宇宙深处神秘信号？这篇关于外星人的爆文刷屏了，却被科学家狂怼

　　出品：科普中国

　　制作：中国科学院上海天文台 左文文

　　监制：中国科学院计算机网络信息中心

　　加拿大的一架望远镜在两个月内，捕获到13个快速射电暴，其中有一个很不同寻常的重复电波，这个电波来自15亿光年外。相关论文的两篇论文同时发表在北京时间昨天凌晨发表在世界顶级学术期刊、英国《自然》杂志上。

　　不一会，相信大家肯定都被标题中带有类似"外媒炸裂"、"外星人"、"宇宙神秘信号"的文章轰炸过。昨天，笔者就被这样一些微信文章惊到，早上一看，已经浏览量十万+。观点和论证过程的有趣和不靠谱，已经无法形容。

　　一方面，感慨小编的丰富想象力，成功地吸引公众眼球，部分写作方式在科学传播时反而值得借鉴；另一方面，也反思在新媒体时代，科学家和媒体应该如何合作，向公众传递正确的信息，我们公众又该如何有双火眼金睛，识别虚假新闻，不做虚假新闻的传播者。

　　当然口说无凭，以其中一篇微信文章为例（以下用"微信A"代替），请随笔者一起来看看，。

　　微信A文章的标题是"外媒炸裂！真是外星人：宇宙深处神秘信号到底要不要回应？"

　　微信A：首先表明态度，朋友们，以下观点不是我说的，俺也是从靠谱的其它媒体和论文中获取的资料；我也不懂，所以就捻自己看懂的说，错了别怪我。

　　微信A：戴好安全帽之后，就开始哗哗哗洒出如"BBC news"的国外媒体对一个科学进展的报道，能看出关键词：宇宙深处、射电信号、快速射电暴、重复，还有一个"could be aliens"，可能是外星人。文章也展示了美国促进会的报道标题"加拿大科学家发现来自宇宙深处的神秘射电信号"。

　　笔者：截至目前为止，感觉都挺正常。写文章前先来段背景介绍，挺好的。赶紧点击美国促进会的报道和论文查看，觉得靠谱的标题应该是"加拿大科学家利用CHIME射电望远镜发现第二例重复快速射电暴"或者"CHIME射电望远镜发现第二例重复射电暴"。但显然这些标题就没那么有吸引力了。所以美国科学促进会不说快速射电暴，而是说"宇宙深处的神秘射电信号"。由此可见标题的重要，关键要保证在没有错误和误导的情况吸引眼球。

　　微信A：提出关键词——"快速射电暴"，指出它很难懂。我们搜集了一堆证据，列举如下：

　　1. 一直到2007年，科学家们才第一次发现了FRB信号。

　　快速射电暴，顾名思义，就是极短时间内爆发出强烈射电辐射的天体，通常指在几毫秒内能释放出相当于太阳几个月甚至几十年内在各个波段释放的总能量。（请确认数量级）。

　　微信A：

　　2. 第一个比较完整的FRB是2011年发现的，发表于2015年的自然杂志中。试图强调重点：FRB110523的信号到达地球的时间是2011年5月23日，它距离我们60亿光年。

　　笔者：是的。评论是"2011年的FRB信号经过4年研究才确定，多么困难"。在科学事实之余，表达下主观感受，让读者有代入感，这种写作方式值得以后写科普文章时借鉴。

　　微信A：

　　3. 2017年另一篇文章发表，表示了发现了FRB121102。强调重点：该信号到达时间2012年11月2日，距离我们30亿光年。该信号是重复的FRB信号。

　　此处贴了几张论文截图，而且言简意赅，如"单独信号可能是宇宙天体产生的，但是重复的信号你怎么解释？"

