美国在“旅行者号”上装的金唱片，会给地球与人类带来灾难吗？

NASA在行星之旅计划中犯了一个大错误。1977年8月至9月初，美国发射了两个无人星际探测器，旅行者2号和旅行者1号。经过39年、206亿公里的漫长旅程，“旅行者1号”是第一个飞出太阳系的人造物体。2018年12月，NASA宣布旅行者2号也进入了星际空间空。

很多人在为42年前发射的两个伟大的“旅行者”叫好的同时，也不禁感到一丝担忧:因为NASA在设计制造这两个太空探测器时，似乎犯了一个不可饶恕的错误，它很可能会给人类文明带来灭顶之灾。

旅行者号冲出了日光层。

上世纪六七十年代，美国和前苏联为了探索太空空和研究太阳系内的行星，密集发射了一系列无人航天器，其中最具代表性的是苏联的金星计划、美国的先锋计划和水手计划。

作为水手计划的一部分，将使用两个装有核电池的无人探测器“水手11号”和“水手12号”探测地球以外的行星和外太阳系空之间的环境。同时，科学家还希望通过其强大的引力拖曳(引力弹弓)效应将木星和土星抛出太阳系，进而分析日球层边界的粒子以及太阳风对宇宙射线的阻挡作用。当然，这也意味着人类探测器将首次有机会飞出太阳系，造访其他星球。

旅行者号可能会访问其他星球。

鉴于水手11号和水手12号所采用的技术已经大大超越了之前的水手探测器，NASA将此次任务更名为“行星旅程计划”，探测器名称也相应改为“旅行者1号”和“旅行者2号”。虽然旅行者2号比1号早发射半个月，但由于它们的飞行轨迹不同，可以使用不同的行星牵引力。最终旅行者1号超越了前者，速度比前者快了2 km/s。

如上所述，我们知道“旅行者”号是为了一项科学任务而发射的。为了抵御外太阳系的极低温度并提供充足的电力，探测器携带了三块核能电池，其标准名称是“放射性同位素热马达(RTG)”。由于钚-238的半衰期约为87.7年，核电池可以保证飞船上的一些设备运行到2025年，但有一个“设备”除外，那就是飞船上携带的“黄金记录”。

“航海家”号的侧面安装了一个金唱片。

音乐爱好者都知道黑胶唱片。因为塑料在辐射环境下坚持不了多久，所以NASA发射的唱片都是金属的。所谓“金唱片”，其实是铜做的。为了抵御宇宙射线的伤害，科学家们在其表面镀了一层金。

金唱片

大约在同一时期，随着空间科技的飞速进步，人类开始想象在遥远的外太空是否存在与我们相似的地外文明空。关于外星人的奇幻小说和电影如潮水般涌现，科学家自然深受其影响。

为了让“外星人”发现飞船时知道飞船来自哪里，宣传美国航天科技的成就，美国宇航局的科学家制作了一张金色唱片，和一面星条旗一起装在飞船侧面的铝盒里。

工程师在安装前展示星条旗和金唱片。

黄金记录了地球文明的信息，包括:大自然的声音，动物的叫声，55种人类语言(方言)的问候，90分钟的各种音乐，116张照片(包括一张用于校准的图片和一男一女的剪影)，以及时任美国总统卡特和联合国秘书长的信件。所有这些都经过数字处理，并以模拟信号的形式刻在唱片上。

黄金唱片和信封

科学家们不仅制作了用于读取信息的唱针，还在唱片的铝镀金封套上刻上了“使用手册”，以便教外星人使用。以图像的形式介绍了信息读取的方法、唱片转速的二进制表示(3.6秒/圈)、图片的解码和校准波形。

按理说这一切都很正常，让一个可能的外星文明知道银河系里也有一个伟大的地球文明也无可厚非。

然而美国人却把太阳的坐标刻在了这个铝镀金的信封上！这就像告诉外星人，“来吧，我们在这里！”

