吉尔·塔特如何帮助 SETI 的艾伦望远镜阵列成为现实

吉尔·塔特如何帮助 SETI 的艾伦望远镜阵列成为现实

以下是莎拉·斯科尔斯所著《建立联系:吉尔·塔特与寻找外星智慧》的摘录

2014 年 3 月 10 日凌晨 1 点,北加利福尼亚州,吉尔·塔特的脸从哈特克里克射电天文台宿舍楼的门口探出。

“现在外面很美,”她指着窗户说道。

塔特沿着走廊走过天文台的图书馆(里面摆满了 20 世纪 40 年代的《天体物理学杂志》)和休息室(壁炉旁的燃烧桶里放着一本特别引人入胜的杂志)。她走出宿舍,踏上冰冷的水泥地面。通常困扰着哈特克里克天文台(SETI 研究所的艾伦望远镜阵列所在地)周围地区的蚊子都已经睡着了。空气清新,星球安静,没有生物。塔特抬起头。

头顶是一片晴朗的黑暗天空。星星看上去就像孩子们在学校里做的工艺品:最黑的建筑纸上清晰可见的针孔,后面是一盏紫外线灯。

“我甚至找不到北极星,”塔特说。“我要去拿我的眼镜。”

她刚戴上眼镜出来,就冲回屋里拿她的 iPhone。

“我想那是火星,”她指着一个明亮的红点说道。天体图应用程序启动后,她将屏幕朝天空举起,扫描了一个象限。“它说火星、土星和冥王星都彼此靠近,”她继续说道。她又重新盯着天空,每次转动几度头来改变视角。

每颗恒星都是一个等离子体球,其向内的引力与核聚变向外的压力完美平衡。这种对称性被称为流体静力平衡,正是它让恒星成为恒星。它们闪耀着光芒,布满太阳斑,将辐射施加到距离我们数光年的周围空间。也许那个空间是行星的家园,也许是生物的家园,也许生物进化成了足够聪明的生物,能够理解星光。

这一幕几乎太容易让人联想到塔特的童年记忆。她从佛罗里达州南部荒芜的海滩上抬头仰望,确信有一个外星小孩正在注视着太阳。她想象着,他们的目光在星际空间相遇,就像地铁上尴尬的陌生人一样。她一遍又一遍地想着这个场景。正是这种“土拨鼠日”式的观察让她有动力继续寻找,尽管宇宙浩瀚,人类寿命短暂,政府更愿意把钱花在导弹上而不是科学上。

莎拉·斯科尔斯 (Sarah Scoles) 的书名为《建立联系:吉尔·塔特和寻找外星智慧》 。莎拉·斯科尔斯

一千码之外,艾伦望远镜阵列(ATA)——塔特梦想中的天文台,或者至少是它的一个版本,为 SETI 工作而建并致力于此——在她重新入睡后很长一段时间里,它仍在扫描天空,寻找智慧生命。

ATA 的成立想法源自 1998 年至 2000 年举办的一系列研讨会。这些豪华聚会统称为 SETI 2020,规划了未来 20 年 SETI 研究的路线。虽然科学家及其大学薪水并不指望参加过于舒适的会议,但塔特和她的 SETI 同事并不希望邀请那些常见的嘉宾:他们希望硅谷技术专家加入,具体来说,是 Sun Microsystems 的 Greg Papadopoulos、Interval Research Corporation 的 David Liddle 和微软的 Nathan Myhrvold。硅谷技术专家怀着梦幻般的创业愿景,需要迷你酒吧和自己的房间,并能欣赏美景。

在会议上,与会者的主要结论是“SETI 需要自己的望远镜”,紧接着是“也许我们应该想办法建造它”。尽管在 SETI 的早期几十年里,搭便车的做法效果很好,但为了收集和处理他们预期的数据流,他们需要自己的装置和比现有计算机快数百倍的计算机。这些科技巨头习惯于在下一个大事件之后思考大事件,他们建议 SETI 科学家“押注技术”,特别是押注摩尔定律的概念。该定律只是对现实世界中发生的事情的观察,它指出计算机的性能每两年翻一番。从第一台巨型 Macintosh 问世以来,它一直是正确的。即使你没有听说过这个现代数学,你也知道你两年前的笔记本电脑现在看起来有多慢,与百思买货架上闪亮的新款笔记本电脑相比。帕帕多普洛斯和利德尔确信他们可以依靠摩尔定律:计算能力今天不存在,但明天当你需要它时,它就会存在。而且它很便宜。

