（一）引力波。一种与其他星球通讯的革命性的新方法吗？
光、X射线和无线电波在本质上是完全一样的，只是它们的波长不同而已。X射线波短，无线电波长，光波介于二者之间。它们在真空中都以光速（每秒30万公里）传播。
引力波也是这样的吗？据信引力波同样是以光速传播的，但它们的相似之处也只限于此。光、无线电波和X射线都是经由电磁作用空间传播的，因此它们都归入电磁波类。与此不同，引力波是引力的波动，它与引力的强弱变化有关。
任何一个物体，不论是高尔夫球还是地球，都产生一种跟它们的质量成比例的吸引力。物体的质量越大，其吸引力也越大。如果把一个高尔夫球用绳子悬挂起来，使它们像摆锤那样来回往复地荡动，一会儿朝你荡过来，一会儿又离你荡过去，当它荡到较靠近你的时候，其引力作用比离你较远时为大，在这种意义上就形成引力波。这就是说，高尔夫球的摆动，使它的引力发生一种像波那样起伏的变差，但是，对高尔夫球来说，这种波的强度是极其微弱的（图1）。
由于任何一个物体的运动都产生引力波，因此只要你一走动，你也就产生引力波，这样，你的身体也就是一个引力波发射器，虽然只是一个很微弱的发射器。
要产生较强的引力波，物体的质量必须较大，比如说，两颗质量都有我们太阳那么大的恒星，它们像一对跳方形舞的舞伴那样环绕着旋转，就会发出相当强的引力波（图2）。同样，一颗恒星当它的核燃料耗尽，向其自身内部崩塌而成为一颗脉冲星或黑洞时，也会辐射很强的引力波脉冲。
虽然引力波在理论上是可能的，对它们的探索也已进行了若干年，但是至今还未被确实地探测到过。
假定随着技术的改进，引力波会被检测到，说得更远一点，假定能产生出由人的智能所控制的引力波，并且这种引力波强到足以通过它们去发送信息，那么，引力波就能成为星际通讯方面的一种革命性的新方法吗？这个饶有兴味的可能性，是罗切斯特大学的D. Douglass教授正在为《宇宙探索》杂志撰写的一篇论文的主题。Douglass教授使用引力波探测器已经多年，而且他还正在研制一种灵敏度更高的新型探测器。
本文这一部分介绍引力波的一个目的，就是提供一点预期在Douglass的文章中所要涉及到的基础知识。
《宇宙探索》1979年第三期发表的J. Pasachoff和M. Kutner所写的关于“用于星际通品的中微子”一文，在第6页上描述了将来或许会走向实用的一种可能的中微子发射器和接收器，即一种中微子通讯系统。现在我们再来展望一下一个用引力波发送信息的系统可能包括哪些东西。但要记住，这种引力波通信系统距离实用阶段是比中微子通讯更为遥远的事情。
关于接收器。我们可以使用一个跟引力波科学的开创者、马里兰大学的J. Weber教授所研制的基本接收器相类似的装置。这种装置由一根大铝棒构成，这根铝棒被从中点悬挂起来，并密封于一个真空、防震的容器内，使它隔绝大气和各种振动的影响。一束引力波经过这里，铝棒就会像被一个小锤子轻轻地敲了一下那样发生振动。这种振动，在与棒相连的传感器中产生电信号，而后这些电信号被放大并记录下来。
关于发射器。假设我们将一个在真空容器内高速旋转的长臂两端各装一个大的重锤，它们就像一个转动木马上面对面的两个骑手那样绕着旋转。这个装置就是我们前面所说到的双星系统的一个按比例大大缩小了的模型（图3）
如果这个棒型引力波探测器或接受器的频率调到每秒1,000周，而发射器发出的引力波频率比这低得多，那就只能接收到很少一点信号，或者完全接收不到信号，但是，如果把两个重锤沿着转臂往里移动，它们的旋转速率就会增大，这就像冰上芭蕾舞演员那样，当他把双臂收缩进来的时候，转动就加快。当旋臂的转速加快到使所发出的引力波频率也相当于每秒1,000周，探测器就能接收到它的信号。因此，通过把重锤作一进一出的移动，使它们的旋转时快时慢，我们就能得到一个可用于发送代码信号的粗制的变频发射器。这种把重锤作进出移动的装置，可由一个开关或按键加以控制，就像无线电发报机那样。
虽然信息播发速度一定会很慢，而且这种引力波对于实际应用也可能太弱（再高30个数量级或更多一点可能也还太弱），但是，这个装置勾划出了一个引力波通讯系统所需要的基本部分。