这是太阳的坐标。

太阳的坐标很智能。你一定从一开始就注意到了这组放射状的线段，大部分都标有符号；在这组辐射旁边，有两个小圆圈。

其实这已经不是美国人第一次向地球发射图形了。在旅行者号之前，美国宇航局在先锋10号和先锋11号探测器上安装了一个长方形的镀金铝板。类似的信息也出现在铝板上。

太阳的坐标也出现在先锋号上。

当我们解读先锋号上的铝板时，可以看到上面飞船的侧面。飞船前面有一对赤裸的男女，目的是展示人类的身高比例。图片底部是太阳和九大行星的大小和位置。左边是和“旅行者”金唱片上一样的图形。

图像解读

在这幅图中，最重要的两条信息是太阳的位置和量化标准。

太阳是银河系外围猎户座旋臂上的一颗黄矮星。无论是体积还是亮度，太阳在银河系数千亿颗恒星中并不起眼。如果不标注位置，没人知道这个角落里有高度发达的人类文明。但是如何在浩瀚的星系中准确标记出太阳系的位置呢？

科学家想到了脉冲星。

脉冲星原理

脉冲星是恒星死亡后留下的产物。由于物质的剧烈坍缩，恒星变成了致密中子星。同时，由于角动量守恒，中子星快速旋转，其内部强磁场产生的磁极也有规律地扫过空，因此在很远的地方就能接收到它发出的电磁脉冲信号。由于每颗脉冲星的自转速度和磁极的角度都不同，所以通过这些不同的脉冲信号，我们可以很容易地在星系中找到并定位脉冲星。

脉冲星在宇宙中自转稳定，X射线方向性好，扫描范围广，可以充当导航的信标。只要知道几颗脉冲星的位置和方位，基本上就可以通过数学方法计算出自己的位置。科学家认为，既然地球上的人类知道这些，那么遥远星球上的外星人也应该掌握这些知识，从而通过脉冲星数据找到太阳系和我们的地球。

脉冲星就像宇宙中的灯塔。

那么，这张坐标图透露了什么信息呢？

我们用三颗脉冲星的数据来说明。

坐标元素的解释

从图中我们可以看到，无论是“先驱者”的铭牌，还是“旅行者”的记录，都包含了太阳与14颗脉冲星的相对位置关系，以及脉冲星的自转周期。

你可能会问，判断自转周期最重要的因素之一就是时间。地球上我们用秒来计算，但秒是人类定义的。外星人不知道有秒的单位。你怎么能让外星人理解那串二进制代码所代表的意义？

这个问题问得好！

氢的跃迁和时间常数科学家显然知道外星人计算时间的单位很可能与地球不同，于是他们发现了宇宙中广泛存在的一种物质——氢。氢的总质量约占宇宙所有重子的75%，原子数占90%以上。在银河系里也差不多。所以，有能力捕捉到“旅行者”的外星人，有智慧解读黄金记录的外星人，自然应该知道元素氢，以及氢的能级跃迁所需的时间，我们定义为7.10 (-10)秒，400000000045在银河系的其他地方，这个时间长度是一样的。所以科学家在图中用这样一个图形来表示氢的原子跃迁，让外星人明白这是一个时间单位的常数。

氢的能级跃迁周期可以看作一个时间单位。

当我们把脉冲星自转周期转换成氢原子跃迁时间的倍数关系，用二进制形式表示出来，就可以识别出银河系中对应的脉冲星。从星图中的“太阳-银心”线开始顺时针编号14颗脉冲星，可以得到下表:

