尋找外星生命引發巨型望遠鏡之爭

對阿雷西博天文臺(世界上最大的單碟射電望遠鏡)的私人資助可能是一顆毒丸

An aerial view of Arecibo Observatory

阿雷西博天文臺,世界上最大的、最靈敏的單碟射電望遠鏡,正面臨著公共和私人資金來源之間拉鋸戰帶來的不確定未來。

圖片由NAIC - 阿雷西博天文臺提供,NSF設施/圖片由H.施韋克拍攝

在最近為重振地外文明搜尋(SETI)所做的努力中,存在一個巨大的漏洞,這個漏洞之大,估計可以容納3.57億盒玉米片。

上週,科技億萬富翁尤里·米爾納宣佈了“突破聆聽”計劃,這是一項為期10年、耗資1億美元的SETI強心劑,由米爾納的突破獎基金會運作。該計劃包括為三家世界級天文臺提供前所未有的SETI觀測時間資金:西弗吉尼亞州的綠岸望遠鏡、加利福尼亞州的自動行星搜尋器望遠鏡和澳大利亞的帕克斯天文臺。合作伙伴關係中缺少的是位於波多黎各的阿雷西博天文臺,該天文臺寬305米,是世界上最大的、最靈敏的單碟射電望遠鏡。SETI之父和前阿雷西博天文臺臺長,天文學家弗蘭克·德雷克曾經計算過,該儀器不僅可以容納所有這些玉米片,還可以在整個星系中接收(或傳送)無線電資訊。

最初,這個遺漏似乎是無法解釋的,因為SETI和阿雷西博是密不可分的。德雷克是“突破聆聽”計劃的關鍵人物,他曾於1974年用該望遠鏡向球狀星團M13傳送了他的“阿雷西博資訊”。這條資訊旨在成為來自我們文明的星際明信片,其中包括我們星球、我們的太陽系甚至DNA配方的象形圖。今天,該天文臺仍然是為開創性的SETI@home公民科學專案提供資料的主要來源,該專案利用閒置的計算機時間來搜尋資料中的外星訊號。和德雷克一樣,SETI@home也是“突破聆聽”計劃的關鍵組成部分,並將把該專案的一些新資料分發給其數百萬志願者。


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據《大眾科學》瞭解,該基金會過去和現在仍然有興趣與阿雷西博合作。但據阿雷西博天文臺臺長羅伯特·克爾稱,這種合作關係目前因天文臺的所有者——美國國家科學基金會(NSF)插入的毒丸而受阻。這種情況是一個驚人的例子,說明了一個資金短缺的聯邦機構試圖將一個昂貴的世界級設施轉移到私營部門,而代價可能是損害其進行世界級科學研究的能力。

在預算削減的推動下,多年來,美國國家科學基金會一直試圖透過剝離包括阿雷西博在內的較舊設施,鼓勵每個設施尋找外部資金合作伙伴,否則將面臨關閉的風險,從而保留其廣泛的研究資助計劃並支援較新的設施。美國國家科學基金會審查並批准所有可能的合作關係,前提是合作關係不干擾天文臺對該機構的義務。例如,美國國家科學基金會還擁有綠岸天文臺,並且也在尋求剝離它,即使最先進的設施為天文學家提供了世界上最大的全可操縱射電天線(阿雷西博大得多,但不能對準天空的所有部分)。美國國家科學基金會批准了綠岸的“突破聆聽”合作伙伴關係,允許米爾納購買該望遠鏡15%的SETI觀測時間,儘管美國國家科學基金會官員表示,即使有了這筆資金注入,綠岸的持續運營仍然岌岌可危。

據克爾稱,“突破聆聽”向阿雷西博提出了一份類似的合作合同,但當美國國家科學基金會告知克爾和阿雷西博執行管理委員會其餘成員,該協議將被視為該機構剝離戰略的一部分時,談判陷入僵局。也就是說,要接受“突破聆聽”的資金,阿雷西博首先必須放棄美國國家科學基金會的進一步資助,該資助目前透過一項合作協議每年提供約400萬美元,該協議將於2016年9月到期。(該天文臺還從其他來源獲得資金,包括美國國家航空航天局每年約200萬美元的資金,該機構利用阿雷西博監測潛在危險的近地小行星。)

克爾說,即使有該基金會承諾的“突破聆聽”資金,美國國家科學基金會的剝離“很可能會導致阿雷西博科學業務的停止,並可能導致關閉”。克爾說,如果阿雷西博在剝離後設法保持開放,它將難以履行擬議的“突破聆聽”合同,該合同不包括望遠鏡電力等基本運營成本的資金。

