宇宙中脈衝星的脈衝信號不會被星球阻擋嗎？

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看到一個視頻說貴州射電望遠鏡收到了來自 1300 光年外的脈衝信號。
1、脈衝信號實質是什麼？
2、脈衝信號和遙控器的紅外線信號、路由器的 Wi-Fi 信號區別在哪？
3、專家們是如何測定信號方位的，竟然能知道是 1300 光年？
4、距離這麼遠，中間肯定有無數星球，信號會是直線穿過還是發生偏移或反射？

謝邀, 剛入行不久,試著回答.

題主說的是貴州的FAST的望遠鏡,那麼所說的脈衝就姑且認為是脈衝星的射電脈衝信號,這是天文觀測中非常特殊的一種信號.

所謂脈衝信號, 就是強度隨著時間周期性變化的信號. 一般的恆星也有亮度隨時間周期性起伏的特點. 而脈衝的特殊之處在於,它的周期(約1毫秒~10秒)十分穩定, 其典型的周期變化率可以達到1e-15s/s. 這是什麼概念? 也就是說如果以數脈衝的到達作為一種時間標準, 它的準確率是1億年+1s!

而對於脈衝星在射電波段的脈衝,其特點是脈衝輪廓很尖銳, 脈衝部分的時間佔一個周期的比例很小,比如像蟹狀星雲脈衝星的射電脈衝在一個周期內的脈衝:

說了這麼多, 有什麼用呢?

正是因為這種blingbling的特性, 使得即使這樣的信號在被接收到望遠鏡時被淹沒在雜訊里(通常如此), 通過傅里葉變換的方法也可以比較容易地找出這樣的信號:

對比一般的光學觀測, 一個點源如果在照片上看不到基本上也沒啥辦法了。

現在說說第二個問題, 脈衝信號和遙控器信號,wifi信號有啥區別.

遙控器使用紅外線的原理我不是很懂，但是一般的Wi-Fi使用的是2.4G或5G兩個頻段，帶寬小於100MHz的射電，而剛才說的脈衝信號覆蓋了很寬的頻率範圍，從幾百M到幾十G。具體Wi-Fi的波形也比單脈衝複雜，因為完全規律的信號並不傳遞信息。

但是由於通信（手機，廣播等）也使用射電的頻段,實際上會對天文觀測造成一些影響. 上次開會某FAST工作人員曾報告目前由於望遠鏡吸引了大量遊客造成了一些無線電干擾,從觀測數據上可以看到由某通某動造成的干擾帶...

第三個問題我猜題主更想知道的是怎麼測量距離, 因為方位的測量相對簡單,畢竟射電望遠鏡朝向的距離大致就是天體的位置(精確測定需要更仔細的計算).

這裡又要用到脈衝信號準時的特點. 其實我們接受到的信號, 長期來看(比如一年), 並不是總是那麼准, 這涉及到很多效應. 比如地球繞太陽轉一圈後會周期性地接近或遠離脈衝源, 看到的脈衝信號就會周期性地提前或落後, 這個效果的一階效應就可以精確地測出天體的位置(正弦函數的振幅和相位可以分別用來確定天體的黃緯黃經)

而事實上脈衝星離我們比較近,發出的光不準確是平行光(對於1300光年來說,大概差0.003角秒),考慮到這個二階效應, 上面的正弦函數形狀會發生變化, 這可以幫助我們確定距離. 這只是測量距離的一種方法. 還可以通過VLBI技術通過干涉的方法更加準確的定位,測量地球在太陽兩端時看天體的視角變化定出距離(三角視差), 1300光年~380pc, 在天文上是一個比較小的距離了,所以上面的方法應該都可以使用. 但是FAST應該還是處於試運行的階段, 可能只是看了一顆別人測過距離的已知源哈哈~

最後說一說遮擋的問題, 一般物質對電磁波的影響可以用吸收, 散射和色散來刻畫.

所謂星球的遮擋其實就是吸收.

一般來說星球遮擋是不可能的. 恆星的典型距離是1pc = 3.26 光年, 而典型尺度是2.3e-8pc, 因此在1300光年內被遮擋的概率大概只有2e-13, 完全不足為慮.

而真正一般擔心的是無處不在的塵埃和氣體, 尤其是在銀河系盤面的方向尤其嚴重. 但是還是由於脈衝的影響, 對觀測的影響也不是很大.

題主說的偏折反射都屬於散射. 在射電波段它讓信號源發的光在空間上更加分散(類似於光學裡大氣層抖動造成的視寧度), 對於時域信號它也使得脈衝輪廓更寬.

但是, 人類能夠發現脈衝星可以說是拜射電散射所賜, 我們的脈衝星之母Jocelyn Bell女士

當年就是在研究太陽系的射電閃爍時偶然發現了一個1.33秒的脈衝從而發現了脈衝星!

有答主@蕉葉提到問題里說的脈衝星就是B1919，那真巧就是貝爾發現的這顆啦。

另外, 這些遮擋的成分中有一部分自由電子, 會對射電信號產生色散的效果, 簡單來說就是頻率低的信號(脈衝)到達得比頻率高的更晚,

但這反而是一件非常好的事情, 它將脈衝星的信號和普通的地面來的信號區別開來!

