不是人类制造的? | 第1部分

大耳朵的黎明,俄亥俄州立大学, http://bigear.org

15 年 1977 月 XNUMX 日晚上十点一刻
特拉华州发生了千载难逢的事件:

一个非常强的信号到达了“大耳朵”射电望远镜。 它具有来自外星智能来源的所有特征。

OSU Big Ear 射电天文台沿北/南方向对齐。 抛物面反射器位于南方。

当时没有人在望远镜旁。 接收器和望远镜计算机都是自己完成工作的。 因此,信号实际上首先被一台机器检测到,一台 XNUMX 岁的计算机。

信息位
IBM 1130 始建于 1965 年。它的外观和感觉就像一艘旧战舰。 它只有 1 兆字节的内存。 出于这个原因,无线电信号的唯一记录是在无休止的纸上打印出 6 位数字。 信号没有录音。 今天,我们将拥有它的完整录音,测量为兆字节(如果不是千兆字节)。 但在那些日子里,纸上的六个字就足以作为记录。

几天后,Big Ear 技术员 Gene Mikesell 将一堆计算机打印输出打包并带到了 Jerry Ehman 的家中。

分析
杰里·埃曼 是俄亥俄州立大学的 SETI 志愿者。 和...一起 鲍勃·迪克森 他用 FORTRAN 和汇编器为 Big Ear 计算机编写了软件。

19 月 XNUMX 日左右,杰里开始分析他家中射电望远镜的打印输出,寻找不寻常的无线电信号。

翻开几页纸,他看到了一个奇特的数字和字符序列。

他很惊讶。 在用红笔突出显示六个字符“6EQUJ5”后,杰里写下了“哇!” 在他们对面的计算机打印输出的左边距。

哇! 信号打印输出

字符和数字表示非常强的窄带传输。 显然,它来自外太空。 窄带传输通常不会自然发生,而是人为来源的标志。

按照惯例,所有人造的东西都是由人类制造的。 这是因为人类语言和剑桥词典将“人工”定义为“人类制造”。 该定义可能需要修改。

最佳渠道
哇! 传输具有来自非人类外星文明的无线电信号的所有特征。 在 1959 年的文章中“寻找星际通讯” Giuseppe Cocconi 和 Philip Morrison 解释说,使用 21 cm 氢气频率是 SETI 的合理选择。

这正是哇的频率! 信号。 它来自天上人马座被发现的方向。 

大耳朵收音机和电脑小屋。

如果我们从 Wow! 打印输出到绘图纸上,我们可以看到到达射电望远镜的 1420 mHz 射电光束的衰减强度。 每个字母和数字对应一个特定的信号强度,如下图所示。

该信号可能已经传输了几个世纪,但从未被发现,因为之前没有人寻找过它。 信号源在天空中没有移动。 唯一移动了 72 秒的是地球,随着无线电接收器进出信号光束,地球从东到西庄严地旋转。

然后信号消失了。 走了。 信号会被大耳朵的第二个喇叭天线再次接收到。 但它已经不存在了。

我们在上图中看到的信号的上升和下降是由于天线方向图,信号本身保持恒定强度。

下图显示了“OV-221”中类似的信号模式,即哇!右侧的无线电源! 信号。 (OV-221 也被称为 MSH 19203 (米尔斯斯利山无线电源))。

在这个宽带连续体中记录哇! 信号不显示,因为它太窄。

今天我等着听OV-221是否对应银河系的中心, 射手座A *,但似乎没有人知道旧的无线电源名称了。

在 Jerry Ehman 展示了 Wow! 向约翰克劳斯和鲍勃迪克森发出信号,他们立即谈论它,推测并提出假设。 很快,约翰和鲍勃开始调查各种可能性。

约翰克劳斯博士是物理学家和大耳朵射电望远镜的设计者。 他实际上发明了几种无线电天线。

Bob Dixon 是俄亥俄州立大学射电望远镜的 SETI 主任。

他们一起排除了信号来自飞机、行星、小行星、彗星、卫星、航天器、地面发射器或任何其他已知自然来源的可能性。

现在,自从哇! 信号似乎是不自然的,也找不到已知的人类原因,人们怀疑它可能来自技术外星文明。

如果信号来了,他们决定回到太空区域,看看是否可以再次找到它。 科学方法要求任何实验或结果的可重复性。

当来自世界各地的天文学家在太空中搜索该地区时,几周变成了几个月,几年变成了几十年,哇! 已检测到信号。

哇! 信号再也找不到了。

Wow! 空间区域的计算信号

图片由行星协会提供,许可 https://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/

哇! 信号被观察 72 秒。 根据以下计算,此时扫描了相当于 18 角分的空间区域:

