信号6EQUJ5 信号与系统 _小知识

作者：哈顿（科学声音知识写作训练营学员）& 汪诘

杰里·埃曼与 Wow！信号1977 年 8 月 19 日对很多美国人来说可能只是普通而又闷热的一天，但对杰里·埃曼（Jerry Ehman）来说却相当不平凡[1] 。这一天傍晚，他忙完了自己的工作，泡了一杯咖啡，轻松自在地坐下来，拿起了一根长长的写满数据的纸带，饶有兴致地看了起来。他这是在检查由俄亥俄州立大学射电望远镜，也就是那台被大家亲切地叫做“大耳朵”的望远镜发来的数据。

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图：杰里·埃曼（中间），来源：bigear.org
上世纪七十年代，观测数据并不是在屏幕上呈现，而是被打印在长长的纸带上。作为一名志愿者，分析一张又一张纸带上的数据，已经成了埃曼生活的一部分。然而，绝大多数情况下，纸带上的字符就像它们所呈现的内容一样，密密麻麻却毫无意义，除了背景噪声以外什么也没有。

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Wow!信号（来源：bigear.org）
埃曼已经记不清这是他看过的第多少根纸带，突然一串字符映入他的眼帘，他睁大眼睛再次确认自己看到的内容后，忍不住发出一声惊叫“WOW！” 。
这根纸带记录着三天前，也就是 8 月 15 日的望远镜观测数据，在 10 点 16 分的位置上有 6 个字符——6EQUJ5 。这串字符在普通人眼里平淡无奇，可在埃曼眼中却极不寻常。他当时就愣在那里，脑海里翻腾起各种可能性。在所有念头中，有一个可能性最低却最令人兴奋。埃曼有点不敢把这个念头放大，但它却又不断从脑海深处翻腾起来，压都压不下去。那么，这串字符到底意味着什么呢？让我们先来了解一下这些字符的含义。

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详解 6EQUJ5纸带上的字母和数字其实只有一个意思，就是信号的强度。强度最低的 1 表示背景底噪，强度 10 就用字母 A 表示， 11 用 B 表示，以此类推，字母 Z 就表示强度为 35 。
在信号纸带上，强度达到 5 以上的信号就已经很罕见。在一片数字 1 和 2 的海洋中，突然出现了一串 6EQUJ5 ，显得异常“突兀” 。而信号强度U则表示比背景噪声高 30 个标准差，这也是该望远镜观测记录史上的最大值[2] 。
【信号6EQUJ5 信号与系统】6EQUJ5 由 6 个字符组成，每个字符表示的持续时间是 12 秒，总共 72 秒，但这并不意味着该信号只持续了 72 秒。望远镜固定在地面上随着地球自转，对一个来自地球以外的信号最多只能持续监听72秒。这串字符所对应的信号，强度变化是一个极为标准的倒钟型，这表明它应当来自地球之外。

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6EQUJ5信号强度变化（来源：wiki）
还有一点需要说明，望远镜监听的频率是 1.42GHz 。这个频率在天文学家们看来，有着特殊的意义。它是由中性氢原子因能级变化而产生的电磁波谱线，因此被称为“氢波段”（这个频率对应的波长是 21 厘米左右，所以氢波段也被叫做 21 厘米线）。由于氢元素是宇宙中丰度最高的基本元素，所以氢波段有着广泛的天文学应用价值。很多科学家相信，假如外星文明试图与我们联络，这是最有可能的星际通讯频率之一。
埃曼曾经无数次幻想外星文明发来的信息会是什么样子，而摆在埃曼面前的这个信号正符合他的幻想。埃曼抑制不住内心的兴奋之情，用颤抖的手把字符串圈了起来，并在旁边用红笔写下了“Wow!” 。从被埃曼标红的那一刻起， “Wow!信号”和发现它的美国俄亥俄州立大学射电望远镜（“大耳朵”望远镜）就被永远记录在了 SETI（地外文明搜寻）的历史中。

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图：多年后的杰里·埃曼（来源：setileague.org）