剛才說, 星球遮擋一般是不可能的, 所以說一定肯定有一些是被遮擋的, 這就是雙星系統.

宇宙中的大部分恆星(包括脈衝星) 實際上是生活在雙星(甚至更多)系統中的, 兩個星的相互繞轉自然會有遮擋, 如果旋轉的平面正好遮擋了視線方向的脈衝信號,肯定就會有一些脈衝被擋掉.

這還沒完

如果伴星是一顆晚期的大質量恆星, 脈衝星可以將恆星的物質吸引過來產生明亮的X射線, 這時有射電信號可能會熄滅, 比如這樣:

還沒完哦

在脈衝星雙星這種距離近, 質量大, 引力效果非常明顯的系統中, 廣義相對論的效果很明顯, 脈衝信號經過伴星的引力場感受的時間發生變化,產生Shaprio延遲的效應, 最後時間測量上會同時反映出雙星軌道周期, 軌道大小, 相位, 雙星質量關係.

儘管,

這一切在射電望遠鏡上看到的

就是一個blingbling的小點.

(上圖還是crab, 而且應該是光學的觀測, 只是想表明blingbling的特性)

Reference:

& Fourth Edition Lyne, A., Graham-Smith, F.

看到一個視頻說貴州射電望遠鏡收到了來自 1300 光年外的脈衝信號。
1、脈衝信號實質是什麼？

視頻提到的應該是脈衝星B1919+21的脈衝信號。這顆脈衝星是首顆被人類發現的脈衝星，具體發現過程可以看下我以前的一個回答：蕉葉：射電望遠鏡是怎麼發現脈衝星的？

脈衝星是輻射束掃過地球的旋轉的中子星。中子星南北兩磁極會持續發出電磁輻射，由於磁軸和自轉軸很多時候不重合，所以中子星兩極的輻射會隨著自轉不斷地掃描宇宙。中子星的自轉周期十分穩定。如果中子星兩極輻射能夠掃過地球，則我們可以看到周期性的脈衝。

脈衝星燈塔模型動態圖（圖片來源： LIGO Scientific Collaboration）

上邊部分展示的是一顆旋轉中的中子星及其兩個輻射束。下邊部分紅點指示對應時刻我們看到的中子星的亮度。黃色曲線是中子星旋轉一周的亮度變化。

2、脈衝信號和遙控器的紅外線信號、路由器的 Wi-Fi 信號區別在哪？

首先，脈衝星的信號在時間上是周期性的脈衝，其他信號不是；

其次，脈衝星信號在頻率（波長）上是寬頻信號，而其他信號相比都是只在一個很窄的頻率範圍內發射。

這些信號都是電磁波。大多數脈衝星只在射電頻率有輻射。日常中的收音機信號、廣播電視信號、衛星電視信號、WiFi、電磁爐、藍牙、手機信號，等等都是在射電頻率中。少數脈衝星有光學波段、高能波段（X射線，γ射線）輻射，有些甚至只在高能波段有輻射。極少有紅外波段的觀測。

3、專家們是如何測定信號方位的，竟然能知道是 1300 光年？

脈衝星，是一顆星星。在空間上它就是一個點。望遠鏡不對準脈衝星，通常來說是收不到信號的，所以我們是可以知道脈衝星具體位置的。

脈衝星輻射出的電磁波在穿過星際空間到達地球的過程中，會受到帶電星際介質的影響，導致其頻率高的電磁波先到達地球，而頻率低的電磁波會延遲到達。我們稱這種延遲效應為「色散」。這個延遲量和輻射傳播路徑中的電子密度有關係。如果我們知道銀河系中（絕大多數脈衝星在銀河系中）的電子密度，然後我們通過觀測測量出了不同頻率電磁波的延遲量，那我們就可以反推出脈衝星與我們之間的距離。目前是有多個銀河系電子密度模型存在的。視頻里里這個距離是就通過脈衝星信號的色散量大致估算的。

需要注意的是，通過銀河系電子密度模型來估算距離是不太準確的，且嚴重依賴於模型。而對於銀河系外的脈衝星，雖然我們也可以在滿足某些假設的情況下通過色散來推算距離，但就更不準確了。

4、距離這麼遠，中間肯定有無數星球，信號會是直線穿過還是發生偏移或反射？

會有偏移（衍射、散射、引力偏移），但基本上和別的恆星沒有關係，更多的是星際介質（大概理解為極其稀薄的氣體）引起的散射及衍射效應，還有太陽系天體的影響。

上面說到，星際介質會導致色散效應的產生。除了色散，還有其他的效應會改變脈衝信號的傳播。其他主要的影響有散射、折射與衍射。散射會導致脈衝信號變寬，折射與衍射會導致不同頻率電磁波強度的變化。

地球在太陽系中運動，各處引力不一樣，會有不同的信號偏移產生，學術上就是前面有答主提到的Shaprio延遲。而太陽系整體的引力場也會導致脈衝傳播延遲，學術上稱之為 Einstein延遲。

