[科普中国]-星际通信

局限性

为什么遥远星际间的通讯很困难？有三个原因：

电磁波的传播能量随着距离而衰减。

宇宙虽然是真空，但是也会有物质对电磁波进行散射和吸收。

背景辐射造成噪音干扰。

所以无线电信号经过远距离传输，会变成乱码或大幅度衰落。

利用太阳引力进行星际通讯的理论宇宙微波背景辐射是什么呢？它其实是137亿年前宇宙诞生遗留下来的电磁辐射。科学家们认为，至今我们没能听到来自外星生物的声音，原因之一可能就是这种背景“噪音”淹没了所有其他声音。

而利用太阳可以做到这一点。根据爱因斯坦的广义相对论，太阳的巨大质量让它能扭曲周围的时空，所以，太阳就像一个巨型透镜，弯曲所有经过身边的光线。如果这时候，放一个探测器在合适的焦距上接收被太阳聚焦的光线，由此产生的图像就被无限放大。

而最近的这个焦点，就是距离太阳550天文单位的某一点（天文单位：即Astronomical Unit，简写AU，是地球和太阳的平均距离。1 AU≈ 1.496亿千米 ）。

现在，让我们来模拟怎利用太阳来进行星际通信。就选择上图那个充满神秘色彩的半人马座阿尔法星吧，和地球相距4.37光年的半人马座阿尔法星，是除太阳外距离我们最近的恒星。

首先，我们将一个无线电转播卫星放在上述的焦点处，然后，在阿尔法星建一个中继转播站，作为接收端，用来提高输入和发出的信号。对于阿尔法星来说，最小的聚焦点将是距离它749AU的地方。

把这些装置安置到位后，两点之间通讯的错误率将会从1/2降至1/2,000,000。这样的精度，达到了我们在本地用分布式网络(DSN)通讯的水平。并且这套装置的发射功率只有十分之一毫瓦，比DSN天线少了几个数量级。

在不遥远的未来，利用这套装置，虽然逃不过物理定律和光速的约束，但至少我们可以保证宇航员能清楚听到经过4.37光年传输的声音。更值得期待的是，如果外星人文明已经掌握了这种通讯方式，那么我很有可能通过这套装置，接入或者截取他们之间的通讯信号。1