　　笔者：文章贴的截图都没问题，大多数信息点单独看也没问题。从这些信息推导出观点，就有点故意误导，强行输入的嫌疑了。

　　比如，"单独信号可能是宇宙天体产生的，但是重复的信号你怎么解释？"似乎在告诉你一个确定的事实，重复的FRB信号不能由宇宙天体产生，所以就顺手推舟地引入"智慧外星文明的发送信号"。果真如此吗？

　　请容笔者继续解读：

　　由于FRB难以预知，因此直到2007年才发现了第一个FRB。截至今天，人类记录了60多个FRB案例，通常出现一次便再无踪迹。但是，2012年11月2日，天文学家们首次发现了一次重复出现的FRB，即FRB 121002，通过"阿雷西博"射电望远镜发现。根据数据分析，该信号源位于一个距离地球约30亿光年的矮星系中。

　　理论认为，快速射电暴发生在高度磁化的环境中，有可能是具有强磁场、快速旋转的中子星、黑洞，也可能是黑洞、中子星相撞引发，也可能与超新星爆炸有关。

　　图1：艺术家对FRB的现象图，图中展示FRB可能源于中子星。图片来源： L. Cal?ada / ESO

　　重点来了。由于目前的理论模型能解释瞬时FRB，但对于重复的FRB信号还不很清楚，毕竟这才发现了重复FRB信号呢，要给天文学家们研究的时间。这并不表明，重复的信号就没有由宇宙天体产生，对吧？。当然，智慧外星文明所为也是理论上尚不能排除的，这是天文学家们的最后选项。

　　图2：FRB 121102的频率-时间图，图片来源：cnet.com

　　接下来，笔者想邀请读者带着两个思维往下走，一种顺着微信A的思路"必是外星文明所为"，第二种是顺着思路"重复FRB很有趣，但将来很有可能基于现在所知和新观测得到更科学的解释。外星文明是面对未知的最后一个选项，不是唯一或第一个选项" 。

　　微信A：

　　再接着通过贴截图向大家证明，不仅小编这么想，连科学家们也这么认为。而且，这些新数据是科学家们利用很高端的设备耗时6个月才观测到的。

　　将大家的疑惑提得越来越高，也不忘回头再嘱咐下，"别忘了前面的60亿光年的FRB 110523哦。那时60亿光年的，现在的这个信号是从30亿光年外的区域发送过来的"，继续评论说，"这个事情很难解释啊，对吧？唯一的最大可能性就是宇宙的某个地方有个'人'在给你发重复的信号啊"。

　　笔者：一般情况下，读者读到这里，如果不加分辨，就会比较有认同感，可能真的有外星人呢。但是，正如前面分析，重复FRB的物理机制尚不清楚，其它可能性呢？难道说，所有的未知都是外星人所为？等等，喝口水静下来。等会微信A还会继续加猛料。

　　微信A：

　　4. 哈哈，在向你们呈现下个证据前，先缓缓介绍了该进展使用的新望远镜，总之就是一个字"牛"。这么牛的设备放在这，你能不信我的介绍吗？进展来了，自然杂志发表的一篇文章介绍，这套望远镜一上线，即拍摄了13个新的FRB信号，其中还发现了第二颗重复FRB——FRB 180817，它距离我们更近，大约是从距离15亿光年的地方发过来。

　　笔者：这种写法欲擒故纵，让读者松弛有度。

　　闲话不多说，容笔者向大家介绍下新进展的功臣——加拿大氢强度绘图实验项目（Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment; CHIME），观测波段是400M到800MHz。

　　它长这个样子。

　　图3：CHIME目前的样子，图片来源：CHIME

　　它坐落在Dominion射电天体物理天文台。它是个没有运动部件的新型射电望远镜。它的目标远大，在其观测频率范围400M-800MHz（1MHz = 100万Hz）内，绘制出可观测宇宙中最丰富元素氢的三维密度图，用于研究宇宙的膨胀历史。同时，这些信号还能用于快速瞬变的射电辐射研究，它的宽视场、宽频率范围使得它将成为发现新FRB的高手，还能每天监测脉冲星的信号。而且CHIME发现FRB信号后，会快速预警，通知其它波段的望远镜进行后续跟踪观测。