24 小时 x 60 分钟 = 1440 分钟/天 = 86400 秒
360° / 86400 = 0.0041°/秒
72 秒 = 0.3°

弧分(用符号 ' 表示)是角度测量值,等于 1/60 度或 60 弧秒。 要将角度测量值转换为弧度测量值,我们将角度乘以转换比率。

以弧分表示的角度等于度数乘以 60:
0.3 x 60 = 18 角分。

从地球上看,太阳和月亮的角直径都约为 30 角分。 满月的平均表观大小约为 31 角分(或 0.52°)。

换言之, 哇! 从地球上的天空看,信号覆盖的区域大约是太阳或月球大小的一半。 这是天文学中相当大的一个领域。

根据这个简单的计算,我不能轻易同意哇! 信号来自点状源。 这可能是也可能不是问题。 可以通过同意大耳朵射电望远镜的分辨率并没有更好的方法来解决!

哇的频率和速度! 信号源

假设使用氢频率的外星人这样做是为了补偿他们的行星相对于地球运动的运动。 否则,氢的精确频率会变得更高或更低。

这就是为什么查看信号的精确频率很重要的原因。

天文台台长约翰克劳斯给出的频率值为 1420.3556 兆赫 在他 1994 年为 卡尔·萨根.

Jerry Ehman 在 1998 年给出的值为 1420.4556±0.005 MHz。 

这是(50±5 kHz)以上 氢线 值为 1420.4058 MHz。

这些频率中只有一个可能是正确的。 对 Ehman 和 Kraus 价值观之间差异的解释是,一种新的 振荡器 已订购 1450.4056 MHz 的频率。

大学的采购部门随后做了一个 印刷错误 在订单中并写了1450。5056 MHz 而不是 1450。4056兆赫。 然后编写实验中使用的软件来调整这个错误。 当 Ehman 计算 Wow! 的频率时信号,他考虑到了这个错误。


考虑到所有错误后,1420.4556 MHz 的多普勒频移表明 Wow! 信号源以速度移动 37 893 公里/小时 朝向地球。 以下计算显示了我是如何达到这个速度的:

Wow的多普勒频移计算! 信号

哇! 在 1420.4556 MHz 处检测到信号。 首先,我们需要将频率转换为波长。 波长由光的频率和速度给出,即一个波峰在给定的时间跨度内行进多远。

频率到波长计算器:
https://www.everythingrf.com/rf-calculators/frequency-to-wavelength

哇的频率! 信号 1420.4556 MHz 等于 (Δλ) 21.105373 cm 的波长。 这是每个波峰之间的距离。

推测的氢源信号具有 1420405751.768 Hz 的精确频率,相当于 (λ) 21.106114054160 cm 的波长。 维基百科: https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_line

多普勒频移 delta lambda 和 lambda 的速度 = 299 781 932.02409 米/秒。 https://www.vcalc.com/wiki/sspickle/speed+from+delta+lambda+and+lambda

现在我们减去
299 781 932.02409 米/秒
[多普勒偏移哇! 来自 v = (Δλ/λ) * c] 的信号速度
-299 792 458 m/sec [光速 (c)]
______________________

10 526 米/秒 = 37 893 公里/小时或 10.526 公里/秒。

参考。 1:哇的来源! 如果传输频率来自氢气,则信号以 37 893 公里/小时或 23 545 英里/小时的速度接近地球。

小行星的平均速度为 18 – 20 公里/秒,而哇! 信号。 撞击地球的彗星通常也更快,为 10.52 公里/秒。

第 1 部分结束。

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我们可以在航天器中使用人造重力吗?