美國國家科學基金會天文科學部主任詹姆斯·烏爾維斯塔德對克爾的說法提出異議。他說,阿雷西博“非常有價值”,如果天文臺能夠與“突破聆聽”合作,美國國家科學基金會“將非常高興”。即便如此,他也不會排除天文臺透過未來的“突破聆聽”合作而失去美國國家科學基金會資助的可能性。烏爾維斯塔德說,這個決定取決於阿雷西博管理層尚未向美國國家科學基金會提供的擬議合作關係的細節。

烏爾維斯塔德說:“我們沒有任何硬性規定,說如果你找到一些帶來一美元的新夥伴,我們就會從你那裡拿走一美元。”相反,他說,美國國家科學基金會根據任何可能的合作關係如何影響該機構的更廣泛使命進行評估。美國國家科學基金會規定,其所有望遠鏡,包括阿雷西博,都必須執行美國天文學界透過同行評審提出和選擇的觀測計劃。烏爾維斯塔德說:“我們每天都在為有限的資金做出優先選擇,決定把錢花在哪裡。” “如果[阿雷西博的]一部分時間不再用於開放使用者社群科學,我們必須考慮……我們是否應該給他們同樣的資金來減少我們使命的完成?”

克爾拒絕了美國國家科學基金會的立場,認為這是一個巧妙設計的兩難境地,目的是進一步實現該機構的預算削減目標。儘管“突破聆聽”在阿雷西博的觀測可能很有吸引力,但它們將在同行評審範圍之外進行,因此不會對美國國家科學基金會授權的那部分做出貢獻。為履行“突破聆聽”合作關係而可能需要進一步削減美國國家科學基金會授權的科學觀測,因此可能為美國國家科學基金會提供一個方便的藉口,為剝離辯護。“這種情況變得不擇手段,”他說。“美國國家科學基金會現在堅持要我們進行商業的、未經同行評審的科學研究,以便他們可以剝離——並積極地表明阿雷西博不再進行主流射電天文學,因此不值得美國國家科學基金會的投資。令人震驚。”

很可能,“突破聆聽”將繼續追求阿雷西博,在陷入困境的天文臺和美國國家科學基金會之間尋求中間立場。除了“突破聆聽”之外,米爾納還成立了一個姊妹計劃,阿雷西博似乎是為該計劃量身定做的。這項名為“突破資訊”的耗資100萬美元的計劃是一項公開競賽,旨在設計傳送給外星文明的數字資訊。米爾納、德雷克和參與該專案的其他人仔細地指出,“突破資訊”目前不包括單方面傳送這些資訊的計劃——許多天文學家現在認為這種做法是不負責任的,並且可能很危險,因為它可能會引起敵對先進文明的注意。但不可否認的是,傳送有針對性的資訊將比在寬頻、廣域範圍內搜尋健談的外星人需要更少的時間在阿雷西博上,這意味著它可以更容易地與正在進行的美國國家科學基金會和美國國家航空航天局同行評審的科學觀測共存。

美國國家科學基金會似乎有興趣參與其中。完全剝離和關閉阿雷西博(該天文臺建在波多黎各叢林深處一個巨大的石灰岩天坑中)將迫使該機構拆除該天文臺,並將該地區恢復到其“自然狀態”。自2008年以來,美國國家科學基金會委託的兩項工程研究估計這項工作的成本約為1億美元——與米爾納整個十年SETI計劃的價格標籤相同。

Lee Billings is a science journalist specializing in astronomy, physics, planetary science, and spaceflight, and is a senior editor at 大眾科學. He is the author of a critically acclaimed book, Five Billion Years of Solitude: the Search for Life Among the Stars, which in 2014 won a Science Communication Award from the American Institute of Physics. In addition to his work for 大眾科學, Billings's writing has appeared in the New York Times, the Wall Street Journal, the Boston Globe, Wired, New Scientist, Popular Science, and many other publications. A dynamic public speaker, Billings has given invited talks for NASA's Jet Propulsion Laboratory and Google, and has served as M.C. for events held by National Geographic, the Breakthrough Prize Foundation, Pioneer Works, and various other organizations.

Billings joined 大眾科學 in 2014, and previously worked as a staff editor at SEED magazine. He holds a B.A. in journalism from the University of Minnesota.

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