#如何捕捉到“红色精灵”#
地球上充满了一些真正令人敬畏的奇观，但很少有像“精灵”一样吸引人的。“精灵”的官方名称是暂现发光事件（TLE），它由大气中大规模的放电组成。
2023年10月，欧洲航天局（ESA）航天员Andreas Mogensen在国际空间站执行任务时，拍摄到了一张令人难以置信的“红色精灵”图像。
从地面和飞机上都能观察到“精灵”。然而，首选的观测地点是外太空，因为“精灵”诞生于云顶之上。据推测，它们源自地球表面附近的正常闪电，是地球大气层用来分布垂直电荷的一种“平衡机制”。
最早的关于“精灵”的记录——尽管当时还没有它被称为“精灵”——发生在1885年11月，当时R.M.S. Moselle号正驶离牙买加港口，“精灵”被描述为一种“气象现象”，“主要呈现出深红、绿色、橙色和蓝色。”
100多年后，明尼苏达大学的科学家们意外拍摄到了放电图像，这才首次出现了“精灵”的照片证据。直到1995年发表在Geophysical Research Letters上的一项研究，这些电荷才被正式命名为“精灵”。在过去几十年里，除了南极洲以外，人们已经在所有大陆上都观测到了“精灵”，同时还从地面、飞机甚至外太空观测到了“精灵”。
图为Andreas Mogensen拍摄到的“红色精灵”。
来源：https://t.cn/A6j5YuXx
图源：https://t.cn/A6j5YuXJ
地球上充满了一些真正令人敬畏的奇观，但很少有像“精灵”一样吸引人的。“精灵”的官方名称是暂现发光事件（TLE），它由大气中大规模的放电组成。
2023年10月，欧洲航天局（ESA）航天员Andreas Mogensen在国际空间站执行任务时，拍摄到了一张令人难以置信的“红色精灵”图像。
从地面和飞机上都能观察到“精灵”。然而，首选的观测地点是外太空，因为“精灵”诞生于云顶之上。据推测，它们源自地球表面附近的正常闪电，是地球大气层用来分布垂直电荷的一种“平衡机制”。
最早的关于“精灵”的记录——尽管当时还没有它被称为“精灵”——发生在1885年11月，当时R.M.S. Moselle号正驶离牙买加港口，“精灵”被描述为一种“气象现象”，“主要呈现出深红、绿色、橙色和蓝色。”
100多年后，明尼苏达大学的科学家们意外拍摄到了放电图像，这才首次出现了“精灵”的照片证据。直到1995年发表在Geophysical Research Letters上的一项研究，这些电荷才被正式命名为“精灵”。在过去几十年里，除了南极洲以外，人们已经在所有大陆上都观测到了“精灵”，同时还从地面、飞机甚至外太空观测到了“精灵”。
图为Andreas Mogensen拍摄到的“红色精灵”。
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#为什么其他文明不使用无线电？#
凝视夜空，我们很难不去思考其他文明存在的可能性。从乔尔丹诺·布鲁诺（Giordano Bruno）的哲学推测到法兰克·德雷克（Frank Drake）的统计估计，我们对宇宙了解得越多，外星生命似乎就越有可能存在。然而，在寻找外星生命的过程中，除了寂静，我们什么也没听到。
其他文明可能独来独往，或者使用了我们看不见的通信技术。但无线电通信既强大又低廉，我们不仅广泛使用，几十年来还一直往外太空发射无线电信号。那么，为什么其他文明不使用无线电呢？
有些人觉得这太乐观了。虽然我们确实向太空发射了大量的无线电信号，但无线电波的能量随着距离的增加而减弱。再加上星际空间里尘埃和气体的干扰，我们发射的信号很可能只能在距离地球几光年的范围内，用现在的无线电接收器才能听到。我们曾几次直接向太空发射了强大的无线电信号，但当它们穿越22000光年到达目的地时，已经变得非常微弱了。
当然，毕竟我们还是一个年轻而简单的物种。也许一个古老、超前的物种可以从宇宙尘埃中提取出我们的信息。但它们能在数百或数千光年之外做到这一点吗？这是最近发表在arXiv上一篇新论文中研究的问题。
