NASA帶頭尋找外星人，旅行者號的星際任務！

人類是宇宙裏唯一的智慧生命嗎 又或者在宇宙的某個角落 還存在着其他智慧生物 如果外星人真的存在 他們可能也會問同樣的問題 在這個宇宙裏我們是孤獨的嗎 但問題是兩個文明之間 怎麼做才能在宇宙裏建立起聯繫呢 對於這個問題 NASA已經帶頭嘗試過很多辦法了 他們開展了很多項目 嘗試向外星人發送信息 其中最出名的一個項目 就是1977年發射的旅行者號太空探測器 這次任務的目標非常明確 就是探索太陽系 包括探索四顆氣態行星 穿過太陽影響力的邊界 最終進入星際空間 那簡單來說 這是一項真正的星際任務 那什麼是星際空間呢 很多人可能第一反應是 銀河系之外的空間就是星際空間 其實不是 所謂的星際空間 指的是不再受太陽風影響的區域 換句話說 當你穿過了太陽風的邊界 就算是進入星際空間了 那在銀河系裏 像太陽系這樣的恆星系統 有數千億個 任意兩個恆星系統之間 那片黑暗空曠的區域 就是星際空間 以人類目前的科技水平 想要進入太陽系以外的星際空間 需要很長很長時間 到目前爲止 NASA一共發射了五個星際探測器 分別是先鋒10號 先鋒11號 旅行者1號 旅行者2號 還有新視野號 這五個探測器裏 只有兩個真正進入到了星際空間 就是旅行者1號和2號 先鋒10號和11號 雖然飛的方向沒問題 但是早就已經失聯了 而新視野號還在路上 預計還得幾十年 才能進入星際空間 那在進入星際空間之前 旅行者1號和2號 對太陽系進行了探索 拍攝了很多關於木星 土星 天王星和海王星的珍貴照片 並且到目前爲止 旅行者2號仍然是唯一一個 接近過天王星海王星的探測器 而旅行者1號 更是成了距離地球最遠的人造物體 截止到2025年2月 這兩個探測器有意思的地方是 它們攜帶了地球和人類的信息 也就是說它們現在正帶着我們的信息 在宇宙裏飛行 爲的就是說不定哪天會遇到外星人 通過這些信息 可以告訴它們關於我們的一些事情 那這些信息裏有什麼呢 NASA想代表人類 向外星人傳遞什麼信息呢 這期視頻 我就給大家詳細介紹一下 旅行者號的故事 1965年 NASA的一個工程師 叫加里法蘭德羅 他在一次計算中發現 20世紀70年代後期 太陽系的四顆氣態行星 將同時位於太陽的同一側 並且幾乎就在一條直線上 這期間呢 只需要一個探測器 利用這四顆行星的引力 就能在10年之內 一路探索木星 土星 天王星和海王星 這種情況 每176年纔會出現一次 非常難得 下一次是在2153年 這個方法的原理叫重力輔助 或者引力彈弓 是一種利用行星的引力 來對航天器進行加速 減速 甚至改變飛行方向的技術 它可以用較少的燃料 就能讓航天器獲得額外的速度 節省飛行時間 所以NASA制定了一個旅行者計劃 也就是旅行者一號 和二號的飛行任務 這個任務要求旅行者一號 必須飛越木星和土星 尤其是要重點關注一下 土星最大的衛星 土維六 而旅行者二號的任務 分成兩部分 首先 他也要去探索木星和土星 然後接下來 他要不要去天王星和海王星 NASA想的是 如果旅行者一號 成功飛越了土維六 那旅行者二號 就可以繼續前往天王星和海王星了 如果旅行者一號失敗了 那旅行者二號 就會改道去土維六 就不去天王星和海王星了 這兩個探測器也設計的非常像 它們都是由三臺放射性同位素 熱電發電機提供動力 很多人可能會好奇 爲什麼它們沒有用太陽能電池板呢 因爲在飛越木星之後 太陽能其實就沒什麼用了 距離太遠了 太陽能根本不夠用 而它們的任務是飛出太陽系 所以它們用了布238 放射性衰變提供動力 布238是布的同位素 