光速的限制是否限制了外星文明發現我們的存在?

今生錯過的人緣已盡


答案是肯定的。

光在真空中的標準傳播速度被定義為c=299792458m/s,也就是約30萬公里每秒。儘管這樣的速度一秒之內就足以繞地球7圈,但在宇宙尺度上,光速實在是太慢啦!

根據考古發現,目前認為人類出現的時間的最早在380-360萬年前。在宇宙中,星系與星系之間的距離都十分遙遠,距我們我們最近的比鄰星也有4.21光年之遠,即太陽系發出的光要經過4.21個地球年才能到達比鄰星星系,同樣的比鄰星發出的光也要這麼久得時間才能到達地球。而由於宇宙仍然在膨脹,星系與星系間得距離越來越遠,也就是要大於4.21年。

我們假設外星人得科技可以直接接收到來自地球的光,也就是能夠直接看到地球表面。那麼只有半徑在380-360萬光年內的外星文明可以觀察到地球上發生的事情——人類的出現,在這以外即使有外星人,而且他們能夠觀察地球,那麼他們也只能看到地球上的動物和植物。

地球上的生命演化經歷了由水生——>兩棲——>陸生的階段,據科學家推測,41億年前,地球上第一次出現了生命,但那時的生命小且深藏在海洋之中,這是地球第一次像廣袤的宇宙發出帶有生命的微光。而要看到41億年前的地球,那麼這樣的外星文明得在41億光年之外觀察地球。如果再遠一些,46億年前,那時地球才剛剛形成,那麼處於46億光年之外的外星文明,也就觀測不到地球。。

而據宇宙學家最新推測,宇宙的半徑大約為930億光年,而宇宙的年齡約為130億年,實際上130億光年是目前可觀測的宇宙範圍。這是因為,從宇宙誕生之初發出的第一道光芒直到現在也只傳播了130億光年。就是說,位於130億光年外的一切,我們都無法觀測,當然即使那裡有高度發展的文明,他們對於我們這邊的宇宙也許也一無所知。

還有一種讓外星文明發現地球文明的方法是探測地球發出的有規律的電磁波。

人類第一次發出用於通信的電磁波的時間大約在50年前,也就是說,到現在這些電磁波也最多隻傳播了50光年,只有50光年內的外星文明才能獲取這些電磁波信號以發現我們的存在。況且這些電磁波十分的微弱,經過長時間的傳播,信號減弱,能夠被探測到並認為是文明發出的的概率也非常低。也許只有像大劉的《三體》中的葉文潔那樣,利用太陽這個大功率“電磁波發射器”向宇宙各方向發射的電磁波才有可能被外星文明探測到。

所以我們得出的結論便是:只有在處於半徑380-360萬光年內,且有能力觀測到地球表面的外星文明,才有可能發現我們的存在;或者處於50光年內,能夠檢測到電磁波的文明才有可能發現我們的存在。


方傑夫叨科學


從一定的角度上看,是這樣的。

根據現代觀測證明,宇宙天體之間的距離是非常遙遠的。比如距離我們最近的除太陽外的恆星有4.22光年,這是個什麼概念呢?人類目前最快的探測器每秒能飛20多千米,從北京到上海也就需要1分鐘的事,但是要飛到最近的恆星大約要5萬多年。



然而這顆恆星周圍是否存在生命還不一定,根據對生命存在概率的分析,銀河系中幾千億的恆星,恐怕可以在其附近產生生命的也並不多。根據推測這個數值上下差異很大,最少的估計有幾十個,最多的有幾十萬個,而就按最多的算,那麼在銀河系這麼大的空間中,幾十萬個有生命的星球之間的距離也是相當大的。

而且,有生命與有高級生命又是一道門檻,所以,即便有類似地球生命這樣的存在,那麼可能兩個生命星球之間的距離也要數百甚至數千光年。



然而,今天的人類,連太陽系都無法離開,更不要說更遠的星球了。

因此,這種距離在一定程度上限制了不同星球生命之間的聯繫。除非是科技發展到非常高的程度,可以進行星際探索,那麼才有可能遇到其他文明。

不過,智慧生命的演化也同樣存在風險,就像人類內部的戰爭,疾病等因素,所以人類未來能發展到什麼程度都是一個未知。

這樣看來,能進行星際航行的生命就更加稀少了,所以說光速和距離限制了生命之間的交流,是有一定的道理的。


寒蕭99


第一個問題:光速的限制是否限制了外星文明發現我們的存在?