作者从先进文明的卡尔达舍夫量表入手。该量表于1964年提出，根据文明开发能源资源的能力对其进行分级。I型文明可以获取行星级的能源，II型文明可以获取恒星系统级的能源，III型文明可以获取银河系级的能源。卡尔·萨根（Carl Sagan）等人据此估计，人类文明目前是0.73级左右。在此基础上，作者提出了一个问题：要探测到人类文明，一个文明的规模需要达到哪种层级？距离我们又有多远？
鉴于我们的人造无线电信号只能穿透一百光年的空间，所以外星物种探测地球上的建筑物会更合适，比如城市或大型土方工程。举个例子，吉萨金字塔群。这些金字塔已经存在了数千年，其中大金字塔的底座长约230米。
考虑到到达地球的光量，无论你的望远镜有多大的威力，金字塔在几千光年左右的范围内都是不可见的。超过这个距离的光子不足以分辨出任何东西。
要在3000光年的距离上分辨出金字塔大小的特征，你需要一个直径约为10天文单位的光学望远镜（这比土星的轨道还要大一点）。原则上，可以利用土星轨道上数百万颗卫星组成的光学望远镜阵列来建造这种规模的望远镜。当然，这远远超出了我们目前的能力，也超出了任何行星级文明的能力。
因此，结论就是，II型文明可以在3000光年内看到我们人类的伟大工程，知道我们在这里。但在我们达到II型文明并能看到对之前，人类还需要数千年的时间。
图为对着银河系的甚大阵（射电望远镜阵列）。
来源：https://t.cn/A6WSBevZ
图源：https://t.cn/A6WSBevL
凝视夜空，我们很难不去思考其他文明存在的可能性。从乔尔丹诺·布鲁诺（Giordano Bruno）的哲学推测到法兰克·德雷克（Frank Drake）的统计估计，我们对宇宙了解得越多，外星生命似乎就越有可能存在。然而，在寻找外星生命的过程中，除了寂静，我们什么也没听到。
其他文明可能独来独往，或者使用了我们看不见的通信技术。但无线电通信既强大又低廉，我们不仅广泛使用，几十年来还一直往外太空发射无线电信号。那么，为什么其他文明不使用无线电呢？
有些人觉得这太乐观了。虽然我们确实向太空发射了大量的无线电信号，但无线电波的能量随着距离的增加而减弱。再加上星际空间里尘埃和气体的干扰，我们发射的信号很可能只能在距离地球几光年的范围内，用现在的无线电接收器才能听到。我们曾几次直接向太空发射了强大的无线电信号，但当它们穿越22000光年到达目的地时，已经变得非常微弱了。
当然，毕竟我们还是一个年轻而简单的物种。也许一个古老、超前的物种可以从宇宙尘埃中提取出我们的信息。但它们能在数百或数千光年之外做到这一点吗？这是最近发表在arXiv上一篇新论文中研究的问题。
作者从先进文明的卡尔达舍夫量表入手。该量表于1964年提出，根据文明开发能源资源的能力对其进行分级。I型文明可以获取行星级的能源，II型文明可以获取恒星系统级的能源，III型文明可以获取银河系级的能源。卡尔·萨根（Carl Sagan）等人据此估计，人类文明目前是0.73级左右。在此基础上，作者提出了一个问题：要探测到人类文明，一个文明的规模需要达到哪种层级？距离我们又有多远？
鉴于我们的人造无线电信号只能穿透一百光年的空间，所以外星物种探测地球上的建筑物会更合适，比如城市或大型土方工程。举个例子，吉萨金字塔群。这些金字塔已经存在了数千年，其中大金字塔的底座长约230米。
考虑到到达地球的光量，无论你的望远镜有多大的威力，金字塔在几千光年左右的范围内都是不可见的。超过这个距离的光子不足以分辨出任何东西。
要在3000光年的距离上分辨出金字塔大小的特征，你需要一个直径约为10天文单位的光学望远镜（这比土星的轨道还要大一点）。原则上，可以利用土星轨道上数百万颗卫星组成的光学望远镜阵列来建造这种规模的望远镜。当然，这远远超出了我们目前的能力，也超出了任何行星级文明的能力。
因此，结论就是，II型文明可以在3000光年内看到我们人类的伟大工程，知道我们在这里。但在我们达到II型文明并能看到对之前，人类还需要数千年的时间。
图为对着银河系的甚大阵（射电望远镜阵列）。
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#我们准备好迎接太空风暴了吗？##秋日漫游计划#
许多科学家都认为，地球还没有准备好迎接下一次来自外太空的大风暴。
