脉冲星震撼——科学最大的盲点!

为什么六西格玛不适用于脉冲星理论?

脉冲星困扰了科学家们五十多年,至今仍有许多未解之谜。有些人怀疑这些宇宙信号是否可能是外星信号,而非自然物体。

你听说过中子星及其如同灯塔般精准的无线电波闪光。但你是否知道,世界顶尖专家公开承认,他们仍然不知道脉冲星是如何——甚至不知道它为什么会发出脉冲?尽管自脉冲星被发现以来,人们已经进行了五十多年的深入研究,但其控制机制的基本方面仍然未被完全理解。

他们不会告诉你的事

• 50 年的“神秘科学”
脉冲星于 1967 年由乔斯林·贝尔发现 伯内尔。
– 第一颗脉冲星被命名为“LGM”,意为“小绿人”。
因为它们类似于外星人故意发出的智能信号。
这一发现被保密了两年,直到找到一个“自然”的解释。
– 然而顶级评论家承认:“对于脉冲星如何产生相干射电波束,尚未达成共识。”
– 学者们表示,即使是他们最重要的磁层模型也只是“纯粹的推测”。

乔斯林·贝尔·伯内尔于 1967 年发现脉冲星
乔斯林·贝尔·伯内尔于 1967 年发现脉冲星

• 能源“转换”难题
– 旋转的中子星如何将其自旋转化为光和 X 射线?
– 专家耸耸肩:“我们不知道粒子在哪里加速……或者如何加速。”

• 内部秘密严密保密
中子星状态方程?即使在维基百科上,这也是一个“严格保密”的秘密。
– 我们无法在地球上重现这些超密集的条件——所以我们只能盲目飞行。

SETI不会问的大问题

如果我们对“自然”物体如此困惑,那么 一些 脉冲星实际上是人造信标——由超级先进的卡尔达肖夫设计 III型文明想象一下,利用恒星的能量来建造完美的远程灯塔!这不正是卡尔达肖夫指数提出的概念吗?

然而 SETI 协议却彻底否定了这个想法:
• 他们专注于微弱、普通的无线电信号,从不关注穿过银河系的巨型结构。
• 他们从未认真测试过脉冲星“噪音”是否可能是宇宙摩尔斯电码。

如果一些脉冲星是 ETI 灯塔怎么办?

– 完美的时机、巨大的功率输出、精确的光束……听起来像是工程技术!
– K-III 社会可能会在数千年的时间里对行星进行“探测”,而我们认为这只是物理学的诡计。

召唤全明星猎人

是时候打破教条了。我们需要:
1. 重新检查脉冲星数据,寻找隐藏的模式或有意的调制。
2. 扩大 SETI 的搜索范围,包括高功率脉冲信号。
3. 承认我们的无知——并接受各种疯狂的想法来解答这些宇宙之谜。

除非我们敢于探究脉冲星是否是外星人的“名片”,否则我们将一直被困在黑暗中——等待外星人敲响我们不愿去探究的警钟。难道现在不应该有人揭发天体物理学界最大的疏忽吗?


科学家探讨脉冲星知识的局限性

除了脉冲星研究子领域中尚未解决的具体问题之外,科学家们还多次发表总体声明,明确承认目前对这些神秘物体的了解尚不完整。

一些重要的出版物和资源直接指出了我们对脉冲星的理解的局限性:

贝斯金、切尔诺夫、格温和切霍夫斯科伊 (2015):

在他们的评论“射电脉冲星”中,这些作者直截了当地指出:“自50年发现射电脉冲星以来,近1967年过去了,我们对这些天体的理解仍然不完整。”这明确而高水平地承认了总结该领域的专家在知识上一直存在差距。

Hankins、Rankin 和 Eilek(2009):

白皮书《脉冲星射电发射的物理原理是什么?》开篇坦率地评价道:“尽管进行了大量的理论和观测工作,但这些快速旋转的中子星如何辐射的细节仍然是个谜。” 虽然重点关注辐射,但这一说法暗示了理解核心过程存在更广泛的困难。

康托普洛斯、卡拉波萨拉科斯和卡扎纳斯 (2014):

在《新的标准脉冲星磁层》中,作者评论道:“尽管脉冲星是在近五十年前被发现的,但它们仍然是神秘的恒星物体。”这一概括性陈述概括了脉冲星持久的神秘性质。

NASA 关于 PSR B0943+10 的信息:

