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第1章 脉冲星.2

作者:美-罗伯特·L福沃德/译者:宽缘 当前章节:7495 字 更新时间:2026-5-12 20:22

射电天文学家开始感兴趣了,现在他们知道脉冲信号来源于飞船的相对位置了。

不过他们又花了不少时间与深空网络和飞船工程师协同工作,好几个钟头后才找出脉冲最强时飞船相对各恒星究竟处于什么位置。

两天之内,好些射电抛物面天线都将狭窄的光束指向太空,寻找那颗新发现的脉冲星。人类知道它的确切周期,甚至对脉冲出现时间的掌握也已经精确到几分之一秒。然而脉冲星依然没有找到。谜团越发神秘了。

时间:2020年5月19日 星期二

“我越来越相信没准真是小绿人作怪了。”说这话时唐纳德正与雅克琳娜并肩躺在草地上。他刚刚带她去看了演出。她还费心用了“女妆”,让他很是高兴。属于雅克琳娜的才智从那张精心描画的脸孔背后瞅着他,露出不敢苟同的神情。

“别犯傻了。”她说,“肯定有一种非常简单的解释,只不过我们还没想到罢了。也许X射线望远镜能提供线索。幸亏它在这周数据收集的第二天就扫描了可能的位置,所以我们不用等太久。”

“斯瓦林斯基知道这部分指令吗?”唐纳德问。

“不知道,”雅克琳娜说,“我一直没机会跟他说。说起来他最近忙得很,又是开研讨会又是到处参观射电天文望远镜,我已经一星期没见过他了。”

唐纳德看看手表,“啊,这回的数据转储差不多要开始了。咱们进去从控制台监控吧。”两人站起来,穿过夜色走向空间科学大楼。

这次机房里只有他俩,唐纳德坐在雅克琳娜身后。他趴在她椅背上,一边嗅她头发的香气,一边看她纤细的手指在键盘上跳动。

“X射线数据的格式跟无线电数据不一样,因为X射线只是对探测到的X射线光子计数。”她说,“我先看方向图,看看在低频无线电探测无线电脉冲期间,那个方向上的X射线光子数量有没有显著增加。”

表示脉冲与天空中方向的柱状图很快闪现在屏幕上。

“瞧那尖峰!”唐纳德道,“那是正确的方向吗?”

“没错!”雅克琳娜心里激动,手指按错了几个键。她清除掉一张扭曲的图像,然后放慢速度,让计算机显示当望远镜指向正确方向时计数与时间的关联。

唐纳德道:“瞧,就像听话的小兵,每秒五次!”

“每秒5.0183 495次。”雅克琳娜纠正道,“这个数字已经刻进我脑袋里了。我其实是希望能在X射线脉冲和无线电脉冲之间发现延迟。X射线脉冲是光速传播的,但无线电脉冲会被星际间等离子体稍微拖慢速度,所以会比X射线脉冲晚一点抵达。延迟越长,说明无线电脉冲穿过的等离子体越多。把X射线数据和无线电数据综合起来,我们就大致能知道脉冲源有多远了。”

她边说边敲击键盘,很快,一排X射线尖峰下面出现了无线电天线绘制的图像。二者很相似。

“亏得你决定把无线电数据的数字化频率定在每秒十六次,我们才能看清每一次脉冲。”唐纳德说,“要是像我建议的那样每秒四次,大多数脉冲都要错过了。”

“没有延迟!”雅克琳娜大惑不解。

“唔,”唐纳德说,“也许延迟差不多正好是二百微秒,所以就只是移了位置。”

“不对。”雅克琳娜指着屏幕说,“瞧——这里是一个很弱的X射线脉冲,接着是三次强脉冲,接下来又是两次弱脉冲。底下无线电脉冲的模式完全相同。延迟几乎为零。也就是说无论脉冲源是什么,它都离探测器非常之近。”

“……离探测器最近的可不就是飞船吗。”唐纳德说,“看来恐怕是飞船不知怎么的,让低频无线电天线和X射线望远镜探测到了尖峰。”

雅克琳娜皱起眉,然后很快调出两张图,比之前的比例大得多。现在脉冲之间非常接近,又变回了乱麻。但X射线图上的乱麻区域比无线电图上短了许多。

“不,不是飞船。”她说,“瞧这里,注意脉冲来去的速度,X射线望远镜捕捉到的比无线电天线快得多。X射线望远镜的视野只有一度,而无线电天线的高灵敏尖峰,它的束宽差不多有三度,这些图也跟这些宽度一致。”

“好吧,如果不是飞船,”唐纳德道,“那是什么?”

