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外星文明|短暂窗口假说：我们能收到来自外星文明的信号吗？

欢迎回到我们的费米悖论系列 ， 在这里我们会分析恩里克·费米的著名问题 ， “他们都在哪儿呢？”今天 ， 我们检验这样一种可能性 ， 是否我们从未收到外星人的消息是因为高智生物仅仅存活了这么久 。
外星文明|短暂窗口假说：我们能收到来自外星文明的信号吗？
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1950年 ， 意大利美籍物理学家恩里克·费米和他的几个同事在洛斯·阿拉莫斯国家实验室共进午餐 ， 作为曼哈顿计划的一份子他已经在这里工作了5年 。 根据各种不同的说法 ， 午餐的话题转到了外星人和最近大量出现的不明飞行物 。 对此 ， 费米提出了一个载入史册的想法 ， “他们都在哪儿呢？”
这个后来成为费米悖论的基础 ， 费米悖论阐述了对地外文明存在性的过高估计和缺乏相关证据之间的矛盾 。 从费米所处的时代开始 ， 一直有各种针对他这个问题的假设提出 ， 也包括在外星文明灭亡之前仅有一个“短暂的窗口”和宇宙交流这种可能性 。
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总的来说 ， 归在这个假设下的提议认为 ， 虽然宇宙实际上可能充满了生命 ， 但是时间和空间强加了巨大的限制 ， 使得高智生物之间相互交流变得非常困难 。 简而言之 ， 阻隔在文明之间的距离可能意味着等到一个文明发展到能够向太空广播信号时 ， 它会在收到回复前灭亡 。
德雷克方程 ， 一个用来推测“可能与我们接触的银河系内外星球高智文明的数量”的数学公式 。 来源：罗切斯特大学德雷克公式 。
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1961年 ， 著名的搜寻外星智能（SETI）研究人员法兰克·德雷克在格林班克天文台的一次会议上提出了后来以他的名字命名的方程式 。 德雷克方程并不是一个对给定时间的银河系上外星高智生物的数量的官方估计 ， 而是一个概括搜寻外星智能研究的困难的概率论据 。

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以数学公式表述 ， 如下：
N = R* X FP X NE X FL X FI X FC X L
N代表银河系内可能和我们通讯的文明数量 。
R* 代表银河系形成恒星的平均速率 。
fp 代表恒星中有行星的比例 。
Ne代表类地行星的数量
fl 代表有进化生命可居住行星的数量
fi 代表能演化高智生物的行星的数量
fc 代表能发展通讯技术的文明数量
L 代表高智文明科技预期寿命

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要了解“简要窗口假设” ， 首先需要知道一个关键参数L 。 我们将一个文明在遭遇毁灭性事件之前的预期存在时间定义为L ， 其中毁灭性事件可能以自然灾害（比如小行星撞击）或内部自我毁灭（比如核战争或生物战争）等形式出现 。 例如对人类而言 ， 这些形式的毁灭性威胁都是可能发生的 。
在经典的德雷克方程（由美国天文学家法兰克·德雷克于1960年代提出 ， 是用来推测“可能与我们接触的银河系内外星球高智文明的数量”的公式）中 ， L被定义为一个文明发展出必要的技术（比如无线电通信） ， 并能够传输信号的时间 ， 即科技文明寿命 。 而“简要窗口假设”中 ， 还包括了该文明发出信号后获得回复的时间 。 在毁灭性的灾难发生之前 ， 一个现代文明能够存在多久？可能在有些文明还未来得及收到或发出信号时就已经毁灭了 ， 这是“大静默”状态出现（人类为搜索地外文明发出无线信号 ， 但外星人通讯信号始终保持沉默的状态）的原因吗？
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进入“伟大的过滤器”
1996年 ， 牛津大学人类未来研究所（FHI）的助理研究员罗宾·汉森发表了一篇题为《伟大的过滤器——我们能够通过吗？》的论文 。 汉森提出 ， 在宇宙中一定存在着某种东西（论文中称为“过滤器”） ， 它们阻止无机物质聚集在一起创造简单生命、并最终产生智能物种 。 同样 ， 这种阻止发展的“过滤器” ， 也一定存在于生命从在某颗行星内部自然诞生 ， 到它最终发展成为跨行星甚至跨恒星的星际文明这一过程中的某个节点 。 基于地球生命的出现和数十亿年进化的过程 ， 汉森提出了一个生命和文明演化“九步时间线” ， 包括：
1. 宜居的恒星系统（存在有机物和宜居行星）
2. 生殖分子（比如RNA）
3. 原核单细胞生物
4. 真核单细胞生物
5. 有性繁殖
6. 多细胞生物
7. 能使用工具的动物


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