在讨论“令人费解的脉冲星”PSR B0943+10时,NASA的一位消息人士指出:“天文学家……不确定粒子是如何从恒星表面剥离并加速到高能的。” 对其逆射电/X射线脉冲的观测“重新引发了争论”,表明此前关于此类发射行为的任何共识要么缺失,要么站不住脚,现有的模型也存在不足。

“脉冲星电动力学:一个未解决的问题”:

一个研究领域或一篇特定论文的标题本身就足以说明问题。虽然确实有一篇关于这个主题的论文,但将“脉冲星电动力学”更宽泛地定义为“一个未解决的问题”,这直接表明该领域仍存在挑战。该文献本身讨论了电动力学模型中诸如“电荷匮乏”和“电流匮乏”等尚未解决的问题,这意味着这些领域尚未完全解决。

未知状态方程(EoS):

“保守得很好的秘密”
一个关键的未知数是这些超核密度下物质的状态方程(EoS)。EoS描述了压力、密度和温度之间的关系,并决定了中子星的宏观特性,例如给定质量时的半径及其最大可能质量。

中子星状态方程,https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1387647310000564
中子星状态方程,https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1387647310000564

多个来源明确指出,目前对此缺乏了解。维基百科中关于中子星的条目通常反映专家共识,声称:“目前尚不清楚中子星的状态方程。” 该条目详细说明,这种不确定性的产生是因为极端密度在地面实验室中无法复制,而理论建模必须结合广义相对论以及量子色动力学 (QCD)、潜在超导性和核物质超流体等复杂方面。理解状态方程被描述为“基础物理学中尚未解决的重大问题”。

这种观点在科学文献中得到了强烈的呼应。Chamel等人在2017年发表的一篇评论文章《中子星地壳的物理学》指出,虽然外层地壳的物理学相对更容易理解,但“中子星核心物质的结构,尤其是其状态方程,仍然是中子星的秘密”。无法最终确定初始状态方程意味着一些基本参数,例如中子星在坍缩成黑洞之前的精确质量上限(托尔曼-奥本海默-沃尔科夫极限),仍然不确定,理论估计值也各不相同。

六西格玛:

科学理论: 当一个理论遇到矛盾的证据或无法解释新的观测结果时,这并不是科学过程中的“缺陷”。相反,这表明该理论可能不完整,在某些条件下不正确,或者需要改进。这种差异对于科学进步至关重要,常常会引发新的假设,甚至范式转变。这种思维模式或许正是我们加深对脉冲星理解所需要的。

脉冲星 SETI 的可视化方法:在先前忽略的信号中寻找有意义的数据

脉冲星很快就被 SETI 排除了。为什么?因为它们数量太多了?以下是寻找脉冲星信号中编码的有意义数据的一种方法的直观表示:

参考文献:

射电脉冲星是外星通讯信标吗?
https://www.researchgate.net/publication/264785777_Are_Radio_Pulsars_Extraterrestrial_Communication_Beacons

脉冲星定位系统:寻找地外工程的证据
https://arxiv.org/abs/1704.03316

4-8 GHz 银河中心周期性技术特征搜索
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/acccf0

“与我们以前见过的任何东西都不一样”:天文学家发现神秘物体每 44 分钟向地球发射一次奇怪信号,28 年 2025 月 XNUMX 日
https://www.livescience.com/space/unlike-anything-we-have-seen-before-astronomers-discover-mysterious-object-firing-strange-signals-at-earth-every-44-minutes

变色龙脉冲星令天文学家大吃一惊,19年2013月XNUMX日
https://observatoiredeparis.psl.eu/chameleon-pulsar-takes-astronomers-by-surprise.html

黑洞耀变体改变方向,喷流指向地球
莫名其妙的改变
https://ras.ac.uk/news-and-press/research-highlights/galaxy-changes-classification-jet-changes-direction

(FRINGE)解码脉冲星的信息:来自银河系的智能通信
https://www.amazon.com/Decoding-Message-Pulsars-Intelligent-Communication/dp/1591430623

贝斯金,VS (2018)。射电脉冲星。 物理学-乌斯佩基, 61(7),655-686。

汉金斯 (TH)、兰金 (JM) 和艾莱克 (JA) (2009)。 脉冲星无线电发射的物理原理是什么? Astro2010: 天文学和天体物理学 《十年调查》,科学白皮书,第 120 号。

