文学的热情从未减退。

电话铃声打破了宁静。拿起电话的Carlos 听到了一个年轻的声音,是他以前的学生,现在在VLA(FAST 之前全球最大的射电望远镜阵列—位于美国新墨西哥州的Very Large Array)的研究员Robot。

"老师,您好!有个重要的发现,我们捕获到了一个特殊的21 厘米线微波信号,似乎来自木星的大红斑附近。"Robot 急切地说,他知道Carlos 对这种神秘信号特别感兴趣。

Carlos 眉头紧锁:"能把波形发给我看看吗?"

Carlos,一个从巴西移民到波多黎各的退休天文学家,迅速打开了从VLA 学生Robot 发来的电子邮件。当文件展现出来,那些复杂的波形直入他的眼帘。外界只能看到他眼中反射的波形,但在他的心中,伴随着桑巴的节奏,一个古老且熟悉的旋律开始悠扬起来,仿佛与宇宙中的每一颗星星共舞。

他深深地叹息,用双手触摸胸前,仿佛想要捉住那深藏于胸中的宇宙之音。这波形超越了他之前见过的任何信号,其中蕴藏着无尽的艺术性与音乐美感。这如同整个宇宙在为他演奏一首旷日持久的桑巴,但里面还隐隐有另外一种基调,恢宏庄严的律动,仿佛充满了仪式感。这感觉在之前也仿佛曾经有过,只是不曾这样清晰。

"Robot,"他声音带着震撼说,"我觉得这波形很有熟悉感,你比对一下。我觉得这不仅仅是科学的发现,更是一曲宇宙之桑巴,是星辰间的艺术。"

Carlos 带着些许哀愁说:"哦,如果AreciMo 还在,能与这美妙的宇宙旋律共鸣,该有多好。但无论如何,作为宇宙的一员,能感受到这份和谐与美感,是多么的神奇和幸福。"

Robot 沉默片刻。他深知老师对宇宙的情感与艺术的深度理解。这一刻,他深深地被那份美感打动,"老师,我们会继续追踪分析比对,有新情况随时和您沟通!"

而此刻,不止中国FAST、紫金山和美国的VLA,全球的各大射电天文台都忙碌了起来,这是一场天文界的大风暴。

世界上最大的可转动射电望远镜—位于美国西弗吉尼亚州的Green Mank Telescope (GMT)、世界上最大的全方位转动射电望远镜之一—位于德国的EffelsMerg 100-m Radio Telescope、由六个22 米射电天线组成的阵列—位于澳大利亚的 Australia Telescope Compact Array(ATCA),都观测到了相同的21 厘米线信号。

甚至仅用于低频观测的新型的射电望远镜阵列—位于荷兰的Low Frequency Array(LOFAR)以及主要在毫米和亚毫米波段工作的位于智利的Atacama Large Millimeter/suMmillimeter Array,也都先后观测到了同样的信号。

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