　　2018年7-8月，还在调试阶段的CHIME就发现了13个FRB，其中，还发现了迄今第二例重复快速射电暴FRB 180814。FRB 180814的信号源位于一个距离地球约15亿光年的星系中。

　　图4：新发现的13个FRB的分布图

　　微信A：

　　接下来，就开始简化上述证据为：2012年，30亿光年；2018年，15亿光年，还给了大家充足的思考时间。在大家思考时，插入背景音乐，"地球上所有天文学家都无法解读这些信号。唯一明确的是，来自同一地方的不断重复的FRB信息！"

　　似乎感觉到大家的焦虑了，继续火上浇油。别以为结束了，还没呢。你们知道吗？这些信号的频率很低，只有400到800MHz。再抛给你一个信息让你接受，"根据我们人类的经验"，"低于800的，甚至低于400M，往往不是地面设备发出的信号，而是飞行器发出的信号"。知道该信息后，读者你自己判断吧。言下之意，你还不信是外星文明所为吗？

　　笔者： 400MHz左右的频段在地面上用于射电通讯，也没错。但是将地面上的射电通信范围应用于整个宇宙，是否过于夸张？

　　这些信号的频率很低，在400到800MHz之间，此句话也没错。再补充点信息，之前大多数FRB都在更高的频率发现，最高达8GHz，主要原因之一是射电通讯用的频段对低频天文设点观测影响大，所以低频观测本身就少。现在低频波段看到，算一个新发现，所以此次新进展的一篇文章便是在说这件事。在这架望远镜运行前，有科学同行担心它的探测频率范围400M-800M是不是太低，探测不到FRB信号。但结果证明，即使在400M也有信号；不排除在更低的频段也能发现FRB的信号。

　　微信A:

　　5. 后面再反复提炼前面的信息，推出他们所谓"很多专家认为，除了外星文明，几乎没法解释这些重复的、相同的信号"。

　　（1） 这些FRB信号出现的频率低，在800MHz以下；

　　（2） 有两个重复的FRB；

　　（3） 2011、2012、2018年探测到的不同FRB信号距离我们远近不同。单看FRB121102和FRB180814，后者比前者距离我们更近。

　　综合这些证据表明使用低频信号，外星人乘坐飞船或发送信号，向我们不断超光速N倍前进。其它我也不懂，大家各种猜测脑补吧。

　　笔者：针对他们的三条证据，前面笔者也单独介绍过。这里再总结下，关于频率，此次在低频波段内发现FRB是个科学上正常的新发现，还表明了有可能在更低频能探测到FRB信号。重复FRB事件的两次发现，是让人兴奋的新发现，还等待科学解释，而且已经有相当多模型提出，与中子星或黑洞有关。

　　微信A的核心在于强行将两次重复快速射电暴强行关联，构造出一个外星文明传递信号的过程。2012年发现的时候距离30亿光年，2018年发现的时候距离15亿光年，他们认为能在6年间走15亿光年。可是这两个FRB源都不在同一个方向，更不用说是同一个源了。FRB 121102的坐标是赤经05h32m，赤纬33度，而FRB 180814的坐标是赤经04h22m，赤纬73度。热心的朋友水兄还计算了，即使真的是来自于同一艘外星人太空飞船，6年间走的距离不是15亿，而是21亿光年。

　　还有什么科学要了解？

　　FRB的距离如何确定？如何看到FRB的距离？

　　距离是天体的基本参数。我们在地面上观测，能知道天体看起来有多亮，要想了解它真实的发光本领，必须得知道它的距离。可惜距离就是那么难测定。目前脉冲星中也只有约十分之一拥有测量的距离。