最近，英国雷丁大学对144名空间天气科学家进行了一项调查。调查结果显示，90%的受访者认为，如果没有准确的空间天气预报，地球上的基础设施将遭受严重破坏，并导致大范围的通信问题；80%的科学家预计，来自太空的巨大干扰会导致电力中断；超过50%的受访者表示，目前我们的预测能力还不足以防止空间天气对地球造成破坏。
雷丁大学空间天气专家Luke Barnard博士说：“空间风暴可能会严重影响我们以科技为基础的生活方式——停电可能持续数小时到数天；如果GPS由于卫星故障和一些无线电通信故障而无法正常工作，那么借助汽车和飞机出行将会变得非常困难。很多空间天气专家都认为，在避免最严重的太阳风暴影响方面，我们还没有做好充分准备。我们需要对太阳和太空进行更多的观测，从而进一步理解和预测空间天气，并改进我们用来预测天气的计算机模型。空间天气预报的发展将使人们能够更好地规划并避免遭受太阳风暴的严重影响。”
当来自太阳的粒子和磁场（即太阳风）与地球自身的磁场发生接触时，就会产生磁暴。磁暴是北极光的产生原因，虽然很美，但磁暴同时也会对地面和太空中的技术（比如电网）造成破坏。
1859年，美国的新奥尔良地区发生了一次强烈的太阳风暴，也叫卡林顿事件。那时还没有人造卫星、无线电通信和现代的电力传输网络。如果卡林顿事件发生在今天，那么它将会造成更严重的灾难。
关于未来由空间天气导致的非计划区域停电何时会再次发生，科学家们的意见不一，但据预测，未来10年内发生这一事件的可能性为33%。
如果有10亿美元，该怎么加强空间天气预报？接受调查的许多科学家都建议，可以在太阳附近部署小型卫星群。这些卫星将在太阳风到达地球之前对其进行直接测量，从而能够进行更准确的预测，并采取更积极的行动。不过，也有一些科学家则表示，应将资金投入到地面望远镜上，以便对空间天气进行24小时监测，并进行更多的科学研究和数据分析。
图片来自Pixabay/CC0 Public Domain。
来源：https://t.cn/A6O91l5h
图源：https://t.cn/A6O91l57
许多科学家都认为，地球还没有准备好迎接下一次来自外太空的大风暴。
最近，英国雷丁大学对144名空间天气科学家进行了一项调查。调查结果显示，90%的受访者认为，如果没有准确的空间天气预报，地球上的基础设施将遭受严重破坏，并导致大范围的通信问题；80%的科学家预计，来自太空的巨大干扰会导致电力中断；超过50%的受访者表示，目前我们的预测能力还不足以防止空间天气对地球造成破坏。
雷丁大学空间天气专家Luke Barnard博士说：“空间风暴可能会严重影响我们以科技为基础的生活方式——停电可能持续数小时到数天；如果GPS由于卫星故障和一些无线电通信故障而无法正常工作，那么借助汽车和飞机出行将会变得非常困难。很多空间天气专家都认为，在避免最严重的太阳风暴影响方面，我们还没有做好充分准备。我们需要对太阳和太空进行更多的观测，从而进一步理解和预测空间天气，并改进我们用来预测天气的计算机模型。空间天气预报的发展将使人们能够更好地规划并避免遭受太阳风暴的严重影响。”
当来自太阳的粒子和磁场（即太阳风）与地球自身的磁场发生接触时，就会产生磁暴。磁暴是北极光的产生原因，虽然很美，但磁暴同时也会对地面和太空中的技术（比如电网）造成破坏。
1859年，美国的新奥尔良地区发生了一次强烈的太阳风暴，也叫卡林顿事件。那时还没有人造卫星、无线电通信和现代的电力传输网络。如果卡林顿事件发生在今天，那么它将会造成更严重的灾难。
关于未来由空间天气导致的非计划区域停电何时会再次发生，科学家们的意见不一，但据预测，未来10年内发生这一事件的可能性为33%。
如果有10亿美元，该怎么加强空间天气预报？接受调查的许多科学家都建议，可以在太阳附近部署小型卫星群。这些卫星将在太阳风到达地球之前对其进行直接测量，从而能够进行更准确的预测，并采取更积极的行动。不过，也有一些科学家则表示，应将资金投入到地面望远镜上，以便对空间天气进行24小时监测，并进行更多的科学研究和数据分析。
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