将脉冲星的自转周期转换成二进制串。

从上表可以知道，只要找到其中的几颗脉冲星，通过三角测量的方法计算出太阳在银河系中的位置并不困难。

那么，未来外星人真的能通过它发现并入侵地球吗？

还好，答案是否定的。

其实这是一个现代的大海捞针，刻舟求剑的故事。两个举着牌子的“拓荒者”慢慢走着。虽然它们比“旅行者”号早发射5年，但它们还没有飞出太阳系的日光层。

飞得最快的“旅行者1号”的相对速度为17公里/秒，如果保持这个速度，途中不出意外，它大约需要73600年才能飞到离太阳系最近的地方——比邻星(科幻小说中《三体》中的人物所在的地方)。但它实际上并不面对比邻星。“旅行者1号”的航线上没有星星。

旅行者2号的速度约为15km/s，它的方向将是仙女座HH星座的“罗斯248”。“玫瑰248”是一颗红矮星。目前正在高速接近太阳系，大约33000年后距离太阳3光年，成为离我们最近的恒星；但那样就远了。以旅行者2号的速度，它甚至已经3万年没有飞出过太阳系的奥尔特云，更别说接触过其他恒星了。

航海家号的旅程很长。

所以，至少在3万年内，我们不指望有任何外星人拦截这两艘飞船。如果有，那只能说明外星人已经来到了太阳系。

外星人并不是无处不在。至少在10光年之内，我们还没有发现任何一颗拥有适合生命生存的环境的恒星。让外星人找到一张有太阳坐标的光盘就像大海捞针。

工程师正在安装黄金唱片。

那么，3万年、5万年、10万年甚至100万年后呢？理论上还是可以的。只要飞船飞得足够远，足够幸运，可能真的会在某个地方遇到外星人，解开黄金专辑封面上的谜题。

然而那个时候，不仅人类变了，世界也变了。

太阳系正以每秒220多公里的速度绕银河系高速运行。同样，银河系的其他行星也在高速运动，速度也不尽相同。

北斗七星的形状在变化。

仰望星空空，我们不难找到北斗七星。它们是大熊星座的一部分，看起来像一个巨大的勺子。你知道吗？你知道吗？5万年前，我们的祖先仰望天空时，北斗七星并不是现在的样子。它看起来更像一只蝌蚪；五万年后呢？你可能认为它变成了一辆手推车。

恒星的位置会发生变化，脉冲星作为中子星，变化可能更大。几万年后，一切都会不同。到时候如果外星人真的按着说明书上标注的位置去找太阳，那他们肯定会显得很傻，就像我们今天在研究古埃及的一些奇怪符号一样。

不相信我？让我们来看看到2002年这14颗脉冲星的角度发生了什么变化:

短短30年，脉冲星的方向角发生了变化。

根据记录，第一个铝制铭牌制作于1972年，到2002年，才过了30年，这些脉冲星的角度都有或多或少的变化(一开始可以认为距离参数不准确，这里忽略不计，不做讨论)。那么，三万年甚至五万年后，这些脉冲星会出现在哪里呢？他们的转速会有多大变化？飞船飞出脉冲扫射范围了吗？地图上的数据有多大的参考价值？这些都需要打上问号。

如果你想根据金录上的坐标去寻找太阳，那无异于刻舟求剑。

总结:虽然宣传和宣布更有意义，但NASA在六七十年代从任何角度飞出太阳系的飞船上描绘太阳的坐标都是愚蠢和危险的。因为谁也不能保证能看光盘的外星文明是爱好和平的群体，而且当年美国也有很多关于外星人入侵的科幻小说和电影。科学家应该意识到这会带来风险。

没有人知道外星人是否有害。

好在人类飞船的速度还是太慢了。它们飞出太阳引力范围需要几万年的时间，在它们航线的已知范围内还没有发现可能适合生命存在的星球。

我们的星系在不断变化。就算几万年后外星人破译了黄金记录上的密码，那时候所有脉冲星的位置都已经变了，也不一定能找到我们。

几万年前，人类还处于新石器时代，我们的祖先大多还生活在洞穴里；几万年后，人类一定进化到了极其发达的程度。也许到那时我们就能抵御外敌的入侵了？