这是硅谷的想法,对科学家来说很新颖,而且在当时感觉很激进,因为当时大家还在使用拨号上网的美国在线 (AOL),而且视频无法广为传播,因为它们加载时间太长。

塔特和同事们设想着未来超乎想象的闪亮计算机,他们为 SETI 专门制定了一项计划:一组小型天线(共 350 个),它们协同工作。如果同时将多个天线指向同一个物体,则可以合并它们的视图以生成单个优质图像。望远镜的合并视图将像来自一个 3,000 英尺宽的望远镜一样清晰,而不是来自分布在 3,000 英尺宽区域内的数百个 20 英尺望远镜。这是一个巧妙的技巧。毕竟,建造一堆相同的玩具屋并将它们散布在豪宅大小的地块周围要比建造豪宅本身容易得多。“我们是用许多小型望远镜建造巨型望远镜的先驱,”丹·沃西默说,他曾参与 SERENDIP 和 ATA 的工作,并且自加州大学伯克利分校 SETI 项目成立之初就担任该项目的负责人。

该团队估计 ATA 的成本为 2500 万美元。SETI 研究所只需找到资金和安放天线的地方。伯克利射电天文学实验室和 SETI 研究所之间的长期合作,始于杰克·韦尔奇在 1980 年代提出的 SERENDIP 搭载计划,让地点问题变得简单:两个组织将共同开发望远镜,并在伯克利的 Hat Creek 设施建造它。研究所将主要建造它;伯克利将主要运营它;他们将 50/50 地分配它的观测时间。“ATA 最初的愿景是建造一台世界级的望远镜,”Werthimer 说。

但资金问题依然存在。幸运的是,塔特认识一个人,他有 2500 万美元的闲钱,而且对 SETI 情有独钟。微软联合创始人保罗·艾伦 (Paul Allen) 曾在 20 世纪 90 年代捐赠了一个名为“凤凰”的项目。她问他是否愿意再次支持和拯救 SETI。在等待艾伦回复的同时,团队开始在系统科学家道格拉斯·博克 (Douglas Bock) 的指导下建造一个原型阵列:一组练习天线,他们可以在上面测试每个新部件,然后再将它们移植到现实世界的天线上。原型放在加利福尼亚州拉斐特市一个空谷仓外的马场里,控制中心位于以前的马具室。

原型机落成典礼前一晚,塔特熬夜工作,更新电子邮件。她工作很忙——似乎无时无刻不在工作。“她为这个项目投入的时间比其他任何人都多,”杰里·哈普说,他在塔特退休后接任了 SETI 研究中心主任,并收到过塔特许多深夜发来的电子邮件。“她是一个精力充沛的女人。我记得她白天工作很长时间,然后回家发电子邮件,整晚写东西,我不知道她什么时候睡着的。”(我很确信她没有睡。)

她希望艾伦会回答“是”,这样他们就可以在第二天的仪式上宣布他的支持。但收件箱里的消息让她失望,她最终还是上床睡觉了。为了不吵醒丈夫杰克·韦尔奇,她试图在黑暗中脱下连裤袜。但她没有偷偷摸摸地脱,而是摔倒了,肘部骨折。后来,塔特拿着 X 光片,试图找出她骨折的各种部位。

手臂上嵌有 13 块钛金属和绑带,这位刚刚植入仿生机器人的女性坐在那里,听完了落成典礼。“我一直想讲一个更英勇的故事,”她叹了口气说道,“连裤袜。”

摘自莎拉·斯科尔斯 (Sarah Scoles) 所著的《接触:吉尔·塔特与寻找外星智慧》。由 Pegasus Books 出版。© Sarah Scoles。经出版商许可转载。保留所有其他权利。

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