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从地球传向宇宙的无线电信号现在离我们有多远?
 
  在1900年左右,人类实现了无线电信号的传播与接收。自此开始,人类制造的无线电信号以地球为中心,向宇宙各个方向传播。由于信号以光速在宇宙中行进,因此,目前的传播范围在距离地球117光年的球形区域之中。
  这意味着在距离地球117光年的地方,人类发出的第一个无线电广播开始到达。在81光年的地方,正在引进电视信号。在48光年的地方,人类的登月画面刚刚抵达。在9光年的地方,已经可以看到北京奥运会。理论上,距离地球越远,就能接收到越早期的地球无线电信号,直到117光年的地方。
  那么,如果在距离地球117光年的球形区域内存在智慧的外生命,他们会探测到我们吗?
  虽然人类的无线电信号最远已在太空传播了117光年,但是由于早期的无线电信号过于微弱,外星文明几乎不可能接收到人类在早前发出的信号。从地球上发射出的无线电信号是以波的形式在宇宙中传播,随着信号的行进,所经过的空间区域呈指数式的增大。这就是所谓的平方反比定律,信号随着距离的增加而大幅衰减。
  具体而言,距离增加2倍,信号的强度变为原来的1/4;距离增加10倍,信号的强度仅为原来的百分之一。由于这种平方反比定律,人类发出的无线电信号在距离地球数光年之外已经与背景噪声几乎无法区分开来。对于100光年之外的外星文明而言,试图接收我们的广播更是不可能——这就好比在日本的海边扔进一块石头,然后在美国加州的海边来探测这个穿过太平洋的波纹。
  那么,为什么搜寻地外文明计划(SETI)要费尽心思去倾听太空中的无线电信号呢?
  虽然没有外星文明可能会接收到我们的电视或广播——除非他们在几光年之内,但无线电信号可以集中和放大。人类传向宇宙的大部分无线电信号并非专门为了去联系外星文明,而是在人类活动过程中自然地散播出去。如果对无线电信号进行聚集和放大,就可以减轻星际通信的信号衰减。虽然这些信号最终也会衰减成与背景噪声不可区分,但在此之前能够传播更远的距离——成百上千光年或更远,取决于信号的功率。

  人类现在可以检测出太阳系外行星的大气成分,这一突破能够缩小我们对类地行星的搜寻。一个先进的外星文明很可能也会做到这一点,在我们地球的大气中发现了大量的水。倘若如此,他们可能已经向我们的方向发送了无线电信息。如果我们不听,我们可能会错过。

 

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