也有其他恆星擋住脈衝星信號的例子。脈衝星 J1748-2446A 是一顆脈衝雙星，它本身是一顆脈衝星，同時擁有一顆白矮星伴星。這顆脈衝星的脈衝會不定期地被伴星遮擋，即掩食，觀測上就是有段時間我們會突然觀測不到這顆脈衝星信號。

以前寫過一篇短文涉及脈衝星的，有興趣也可以看看：FAST，拿來炒(找)脈衝星應該是不錯的

在光年級別的距離上，信號經過星球會發生引力透鏡效應。

我以前記得有一個數字。具體是不是記不太清楚，但是應該是差不多。

就是說，宇宙中，如果把你隨機扔到一個點。你附近有物質的概率比之你附近是真空的概率，比例是1/10^33。

宇宙極為空曠。即便是銀河系這種物質相對於宇宙密集的多的地方，也是如此。銀河系預計有4000億顆恆星，伴隨的行星更是不計其數。仙女座大星系有10000億顆恆星。兩個星系之間距離250萬光年、這兩個星系正以每秒鐘幾百公里的速度相互接近。將於30-40億年後互相融合形成新的星系。

這麼大體量的兩個星系，融合時，幾乎不可能出現恆星或者行星的相撞。概率極低。

你可以想像下，宇宙中到底有多麼空曠！

而且地球每時每刻都在移動，即便擋住了一點信號，下一秒可能就恢復了。

宇宙確實很空，可是宇宙也確實很大。

小尺度上說，日食算不算阻礙了光信號？

大尺度上說，銀心的塵埃，引力透鏡等天文現象算不算阻礙了信號？

再大尺度上說，因為宇宙加速膨脹使得遙遠星系永遠離開視界也算是一種「阻礙」。

為什麼有些人非要強答？

看來題主對宇宙的空曠沒有概念。

打個比方，如果我們把太陽縮小到蘋果那麼大，那麼最近的恆星與太陽的距離大約是六千公里。

也就是說相當於：

地心有一個蘋果，地面上有一個蘋果在發光，而在地球另外某處的題主卻擔心地面蘋果發的光會不會恰好被地心的蘋果擋住…………

太空

我只想說晚上看星星的時候，沒有一顆星星會完美的擋住另一顆星星的。宇宙實在是太太太空曠了，幾角分，幾角秒，甚至更小的角度一旦在大尺度下，距離都會變得很明顯，故不會發生阻擋現象

感謝邀請，也請邀請天文相關答主回答。
1.「信號」其實是電磁波。
這個信號和紅外信號、WiFi信號的差別在於頻率（當然強度應該也有差別），沒記錯的話射電望遠鏡主要接收無線電波。
2.確認距離的方法
這個我不是太清楚，建議邀請天文相關答主回答
我所知的只有三角定位，利用地球公轉的移動測量信號的角度差別，然後利用簡單的初中數學解決。
3.信號為什麼不會被擋住？
宇宙非常、非常、非常、非常、非常空曠，題主可以去查閱一下太陽的大小和太陽系的大小比例，再看一下太陽系的大小和它與最近恆星系的距離。
這不是唯一的原因，留待其他答主回答。
4.感謝題主提出這個問題。
非常感謝，這個問題很有趣。

池塘里的石頭會擋住水波嗎？

信號是否會被遮擋？
什麼樣的信號呢？
首先信號大多數都是以無線電波的形式來發送的。
如果是手機信號和地球上絕大部分的通訊信號是會被地球反射的。
但如果是用於星球和星球之間的通訊發出的信號，那麼一般用的是長波，如果波長足夠長，那麼遇到其它行星就會發生衍射，就穿過去了。
要是遇到太陽之類的恆星，按照三體中的來講，就是被放大了，但硬科幻也是科幻，只能作為參考咯。

1. 大質量星體，黑洞，會有透鏡效應，能把光路彎曲。

2. 銀河系中心離我們很遠，擋住的光也是很多很多年以前的光。
抖個機靈，擋光最嚴重的天體是地球，能擋住1/2的宇宙。

1300光年太近了，中間不會碰到任何天文尺度的星球。為什麼說近呢？自己體會一下，

宇宙就是一個空房子，宇宙裡面的星星就相當於在空房子撒了一把灰

如此空曠，不用擔心信號被阻隔

射電望遠鏡設計用來接受無線電波，所以這裡的脈衝信號是指周期性變化的無線電波。
無線電波、紅外線（紅外遙控器）和微波（wifi）本質上都是電磁波，但是波長不同。
不清楚，等專業人員回復。
宇宙非常空曠，既然你能看到幾千數萬光年之外的星體，那就說明你們之間沒有障礙物。有障礙物的典型狀況就是日食月食。

如果題主打給自己小女朋友的電話信號能被空氣中的灰塵阻擋的話，那宇宙信號就會被星球阻擋。

你想像的宇宙空間是這樣的？

但實際是這樣的。。。

um，留給信號的空間還挺大的。