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1 # 醉花音
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2 # 多維觀世界
這是劉慈欣三體裡面的情節,說由於電磁波訊號能量衰減嚴重,我們人類的電磁波訊號目前最強大的也走不出太陽系。所以要想把訊號傳到更遠的星系利用電磁波是不可能的。但是三體一中女主角葉文潔發現一個特別的現象,那就是太陽是一個電磁波訊號放大器,可以使用特定的頻率向太陽發射電磁波訊號,太陽就會把這訊號幾千萬倍放大,以恆星級功率向全宇宙發射。如果時間足夠,至少銀河系所有星系都可以收到這個訊號。
這其中原理作者沒說,我想只有共振原理才能解釋。因為書中說必須以特定頻率向太陽發射才能放大。而且書中有一個大漏洞,這麼大頻率的攜帶資訊的訊號竟然沒有被地球其他國家的無線接受器接收到。要知道當時正是美蘇爭霸,各國都在試圖接收來自宇宙深空的文明訊號,他們國家有比中國更高的太空訊號接收甄別系統。還有一點就是,三體人發射的訊號竟然也只有葉文潔接收到了,地球其他國家的接收器又都沒有接收到。
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3 # 二維太陽
遠距離通訊在人類文明發展中一直很重要,無論是古代的飛鴿傳書,烽火等等,這些通訊技術都由起侷限性,無法實時,且距離很近。直到後來的電磁波通訊,人類利用大氣電離層來傳送訊號。但這也只是地球層面的,接下來,我們討論的問題,是宇宙尺度的通訊,這才是真正的遠距離通訊。
遠距離通訊是人類探索太陽系之外世界的最大障礙之一。但是,最近有研究表明,利用太陽本身巨大引力創造的巨型望遠鏡,可以用來發送和接收被放大無數倍的訊號,從而檢視幾億光年外的物體,與星際探測器進行實時操縱與溝通,甚至於,呼叫可能存在的外星人。
那麼首先,為什麼遙遠星際間的通訊很困難呢?主要是這三個原因:
一、電磁波的傳播能量隨著距離而衰減
二、宇宙雖然是真空,但是也會有物質對電磁波進行散射和吸收
三、宇宙背景輻射造成噪音干擾。
這三個問題不解決,無線電訊號遠距離傳輸就只能是個傳說。一旦距離過選就會變成一堆無意義的亂碼或者丟失大部分資訊。
而宇宙背景輻射是什麼呢?只是137億年年千宇宙大爆炸留下來的電磁輻射,科學家認為,我們無法接聽到外星人的聲音,就是有可能因為這些聲音淹沒在一片嘈雜的背景輻射中罷了。
那怎麼才能傳輸呢?很簡單,放大就行。就像你竊竊私語,風聲太大,別人除了風聲之外完全聽不到你說的話,你只要大聲說出來,壓過風聲就行。訊號也是這樣。
而利用太陽可以做到這一點。根據愛因斯坦的廣義相對論,太陽的巨大質量讓它能扭曲周圍的時空,所以,太陽就像一個巨型透鏡,彎曲所有經過身邊的光線。如果這時候,放一個探測器在合適的焦距上接收被太陽聚焦的光線,由此產生的影象就被無限放大。
劉慈欣就是基於這個理論設想的。
在人馬座阿爾法星,和地球相距4.37光年的半人馬座阿爾法星,是除太陽外距離我們最近的恆星。這是個三合星系統,三體世界的原型。
我們將一個無線電轉播衛星放在上述的焦點處,然後,在阿爾法星建一個接收端,用來提高輸入和發出的訊號。對於阿爾法星來說,最小的聚焦點將是距離它749AU的地方。
把這些裝置安置到位後,兩點之間通訊的錯誤率將會從1/2降至1/2,000,000。這樣的精度,達到了我們在本地用分散式網路(DSN)通訊的水平。並且這套裝置的發射功率只有十分之一毫瓦,比DSN天線少了幾個數量級。
所以,最後,理論上可以實現,而且很美好。但我覺得並不容易。
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是不是真的,在未來不就可以知道了嗎!利用太陽來放大電磁訊號是劉慈欣先生的科幻小說《三體》中描述的一種星際信放大方法,這種技術的全稱是太陽能量鏡面增益反射效應,聽名字是非常高大上,逼格很高;但是科幻始終只是科幻,在現實生活中是很難實現的。1:當我在看到這一段時, 我感覺這種星際訊號放大技術真的好神奇,一段電磁訊號就能被太陽放大!作者在書中設定這麼燒腦的科學名詞,我覺得除了要符合《三體》裡的高科技背景外,還有一個用處就是能帶給人們無限的思考,激發讀者對這個場景的想象力,在腦海中想象這個宏大的場景。
2:雖然這是科幻小說中的一個名詞,但是現在卻有相關的研究指出,可以利用太陽引力透鏡放大星際訊號。學術界對這種技術的看法可能是多種多樣的;但是不管怎樣,我認為這種想法對未來的星際訊號放大提供了理論支援,因為一旦未來的這種技術成熟,只需很少的能量就能將訊號放大,從而實現星際間資訊的高效傳輸。
試想一下,如果未來不利用這種技術,只靠地球上普通的訊號接受器,那麼要接受宇宙中功率較小的訊號,接收器要建成多大的?我們國家的Fast就是一個很好的例子,想要獲得更多的訊號,就需要投入更大的成本。因此在現在看來,雖然這種技術不能實現,但是對人類進行宇宙探索具有指導意義,說不定哪天人類實現了這種技術呢?