“等我几分钟。”雅克琳娜又开始敲击键盘。

唐纳德起身出门,去走廊里的咖啡机端回两杯咖啡。看来今晚还长着呢。他回来时,她已经让X射线和无线电脉冲的曲线再次显示在屏幕上。这回它们被放大得很厉害,一屏只能显示三个脉冲。

“时间上有很轻微的延迟。”他一进门她就说起来,“可惜我不记得太阳周围星际间等离子体的数密度。上个月最新一次太阳风周期的数值已经算出来了,得去楼上查查数密度。”

她把屏幕上的图表打印一份,然后快步跑上楼梯。唐纳德端着两杯咖啡,慢悠悠地跟过去。等他走上楼,她已经找到了星际间等离子体的密度值。他走进她办公室时,她正在计算器上按个不停。

“二千三百天文单位!”她一声惊呼,“脉冲星离我们只有十三分之一光年!”

“距离这么近的恒星?”唐纳德问,“那我们早该看见它在天上移动了。”

“不会,”她说,“脉冲星是旋转的中子星,而中子星的直径只有二十公里左右。就算它温度很高,发光区域也太小了,我们得用很大的望远镜正对着它所在的地方看。不过你说得对,它怎么一直没被望远镜发现,真是太奇怪了。”

唐纳德问:“如果这颗脉冲星真的这么近,那为什么射电天文学家没有发现它?”

“中子星的辐射是从磁极射出的波束,你得在波束射出的方向上才能看见脉冲。”她回答道,“所以飞船能看见脉冲,而我们看不见。飞船在黄道上方二百个天文单位,正好来到波束的路径上。”她走到办公室的白板前,一面踱步,一面用彩色记号笔写写画画。

穿着礼服鞋的脚来来回回踩在地板上,发出咔嗒咔嗒的声音。唐纳德保持安静、耐心等待,任修长的手指在白板上涂抹图表和公式。一组天体坐标被转换成另一组,所有难题都被那张漂亮的面孔一一解开。五分钟过去了,唐纳德仍在欣赏雅克琳娜的背影,这时她突然转过身来。

“它在北边的天穹上。”她说,“但不是我们之前想的位置。因为中子星离得太近,所以飞船与它的角度和地球与它的角度之间存在五度的差异。难怪射电天文学家找不到它,咱们跟人家说错了方向。”

她走到墙上的星图前,仔细画下一把小叉。

她转过身,咧嘴露出笑容,“而它之所以一直没被发现,是因为它正好挨着天龙座λ,天龙座尾巴上的那颗四等星。那么亮的光底下,要上好的望远镜才能看见中子星呢。”

她一口喝干咖啡。

“咱们去叫斯瓦老头起床。”她说,“论文等着发表呢。”

时间:2020年5月22日 星期五

两天之内,论文准备完毕,录入《天体物理快报》的计算机。第三天便刊登在天体物理信息网上,同时还附了多位射电天文学家的说明,说在北边的天空,正好在天龙座尾部这个区域,发现了非常微弱的199微秒脉冲。没过多久,中国新建的十米望远镜就在空中发现了一个微弱的光点。《中国天体物理》刊登了《龙蛋——太阳最新的邻居》。这张照片被大众媒体转载,这个诗情画意的中国名字也传播开来。很快就有人凝望夜空,想要捕捉“龙蛋”的身影。这自然是徒劳,不过它确实就在天龙座尾巴后头,仿佛刚刚产下的蛋。

时间:2020年6月13日 星期六

周六晚上。唐纳德和雅克琳娜坐在格里菲斯天文台的草地上聊天。几个月以来,两人头一次如此放松。雅克琳娜的论文完成了。她的发现获得了全世界科学界的一致赞誉,相关新闻视频广为流传,所以前一天的答辩不过是例行公事而已。

