臺北市立天文科學教育館

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。

圖說：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Grimaldi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。

圖說：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。（編輯／謝翔宇）

參考資料：Science Alert

原始論文：The Astronomical Journal