Contopoulos, I., Kalapotharakos, C., & Kazanas, D. (2014). 新的标准脉冲星磁层。 皇家天文学会月刊, 443(1),L45–L49。

NASA.(2013 年 23 月 XNUMX 日)。 美国宇航局的钱德拉望远镜和 XMM-牛顿望远镜发现令人费解的脉冲星。 美国宇航局的任务。

Petri, J. (2019).脉冲星电动力学:一个未解决的问题。 等离子体物理学杂志, 85(5),15850501。

Chamel, N., Fantina, AF, & Zdunik, JL (2017). 中子星地壳的物理学。在 中子星的物理学和天体物理学 (pp.57-95)。 施普林格,湛。

戈尔韦男子致电诺贝尔奖得主,引发人们对脉冲星和外星智慧生命探索的反思

1985年,我住在爱尔兰西海岸的戈尔韦。我经常去奥古斯丁街的当地图书馆借阅书籍。现在图书馆已经不是这个样子了,但我还记得当时走在左边的楼梯上:

旧戈尔韦中央图书馆,奥古斯丁街,根据记忆

脉冲星的奥秘激发了我的想象力

在那里,我发现了一本关于脉冲星的书。阅读过程中,我被这些宇宙现象的非凡特征所震撼——它们发出极其规律的射电脉冲,仿佛天体时钟般滴答作响。它们精确的周期性让我心生疑虑:这些信号可能是人造的吗?这个想法让我苦恼不已。它们似乎太完美、太同步,以至于不可能是纯粹自然的。

安东尼·休伊什 (Antony Hewish) 站在 4.5 英亩的阵列前,图片由剑桥大学卡文迪什实验室提供。

拖延与疑虑:科学界的谨慎

更让我困惑的是,那些最先探测到脉冲星的研究人员竟然等了将近两年才发表他们的发现。最终发表时,他们将这些规律的无线电传输解释为某种自然天体物理过程的结果——可能是快速旋转的中子星或其他奇异天体。但我总觉得其中隐藏着什么,或者至少是尚未被完全探索。为什么要拖延发表?为什么要急于用自然原因来解释这些奇怪的信号,它们很可能就是智慧生命的信息——或者证据?

首次观测脉冲星,图像由剑桥大学卡文迪什实验室拍摄。

个人使命:接触诺贝尔奖获得者

我发现自己无法放下这个想法。我决定尝试直接从对这门科学有第一手了解的人那里寻求答案——安东尼·休伊什教授本人,这位诺贝尔奖得主在脉冲星的发现中发挥了关键作用。

走到艾尔广场电话亭的路程并不长——只有几分钟——但对我来说,却像是一场未知的旅程。我路过那些熟悉的景象:鹅卵石街道、熙熙攘攘的咖啡馆,以及远处钟楼的钟声。广场上熙熙攘攘,人们的谈话声和脚步声交织在一起,形成了一种持续不断的喧闹。我能感觉到凉爽的微风拂过脸庞,夹杂着附近咖啡馆里淡淡的咖啡香味,与典型的爱尔兰日子里清爽的空气交织在一起。

戈尔韦艾尔广场上的 Pádraic Ó' Conaire 雕像

做出决定:向专家询问关于人工起源的问题

走近广场时,我稍作停顿,平复了一下呼吸。我把手伸进口袋,紧紧攥着为此精心攒下的几枚爱尔兰镑硬币。我望向电话亭——广场一角,一个小小的玻璃嵌板电话亭,略显破旧,但还能用。褪色的油漆和淡淡的旧金属气味,让我想起了无数等待与希望的时刻。

我走进去,手上触到冰凉的金属门把手。里面光线昏暗,只有投币口和拨号键盘发出微弱的亮光。我花了一会儿才平复心情。当我拿起听筒,把硬币一枚一枚地投入投币口,听到硬币落入的清脆声响时,外面城市的喧嚣仿佛都消失了。

这部电话是旋转式的,但功能齐全——可靠又简单。我盯着拨号盘,输入剑桥卡文迪什实验室的号码时,手指微微颤抖。这是长途电话,而我的硬币数量有限。我默默祈祷电话能接通。

采访

终于,我听到了连接的声音。一个平静而沉稳的声音回答了我。

安东尼·休伊什 (Antony Hewish) 在打电话(人工智能生成)

“你好?”