　　在CHIME监测到的13个FRB中，大多数显示了电子色散的迹象，表明了天体存在的环境很可能是像超新星遗迹一样的密集团块, 或靠近星系中的中心黑洞。那色散是什么意思呢？还记得牛顿的三棱镜实验制造的那道彩虹吗？那就是可见光的色散。色散指不同频率的光在透镜介质中传播的速度不同，对于可见光，频率越高，在介质中传播速度越慢，因此偏折越大，在向上拱的彩虹底端。

　　射电波也是光，也会被色散，但色散效果与可见光不同。这些射电波在到达地球之前会通过存在自由电子的星际介质，这些自由电子会影响射电波的传播，产生色散，低频射电波通过介质的速度比高频无线电波慢，造成低频的射电波抵达得更迟。

　　观测者与FRB之间的自由电子的情况就决定了射电波的色散情况，于是定义了一个参量叫做色散参量（Dispersion Measure; DM）。具体意思可以理解成，如果把观察者到脉冲星之间连接成一个底面积为1平方厘米的圆柱体，这个圆柱体的电子数便是色散参量。色散参量可以从观测数据中计算出来。

　　根据色散参量，合理地假定星系际介质中的电子分布情况等，就能推导出FRB到我们的距离。

　　此次FRB新进展有何意义？

　　第二次发现了重复快速射电暴，证实了存在，对目前的FRB理论模型提出了挑战；验证了CHIME探测FRB的高本领；证明了在低频探测FRB的可行性。

　　中国的天眼今后能否接受到类似信号？

　　天眼是世界上最大的单口径射电望远镜，能同时接收频率在700M-3GHz之间的射电信号，是搜寻脉冲星的高手，同样也能接收到FRB的信号。

　　还有什么值得反思？

　　一篇文章，洋洋洒洒，问答皆有，抓来的证据来源官方，确实让大家吃不准对错。写法也挺讨巧，值得笔者反思学习。其实这类文章不罕见，个别媒体"高手"如何编辑信息，将科学新闻花边化，触及人类内心敏感的想法，吸引公众眼球。这类文章发布之后，大众、媒体、科学领域该如何反馈？如何借机传播正确，又该思索如何主动出击，早些发布新进展。

　　笔者斗胆将自己的想法说出来，大众在看到"外星生命"、"防引力波辐射衣"、"神秘信号"之类的标题时，不妨先静下心来，问问自己你希望从其中获取怎样的信息；然后点进去看看，注意文章来源、文章作者，顺便可以看看他们其他的文章内容，判断下可信性；如果文中有引用某些外媒的报道，你可以点击进去看看类似"美国科学促进会"网站的报道，看看细节。还可以发给你觉得可以帮你确证消息真伪的人。千万别一激动就立即转发朋友圈了，让谣言和误传的内容止于智者。

　　止于智者还不够。接下来就是媒体和科学领域要做的事。媒体和科学领域的老师要及时发现问题，要以正确、通俗的方式展现科学内容。更重要的是，科学家们在本领域有新进展之后，及时与媒体沟通，或通过自媒体的方式展示出来，从一开始就做到靠谱。媒体和科学家之间如果能良性互动，而不是有所顾忌，效果会更好。

　　参考资料：

　　CHIME的官方网站：https://chime-experiment.ca/

　　有关FRB 110523的代表性文章

　　"Dense nagnetized plasma associated with a fast radio burst", Masui Kiyoshi, et al. 2015, Nature, 528, 523

　　有关FRB 121102的代表性文章

　　"The Host Galaxy and Redshift of the Repeating Fast Radio Burst FRB 121102", Tendulkar S. P., 2017. ApJ. 834, 7

　　"A Multi-telescope Campaign on FRB 121102: Implications for the FRB Population", Law C. J., et al. 2017. ApJ, 850, 76

　　此次新进展的两篇文章

　　"Observations of fast radio bursts at frequencies down to 400 megahertz," CHIME FRB Collaboration, Nature, published online Jan. 9, 2019.

　　http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0867-7

　　"The source of a second repeating fast radio burst," CHIME FRB Collaboration, Nature, published online Jan. 9, 2019. http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0864-x

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