如果能收到外星人發出的信號，但他們可能早滅絕了

科技 03-20

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【博科園-科學科普】1961年著名天體物理學家弗蘭克·德雷克提出了一個被稱為德雷克公式。基於一系列的因素，這個方程式試圖估計在任何給定時間內星系中存在的外星智能(ETIs)的數量。從那時起為了尋找外星文明的證據，人類已經進行了多次努力，這些文明被統稱為尋找外星智慧(SETI)。其中最著名的是SETI研究所花了幾十年的時間在宇宙中尋找外星無線電通訊的信號。

德雷克方程用於尋找宇宙中生命或先進文明的概率。圖片版權：University of Rochester

但是根據一項旨在更新德雷克等式的新研究，國際天文學家小組指出，即使我們確實發現了外星生命的信號，那些發送這些信號的人也會死去很久了。該研究的標題為「星系中擴展的E.T.信號的區域覆蓋範圍:SETI和德雷克的N」最近發表。這項研究是由克勞迪奧·格里馬爾迪的洛桑聯邦理工(EPF-Lausanne)、傑弗里·w·瑪西的幫助下，納撒尼爾·k·Tellis（名譽教授和加州大學伯克利分校的天文學家）和弗朗西斯·德雷克自己——現在是搜尋地外文明研究所名譽教授（加州大學聖克魯斯）。

弗蘭克·德雷克在白板上寫下他著名的方程式。圖片版權：SETI

回顧一下德雷克方程指出文明在我們的銀河系的數量可以通過乘以平均計算我們星系的恆星形成率(R *)，恆星，行星的一部分(fp)，數量可以支持生命的行星(ne)，將開發生命的行星數量(fl)，行星的數量將開發智能生命(fl)，開發傳輸技術(fc)的數量以及這些文明的時間長度將傳輸信號送入太空(L)。這可以用數學方法表示為： N = R* x fp x ne x fl x fi x fc x L。研究小組首先假設了德雷克等式的兩個關鍵參數。

簡而言之認為文明在我們的銀河系中以恆定的速率出現，而且他們不會無限期地發射電磁輻射(即無線電傳輸)，但是隨著時間的推移會經歷某種限制事件。正如格里馬爾迪博士解釋的那樣：假設的通信文明(發射器)在一定的時間內發送各向同性的電磁信號，並且排放的出生率是恆定的。每一個發射過程都會產生一個由電磁波所填充的厚度cL(其中c是光速)的球形外殼。

360度全景銀河。圖片版權：ESO/S. Brunier

這個模型把外星人的通訊當成了一個環形(環形)的外殼，它逐漸穿過我們的星系。把星系塑造成一個圓盤，發射器在磁碟中佔據隨機位置。每一個球殼都與圓的圓盤相交。環空穿過圓盤的任何一個點(例如地球)的概率，僅僅是環空區域和銀盤區域之間的比率。在銀河系盤面上的環的總面積，給出了與任何給定的點(如地球)相交的電磁信號的平均數字(N)。

這意味著數量是一個關鍵的數量，因為SETI只能在測量的時候探測到這些信號。根據計算，這一模型的兩種情況是基於輻射殼是否比銀河系的尺寸更薄，或者(2)更厚。這些與技術先進文明(L)的生命周期相對應，後者可能小於或大於光穿過銀河系的時間(即10萬年)。格里馬爾迪博士解釋說：穿越地球的信號的平均數字(N)取決於信號壽命(L)和他們的出生率。

發現N等於L乘以出生率，也就是德雷克的N(也就是當前發射文明的平均數)。這一結果(意味著穿越地球的信號的平均數=德雷克的N)自然來自於我們的假設，即信號出生率是恆定的。在第一種情況下，每一層殼壁的厚度都會小於我們星系的大小，只會填充銀河系體積的一小部分(從而抑制SETI的發現)。然而如果有足夠高的可探測文明的出生率，這些殼壁可能會填滿我們的星系甚至是重疊。

銀河系中央區域的照片，圖片版權：UCLA SETI Group/Yuri Beletsky, Carnegie Las Campanas Observatory

在第二種情況下每一個輻射殼的厚度都要比我們的星系大，這使得SETI的發現更有可能。從這一切出發，研究小組還計算出，在任何給定時間，地球上的外星人信號的平均數量將等於目前傳輸的文明數量。不幸的是聽到的文明早就滅絕了。所以基本上所聽到的文明將不會和現在的廣播一樣。正如格里馬爾迪博士所解釋的，這對SETI的研究提出了一個相當有趣的暗示：研究結果並沒有把德雷克的N看作是交流文明發展的概率因素的產物。

研究結果表明，德雷克的N是一個直接可測量的數量(至少在原則上是這樣)，因為它與穿越地球的信號的平均數量是一致的。對於那些希望在我們有生之年發現外星智慧的人來說，這可能有點令人沮喪。一方面（取決於我們銀河系中存在的外星文明的數量），可能很難獲得額外的地面傳輸，另一方面所發現的可能來自一個早已滅絕的文明。

SETI的艾倫望遠鏡陣列(ATA)的無線電望遠鏡在背景中與銀河系一起努力工作。圖片版權：SETI

這也意味著，如果有一天任何文明都能接收到我們的無線電波發射信號，我們就不會再見到它們了。然而它並不排除我們會發現在過去的銀河系中存在智慧生命存在的可能性。事實上在我們人類文明的一生中，人類可能會發現曾經存在過的多個ETIs的證據。此外這些都否定了發現現有文明證據的可能性。只是我們不太可能先對他們的音樂、娛樂或信息進行採樣！

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Science News, arXiv, Nature

作者：Matt Williams

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：Universe Today

編譯：中子星

審校：博科園

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