是一種放射性元素 它在自然衰變的時候 會釋放出大量熱量 而這些熱量可以轉化成電能 給探測器提供動力 所以才叫放射性同位素熱電發電機 除此之外 這兩個探測器都搭載了10臺科學儀器 有一套影像系統 用來拍攝行星 衛星 大氣層 星環等等這些 一套紅外光譜儀 用來分析行星和衛星的大氣結構 一套紫外光譜儀 用來測量太空中的紫外線活動 一個磁力計用來測量行星的磁場 一套等離子體儀器 用來測量太陽縫等離子體的信息 一套天線通信系統 用來跟地球通信 還有一些其他儀器 可以用來測量來自銀河系 甚至更遠的宇宙射線 1977年8月20號 旅行者2號成功發射 16天后 1977年9月5號 旅行者1號也成功發射 那爲什麼先出發的叫2號呢 其實旅行者號的編號 並不是按發射順序定的 而是按任務執行順序定的 旅行者1號會走一條近道 先到達木星和土星 而旅行者2號走的是一條遠道 雖然發射的早 但它飛的慢 所以NASA給了一個 看似反直覺的編號 但畢竟在宇宙探索裏 誰先到纔是關鍵 1979年3月 旅行者1號 拍攝到了木星的岩石攝影 這個岩石攝影 是用66張照片製作的 每張照片 都是木星自轉移動後拍攝的 木星的自轉週期 大約是10個小時 這是我們第一次 看到這麼清晰的 木星和它的衛星照片 也就是在這個時候 我們發現了木星環 一直以來 很多人只知道土星有環 但木星也是有環的 只不過它的環很淡 不靠近它的話 不容易發現 而木星加上它的衛星 再加上它的環 再加上它的磁場 這四部分合起來 叫做Jovian system 也就是木星系統 Jovian這個詞 其實是個形容詞 字面意思就是像木星的 來自羅馬神話中的天神和雷神 Jove 而Jove的另一個名字 就是Jupiter 所以木星 就是用這個名字命名的 而在希臘神話裏 Jupiter其實就是宙斯 那在太陽系裏 跟木星類似的行星 還有三顆 就是土星 天王星和海王星 這三顆行星 也都有星環 也都有很多衛星 也都是氣態行星 所以這四顆行星 被叫做Jovian Planets 類木行星 也就是類似木星的行星 在旅行者一號到達木星之前 人類知道的木星衛星有13顆 包括4顆伽利略衛星 還有其他天文學家 發現的9顆小衛星 後來旅行者一號到達木星之後 又新發現了兩顆 特拜和莫提斯 而且旅行者一號 還在木衛一上 看到了火山噴發 這是人類第一次 在其他星球上看到活火山 這在當時震驚了整個科學界 幾個月後 1979年7月9號 旅行者二號也到達了木星 它在飛躍的過程中 又發現了一個新的木星衛星 阿德拉斯特亞 所以那個時候 木星已知的衛星數 就從13顆增加到了16顆 而到目前爲止 我們已經發現了95顆木星的衛星 是太陽系衛星數第二多的行星 大約一年半後 1980年的11月12號 旅行者一號來到了土星附近 這個時候旅行者一號的速度 已經比旅行者二號快很多了 旅行者二號還有九個半月才能到土星 旅行者一號在土星附近 又新發現了三顆土星衛星 分別是阿特拉斯 普羅米修斯和潘多拉 如果大家看過電影《阿凡達》的話 應該會記得潘多拉星球 這是一顆虛構的星球 是個跟地球差不多大小的宜居星球 但其實它的名字來自土星的衛星 加上旅行者一號新發現的這三顆衛星 當時已知的土星衛星一共有17顆 而到目前爲止 土星已知的天然衛星數 是太陽系衛星最多的行星 旅行者一號拍了很多土星衛星的圖片 其中最特別的一個衛星就是土衛六 泰坦 它是除了地球以外 太陽系唯一一個有證據證明 上面存在大量液體的星球 所以不少科幻電影都以它爲原型 把土衛六描述成了一個有外星人的地方 或者人類可以移民的星球 