“我还是不明白,为什么由斯瓦林斯基接受电视采访。”唐纳德皱着眉头说,“第一个发现中子星的明明是你。”

“科学就是这样。”雅克琳娜解释道,“教授启动研究项目,指望有所发现。有时发现新东西的是学生,可如果没有教授的研究项目,发现根本无从谈起。如果项目失败,教授必须承担责任,所以如果成功也该他获益。再说我也不在乎——毕竟我的职业生涯有这么好的开端,真是棒极了!”

听了这话,唐纳德更加钦佩这个女人。他是越来越喜欢她了。他没说话,继续抬头看星星。

过了好久,雅克琳娜开口了,“我在想,我们会不会有机会去龙蛋拜访呢。照它的行进速度,再过几百年它就会离开太阳系。真希望我能去,不过多半只能指望孙子辈,或者曾孙辈了。”

“或许不会像你想的这么久呢。”唐纳德说,“尼日利亚的磁单极子又有了新发现。他们用最早发现的磁单极子在大型电磁加速器里制造出了更多磁单极子,其中一些已经被用来制造氘聚变反应。聚变的结果让喷气推进实验室的工程师非常兴奋,他们已经开始设计星际飞船的聚变火箭了。当然飞船不可能很快就造出来,你我大概是去不成了。不过再过二三十年,我们的某个孩子很可能会从龙蛋上方的轨道俯瞰它呢。”

而时间也以不可阻挡之势,慢慢流逝……

时间:2032年8月15日 星期日

“迅捷移动者”累了。他只能指望迅猛兽比自己累得更快。迅猛兽的动作比他快许多,但大脑却很迟缓,而且似乎永远不会从失败中吸取经验教训。天空之前三次旋转期间,这头迅猛兽一直在骚扰他的部落。部落成员被迫撤退到一堆岩石间,借岩石抵挡迅猛兽的冲锋。他们毫无办法,只能等这头巨兽觉得累了、自动走开,或者等它在空旷地带抓住他们中的一员——比方说想从附近一株植物摘取种子荚的迅捷移动者。他开始后悔不该出来找吃的。

迅捷移动者小心观察着对方,用上了他眼睛中的六只之多。只见迅猛兽在难方(6)吃力地挪动着。它想去猎物的正东或者正西方,到达那里之后,它就会开始加速,又长又窄的身体从地壳上扭过,飞速朝他滑过来。接近他后,那张发光的大口就会张开,迅猛兽的五只眼睛环绕在张开的嘴巴上方,每只眼睛底下都会刺出又长又尖的晶体獠牙。

迅捷移动者知道这些獠牙有多锋利,因为他曾捡到过一颗,后来一直储存在体内的工具囊里。獠牙来自一头与同类争夺配偶失败的迅猛兽。迅捷移动者从稀烂的尸体上得到这枚獠牙,用它切开了已经干瘪的腐肉。腐肉给部落分食,正好在日常单调的荚子之外补充营养。

迅猛兽发动了冲锋。迅捷移动者一直等到迅猛兽已经彻底投入进攻,这才把自己乳白色的柔韧身体压扁,用尽肌肉的所有力量朝难方挤去。此时迅猛兽的速度已经太快,无法改变方向。但它距他相当近。迅捷移动者有只眼睛拖在后面,被獠牙划伤了厚实的支撑眼柄,他痛得瑟缩了一下。

迅猛兽降低速度、转身准备重新发动攻击。迅捷移动者几乎绝望了。很快就会有一颗锋利的獠牙在他身上挖出一个大洞,下一次迅猛兽就会冲过来抓住他。

迅捷移动者突然灵机一动。他自己不也有一颗獠牙吗!他看见不远处的迅猛兽改变了位置、又一次开始冲锋,于是赶紧把一部分皮肤塑造成一小段卷须,又将卷须伸到工具囊的孔里,掏出獠牙。他用结实的水晶骨核支撑卷须,把它扩充成强壮的操作肢,然后再度将身体其他部分推往难方。这一次,他将自己身体的一部分留在了迅猛兽的前进道路上——留下的正是握着獠牙的粗壮操作肢。迅捷移动者感到身体震动,随即看见迅猛兽踉跄着停了下来。它的体侧被獠牙割开,发光的体液喷涌到地壳上。这番景象看得迅捷移动者的眼睛亮了起来。

