第7章 超限

群星 七月 第1頁,共2頁

1959年,汪海成的同行,美國天文物理學家弗里曼·戴森發表了一篇薄薄的只有兩頁的論文,題為《人工恆星紅外輻射源的搜尋》。在這篇短小的文章裡,戴森提出一個假想問題:隨著文明的發展,世界消耗的資源正在以指數形式增長。按這個速度,在不久的將來,星球上所有資源都會被耗盡,文明該怎麼辦?

這不是一個新問題,更早的馬爾薩斯的《人口論》、影響後世深遠的《增長的極限》都已經從政治和經濟的角度對這個問題進行了尖銳的討論。不同的是,政治學家和經濟學家著眼於有限的資源會引發怎麼樣的爭奪和限制,而天文物理學家弗里曼·戴森關注的是相反的方向:文明為了擴充套件,怎樣才能最大限度地獲得資源?

問題的答案,便是「戴森球」。

和那些把關注焦點放在資源、人口、軍事、國家的人不同,弗里曼·戴森把所有物質資源抽象成一個更基本的元素——能量。如果文明是可持續的,那麼消耗的能量必須小於獲取的能量,地球上無論煤炭石油還是別的儲備都是有限的、不可持續的。要維持文明的可持續性,那麼在地球的尺度上,人類文明所能消耗的能量上限只能等同於淨獲取的能量——地球接收到的太陽輻射能。

等達到這個上限以後,怎麼才能得到更多的能量?答案簡單粗暴到了優雅的程度——擴大接受太陽輻射的面積,儘量把恆星核聚變所有能量都收歸己用,把太陽罩起來。太陽核聚變每秒輻射出的能量達到4×1026焦耳,而地球接收到的只有大約7.28×1017焦耳,只有不到總量的十億分之二。修建一個巨大的人造星體,把太陽包裹起來——像雞蛋殼一樣把恆星裹成蛋黃,把它的能量榨乾。這就是戴森球——以提出者弗里曼·戴森的名字命名的幻想人造星體結構。

之後,這個概念逐漸推演完善,「球」的概念並不恰當。在這樣巨大的空間尺度上(整個太陽系大小),固體結構遠遠超越了張力強度所允許的極限,是不可能存在的。「戴森球」應該是一系列軌道結構組成的整體,每個結構相互獨立,就像雲中的水滴一樣——它們吸掉了所有的光,但卻是飄浮在空中——所以更合適的名字,應該是「戴森雲」。

如果戴森雲存在,那它應該有一種完全不同於傳統星體的觀測特徵,因為它覆蓋了恆星,正常的恆星光芒就無法被觀測到,除了可見光,不可見光的能量自然也會被戴森雲吸收利用。所以,戴森雲在觀測上會近似大型黑體[.物理學上構建出的一種理想物理模型,它能夠吸收外來的一切頻率、角度的電磁輻射。]

——比正常恆星體積更大,擁有引力質量效應,但電磁輻射與引力質量相比是不成比例的微弱。在吸收自己恆星輻射能量和其他外部星體射線之後,戴森雲會發出一些次級輻射:21cm的電磁波。

想明白這些,汪海成只用了短短不到兩分鐘。本來他應該去驗證這個發現,申請調整fast的巡天角度,這樣就能繼續跟蹤發現這個異常21cm輻射體的天區,獲得更多的資料和特徵,進一步驗證自己的判斷。但事情的發展打得他措手不及,fast當時的潰源天線角度是固定的,也就是說,它接收訊號來源的天區隨著地球轉動而緩慢變化,在汪海成檢查演算法程式碼的時候,fast的觀測區域已經偏移到了別的位置。半個小時之後,fast就在另一個天區發現了第二個異常21cm輻射體。

汪海成從螢幕前抬起頭,正迎上自己學生白泓羽的眼睛,那雙清澈的眼睛裡滿是震驚,但並沒有太多的激動——疑似戴森雲這種發現太驚人,他們需要時間來消化。

如果這真的是戴森雲,那就意味著他們發現了外星文明!

白泓羽是在上幼兒園的時候第一次接觸到「外星人」這個概念,她現在已記不清楚看的是哪部動畫——多半不止一部。她從小學起,自己識字多了,就開始沉迷於扮演各種各樣的外星人和同學打仗,《星球大戰》《星際迷航》《》……到三年級的時候,白泓羽從扔土塊搶書包的假小子慢慢出落成一個水靈小姑娘,但中二病也從那時一發不可收拾。大概有三四年的時間,白泓羽認定自己就是外星人,人形的軀殼下面是等待母星召喚的外星間諜,還在日記本里記下了一堆對自己不好的愚蠢人類,只等ufo從天而降,把這些人全都吊在飛碟下面,不用她親自動手,只要飛船一啟動這些愚蠢的人類就自己活活嚇死了。

