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May. 08 2023

為什麼我們還沒找到外星人?科學家給出一種新的解釋

  • 天文學家運用無線電波搜索外星智慧訊號已經徒勞無功超過60年,是否已經帶給了我們一些答案?來源:Scientific American

    天文學家運用無線電波搜索外星智慧訊號已經徒勞無功超過60年,是否已經帶給了我們一些答案?來源:Scientific American

  • 假設外星訊號以球殼狀向外傳播,環形區域的厚域與訊號發生的時間成正比,地球在這60年內收到訊號範圍由虛線圓圍表示。圖片來源:The Astronomical Journal

    假設外星訊號以球殼狀向外傳播,環形區域的厚域與訊號發生的時間成正比,地球在這60年內收到訊號範圍由虛線圓圍表示。圖片來源:The Astronomical Journal

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你相信有外星人嗎?天文學家一樣非常想知道答案。在過去的60年裡,人們一直在搜索廣大的宇宙中是否存在著外星智慧生命存在的證據。但到目前為止,這些工作並沒有取得積極的結果。究竟無法探測到外星訊號的原因為何?來自瑞士洛桑聯邦理工學院 (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL)統計生物物理學實驗室(Laboratory of Statistical Biophysics)的克勞迪奧.格里馬爾迪(Claudio Grimaldi)博士提出了一個新的解釋,其靈感竟然來自不起眼的海綿。

天文學家運用無線電波搜索外星智慧訊號已經徒勞無功超過60年,是否已經帶給了我們一些答案?來源:Scientific American

天文學家運用無線電波搜索外星智慧訊號已經徒勞無功超過60年,是否已經帶給了我們一些答案?來源:Scientific American

天文學家視無線電波天文學為探索外星智慧生命的利器,由於無線電波是我們遠距離通訊的重要工具,技術難度也不高,又有相當大範圍的波長可以運用,且與宇宙之間的自然訊號差異非常明顯,認為外星智慧生命也懂得無線電波通訊是天文學家們很自然的想法。自從20世紀初廣播電視的發展以來,地球不斷地對宇宙四面八方發射各種無線電波訊號,有心監聽的外星鄰居們應該早就看過我們的電視節目了,難道他們都不想要跟我們聊聊嗎?反過來說,如果宇宙間有非常多的星球像地球一樣發著人造的無線電波訊號,那為什麼天文學家從1960年代開始聆聽宇宙的電波,找了60年卻從未收到過外星人的電視廣告呢?

無法檢測到外星信號的原因,雖然可以歸因於搜索範圍的不完整,但格里馬爾迪博士提出了另一種可能性,他認為外星智慧生命所產生的科技訊號可能實際上非常罕見,以至於在過去的60年間沒有一個穿越地球。就像是海綿之間的空洞一樣,地球可能就位在某個訊號之間的空洞中,以致於在這60年內的搜索未曾收過外星智慧訊號。在這篇論文中運用統計方法來探討這種可能性,計算地球過去60年中未被信號穿越過的可能性有多高,以進一步推測銀河系中智慧生命產生科技訊號的發射速率上限。

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假設外星訊號以球殼狀向外傳播,環形區域的厚域與訊號發生的時間成正比,地球在這60年內收到訊號範圍由虛線圓圍表示。圖片來源:The Astronomical Journal

假設外星訊號以球殼狀向外傳播,環形區域的厚域與訊號發生的時間成正比,地球在這60年內收到訊號範圍由虛線圓圍表示。圖片來源:The Astronomical Journal

在假設發射出無線電波訊號的物種在銀河系中均勻分佈,並且以恆定速率產生科技信號的情況下,該研究得出每個世紀只有不到五個信號源能夠誕生。這意味著在樂觀情況下,即使全天候地對整個天空搜索外星智慧訊號,下一次信號穿越事件的等待時間有50%的概率在60年後至1800年之間。不過論文特別指出,這個模型假設各個發出無線電波訊號的智慧生命彼此毫無關連,也沒有朝特定方向發出訊號。但若在某種已經發展出了高度的星際文明、而且有著大範圍的星際殖民,那麼這個模型提供的猜想就需要大大地修正。此外,論文也特別提到這60年之間的外星訊號搜尋計畫,例如非常重要的「尋找外星智慧」(SETI)觀測,並不是連續性的長時間全天域搜索,這將使得本篇研究的假設前提「地球在60年間都沒有任何星際訊號穿越」有著很大的不確定性。總而言之,持續積極地聆聽外星訊號仍然是很有必要的工作。

 

參考資料:Science Alert

原始論文:The Astronomical Journal

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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