为什么没有人建造旋转航天器来模拟重力?

图为:1950 年代的游乐场骑行,我称之为重力鼓。

整个航天器的旋转成本很高,但空间站或飞船上的小空间可以很容易地旋转。

这些小空间能大到足以提供有意义和健康的人造重力吗?

根据我的物理知识,我记得重力和加速度是相同的。

如果我没记错的话,1 g 等于每秒 9.81m/sec 的加速度。 换句话说,一个周长为 10 米的轮子必须每秒旋转一次才能在零重力下模拟 1 克? 不完全的。

唉,它比这复杂一点,幸运的是我们不必如此快速地旋转轮子。 那是奖金!

这里有一些方便的计算器可以计算出车轮尺寸和旋转速度来模拟地球重力:

旋转计算器,求解重力、半径和旋转速率,

圆计算器, 求解直径、半径和周长。

一个周长为 10 米的轮子的直径为 3.18 米。 这对于人工重力实验来说是一个方便的尺寸,即使在地球上也是如此。

花时间在这上面会舒服吗? 车轮应以大约 24 RPM 的速度旋转以模拟 1 g。 它可以分隔成 1 x 2 米的床,可容纳 XNUMX 名船员。

因此,至少在休息期间,航天员将受益于正常重力。 宇航员躺在轮子内侧,有点像游乐场骑行插图,但更私密。

建造这么小的鼓式重力装置是否可行?
人体会如何反应? (离心机的人工重力).

我们知道,零重力的负面影响是非常严重和多方面的。 即使是每天 2.5 小时的跑步机运动也不足以防止这些影响:

  1. 流体再分配: 体液从下肢流向头部。 这会导致下面描述的许多问题。
  2. 液体流失: 大脑将头部区域液体的增加解释为总液体量的增加。 作为回应,它会激活排泄机制。
  3. 电解质失衡: 液体分布的变化会导致钾和钠的失衡,并扰乱自主调节系统。
  4. 心血管变化: 胸腔内液体的增加最初会导致左心室容积和心输出量增加。 当身体寻求新的平衡时,液体被排出,左心室收缩,心输出量减少。
  5. 红细胞丢失: 在美国和苏联飞行前后采集的血样表明,红细胞损失多达 0.5 升。
  6. 肌肉损伤: 肌肉因缺乏使用而萎缩。 收缩蛋白丢失,组织收缩。 肌肉损失可能伴随着肌肉类型的改变。
  7. 骨骼损伤: 因为在微重力下对骨骼的机械要求大大降低,骨骼基本上溶解了。
  8. 高钙血症: 体液流失和骨质脱矿共同增加血液中钙的浓度。
  9. 免疫系统变化: T 细胞功能的丧失可能会阻碍人体对癌症的抵抗力——太空的高辐射环境加剧了这种危险。
  10. 干扰医疗程序: 细菌细胞膜变得更厚且渗透性降低,从而降低了抗生素的有效性。
  11. 眩晕和空间定向障碍: 如果没有稳定的重力参考,机组人员的垂直感会经历任意和意想不到的变化。
  12. 空间适应综合症: 大约一半的宇航员和宇航员受到折磨。 症状包括恶心、呕吐、厌食、头痛、不适、嗜睡、嗜睡、苍白和出汗。
  13. 运动能力丧失: 这可能是由于动机降低以及生理变化所致。
  14. 嗅觉和味觉退化: 头部液体的增加导致类似于头部感冒的闷热。
  15. 减肥: 体液流失、缺乏运动和食欲不振会导致体重减轻。 太空旅行者往往吃得不够。
  16. 胀气: 消化气体不能“上升”到口腔,更有可能“非常有效地以大量和频率”通过消化道的另一端。
  17. 面部扭曲: 脸部变得浮肿,表情变得难以阅读,尤其是在侧视或倒置时。
  18. 姿势和身材的变化: 中立体位接近胎位。 脊柱趋于变长。
  19. 协调变化: 地球正常的协调无意识地补偿了自重。 在失重状态下,有达到太“高”的趋势。

与零重力的这些不利影响相比,这里是一位名叫 Graybiel 的心理学家从 1977 年开始研究的一些关于在地球上绕着自己的轴旋转人类的影响的研究,比如在唾液上(来自 https://psycnet.apa.org/record/1980-22567-001).