但實際上土衛六到底是一個什麼樣的星球 適不適合人類生存 大家可以去看我上一個視頻 我在裏面有詳細的介紹過土衛六的環境 那因爲旅行者一號順利的完成了飛越土衛六的任務 所以旅行者二號也有條件 繼續執行探索天王星和海王星的任務了 這次任務也讓人類第一次近距離的觀察到了 這兩顆遙遠的冰巨星 1986年它飛越了天王星 1989年它又飛越了海王星 它拍攝了很多寶貴的照片 還發現了海王星的六顆西衛星 還有四個星環 記錄了海王星的大氣成分和風暴系統大黑板 至此旅行者二號完成了對四顆氣態行星的全部探測任務 而另一方面在飛越土星之後 在土星引力的作用下 旅行者一號獲得了更大的速度 導致旅行者一號偏離了黃道面 如果大家不知道什麼是黃道面的話 我給大家解釋一下 黃道面並不是一個真實存在的平面 而是一個假想的平面 是人類以地球繞太陽公轉軌道平面來定義的 我們假設八大行星都在一個平面上繞太陽運行 但實際上各大行星的軌道跟黃道面之間是有輕微的夾角的 1990年2月14號 此時的旅行者一號正在以每小時6.5萬公里的速度飛離太陽系 在距離地球大約61公里的位置上 他回頭朝着他來的方向拍下了最後一組照片 這組照片一共有64張 這64張照片放在一起 其實就是一張太陽系行星的全家福 水星和火星因爲離太陽太近了 所以在照片中看不見 而地球在照片中只是一個像素大小的光點 這個小藍點就是我們的家園 就像卡爾薩根說的那樣 在這個小點上 每一個你愛的人 每一個你認識的人 每一個你聽說過的人 每一個人無論是誰都在此度過一生 我們所有的快樂和痛苦 所有的宗教信仰 意識形態和經濟學說 每一個獵人或征服者 每一位勇士或懦夫 每一個文明的締造者或毀滅者 每一位君王或農夫 每一對陷入愛河的年輕伴侶 每一位爲人父母者 所有充滿希望的孩子 發明家或探險者 每一位道德導師 每一個腐敗的政客 每一個所謂的超級巨星 每一個所謂的至高領袖 每一位我們人類史上的聖人或者罪人 我們的一切一切 全部都存在於這樣一顆 懸浮在一束陽光中的塵埃上 也許沒有什麼能比從遙遠的太空 拍攝到我們微小世界的這張照片 更能展示人類的自負有多愚蠢 這是在提醒我們 要更和善的對待彼此 維護和珍惜這顆淡藍色的小點 這給我們目前所知道的唯一家園 這也是旅行者一號 送給地球的最後一份禮物 在拍完這組照片不久之後 爲了省電 他的照相機被永久的關閉了 然後繼續飛離太陽系 直到電量耗盡 徹底跟地球失去聯繫 在這張圖片裏 大家可以看到旅行者一號 和二號現在大概的位置 在這之後的幾年裏 旅行者一號都沒有任何消息了 直到1998年2月17號 旅行者一號超過了先鋒十號 成爲了距離地球最遙遠的人造物體 當時進行過一次小的數據更新 2004年12月16號 旅行者一號到達了中止衝擊點 因爲太陽會不斷的向四周 噴出帶電粒子流 也就是太陽風 這些粒子會以每秒400公里的速度 飛向宇宙 然後在遇到星際介質之後 這些星際介質會施加壓力 讓太陽風減速 當太陽風的速度降低到升速以下時 就會形成一箇中止面 叫中止衝擊點 當然了這裏的升速 並不是地球上的升速 340米每秒 而是太空中的等離子體升速 大約是每秒300千米 所以這兩個完全不是一個東西 太陽風再怎麼慢 也要比地球上的升速快很多很多 有一個非常形象的例子 就是洗手池中的水 打開水龍頭 水流落下的這個點就相當於太陽 一開始水流會快速的向外擴散 就相當於太陽風 但當水流向外擴散到一定範圍的時候 會在水面形成一個圓形的邊界 這個邊界就是中止衝擊點 太陽風在太空中會形成一個氣泡 把太陽系包裹起來 這個氣泡就是日球層 