1977年8月15日,俄亥俄州立大學的大耳朵(big ear)電波望遠鏡正在執行「尋找外星智慧計畫」(SETI)時,在人馬座上方發現一個很強的無線電訊號,訊號只持續了大約72秒,一名天文學家在發現的記錄紙上寫下大大的Wow!(哇!)

後來這個訊號就被稱為哇訊號,這是人類目前接收到最可能是外星智慧發出的訊號,這是外星人跟我們說哈囉嗎?

尋找外星智慧

哇訊號出現的20年後,1997年好萊塢上映了一部描述與外星智慧接觸的電影《接觸未來》,這部電影雖然是許多年前拍的,但是電影中天文與科幻的元素還是讓人喜歡。《接觸未來》是根據著名天文學家卡爾.薩根(Carl Sagan)的同名小說改編,卡爾.薩根參與過許多行星科學計畫,也是著名作家,寫了幾本相當暢銷的科普書籍,例如《億萬又億萬》和《預約新宇宙:為人類尋找新天地》。卡爾.薩根還在電視上主持過《宇宙:個人遊記》,那是史上最受歡迎的科普節目之一。

電影中的女主角是茱蒂.佛斯特(Jodie Foster)這個角色是根據女天文學家吉兒.塔特(Jill Tarter)為原形創造出來的,吉兒.塔特的研究生涯中,就像茱蒂.佛斯特所扮演的角色一樣,絕大部份的時間和精力都致力於尋找外星智慧。

電影《接觸未來》劇照背景是用來搜尋外星文明的電波望遠鏡。/Photo by impawards
電影《接觸未來》劇照背景是用來搜尋外星文明的電波望遠鏡。/Photo by impawards

電波望遠鏡可以找到外星人?

天文學家用電波望遠鏡研究發出電波的天體,例如:超新星殘骸、電波星系、中子星,另外電波望遠鏡也可以用來搜尋外星智慧,因為無線電可以用很低的功率,傳播很遠的距離,所以科學家假設外星智慧會用無線電和其他文明聯絡。

收音機聽廣播,要調到對的頻率才能收聽到,否則只會聽到沙沙的聲音。接收外星文明的訊號也一樣,不過無線電的頻率那麼廣,要用什麼頻率來找外星文明呢?

宇宙中數量最多的元素是氫,而氫原子會發出1420 MHz的發射線,天文學家會用這個頻率來研究氫原子雲在銀河系和星系中的分佈。科學家通常使用1420 MHz來尋找外星智慧,氫原子雲發出的訊號是持續的,電影中茱蒂.佛斯特收到的是間隔訊號,而且是2到101之間的質數,讓接收到的人知道這是人為的訊號。

外星智慧應該知道會有人用這個頻率觀測氫原子雲,發出1420 MHz的訊號有可能會被接收到,而用這個頻率尋找外星智慧,即使沒找到,觀測的結果也可用來研究氫分子雲,所以1420 MHz這個頻率就像是外星智慧和地球天文學家之間的「默契」,因此相當多的電波望遠鏡都是用1420 MHz這個頻率尋找外星智慧。

大耳朵天線發現哇訊號時,接受到的頻率就是1420 MHz!而且不是連續的訊號,所以才會受到許多的矚目。可惜的是,哇訊號就只出現72秒,後來在這方向上,再也沒有接收到類似的訊號。

做研究工作是很花錢的,電影中茱蒂.佛斯特在籌措研究經費時,四處碰壁,最後一位億萬富翁哈登(S. R. Hadden)贊助了她,讓她能繼續尋找外星智慧,但是現實世界中有這麼好的事嗎?有的,微軟的共同創辦人保羅.艾倫(Paul Allen)就出資蓋了一座電波望遠鏡陣列──艾倫望遠鏡陣列(Allen Telescope Array)。目前這個陣列有42部6米的電波望遠鏡,將來望遠鏡的數量有可能再增加,這個電波望遠鏡陣列主要的目的就是要搜尋外星智慧!

哇是彗星嗎?

40年來,科學家把哇訊號的可能來源,例如人造衛星、飛機或來自地面的訊號都一一排除,最近有位科學家帕里斯(Antonio Paris)認為哇訊號是彗星造成的,1977年8月時一顆彗星266/P Christensen通過人馬座附近,而今年他還宣稱偵測到彗星發出1420 MHz的訊號。

彗星是哇訊號的來源嗎?海爾波普彗星。攝影:李昫岱
彗星是哇訊號的來源嗎?海爾波普彗星。攝影:李昫岱

不過這個結果發表後,就有科學家抱持懷疑的態度,因為彗星本身並不會發出強烈的1420 MHz訊號,更何況當時這顆彗星雖然在人馬座附近,卻不在大耳朵的觀測範圍內,也就是當時大耳朵並沒有看見那顆彗星,更不可能偵測到像哇那樣強的訊號,所以哇訊號並不是來自於彗星。而且這個假說也無法解釋,為什麼哇訊號只出現短短72秒?彗星在天空中的移動速度並不快,如果訊號來自彗星,那麼觀察到的時間應該更長才對。哇到底是什麼?天文學家還是無解。

狼來了!?

不管是科學或人類文明歷史上,發現外星智慧是一件非常重大的事,因此所有可能的事件都被用放大鏡檢視,抽絲剝繭,確認再確認,排除一切可能來自人為訊號的可能。

澳洲的一座直徑64公尺的帕克斯電波望遠鏡(Parkes telescope),有時會突然接收到一個強烈的訊號,這讓天文學家很困擾,不過他們相信這是地面上的訊號,因為它們和望遠鏡觀測的指向沒有關係。2015年初時,謎底終於揭曉,那是天文台裡微波爐惹的禍,如果在微波爐還沒停止時就急著打開它,微波爐發出的電波就會漏出來,讓靈敏的望遠鏡偵測到這個訊號,如果沒有仔細檢驗,這類的訊號可能就會被認為是外星智慧發出來的。

2015年5月15日,俄羅斯的科學家在HD 164595這顆恆星的方向上,偵測到一個無線電訊號。一些電波望遠鏡加入觀測確認後,並沒有在這顆恆星發現什麼異常,後來普遍認為這是一個人為的假訊號。
2017年5月12日,波多黎各的天文學家用阿雷西博望遠鏡,在紅矮星Ross 128偵測到不尋常的訊號,這顆紅矮星距離我們只有11光年遠,消息傳出後各地的電波望遠鏡紛紛往Ross 128觀測,但是都沒有發現異常,科學家推測這可能是地球同步衛星的訊號造成的。

吉兒.塔特說過,她隨時都準備著一瓶香檳,如果發現外星智慧時可以慶祝。2012年,吉兒.塔特宣布退休,幾十年的外星智慧搜尋,一直沒有開香檳慶祝的機會,電影中的茱蒂.佛斯特幫吉兒.塔特圓了這個夢想,接觸到了外星智慧。

目前有更多的搜尋外星智慧的計畫正在進行著,誰知道哪天我們真的收到外星人的訊號,讓所有地球人都「哇」一聲!

撰文:李昫岱(天文學博士,譯有《國家地理終極觀星指南》、《天文觀測完全指南》、《國家地理探險王野外觀察指南:觀測星空》,「屋頂上的天文學家」部落格與臉書)