格雷比尔旋转舒适区

格雷比尔得出的结论是 
1.0 RPM:即使是高度易感的受试者也没有症状,或者几乎没有症状
3.0 RPM:受试者出现症状 
5.4 RPM,只有低易感性的受试者表现良好
10 RPM,适应提出了一个具有挑战性但有趣的问题。 即使没有晕机病史的飞行员也没有在十二天的时间内完全适应。

Graybiel 所说的“适应”是在身体旋转后习惯于没有旋转。

那种感觉就像我们都记得从小到大:

PIROUETTE

我必须说,在地球重力的影响下,人类在自己的水平轴上旋转的唾液很可能与人类在失重空间中的人造重力鼓中所经历的相距甚远。

我什至可以说格雷比尔的旋转舒适区与向心力的人造重力完全无关。 他在他的论文“围绕 Z 轴进行地球水平旋转后的体感运动后遗症”中所证明的只是快速旋转某人的后遗症是耳朵前庭系统的定向障碍,导致头晕,也就是眩晕。

但是让我们看看这些 Graybiel 的舒适区数据是否可以应用。
SpaceX 火星火箭的直径将达到 9 米。 是否有可能在这枚火箭的范围内为宇航员睡觉或休息创造一个舒适的栖息地?

一个 9 米长的滚筒需要以 14 RPM 的速度旋转以模拟 1 g,或者以 8 RPM 的速度旋转以达到地球重力的 1/3。 Graybiel 的发现表明 SpaceX 火星火箭上的可用空间太小了。

但是,我相信当身体躺下时作用在身体上的重力(向心力),而不是围绕自身和在一个水平面上旋转,将比围绕自己的轴快速旋转更舒服。

In 鼓式重力床装置 不会有从头到脚的加速度梯度。

滚筒重力床装置
滚筒重力床单元被设想为航天器或空间站的附加模块,无论是在运输途中、轨道上还是在月球、火星或小行星上,以提供更自然的重力。

是否已经构建了这个概念的原型?

在某种程度上:是的! 这篇文章中的第一张照片是 1950 年代的游乐场景点。

人类真的从 50 年代就忘记了享受人造重力是多么容易和有趣吗? 显然,游乐场的游客自愿体验并享受它。

“转子骑行”

在对设备进行调整后,像这样的简单重力设备可以帮助航天员保持健康。

更大的模型

转轮空间站——维基百科

以下是电影 1952: A Space Odyssey 中使用的 2001 年 von Braun 轮的计算:

他们设想了一个带有 直径 76 米(250 英尺). 3 层轮子将以 3 RPM 旋转,以提供人工三分之一的重力。 设想有80名船员。

快进 70 年(自 1950 年代以来没有发生太多事情):

SAHC 人体离心机
SAHC 人体离心机于 2020 年左右开始测试和运行。它旨在研究人造重力对宇航员及其健康的耐受性和使用,以对抗失重的影响。 什么花了这么长时间?

这台机器的直径为 5.6 米。 
它足够小,可以放入 SpaceX 火星火箭。 但它需要更多的座位。

https://www.dlr.de/me/en/desktopdefault.aspx/tabid-1961/2779_read-14523/

有躺着的测试人的离心机

借助由 ESA 提供的科隆短臂人体离心机 (SAHC),将创建人工重力,以提供医学和人体生理学的基础研究。 主要关注的是扩展卧床休息研究的可能性,以测试基于人工重力的对抗措施的方法,以应对失重引起的医疗风险。

技术数据:

最大限度。 外周半径:2,8 m
最大限度。 总有效载荷:550 kg

最大限度。 离心加速度
(足部水平,测试对象身高 185 厘米):4.5 克
最大限度。 离心机转子转数
(软件限制):39 rpm

科学应用

  • 利用人工重力等开发针对宇航员神经肌肉和骨骼退化的有效对策……

这是 Erich Habich-Traut 为 Contact Project 撰写的文章,
https://contactproject.org

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