也就是太陽風的影響範圍 它可以保護我們不受宇宙輻射的傷害 然後日球層頂是太陽風最後的邊界 越過這個邊界之後 外面就是星際空間了 2013年9月12號 NASA正式宣佈 旅行者一號進入了星際空間 但實際上旅行者一號在2012年8月25號 就已經穿越了日球層 也就是說NASA確認它有沒有進入星際空間的過程 花了差不多一年時間 那大家可能會有疑問 NASA是怎麼知道旅行者一號已經進入星際空間了呢 畢竟旅行者一號也不會告訴我們它在哪裏對吧 其實它們主要是通過測量航天器周圍等離子體的密度來確定的 旅行者一號在2018年8月首次進入星際空間之後 它周圍等離子體的密度 從每立方厘米0.02 上升到了每立方厘米0.08 這個密度是它在日球層時候的40倍 而這就是星際介質的密度 另外它還檢測到 太陽峯的帶電粒子數迅速下降 而來自銀河系的宇宙射線數量迅速上升 這說明旅行者一號已經不在太陽峯主導的環境裏了 它已經進入星際空間了 很多人聽到進入星際空間就以爲是飛出太陽系了 但其實它還沒有飛出整個太陽系 它只是離開了太陽峯的影響範圍 但仍然在太陽引力的掌控之下 目前大多數科學家都認爲太陽系的邊緣是奧爾特雲 我們之前說過 這是一層距離太陽大約2000到10萬個天文單位的球殼 這裏也是長週期彗星的發源地 也是太陽引力的邊界 旅行者一號現在距離太陽大約是170個天文單位 換句話說 它連奧爾特雲的最內層還沒到 按照它現在的飛行速度 它還要大約300年才能到達奧爾特雲的最內層 而想要飛出奧爾特雲大約還需要3萬年 那個時候它纔是真正飛出了太陽系 比較巧的是 旅行者一號進入星際空間的這天 也就是2012年8月25號 這天也是第一位踏上月球的人類尼爾·阿姆斯特朗去世的日子 6年後也就是2018年11月5號 旅行者二號也進入了星際空間 有意思的是 重點來了 他們都帶着NASA給外星人的信息 但其實在他們兩個之前 NASA就嘗試過給外星人發送信息 先鋒10號和先鋒11號上面就有一塊排便 叫先鋒排便 這是一塊15×23釐米的鍍金鋁板 這塊排便上面畫了一男一女 代表人類的樣子 下面是太陽系和八大行星還有冥王星 還畫了一個箭頭指向第三顆行星 表示這個探測器來自哪個星球 然後左邊這個放射狀的圖 其實是一張地圖 通過14顆脈衝星的位置 準確地標出了太陽系在銀河系中的位置 最後左上方這兩個圓圈是氫原子 用來作爲時間單位 大家會發現 整個排便用的都是線條和圖形 而不是語言 因爲科學家知道 外星人不懂英語 也不會中文 但是他們大概率會認識氫原子 因爲這是宇宙裏最常見的元素 也應該能理解恆星的位置 至於上面的這些二進制數字 科學家覺得 它可能是宇宙裏最通用的數學語言 總之這塊排便的目的 就是用最簡單最基礎的方式 告訴外星人我們是誰 我們來自哪裏 如果說先鋒號上的排便 是一張小名片的話 那旅行者號上面攜帶的信息 就是一份真正的地球簡歷 在旅行者一號和二號上面 各自攜帶了一張 直徑爲30釐米的鍍金銅板 和一張金屬唱片 叫做黃金唱片 這張黃金唱片裏的內容非常豐富 分爲四個部分 第一部分是來自地球的風光 這部分有116張圖片 這裏面有關於人類 在地球上的生活照片 還有關於數學物理 和化學方面的公式計算 還有生物的DNA結構等等 第二部分是來自地球的問候 人類用五十五種語言 說出類似你好 祝你平安之列的問候語 各位好嗎 祝各位平安健康快樂 以及當時美國總統吉米卡特 和聯合國祕書長 馬爾德海姆的致辭 當然了要想看懂這份致辭 耐心人要懂英語纔行 第三部分是來自地球的音樂 這裏面有27首 