弗兰克挑选出14颗能够对地球的位置进行三角测量的脉冲星,并将它们的旋转速度转换成编码,记录在地图上,大致形成了一个漂亮的“星号”,影线呈放射状在太阳系的位置相交。
而地图是怎样给外星人指示方位的呢?——据推测,任何能够敏锐探测并捕获安静飞行的星际飞船,其文明水平都应该知道脉冲星;了解脉冲星,也就能够读懂这张能从银河系任何角落指引你去地球的——脉冲星地图。
脉冲星地图——弗兰克·德雷克设计的原始地图使用14颗脉冲星充当导引,指向地球。
摄影:COURTESY FRANK DRAKE
每条影线都将地球与一颗脉冲星连接起来。影线标记表示的是脉冲星自转速率的二进制数字,影线的长度大致与距离成比例。
通过将地图上注明的脉冲星自转周期与天空中的恒星路标相匹配,外星人就能相对容易地找到通向地球的路。
(点击下图以看清字迹)
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此外,由于能见到的来自脉冲星的能量由其自转产生,并且它们的自转速度会随着时间的推移减慢,所以地图在第四维度也指向地球。通过计算观测到的和编码后的自转周期之间的差异——这种差异在几千年后会变得很明显——而外星人就能知道这张地图绘制于多久以前。
设计地图的方式使它无论在空间上还是时间上都指向地球,成为一个四维银河系定位系统。
外星人地图升级版出现
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(点击下图以看清字迹)
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银河系定位系统——通过识别这些特定的脉冲星及其自转发生了多少改变,就能找到太阳的位置——而地球就在附近。
近半个世纪后,
脉冲星专家斯科特·兰塞姆设计出新地图,
以一种不同寻常的方式,
利用银河系内外的脉冲星向地球导航。
(点击下图以看清字迹)
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我们的太阳与银河系中许多恒星类似。为了帮助外星人找到它,这张新地图提供了两种比例尺参照物,一个近的和一个远的。
新地图选用的是毫秒脉冲星,其自转速度更快、存在的时间更长,运行轨道上还有其他死去的伙伴。这些脉冲双星提供了另一套识别标志:该系统的轨道周期几十亿年都不会改变。
而且关键在于,毫秒脉冲星的老化速度比原地图上的普通脉冲星的慢得多,也就是说,它们要花费先前那些脉冲星数千倍的时间,旋转才会变得无法辨认。
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稳定的路标——如果一颗体积小、密度大的脉冲星与另一颗恒星结成一对,它就会吸收那颗恒星的物质和能量,使已经很高的自转速度变得更快。脉冲星的转速高达每分钟43000转时,其辐射就会呈现出脉冲的形式,起到灯塔的作用。
此外,斯科特还引入了另外一套路标:环绕银河系运行——球状星团中的脉冲星。球状星团是早于银河系形成的古老星球团,是名副其实的毫秒脉冲星“制造厂”。
把路标加入银河系外这些令人难以忽视的星团后,哪怕银河系中的恒星已经环绕银河系中心旋转了很多圈,位置变化了,星座也不复存在,但这些路标仍旧能够指向地球。
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照片由GARTH ILLINGWORTH提供,UCSC/LO
不过别担心!
即使外星人发现了先驱者10号,
他们也很难用这张地图来入侵地球。
以宇宙的时间范畴而言,
这张原始地图很快就会过时。
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因为它使用的标志物——当年仅有的几颗已知脉冲星的自转速度变慢,然后会在几百万年内淡化、消失,误差可达几千万年。
即使这些标志物没有消失,太阳和邻近的其他恒星环绕银河系旋转一周需要2亿- 2.5亿年。