要点：
?—般认为引力波也是以光速传播的。
?引力波在原则上可用于通讯。
?目前，引力波通讯系统距离实用还很远，比如说，它比中微子通讯系统离实用还要更加遥远。
（一）引力波（略）。
（二）太阳系信号图。我们的太阳系会怎样显示给一个遥远星球上的观察者！
在太阳系中，太阳虽然是最大的物体，也是主要的辐射源，但木星和地球这两颗行星也发出一定的辐射。在可见光波长范围内，太阳的辐射最强，而木星和地球则是无线电波的辐射源。
假使我们要作一个与辐射频率对应的辐射强度曲线（以频带宽度为单位），来描述太阳系的辐射所可能显示给远方星球的一幅总图景，那么，这幅图景就像后面所附的太阳系信号图（或者叫信号频谱）那样。
在“信号图”的左下方，是地球上裸露配电线的耗散所形成的一个几千赫（从1千赫到10千赫）的小波峰。较高的60赫电流泛波穿透地球的电离层，并在地球磁层或范 · 阿仑（Van Allen）区中由于波粒子的相互作用而增强一千倍之多。
在200千赫（波长1500米）处一个较大波峰，是由范 · 阿仑带中的高速粒子所产生的无线电波。它们的功率起伏不定，这常常与极光（北极的或南极的）活动有关。从这种辐射源所发辐射的总功率有时可达10亿瓦。如果不是由于它们分布在一对各有100千赫的相当宽的频带上，其波峰还会更高。处于范 · 阿仑带与地球之间的电离层，起着一块金属挡板的作用，它使这种强辐射不致渗落到地球上。若不是因为有电离层挡住范 · 阿仑带的噪声，欧洲的长波无线电广播就会受到严重干扰。
频率再高一些，约在20兆赫（波长15米）附近，是木星磁层的高速粒子所发出的辐射，由于这种辐射而使木星自身也为人们所了解。这种辐射似乎是由木星内侧的小卫星木卫一以某种方式所激发和控制的，其辐射功率总ft最大可达10亿瓦，跟地球的范 · 阿仑辐射功率差不多。但是因为它的频带范围更广，每单位带宽（信号图上的垂直标量）的功率则较小。
在这个频率左右，有太阳发出的无线电辐射，这种辐射即使在太阳黑子不是最大的较为平静时期，也是显著的（太阳黑子的最大值每11年出现一次）。在黑子最大的时候，这种辐射可能还要大一千倍，大大超过木星的辐射，甚至足以屏蔽从地球上发出的电视信号。
在“信号图”上紧挨在后面的是三个很高的峰值，它们位于200兆赫（波长1.5米）、400兆赫（波长75厘米）和2000兆赫（波长15厘米）附近。这是从电视台、军用早期预警雷达站和轨道雷达站所发出的人工信号形成的。由于它们的频带范围都很窄，所以每单位带宽的功率就很大。所有这些发射台都使用天线，天线可在一定方向上增强其有效功率。每个峰值的实线部分表示它们朝各个方向均匀辐射的功率，也就是其本身的功率级，而虚线伸延部分则表示由天线所增加出的有效功率。
电视发射台的峰值，不是由于形成图像的调制，而是由于作为信号主干（backbone）的载波频带范围很窄（小于1赫）。Sullivan、Brown. 和Wetherill指出，虽然一个阿雷西博（Arecibo）系统也许能从1光年左右的距离检测到电视载波，但是“要获得电视节目资料，灵敏度还要再高出1万倍以上。”
从地球发出的最强信号发自轨道雷达站，这种雷达站通过月球、金星和火星反射无线电波。它们设在波多黎各的阿雷西博，英格兰的焦德雷尔班克（Jodrell Bank），加利福尼亚的戈德斯通（Goldstone）以及其他一些地方。这种雷达站可以用很窄的频带发送信号。因为这些信号的大部分有效功率是由所使用的大容量天线而得到的（图中峰值的虚线部分），这表明：一个强信号发出的方向，其角度范围是很有限的，这就像一束很窄的探照灯光那样，即使其信号很强，它被另一星球上的观察者接收到的机会是很小的。
世界上的一些调幅广播电台，包括设立在沙特阿拉伯的几个功率高达几百万瓦的最强的电台，它们的信号所可达到的距离，也被电离层限制在地球范围之内。而调频广播电台则不同，虽然它们的功率强度不足以与调幅广播电台相比，但其频率之高却足以穿透电离层。