這個問題幾乎是毋庸置疑的,不僅是人類,對宇宙中的所有文明都是如此。以銀河系為例,根據我國郭守敬天文臺最新的巡天數據,銀河系的直徑約為20萬光年,恆星與恆星之間的平均距離達到4光年。在這樣浩瀚的空間裡,兩個文明即便是採用最快的光速,也很難相互發現、交流和探索。

一、發現難:在天文學有一句著名的調侃叫:“我們看到的其實是一個假宇宙!”這是因為受光速的限制我們看到的所有恆星都不是它現在的樣子,而是它幾百年前,甚至幾千、幾萬年前的樣子。連我們最熟悉的太陽,我們看到的也不過是它8分鐘之前的樣子。

因此,即使是排除宇宙中所有的干擾,讓光沒有衰減的傳輸。從埃及修建金字塔開始算起,人類在地球的文明之光在銀河系中也不過傳輸了4700光年(注:薩卡拉金字塔是古埃及第三王朝國王左塞爾(Zoser)的陵墓,約建於公元前2700年,是埃及現有年代最早的金字塔)的距離。在這樣的距離內,很難保證有外星文明的存在。同時站在人類角度,以人類持續進行的SETI計劃(注:通過電磁波搜尋地外文明計劃,又名“鳳凰計劃”)為例,即使我們僥倖搜索到了外星文明的信息,但我們仍然不能肯定這條信息在什麼時間發出?在宇宙中飛行了多遠的距離?發自哪個星系?只知道一個模糊的方向。只有我們向他們回覆一條信息,等著他們的信息再次傳到地球我們才能通過光速大致計算出他們所在的位置。

二、交流難:由於一切信息和能量的傳輸速度被牢牢限制在了光速之內,這也就意味著在宇宙宏觀的尺度內,一個文明即使發現了另一個文明,想要進行聯繫也非常困難,需要耗費大量的時間。以距離地球最近的比鄰星為例,假設比鄰星存在類似三體一樣的外星文明,在4.3光年左右的距離上,人類即便是採用電磁波同他們進行通信,信息一來一回也需要8年多的時間,通信的時間非常漫長。這還是在理想的情況下,並沒有考慮電磁波的衰減和兩個不同文明相互交流的難度。

這裡附帶給大家分享一下在現實中人類呼叫外星文明的往事。1974年,美國天文學家“法蘭克·德雷克”和“卡爾·薩根”通過阿雷西博射電望遠鏡,向2萬光年以外的M13球狀星團發送了著名的“阿雷西博信息”。截止到今天為止,這條信息已經在宇宙中以光速飛行了46光年,然而直到今天為止我們並沒有收到任何回覆。90年代後,俄羅斯、美國、加拿大、英國又先後進行了幾次大規模的發送。其中發往仙后座Hip4872星系的信號將在2036年抵達,如果該星系存在外星文明且能及時對人類進行回覆的話,人類最早將會在2068接收到該星系外星人的回覆,有興趣且有條件的朋友可以耐心等待這一天的來臨。

三、探索難:雖然從理論上來說,一個文明只要無限的接近光速,就能借助相對論的時間膨脹效應進行星際探索。但在自身的參考系之外, 依然無法阻止外界的滄海桑田,跨越整個銀河系在外界看來依然需要20萬年的時間。任何一個文明想要進行星際探索,或者發現另一個文明依然艱難。

著名科幻小說家阿西莫夫曾計算過這樣一種可能,假設一個文明以10%的光速在銀河系開枝散葉,也不過需要100萬年的時間就能佔領整個銀河系

(注:在阿西莫夫時代仍然認為銀河系的直徑是10萬光年)。然而沒有,截止到今天為止銀河系並沒有被任何一個文明所佔領。

第二個問題:光速的限制對人類是利還是弊?

由於光速限制,雖然從客觀上限制了宇宙中各個文明相互感知、交流的可能,但對於人類而言並非一定是壞事。因為截止到目前為止,人類還沒有發現任何一個外星文明,我們也無法準確的界定外星文明的善於惡?因此從某種意義上來說,光速的限制反而是對像人類這樣弱小文明的一種保護。

從理性角度來分析,我們的地球不過誕生了46億年的時間,人類文明從誕生到現在也不到100萬年的時間,而我們的宇宙已經經歷了136億年。在人類文明誕生之前,在浩瀚的宇宙不知會誕生出多少我們無法想象的文明,他們的科技又會達到怎樣的高度。如果沒有了光速的限制,這些超級文明可以任意觀察和縱橫宇宙,他們又會怎麼樣對待我們?

雖然我們並不排除這些文明經歷漫長的時間會變得更加無私和友善,但以我們的科技實力,在他們面前可能連蟲子也比不上,他們真的會把我們當做一個文明,容忍我們犯下的種種錯誤碼?從另一個角度來說,如果這些文明是惡意的,或者宇宙中真的存在類似黑暗森林一樣的法則,人類幾乎沒有任何逃遁或隱藏自己的可能。因此光速的限制雖然阻礙了人類對宇宙的探索,但對人類而言卻並非一定是壞事。

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