別以為這是天方夜譚。
科學(xué)家們早在愛因斯坦提出廣義相對論不久，就開始琢磨：既然引力能彎曲光線，那是不是可以用太陽強大的引力場，把遙遠(yuǎn)星球的光聚焦到一個點上，從而實現(xiàn)超級變焦？
這就是所謂的“太陽引力透鏡”（Solar Gravitational Lens，簡稱SGL）——一個位于太陽約650個天文單位（AU）之外的神奇位置。
650 AU是什么概念？
最遠(yuǎn)的人造飛行器旅行者一號也不過剛飛出太陽系，距離這個“透鏡點”還差三分之二的旅程。要到達(dá)那個位置，我們得造出一次性能撐上幾個世紀(jì)的探測器，還要確保它飛得又穩(wěn)又準(zhǔn)。困難重重，但也不是全無希望。
理論上，只要我們能把一個大望遠(yuǎn)鏡精確送到SGL，它就可以借助太陽自身的引力“放大鏡”效應(yīng)，把遙遠(yuǎn)的系外行星拍個清清楚楚。
有多清楚？
一像素可以看到10公里的地表細(xì)節(jié)——能看清一個小鎮(zhèn)的輪廓。這不是在看模糊的光斑，而是在用物理學(xué)親手打開星際攝影的上帝視角。
但愿景歸愿景，現(xiàn)實是一地雞毛。
一直以來，有不少科學(xué)家試圖為這個宏偉設(shè)想掃清障礙，比如NASA噴氣推進(jìn)實驗室（JPL）的Turyshev博士就和一位獨立研究員Toth合作發(fā)表了一系列研究，試圖評估SGL是否真的能拍出“外星全景圖”。
他們的問題清單上，排在前面的就是太陽的日冕。別看它在天空中光芒萬丈，它對科學(xué)家的望遠(yuǎn)鏡來說，簡直是一場災(zāi)難。
日冕像一個無處不在的噪聲源，不停干擾著從系外行星傳來的微弱光線。而且太陽并不是完美的球體，它的自轉(zhuǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成了所謂的“四極矩”——也就是說它的引力透鏡不是均勻的，這種微小的不對稱會讓來自遙遠(yuǎn)行星的光線發(fā)生偏移，像在扭曲的玻璃后面看風(fēng)景，怎么看都不清楚。
而就在最近，Toth又在arXiv上發(fā)布了一篇新論文，進(jìn)一步指出了另一個棘手的問題：云。
沒錯，就是那種我們每天抬頭就能看到、會隨風(fēng)飄來飄去的白云。在地球上，它們能擋住陽光、帶來雨水，是天氣的重要組成。
但如果我們站在650 AU外的SGL位置回頭看地球，這些云就變成了攪局者。它們的漂浮和變化會極大干擾圖像重建的過程，使得原本就微弱的信號更加模糊。
Toth做了一個模擬實驗：假設(shè)我們從另一個恒星系統(tǒng)的SGL位置來看地球，用目前設(shè)想的成像技術(shù)試圖重建地表圖像。他發(fā)現(xiàn)，即便是云量只有13.7%（比地球的平均水平還低很多），圖像仍舊模糊不清，基本無法分辨出大陸輪廓，更別提看清楚是否有城市、植被、甚至外星文明的蹤跡了。
這個結(jié)果無疑給那些希望“拍到外星人”畫面的人潑了一盆冷水。
不過Toth并沒有完全喪失希望。他在論文最后提出了一個瘋狂但不失現(xiàn)實的構(gòu)想：既然一個望遠(yuǎn)鏡搞不定，那我們干脆派出一整個“望遠(yuǎn)鏡艦隊”。他設(shè)想，如果我們能部署1萬個配有1米級反射鏡的小型衛(wèi)星，組成一個巨大的星際觀測陣列，那么我們就能：
- 精確跟蹤系外行星的運動；
- 抵消由云層變化引起的圖像噪聲；
- 更好地過濾來自母恒星的背景光干擾。
聽起來是不是像科幻？
其實這種數(shù)量級的部署并不比現(xiàn)在的星鏈（Starlink）衛(wèi)星數(shù)量高多少。而且，如果真的能實現(xiàn)，它將徹底改變我們觀察宇宙的方式。
當(dāng)然，這種“宇宙級攝影棚”離我們還遠(yuǎn)得很。
首先要解決的是技術(shù)門檻：衛(wèi)星如何自我定位？如何在如此遙遠(yuǎn)的地方協(xié)調(diào)工作？能源從哪里來？數(shù)據(jù)怎么回傳？這一切都需要未來幾十年甚至上百年的技術(shù)積累與跨越。
但即便如此，SGL仍舊是宇宙留給人類的一張底牌。它是由自然法則自帶的、免費的大口徑光學(xué)系統(tǒng)，只等著我們有一天能用得上?？茖W(xué)家們之所以樂此不疲地研究它，是因為這可能是我們近未來唯一能真正“看到外星人”的機會。哪怕代價高昂，哪怕遙不可及，也值得我們?yōu)樗ㄉ蠠o數(shù)腦細(xì)胞去想象和設(shè)計。
熱門跟貼