“休伊什教授?”我问道,尽量保持声音平稳。

“是的,正在说话。”对方回答道。

我犹豫了一会儿,脑子里充满了疑问。然后我脱口而出:“我打电话来祝贺您发现脉冲星。”

短暂的停顿之后,我几乎可以听到电话那头的他的微笑。

他礼貌地向我道谢,然后我深吸一口气问道:“我发现这个话题非常有趣,我很好奇——你是否绝对确定脉冲星不是人造的?”

他平静而自信地回答道:“是的,我确定。”

然后他继续解释,语气平静而令人安心:

脉冲星是令人着迷的天体。它们是高度磁化、快速旋转的中子星——大质量恒星变成超新星后的残余。随着它们旋转,其强大的磁场将粒子汇聚到磁极,其作用类似于宇宙灯塔的光束。当这些光束扫过地球时,我们会探测到它们,并将它们视为高度规则的射电脉冲。

戈尔韦天空下的倒影

我专心致志地听着,脑海里萦绕着他的解释——这些解释我以前也听过,但这反而加深了我的好奇心。我又问了一遍,语气或许更加急切:

“你百分之百确定脉冲星不是人造的吗?”

休伊什在电话里轻轻地笑了笑,“是的,绝对肯定。”

我感谢他抽出时间,并在用完所有硬币之前挂断了电话。我走回街上,抬头望着灰蒙蒙的天空,思考着浩瀚的宇宙和它依然蕴藏的奥秘。这场对话让我心中萦绕着一个挥之不去的问题:我们真的有一天能在那里找到智慧生命的迹象吗?

三千万年内出现一秒的误差

这个 宇宙的 最精确的计时器——最稳定的脉冲星——拥有惊人的精确度,几千万年的时间里,它们的误差只有一秒。它们的稳定性堪比——甚至在某些方面超越——我们最先进的原子钟。

已知最稳定的毫秒脉冲星PSR J1713+0747,就体现了这种非凡的精度。它的自转周期非常稳定,大约30万年后才会累积出XNUMX秒的误差。

当我们谈论脉冲星作为宇宙时钟的优越性时,我们指的是它们能够在数千年内保持精确的计时——远远超出任何人造时钟的能力。工程师可以制造出每300亿年只慢一秒的时钟,但这种装置很脆弱,通常几十年内就会发生故障。而脉冲星则可以持续稳定地运转数十亿年,提供无与伦比的宇宙时间标准。

你被扭曲到银河系某个未知部分的友好外星人的家园。 你会如何向他们描述地球在宇宙中的位置?

脉冲星地图纹身

我会向他们展示我的脉冲星地图。 天文学家和天体物理学家 弗兰克·德雷克 与天文学家合作设计了地图 卡尔·萨根 和艺术家和作家 琳达·萨尔兹曼·萨根(Linda Salzman Sagan). 脉冲星图显示了我们太阳相对于已知脉冲星的位置。 这张地图被放置在星际空间探测器上 航海者一号和二号

地图是 由于一个脉冲星的舍入误差而略有不准确,但总比没有好。

是否纹身是有争议的。 狗牌可能更容易携带。


脉冲星的神奇之处
1967年由北爱尔兰天体物理学家发现 乔斯林贝尔伯内尔, 脉冲星被描述为 安东尼·休伊什 成为坍塌的太阳的残骸。

对于 原因不完全明白 它们以原子钟的精度发射无线电波脉冲(就像灯塔,有时是可见光),保持活跃数十亿年。 它与磁场有关。


弗兰克·德雷克画了 脉冲星图 使用了 14 颗在 1970 世纪 XNUMX 年代早期已知的脉冲星。今天我们知道了更多 脉冲星 但它们没有那么强大和明亮。 弗兰克·德雷克 原始铅笔画脉冲星图 今天住在家里的一个旧番茄盒里。

弗兰克·德雷克 (Frank Drake) 手绘了前往外太空的原始脉冲星地图。

每颗脉冲星都通过一条实线与太阳相连。 线的长度代表脉冲星与太阳的大致相对距离。
沿着每条脉冲星线蚀刻的是垂直和水平破折号,代表可以转换为十进制的二进制数。
当乘以已知的时间度量时,该数字揭示了脉冲星的频率——它旋转和闪烁的速度。

成功解码地图将明确指出太阳的位置和航天器发射的时间范围。

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文献参考:
如何阅读脉冲星地图
https://www.pbs.org/the-farthest/science/pulsar-map/

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