每一条来自外星人的消息，都预示着一个文明的湮灭

一直以来，很多人可能都有这样一个想法。即宇宙中文明间的接触，在多大程度上会受到浩瀚空间的影响。最近，一些科学家通过计算，至少在理论上证明了，星际文明间的接触，是一件极为艰难的事。

NGC 1300星系。维基百科

1961年，天体物理学家德雷克提出“德雷克方程”。

“德雷克方程”根据一系列关键因素，来计算任一时间点上，银河系内可能存在多少地外智慧文明。

随后人们便基于这一公式开展了坚持不懈的搜寻，试图通过搜寻来自太空的信号，发现来自其它行星文明的信息。

但是最近一些科学家在考虑了更多的因素之后认为，即便我们收到了外星文明的信号，发出这些信号的文明，也很可能已经灭亡。

这些科学家以来自瑞士洛桑联邦理工学院的Claudio Grimaldi为首，他们的论文题为《银河系地外信号扩散的覆盖范围：地外智慧搜寻和德雷克的“N”》，发表在论文预印本网站arXiv.org上。

2017年在康奈尔大学演讲的天体物理学家弗兰克·德雷克。维基百科

德雷克方程考虑了几个方面的因素。它们分别是银河系的恒星形成率（R*），恒星拥有行星的比例（fp），适于生命繁衍的行星数量（ne），演化出生命的行星数量（fl），演化出智慧生命的行星数量（fi），演化出拥有无线信号传输技术的文明数量（fc），以及这些文明向宇宙空间进行无线信号扩散的时间长度（L）。将这些变量相乘后，就得到了银河系中可能存在的智慧文明数量。这个方程是这样的：

N=R*×fp×ne×fl×fi×fc×L

Claudio Grimaldi等人基于这个方程，假设其中的N，也就是银河系中文明的数量会恒定在一个值，而且它们能够进行无线信号扩散的时间，也就是L是有限的。

Grimaldi为此专门解释道，“我们假设这样的文明在一段有限的时间内，会朝着宇宙空间的所有方向输出等量信号（这里指的信号扩散，并不是特指有目的的信号发送，而是指许多无意间泄露到太空中的信号），且这种信号的产生率是恒定的。每一个信号输出过程都会产生一个厚度为cL（c为光速）球状‘泡’，泡内充满了电磁波。这个‘信号泡’的外半径会以光速扩张。”

也就是说，我们假设高度发达的技术文明在银河系中出现和灭亡的速率是恒定的，它们能够进行无线通信的时间并不是永恒的。但是它们所产生的信号，仍然能够以光速在宇宙中扩张。因此它们产生的信号仍能够在一定的空间范围内被发现。根据这些条件，科研小组建立了一个银河系模型，以明确人类是否有机会检测到这些信号。

模型显示，外星通讯信号会在三维空间里，以一种近似于圆环的结构，穿越星系。

穿越星系的信号环。Claudio Grimaldi

Grimaldi解释说，“在模型中，我们将银河系视为一个圆盘。信号点会在圆盘中的任意地点随机产生。每一个圆形的‘信号泡’在与圆盘相交后，就会变成一个向外扩张的环。这个环覆盖圆盘中任意一点的概率，等于环面积和星系盘面积之比。环的总面积和星系盘面积相除，我们可以得出任意一点被信号覆盖的平均值（N）。这个平均值非常关键，因为只有当信号扫过地球的时候，我们才有可能发现它。”

信号泡的厚度（信号壁）和星系盘的大小存在两种关系。它们分别与技术文明存在的时间长短（L）有关。如果文明存在时间长，那么信号壁就非常厚，信号就能够在文明依然存在的时候，穿越整个星系（银河系直径为10万光年，因此假如文明位于星系边缘，所需的时间大约是10万年）；反之就薄，信号壁在文明存在期间，无法穿越整个银河系。

在第二种情况下，信号壁的厚度要小于星系的直径，只能覆盖星系的一部分。因此只有当文明产生的概率足够高的情况下，星系内才能被信号充斥，甚至叠加。而在第一种情况下，每一个信号壁的厚度都比银河系的直径还大，文明更容易被发现。

计算结果显示，任一时间扫过地球的文明信号数量平均值，和正在传输信号的文明数量是相等的。但不幸的是，被我们接收到信号的外星文明，却并不一定是那些正在发出信号的外星文明。假如一个有能力向外发送信号的文明生存时长（L）不足10万年（这种可能性不小），当我们发现它们时，它们可能已经灭绝。

这个研究的结果，是基于假设德拉克方程中的N，即银河系中存在的文明数量，是一个在理论上可测的量。因为它决定了文明发出的信号中，平均有多少会扫过地球。

对于那些想在有生之年找到外星人的人来说，这是一个坏消息。虽然在理论上，并没有完全排除我们发现一个仍然存在的文明的可能。但是我们其实并不知道银河系里存在多少能够发出信号的文明，如果文明非常珍稀，那么我们要想发现它们就变得极为困难；另一方面，即使我们发现了信号，甚至于发现了多个信号，它们也可能都是由那些早已不存在的文明发出的。

与此同时，这也表明，那些发现了人类信号的外星文明，大多也没有机会和我们同时存在。

相关论文 https://arxiv.org/pdf/1802.09399v1.pdf