迅捷移动者满心敬畏地看看握在自己操作肢里的獠牙。一团团鲜亮发光的体液从操作肢和獠牙上滴落。他把它们吮得干干净净——新鲜的汁液和肉可是难得的美味。他来到仍在挣扎的迅猛兽身旁,看着对方的生命一点点流逝。不过他一直小心翼翼地保持足够的距离,并且始终站在迅猛兽的难方。过了好久,他终于壮起胆子,将握着獠牙的操作肢移动到那具又长又薄的身体上方,对准迅猛兽身体中央砸下去。锋利的尖牙深深陷入对方身体里。脑结挨了这记猛击的迅猛兽哆嗦着,成了一团湿漉漉的肉。

迅捷移动者再度举起獠牙,又是用力一击。

感觉真不错。

他比迅猛兽更强大!他的同胞再也不会惧怕这些野兽了!

獠牙一次又一次砸下去……

时间:2049年11月5日 星期五

星际方舟圣乔治号。皮埃尔·卡诺·尼文飘浮在科学甲板的控制台前。他是个瘦削的年轻人,此刻正若有所思地扯着精心修剪的深棕色胡子。他在监控龙蛋小行星带的活动,虽然那颗星星离他仍很遥远。

“在我心里,它依然是‘母亲的星星’。”皮埃尔想起了自己的童年时光——躺在草坪上,在父亲怀里目送第一批星际探测飞船离开地球前往太空,去探索他母亲发现的中子星。

他被选为龙蛋探索小组的首席科学家时,有些人私下说是“靠关系”。可那些私下不满的人没有一个像他这样发奋努力。皮埃尔一直觉得母亲没有获得科学界足够的承认,他一辈子都想更正这个他认定的错误。他不仅成了中子星物理方面全球顶尖的专家,还自学成为流行科普作家,因为他想让所有人——而不仅仅是少数几个科学家——都知道雅克琳娜·卡诺的儿子有怎样的成就。皮埃尔能将科学概念传达给不同层次的人,作为科普作家大获成功,也因此被选为这次远征的领袖与发言人。而现在,所有的谈话、贩卖和解释都已结束,作为科学家的皮埃尔重出江湖。

考察队距离龙蛋还有六个月之遥,不过现在就该让自动探测飞船开始工作了。它们是圣乔治号派过去打前站的。为了让人类能近距离观察中子星,有许多准备工作要先期完成。在中子星周围发现了他们所需的小行星带后,这些工作已经无须人类干预,靠机器大脑就能完成。

最大的探测飞船其实是一座自动化工厂,它只生产一种超乎寻常的产品——磁单极子。探测飞船原本就搭载了少量磁单极子,正负两种都有。这些不是为了生产,而是工厂运转所需的种子材料。工厂探测飞船的目的地是距离地球最近的大型镍铁小行星,后者在旅途中被中子星的强大磁场拖慢了脚步,进而被中子星捕捉。工厂探测飞船会着手准备场地,与此同时,其他探测飞船则开始储备磁单极子工厂运转所需的电能。能量的需求量实在太大,不可能让工厂探测飞船将燃料从地球带过去。事实上,所需的能量等级超过了人类在地球、殖民星、月球、火星、小行星和所有科学基地发电厂发电量的总和。

虽说所需的电能超出了太阳系内人类设施的供应能力,但这仅仅是因为人类手头缺少合适的能量源罢了。太阳至今仍然慷慨大方,它一直在往外倾泻能量;可如果要把它辐射出的能量转化成电,人类的手段就相当有限了——要么使用太阳能芯片,要么燃烧变成化石的太阳能、再用它驱动磁场穿过发电机里的线圈。

