無論你是否喜歡《三體》的文學造詣，你都不得不承認劉慈欣為了吸引科幻迷下足了功夫，小說中的很多設定都有一定的科學依據。

比如，小說中人物葉文潔與三體文明取得聯系的方法是通過太陽的能量來放大廣播，最終才讓4光年外的三體文明能夠接收到信息。

由于電磁信號的強度在遙遠天體間傳播是微不足道的，而且宇宙中還有各種各樣電磁波——所謂的“空間噪聲”的干擾，直接發送電磁波建立天體間通信幾乎不可能。

所以只能想辦法放大電磁波來取得聯系，我已經想不起來《三體》中這個放大廣播具體是如何描述的，但是現實世界中有一種非常科學的方法確實可以利用太陽的力量來增強電磁波，并且有機會做到星際間兩點的通信傳輸錯誤率只有兩百萬分之一。

那么，這到底是如何實現的呢，太陽的作用又是什么呢？

這個其實就是利用太陽的引力透鏡效果。

我們知道裝滿水的玻璃杯會扭曲玻璃后面或內部的光線；在攝影鏡頭中，如果不進行校正，圖像就會彎曲并且看起來不真實。

總之光線穿過一個光學透鏡，它就不會走之前的直線了，其實引力也有這樣的效果——準確的說是大質量的天體也能實現這個效果。

當光線穿過大質量天體的周圍時，它就會扭曲（天體質量小時扭曲可忽略），就像是光線穿過透鏡一樣，所以這種現象被稱為引力透鏡。

之所以我們前文要對引力引發的這個效果后面加一個修飾表示那是大質量天體引發的，是因為眾所周知，光是沒有質量的，那么引力如何讓它扭曲了呢？

時空扭曲示意圖 Mysid

其實答案非常簡單，根本沒有引力，引力只是我們自己的感受或者想象出來的而已，而光線扭曲的原因是天體的質量導致空間發生了扭曲，所以即便沒有質量的光線也被扭曲了，因為它經過扭曲的空間。

這正是愛因斯坦廣義相對論試圖告訴我們的，而實際上引力透鏡就是愛因斯坦廣義相對論的第一個直接證據，當然之后引力波再次證明愛因斯坦是正確的。

引力透鏡現象可以讓我們看到大質量天體后面的天體，這些天體如果沒有引力透鏡的作用，以我們現有的技術根本無法看到。

至于我們看到的是什么樣的，取決于透鏡對光線的扭曲情況——主要就是大質量天體的質量，以及它與成像天體（光源）、觀察者的分布。

當我們在地球上觀察時，觀察者的位置固定，那么所成的像自然就是完全取決取決于透鏡和光源。

時空扭曲示意圖 Mysid

圖：愛因斯坦環

這里有一個有趣的現象，就是當透鏡和目標光源幾乎完美對齊的時，那么地球上可以看到一個環形，這個被稱為愛因斯坦環。

圖：這個圖片很好引力透鏡導致觀想扭曲，但是放大了背景星系（AI翻譯）

當然，引力透鏡某種意義上會放大目標——扭曲后再聚焦到一點的效果，就像是光學透鏡的效果一樣。

不過與光學透鏡不同的是，引力透鏡的光線在焦點之后不會發散（你可以用凸透鏡試試光學透鏡聚焦后在拉長，光線就發散），它會沿著焦點軸一直保持固定——這意味著焦點之后的每一個點都是引力透鏡的焦點。

可以說引力透鏡就是我們觀察宇宙的重要“工具”，但是這和太陽有什么關系？與通信又有什么關系呢？

圖源：NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech

其實引力透鏡不僅會扭曲光線，包括無線電波在內的其它任何波長的電磁波都會以相同方式扭曲，這意味著無線電波也會被放大。

太陽的質量已經足夠大，它足夠扭曲空間讓自己變成一個“透鏡”，這意味著我們可以直接利用太陽的引力透鏡來做很多事情，當然也包括增強我們發射的無線電波。

所以，一些科學家認為，太陽就是人類能找到最好的“通訊設備”。

但是要利用這個“通訊設備”并沒有想象得容易，首先第一點就是我們必須在焦點之外才能發送和接收信號。

焦點也就是光線經過太陽的引力透鏡后聚焦的地方，這個距離是多長呢？

其實有公式可以計算出來，對于太陽而言，最短距離是550AU——地球到太陽距離的550倍，這個距離是太陽系老的第九大行星——冥王星和太陽距離的14倍。

以人類現有科技，要把無線電設備送到這個距離非常不容易，而且設備要到達那個位置也需要相當長的時間。

不過，早在1992年就已經有人提出了FOCAL任務（焦點任務），試圖把探測器送到太陽的引力透鏡焦點之外，并以此籌備資金。

這里還有一點需要提一下，就是太陽的日冕會對電磁波造成干擾，不過這個影響會隨著距離拉遠而減小。

我們前面提到過，引力透鏡的成像在焦點之后不會發散，這是個天大的好消息，但是壞消息是要把設備送到更遠的地方會更難。

不過，無論如何，將太陽作為增強通訊的手段是未來深空探索的重要手段，甚至可能是唯一手段。

深空通訊示意圖，圖源：Claudio Maccone

另外，有學者經過自己的結算，如果在距離我們最近的恒星系統中的半人馬座α星（也就是南門二，它比太陽大）的焦點處也放置通訊設備，那么可以實現這兩點（太陽和半人馬座α星）間通訊錯誤率僅為兩百萬分之一，另外發射功率也小得驚人——只需十分之一毫瓦。

最后

我們現在試圖將太陽作為通訊設備，那么是不是意味著比我們更加先進的文明也在這么做呢？

其實，大部分科學家對此都表示贊同的，只要文明發展到一定程度，好奇心和探索需求的驅使，就會讓文明去建造這種通訊設備。

所以，雖然我們現在“太陽增強通訊”還只是在思想中，但是很可能有其它文明已經在自己恒星的焦點處安放了設備。

那么這意味著我們只要搜尋特定的波長，就有機會竊聽潛在的地外文明無線電信息，這個是現在一些科學團隊在做的事情，只是暫時都還沒有進展，不過接下去人工智能的發展可能對此會很有幫助。