但上了中學之後,自己是外星人的堅定認知就一點點變得脆弱起來。當自己的胸部一點點長大,那些矮了自己幾年的男同學慢慢超過她的身高,白泓羽就已經明白,自己是外星人的信念終有一天會被淡忘掉,變成將來略帶羞恥和青澀的回憶談資。她終究會變成一個普通的人類女人,沒有超能力,沒有機會在無垠宇宙中翱翔,不可能穿越蟲洞去遇見宇宙的終結之時,不可能和王子貼著飛船圓形舷窗,一起看獵戶座超新星壯麗的爆發噴射過那個星系,更沒有一個博士燃燒一顆恆星來見自己最後一面。

她哪兒也去不了。

從那時開始,白泓羽開始認真地自學關於宇宙和生物的秘密。這是她的抵抗運動,在平凡無聊的現實中嚮往夢中無垠的抵抗。當自己學得越多,越理解宇宙和生命,她就越覺得這個宇宙空曠孤獨得讓人難過。除了人類,宇宙中還沒有找到任何已知文明:是我們找的方法不對,還是找的時間太短了?

可能確實是這二者的原因,但就算找到了呢?在這個宇宙的物理規則下,人類幾乎不可能與外星人相遇——光速上限的第一性原則讓廣袤的宇宙變成了令人絕望的隔絕體,動輒億萬光年的距離,即使是一次通訊往來都要耗盡地球的整個生命史。

當白泓羽明白21cm輻射源的可能含義時,她感覺自己彷彿回到了三年級,變回那個有點中二的丫頭,那個會大喊「你們這些愚蠢的地球人」的孩子。曾經幻想過的戴森雲結構再一次浮現在她的腦海裡,那直徑有幾百個天文單位的漆黑迷霧,覆蓋了整個恆星系統。當飛船以十分之一的光速爬行般駛近,前方原來以為空無一物的虛空卻慢慢泛出折射的光芒,開啟紅外監視器,她突然發現前方星星點點的黑暗一下變成刺眼的深紅,那是智慧裝置因為運轉發熱的痕跡,她嚇得從駕駛艙上跳了起來:

「史波克[.電視劇《星際迷航》中的角色。]!

右滿舵!反物質引擎100%全出力!我們要撞上了!」

「船長,已經來不及了!停止自動駕駛,啟動規避操作!準備承受衝擊!」

透過艦橋,看見那黑色現出自己的真面目,最開始像是濃厚的塵埃,當距離越來越近,才看到每粒塵埃都是行星大小的蜂窩型太空站。飛船在「塵埃」前越來越小,引力開始讓它偏離航道。

「從行星太空站中間穿過去!」她下達指令。

「船長,這些巨型太空站質量太大,在它們中間穿行,引力擾動非常可怕,我不能保證安全。」

「孩子,我相信你。」

飛船繞過星球大小的太空站表面,太空站上平整的幾何表面在視野上彎曲成弧。巨大的引力擾動讓飛船不得不貼著太空站飛行,向量推進器抵抗著引力拽出的弧線,從縫隙中向星系內部前進。引力擾動讓「進取號」衝浪一樣顛簸著,他們乘浪而進。飛行在諸多行星太空站的縫隙中時反而最危險,剛才還被左邊太空站的引力捕獲著,推進器全力咆哮也提不起速度,突然就越過了拉格朗日點,被右邊太空站的引力彈弓彈射了出去。

行星太空站彷彿永無止境地往星系內綿延下去,只有等星系的太陽慢慢亮了起來,她才知道,飛船並沒有在繞圈。正如穿過厚不見底的烏雲一樣,她終於看到了那個太陽本來的樣子。這時候回過頭,發現深邃的星空都已經不見,唯有銀灰色的層層太陽能板將星系密密實實遮了起來。之前無垠的漆黑,星棋密佈的宇宙彷彿是一個夢,她好像一直生活在這百來個天文單位的內環空間裡,再往前,就是已經完全機械化的雙行星,這個星系文明的起源之地。

「船長,我們已經潛入戴森雲內部了。」大副說。

白泓羽興奮得發抖,汪海成連喊了她三次,這姑娘才回到了現實。

不是普通的外星文明,是超越人類能力千萬倍的神級文明!建設完成一個戴森雲,意味著至少要消耗掉整個恆星系統所有的固態物質——岩石、金屬在宇宙中是很珍貴的,戴森雲系統少說也需要幾億個地球的物質量,不拆遷行星,總不可能憑空創造出物質來吧?光是想象一個這樣的場景,汪海成和白泓羽這對師生就已經激動不已。

每一個天文學家面對這種情況都是一樣的。在這個宇宙中,人類是否孤單?每個天文學家都對這個問題抱有一種敬畏和困惑的複雜心情。現在離回答這個問題還有兩步:

第一,異常輻射源能否驗證確實存在?