但在龙蛋这里,既不需要太阳能芯片,也不需要热力机。因为中子星高度磁化、快速旋转,它能同时充当能量源与发电机的转子。只需一些线圈,就能把这个旋转磁场的能量转化成电流。

那些较小的探测飞船的任务就是铺设电缆。这项工作始于它们的工厂,再将一条又细又长的电缆铺成一个大圆圈,把整个中子星包在里头,同时又与星星拉开了安全的距离,这样才能在需要电力的几个月里保持稳定。总共需要十亿公里长的电缆才能从小行星所提供物质的所在位置向下绕中子星一圈,再回到出发点,所以这种电缆必须非常特殊才行——事实也的确如此。铺设的电缆是一捆捆超导聚合线。虽说中子星附近温度极高,这种电缆却并不需要降温以保持超导特性,因为聚合物直到接近熔点依然无电阻,而它的熔点是九百度。

电缆越铺越长,并开始对中子星的磁力线产生反应。磁力线抽打着电缆,每秒十次——其中五次是从中子星东极放射出的正磁场,间隔着五次从西极放射出的负磁场。每次磁场经过,电流都会在电缆中涌动,并作为过剩电荷累积在探测飞船里。不等电缆铺设完成,所有探测飞船都开始闪烁蓝光和粉红光——那是正、负电晕放电。电缆闭合的最后一处连接点十分棘手,因为它必须在不间断的前、后脉冲的电流电量均为零的那一瞬完成。好在探测飞船已经半智能化,由微分相对论热核火箭驱动。对它们而言,百分之一秒的时间就绰绰有余了。

工厂接上电源就开始生产。高强度的交变磁场在高能量状态下来回击打种子磁单极子,令其穿越一块致密物质。磁单极子与致密原子核的撞击发生在能量极高的状态下,于是就产生了大量的基本粒子对,包括带磁性的磁单极子对。这些磁单极子对从目标物的残骸中被撇出来,用定制的电场和磁场传输到工厂外,再注入附近的小行星。磁单极子进入小行星,在穿过原子时与原子核发生反应,取代外围的电子。磁单极子环绕原子核转动的方式与电子不同,它画出一个圈,由此制造出抓住带电原子核的电场,而原子核则画出一个与之相扣的圈,由此制造出抓住带磁性的磁单极子的磁场。

由于失去了界定其体积的电子,原子就变小了,那块由它们形成的石头于是更加致密。越来越多的磁单极子被倾泻入小行星的中心,构成小行星的物质原本是因充满轻盈的电子而肿胀的普通物质,这时就变成了致密的磁单体。

最初的原子核还在,但现在有了在相扣的轨道内围绕其转动的磁单极子,于是密度增加到接近中子星密度的水平。当小行星中被转换的物质总量逐渐提升,被压缩的物质形成的重力场也逐渐增强,重力场很快加入到这一进程中——原子刚刚被部分转化成磁单体,重力场就把原子周围的电子轨道挤压到核尺寸。等为期一月的转化完成,直径二百五十公里的小行星变成了直径100米的球体。它的内核是磁单体,地幔是白矮星密度的简并物质(7),发热发光的地壳则是部分坍塌的正常物质。

第一颗小行星完成变形后,工厂就着手转化下一个。这颗小行星是由一艘导引探测飞船花了几个月时间推过来的。这一进程多次重复,终于有了八颗致密小行星环绕中子星旋转:两颗较大,另外六颗较小。它们一面绕中子星旋转,一面又绕着彼此缓缓起舞。专门有数艘探测飞船负责让八颗小行星保持稳定的排列。这种探测飞船的前端里储存着许多磁单极子,借由磁单极子产生的磁场,探测飞船就能从远处或推或拉,控制这一团团带磁性的炽热超致密物质。

探测飞船一面驱赶自己的创造物前进,一面耐心等候圣乔治号。人类离中子星越来越近,导引探测飞船也活跃起来。它们对两颗较大的小行星又推又拉又拽,让二者彼此靠近。两颗小行星的超强重力场开始发生相互作用。它们以令人目眩的速度围绕彼此旋转,然后又画出大椭圆形轨道朝相反方向远离。再过许多个月,它们会在非常接近中子星的位置重逢。

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