当我们进一步去考察“信号图”上一些更高频率的信号时，太阳所辐射的无线电波、红外线、可见光和紫外线就成为占统治地位的了。
现在假定：你是居住在离太阳一千光年远的一颗恒星周围的一个行星上面。从相隔这么远的距离来看，到冥王星轨道为止的太阳系外缘，都夹在一个：视角之中，就像从10哩之外看一枚便士（英国的一种辅币——译注）的边缘那样。因此，当你把你的射电望远镜对着太阳时，你就把太阳系内各个行星一览无余，并观察到整个太阳系的总体。在这里，我们是假定你的射电望远镜灵敏度有阿雷西博的一百倍（这跟现在研究之中的大型轨道望远镜差不多），此外，你还有一台大尺寸的光学望远镜（因为从一千光年的距离用肉眼去看太阳光是太模糊了）。
从“信号图”上可以看出，在一千光年的标线以上，你所能探测到的全部东西，只是太阳的辐射和轨道雷达的辐射。这条标线下方（阴影部分）的各种辐射，都太微弱了，用通讯工程师的语言来说，它们都“被埋没在干扰之中”。如果你是在一万光年远的地方，那么，所能探测到的就仅仅只有太阳（一万光年标线的上方）。回过来说，若在一百光年的地方，早期预警雷达站的信号刚好可以检测到，但是，在此1光年稍微远一点的地方，则连一个电视台的信号也检测不到，范· 阿仑辐射木星辐射和地球上的输电线辐射也都因太弱而不能检测到。
虽然我们的讨论把问题大大地简单化了，但是，这可以使人们对太阳系的各种不同辐射源中的远程辐射可能怎样被探测到这一问题得到一些概念。
假定你在那个远方星球上已经检测到了一个从地球上的轨道雷达站所发出的信号，你就能认出它是由太阳系中一个具有技术文明的世界所发出的吗？除非你对这种信号已仔细考察过相当一段时间，否则大概是不大可能的。如果这个雷达正在向太阳系内的一颗行星发射波束，你也不大可能有接触到它的机会，因为当这颗行星相对于其他星球移动时，这股波束就会游动到远远离开你的方向去了。
我们已经讨论了运用已有的或即将拥有的技术手段可能怎样在一万光年的距离上进行通讯的问题。但这是一种什么类型的通讯呢？
我们假定：一个接收器的时间稳定值为10秒，那么，它可以把一分钟左右当作一个点，而把稍长一些时间当作一划。这意味着它用大约一小时可以刚好表达“哈啰”一词。在这里不会有发声语言，不会有音乐，不会有电视图像，只不过是一些呆板的点点划划，就像马可尼（Marconi）在1903年首次发送到大西洋彼岸的三个点那样一种初级的莫尔斯（Morse）式标码通讯，而这也还要经过一千年才能被接收到。这样就有一个很有意思的问题，这就是在收到这种信号时，发送信号的文明世界是不是还存在的问题。这个信号可能只是告诉你，一千年以前在太阳系中曾存在过一个具有技术文明的世界。你也许会问：这种信号会不会是一个已经灭绝了的社会的人工制造物——突然从空间以光速射入的、由古代人发出的电磁辐射所遗留下来的残余呢？
要点：
? 在太阳系信号图中，从无线电波段起，到红外线波段、可见光波段，一直到紫外线波段，太阳本身的辐射都是最主要的。
?土星磁层和地球范· 阿仑区发出的天然无线电辐射，是太阳系信号图的组成部分。
? 从另一星球上以很窄的频带宽度对太阳进行持续的观测，可以发现地球上人类所发出的雷达信号，但是并不能认出这些信号就是由具有技术文明的人类所发出的，至少在起初不能判明这一点。
? 轨道雷达所发出的波束很窄，这种窄波束被随意检测到的机会很小。
? 地球上的配电线所发出的辐射穿过电离层，并被散射，但是它没有其他辐射源所发出的辐射那么强。
? 虽然从一光年的距离可以测到电视台的载波；但要辨认出它所表达的任何节目内容是不大可能的。
一个远处的观察者，在距离太阳1,000光年的地方，能够探测到地球上的轨道雷达辐射和太阳辐射。在一百光年的地方，也刚能勉强探测到地球上早期预警雷达辐射区的边沿。在1光年的地方，可以探测到电视载波所达范围的边沿，但是对电视所传送的声音和图像都不能有任何的了解（参看正文中的有关假定）。
［译自Cosmic Search，1980年1月]