第二,異常輻射源能否確定就是戴森雲?

白泓羽強作鎮定地叫道:「老闆,老闆,這個發現如果驗證了……」汪海成也心跳加速,吞了口唾沫,「別急,調之前同樣天區的舊資料,對比篩查一遍。」

因為連續兩次發現,汪海成一時不知道是應該繼續跟蹤發現輻射源的天區,還是繼續巡天。這事已經超出正常邏輯,發現一個或許還可以當作中彩票頭獎——統計學上不可能,但就是有人遇上了;連續發現兩個,那數學就沒有存在的意義了。所以,回頭篩查舊資料就成了最該做的事情,如果之前的資料也能驗證疑似戴森雲的存在,那就沒跑了。

白泓羽馬上開始行動,汪海成的心思卻一下子渾濁了起來。這兩個發現哪怕能被證實一個,自己特批晉升教授就問題不大了。如果兩個戴森雲都能被證實,那汪海成就必然面對一個巨大的挑戰和機會——兩個低機率事件同時發生絕非巧合,只要他能找到其中聯絡,他就可以從一個單純的發現者,變成一個新理論模型的建立者,從此在天文物理史上甚至整個科學史上留名。

如果這樣,買房子的問題應該就不大了!說不定連錢都不用出,國家直接給自己分一套院士別墅!

心思一飄出去,汪海成馬上覺得不妙。亂七八糟無關的雜念是科研的大礙,自己這麼多年做事情向來是心無旁騖,怎麼今天在這麼大的發現面前,反而亂了起來?白泓羽剛才失神的眼睛自己很熟悉,那種對天文的夢想和未知的好奇一直以來也是自己的動力。他馬上收斂心神,調出對應兩個天區的老資料來,開始複查。fast正常巡天週期是二十四小時,每個天區的訊號過一天之後才會被再一次掃描到。

很快,他們就有了令人失望的結論:輻射源之前不存在。兩個輻射源都不存在,二十四小時前不存在,四十八小時前不存在,七十二小時前也不存在。

失望中,汪海成趕忙申請將潰源天線從正常巡天轉為追蹤指定天區。因為這不在fast的正常工作範圍內,操作還費了點工夫。當組成fast五百米口徑球面的全部四千四百五十個反射單元在指令下整齊地微微調整傾角時,汪海成甚至聽得見自己劇烈的心跳。天區重新鎖定,同一天第二次觀測展開。

「有的!有的!」新的分析開始不到五秒鐘,白泓羽就衝著汪海成叫了起來。汪海成強作鎮定沒有出聲,讓fast持續跟蹤了五分鐘,記錄下更充足的資料之後,又命令fast轉向發現第二個輻射源的天區。

輻射源再次確認!21cm波長的特徵輻射確實存在!

汪海成鬆了一口氣,兩個疑似戴森雲都是存在的!他再次梳理了一下自己的思路,跟白泓羽進行了短暫交流,師生兩人決定分頭行動,以鎖定輻射源的進一步資訊。

首先是確認兩個疑似戴森雲的準確位置,fast的訊號靈敏度雖然高,但受制於單體射電望遠鏡的角解析度缺陷,沒辦法準確定位訊號源的精確位置。要確認位置,就需要陣列射電望遠鏡的幫助,通過多組望遠鏡組成的聯合陣列,可以獲得更高精度的角解析度,準確定位輻射源位置和離地球的距離。

國內在這種技術方面還比較空白,汪海成直接聯絡了vla,提交了自己的觀測申請——自然是附帶了他的發現作為申請理由,同時把發現的資料上傳了學術備案網路。這也算半正式地對外宣告了自己的發現。

按理說,這半正式的發現通知一發出去,必然是一石激起千層浪。這絕對是今年天文學界最大的發現,甚至可能是十年以內射電天文研究最大的發現——這不僅是戴森雲理論的驗證問題,更創造了人類存在的哲學新高度。

一般說來,像fast、vla之類的大型天文臺,觀測計劃都需要排隊申請,申請通過之後再靜候天文臺的排期安排,整個時間短則幾個星期,長則幾個月。但如果有特別重大的發現,就可以跳過這些流程,直接把望遠鏡的使用權交給你。毫無疑問,同時發現兩個疑似戴森雲就屬於後者,汪海成覺得只要緊急通訊一發過去,對方分分鐘就會為自己安排妥當。

汪海成守著電話和郵箱,五分鐘過去了。

十分鐘過去了。

半小時過去了。

沒有回覆。

直到等了一個小時,汪海成終於忍無可忍,查到vla的值守負責電話,用fast的站臺機撥了過去。