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编译：陈一萱
校对：牧夫天文校对组
后期：库特莉亚芙卡 李子琦
责任编辑：王启儒
今天我们来聊个特别炸裂的宇宙话题：怎么跟外星人聊天。别担心，不是那种复杂的密码信息，也不是科幻电影里炫酷的闪光信号，而是一种简单又基本的物理现象——21厘米辐射。
如果想在宇宙的浩瀚深空里传递信息，电磁波（也就是光波）基本是最靠谱的方式——传播速度快、稳定，还能到达极远的地方。但为什么偏偏选21厘米波长呢？ 这可不是随便挑的，它背后藏着一个宇宙级的秘密。
艾伦望远镜阵列正在搜寻外星技术信号。
Credit：赛斯·肖斯塔克（Seth Shostak），SETI研究所
宇宙通讯的“通用语言”
21厘米辐射的奥秘，得从氢自旋翻转说起。氢原子由一个质子和一个电子组成，而电子有个“自旋”属性，你可以把它想象成一个小箭头，指向上或者下。在宇宙的深空中，氢原子的电子偶尔会“翻个身”，从一个方向翻到另一个方向，而这个翻转就会释放出能量，形成波长21厘米的电磁波。
为什么这个现象重要？因为无论外星人长啥样，是蓝皮肤、长触手，还是更奇葩的形态，他们迟早都会发现氢，理解量子力学，并最终搞明白21厘米辐射的奥秘。他们可能不会用“21”或“厘米”这样的单位，但这个物理规律在整个宇宙都是通用的——就像宇宙版的罗塞塔石碑，是跨文明沟通的终极“暗号”。
氢自旋翻转，发射出21cm电磁波
Credit：SKA Organization
为什么21厘米辐射是宇宙通讯神器？
首先，它能穿透星际尘埃。宇宙其实很“脏”，到处是遮挡普通光波的尘埃云，而21厘米波长的电磁波却像VIP一样，不受影响，能直接穿越障碍，把信号传到极远的地方。
NASA在1970年代发射的“先驱者”号探测器上，就特意带了一块金属铭牌，上面刻了氢自旋翻转的示意图。而铭牌上所有其他测量数据（包括人类的身高）都是以21厘米为基准的。希望外星人能认出这个物理现象，并用它来解读我们的信息。
“先驱者”号探测器上的金属铭牌
如果哪天，我们真的收到信号……
想象一下，某天地球上的天文学家突然探测到一股异常的21厘米辐射。它不是随机的，也不是来自普通的氢云，而是有方向性的，像是刻意发送的信号。那很可能就是某个外星文明在跟我们打招呼——“喂，地球人，你们好啊！”
用21厘米辐射来联系外星人，是基于宇宙中最基本的物理规律。谁知道呢？也许有一天，我们真的收到那个信号，那就意味着在宇宙的某个角落，另一种智慧生物也破解了同样的星际通讯密码。
所以，别眨眼——或者更准确地说，盯紧你的射电望远镜。下一个改变人类历史的大发现，可能就在一次自旋翻转之间！
Cedit: Science Picture Co. / Getty Images
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『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
科学家已经发现了数千颗太阳系外行星。那么，外星人都去哪儿了？
Image credit: Getty Images / Anton Petrus
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