如果我们收到来自外星人的信号,那么到那时它们很可能会消失。


德雷克方程是在宇宙中寻找生命或先进文明的概率的数学公式。

1961年,著名的天文学家弗兰克·德雷克Frank Drake)提出了一个公式,该公式被称为“ 德雷克方程” 。 它使用了多种因素,并试图估算出随时存在于我们银河系中的外星智能文明的数量[更确切地说,是人类有机会与之联系的银河系中的外星文明的数量/大约。 翻译]。 自成立以来,已经启动了多个项目,试图寻找存在地外文明的证据,这通常被称为寻找地外文明( SETI )。

最著名的组织是SETI研究所 ,在过去的几十年中,它一直在梳理空间以寻找无线电波以及来自外星文明的信息。 但是,根据一项由国际天文学家团队进行的旨在澄清德雷克方程的新研究 ,即使我们检测到外星信号,到那时发送它们的文明也将已经死了很长时间。

这项研究“ 通过在银河系中扩展外星信号的覆盖区域:SETI和Drake方程 ”最近可以在线获得。 该研究由EPF洛桑研究所的Claudio Grimaldi以及加州大学伯克利分校的Joffrey Marcy(名誉教授)和Nathaniel Tellis(天文学家)以及现任SETI研究所名誉教授和加利福尼亚大学的弗朗西斯·德雷克本人共同进行。圣克鲁斯。


弗兰克·德雷克(Frank Drake)在黑板上写下了他著名的等式

回想一下德雷克方程式假设,银河系中的文明数量可以通过将每年银河系R中形成的平均恒星数量,具有行星f p的类太阳恒星的比例,具有适当成核条件的行星(和卫星)的平均数量相乘得出。 n e ,在具有适当条件f l的行星上生命起源的概率,在有生命的行星上i出现智能生命的概率f i ,其居住在合理范围内的行星数的比率 我们正在寻找联系,并且正在寻找有智慧生命的行星f c ,文明存在的时间,有能力并且想要建立联系L。

所有这些都写为N = R×f××n×× l ×f×× i ×f×L。团队通过对方程的两个关键参数进行假设来开始研究。 他们建议文明以恒定的速度出现在银河系(N)中,它们不会永远发射电磁波(无线电信号),但会经历某种时限(L)。

正如格里马尔迪博士向我们解释的那样:
我们假设一个假设的文明在一定的时间L内发射信号(发射器)来发射各向同性的电磁信号,并且这些辐射的产生速率是恒定的。 每个辐射过程都会产生一个充满电磁波的,厚度为cL(其中c是光速)的球形壳。 球形壳的外半径以光速增长。

由ESO照片组成的360°银河全景。

简而言之,他们认为技术先进的文明以恒定的速度在我们的银河系中诞生并死亡。 但是,它们不会以无限的速度发送信号-它们的传输将以光速移动,并且只能在空间的某些部分被检测到。 然后,研究小组开发了一个银河模型,以确定人类是否有机会检测到此类信号。

该模型假定外星信号呈环形,逐渐穿过我们的银河系。 正如Grimaldi解释的那样:
我们将其建模为磁盘的银河系。 发射器出现在光盘的随机部分中。 每个球形壳与圆盘相交成环形。 圆环穿过圆盘上任何点(例如地球)的概率等于圆环的面积与圆盘的面积之比。 银河系盘上环的总面积给出了穿越任何选定点(例如地球)的电磁信号(N)的平均数量。 该平均值是关键,因为SETI仅在测量过程中通过地球时才能检测到信号。
当他们从计算中确定时,可以从此模型中区分两种情况,区别在于辐射包络是(1)小于银河系的厚度还是(2)较厚。 这对应于技术先进的文明(L)的生命时间,它可以大于或小于光穿过银河系的时间(大约100,000年)。 正如Grimaldi解释的那样:
通过地球的平均信号数量(N)取决于信号持续时间(L)和成核速率。 N等于L乘以出生率,这与Drake方程中的N相一致(目前正在发射信号的文明的平均数量)。 该结果自然是根据我们对信号生成速率恒定的假设得出的。


在第一种情况下,每个外壳的壁厚将小于我们银河的大小,并且仅填充其体积的一部分(这将减少使用SETI进行检测的可能性)。 但是,如果发现的文明开始足够快地出现,这些壳将能够充满我们的银河,甚至彼此重叠。 在第二种情况下,每个壳都会比我们的Galaxy厚,这将增加使用SETI进行检测的可能性。

基于所有这些,研究小组还计算出,任何时刻穿越地球位置的外来信号的平均数量将等于当下传输信号的文明的数量。 不幸的是,他们还确定,到那时我们将收到其信号的文明已经灭绝。 因此,实际上,我们所听到的文明目前还不会传递信号。

正如Grimaldi解释的那样,这在SETI研究中提出了有趣的问题:
我们的研究结果并未将德雷克的N视为传播信号的文明发展的概率的乘积,而是建议直接测量(至少在原则上是N),因为它与穿越地球位置的平均信号数量一致。
希望找到一生中存在外星文明的证据的人们可能会对此感到失望。 一方面(取决于银河系中存在的文明数量),我们在接收外星传播时可能会遇到问题。 另一方面,如果我们接受这种转移,结果可能会证明它将源于长期的文明。


来自艾伦望远镜阵列(ATA)的SETI项目射电望远镜

这也意味着,如果某些文明能够接收到我们的无线电信号,我们将再也无法生存。 但是,这并不排除我们会发现过去银河中存在智能生活的证据的可能性。 人类甚至可能在其生命中发现几种外来智能文明的存在的证据。 此外,所有这些考虑都不能排除发现现有文明的可能性。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN412093/


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