來自東西方不同文化和時代的音樂 包括巴赫 貝多芬 莫扎特 這些藝術家的曲子 還有一首來自中國的曲子 叫流水 是管平湖演奏的 第四部分是來自地球的聲音 如果外星人不懂我們的語言 那就讓他們聽聽我們生活的聲音 但是外星人如果想要聽到這些聲音 就要會使用這張進唱片 所以NASA的科學家 很貼心地附上了使用說明書 但並不是用英語寫的 而是跟先鋒排扁一樣 用圖形描繪出來的 但問題是這些圖形很抽象 咱先不說外星人 就是屏幕前的各位 光憑這些圖形 你們能看懂要怎麼操作嗎 我相信可能90%的人 都不能理解這些圖形 但如果連我們都不能理解的話 怎麼能指望外星人看得懂呢 這張黃金唱片的本質 其實就是一張模擬黑膠唱片 是要用留聲機播放的 留聲機現在用的不多了 但是在1970年代 留聲機是非常受歡迎的 那這個說明書左邊這部分 就是在告訴外星人怎麼播放唱片 這個操作倒是不難 甚至都不需要留聲機 只要他們懂聲音和震動的原理就行 外星人只要拿出唱片 把它放在一個轉盤上 按照我們上面寫的旋轉速度去讀取它 就能聽到唱片裏的聲音了 難的是 怎樣才能看到裏面的116張圖片 在1977年 那個時候還沒有任何技術 可以把圖片用PNG這種形式 存儲在模擬磁板上 旅行者號的計算機系統 總存儲容量只有大約69KB 這個大小還不如我們今天發的一個表情包 然而這裏面卻存了116張圖像 這是怎麼做到的呢 NASA想到了一個很巧妙的方法 他們先是把這些照片投射到屏幕上 然後再用攝像機記錄下來 最後把視頻信號轉換爲音頻波形 存到磁板上 所以這些照片實際上是以音頻的形式 存儲在磁板上的 所以外星人想要看到裏面的圖片 就必須逆轉這個過程 把音頻轉化成圖像 說明書右邊這部分就是在告訴外星人 應該怎麼把音頻轉換回圖像 這個技術很複雜 想說明白的話需要單獨做一期視頻 所以這裏我們就不多說了 我們假設外星人能還原出圖像 那下面這個圖形 就代表他們會看到的第一張照片 也就是這張 一張白色的校準圖像 這個圖像有兩個含義 首先它表示形狀 是個圓形 其次它表示解碼正確 讓外星人知道他們做對了 然後他們會看到一張太陽系的位置圖 代表我們來自一個螺旋星系 然後是兩張關於數學計算 和物理單位的黑白圖 然後是兩張太陽系的參數圖 圖上有太陽和八大行星 還有冥王星的一些數據 然後是太陽系裏一些天體的單獨照片 比如水星 火星 木星和地球 還有介紹地球大氣成分的照片 比如這張叫埃及 紅海 西奈半島和尼羅河的照片 上面就寫了地球大氣的組成 有78%的氮氣 和21%的氧氣 還有兩張DNA的結構圖 解釋了遺傳信息的傳遞過程 還有這張顯微鏡下的細胞分裂圖 還有20多張圖像 展示了人類在地球上的生活 還有這張圖片 展示了人類是怎麼樣用嘴吃喝舔的 而且還有中國長城 和印度太極靈的照片 有意思的是 這裏面沒有一張照片 是展示人類消極情緒的 也沒有戰爭相關的圖片 所有圖片都是美好的 充滿希望的 就是理想中的人類社會 目前旅行者一號 正在以每小時6萬多公里的速度飛行 但是它的電力很快就要用完了 科學家估計就在今年 它的電力供應就會完全耗盡 到時候它會跟人類完全斷開聯繫 但是上面的金唱片 可以永久的保存下去 直到將來的某一天被其他文明發現 很多朋友私信或者留言問過我 是不是不相信外星人這種說法 畢竟我平常做的內容還是偏嚴肅的 但其實不是 我個人是非常堅信有地外生命的 但是我不相信外星人 已經和地球有過接觸了 這個我覺得是都市傳說 所以如果大家喜歡外星人相關的話題 可以留言告訴我 後面我也會再做一些類似的話題 比如說51曲 感謝大家觀看 我們下個視頻見