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如果地球要向银河系外传递信息，那么需要多大的能量呢？有何依据？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

如果地球要向银河系外传递信息，那么需要多大的能量呢？有何依据？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

地球向银河系外传递信息要多大能量？可以很小，也可以很大。这并不矛盾，取决于你对信息传递的要求，是速度优先还是内容优先？或者鱼和熊掌都要得到？

准确的说，所有信息处理行为都是信息在组织内部的传递，也就是信息在物理位置上的移动。信息传递可以通过文字、语言、图像、电码、色彩、气味、光等传播渠道进行传播的。传送方式有单向传送、双向传送、半双向传送(每次传送只能一个方向)、多道传送(一个通道通过多个信号)等。

随着科学技术的发展，人类也早已摆脱交通基本靠走，通讯基本靠吼的形式了。在地球的两端，一个电话或者互联网通信，就可以让远隔万里的两个人“互诉衷肠”。这是比较典型的双向传送了。不过，面对广袤的宇宙空间，距离何止万里，更不清楚发送的信息会不会“有人”收到。所以，面对向宇宙空间发送信息，最基本的要求就是信息本身要具有长时间长距离的稳定性。

人类向银河系外发送信息，主要的目的当然是寻找外星人，不过，现在这种主动发送信息暴露自己坐标的行为已经被各个国家所禁止了，至于原因，可以参考大刘的《三体》系列，毕竟“黑暗森林”的说法还是有些道理的。

但是，在上个世纪六七十年代，人类进入到航空时代不久，为了寻找外星人，着实干了一些比较“天真”的事情，向未知的宇宙发送人类的信息。

第一种方法比较“传统”，就是像邮差那样直接送信，这个邮差就是各种深空探测器。

1972年3月2日及1973年4月6日，人类首批深空探测器"先驱者10号"和"先驱者11号"探测器先后升空，在这两个探测器上各自携带了一块完全一样的镀金铝板，上面刻录了有关氢原子、太阳系和地球位置、探测器轮廓和男女画像等信息。人类这是想用这些图像信息来让地外文明（外星人）了解人类文明。

后来科学家们认为这样的镀金铝板有些简陋，档次不够，于是在1977年后续发射的"旅行者一号"和“旅行者二号”探测器上携带了一个12英寸规格的镀金铜质唱片。这个唱片可以说是史诗般的纪念品，由于其铝制外膜呈现出太阳光的颜色，于是得名"金色唱片"。这张唱片里记录了55种人类语言，其中包括了古代美索不达米亚阿卡德语等非常冷僻的语言，还有四种中国的方言（普通话、吴语、闽南语、粤语）。上面用54种人类语言向可能存在的外星智慧生物发出时任联合国秘书长库尔特·瓦尔德海姆的问候和时任美国总统卡特（毕竟是美国人出钱发射的）的问候，内容是：

“这是一份来自一个遥远的小小世界的礼物。上面记载着我们的声音、我们的科学、我们的影像、我们的音乐、我们的思想和感情。我们正努力生活过我们的时代，进入你们的时代。

除了问候，唱片中还有117种地球上动植物的图形，以及长达90分钟的各国音乐录音，其中也包括了中国传统古琴名曲《高山流水》，莫扎特的《魔笛》和日本的尺八曲等。最重要的是，这张金色唱片可以在宇宙空间中保存10亿年之久，因为旅行者的速度相对于宇宙空间来说实在是太慢了，到达最近的恒星也得大约4万年，这就是用时间换距离。10亿年的时间，也不一定能被其他外星文明所捕捉到，就算真有其他的智慧文明发现了这个人类的信使，那时还会有“人类”吗？

这也是传统送信方式的弊端，速度太慢，方向太单一。相比这种传统方式，人类利用无线电，也就是电磁波的方式向地球以外发送信息就方便多了。科学家也干过这事，也是在上个世纪70年代，1974年为庆祝当时最大的射电天文望远镜阿雷西博改造完成，科学家用阿雷西博望远镜向距离地球25000光年的球状星团M13发送了一段信息，这是一串由1679个二进制数字组成的信号，称为“阿雷西博信息”。如果这个信息被地外智慧生命所接收并破译的话，会读到如下图所示的信息：

这次的信息发送是定向的，因为科学家认为球状星团M13中的恒星分布比较密集，被地外智慧生命接收的可能性较大。

因为在宇宙空间中没有空气，用电磁波向宇宙中传递信息可以传递的很远。其实，从人类发明无线电的那一天开始，从地球上发出的无线电信号（就是电磁波）就已经开始向宇宙中传递了。到现在，所有的广播信号、电视信号、卫星通讯信号、手机信号等都在以电磁波的形式向宇宙中传递着各种地球上的信息。只是强度（能量）非常小而已。但是不管多么微弱的电磁波信号，从理论上说，都是可以在宇宙中传播无限远的距离，只不过随着距离的增加，信号强度会迅速衰减。还是从理论上说，不论多远，只要接收信号的装置足够强大，都能接收到哪怕再微弱的信号。目前人类从地球向宇宙中发射的信息中，只有通过射电天文望远镜发射的信号是最强的，因为这类信号是大强度、定向发射的，所以，如果外星文明的技术足够高，在几百光年外接受到问题应该不大，最大的问题是那个方向有没有外星文明。


不过，在现实中在遥远星际间的通讯是很困难的，主要有三个原因：第一，像上面说的，电磁波的传播能量会随着距离而衰减，第二，宇宙虽然是真空，但是也会有星际间的物质对电磁波进行散射和吸收，第三，背景辐射会造成噪音干扰。 所以无线电信号经过远距离传输，会变成乱码或大幅度衰落。

要想保障信号的强度，只有加大发射功率，不过，目前人类还没有足够的技术发射像《三体》中的恒星级功率传播，小说中描述的：

一束地球发出的强功率电波射向太阳，电波穿透了对流层，到达辐射层的能量镜面，在增益反射中被放大了几亿倍。

这只是情节需要，并且根据现有观察推测的，现在没有实际科学依据。至于利用引力波天线发布信息，同样也是在理论基础上作者的大胆想象。

所以，从地球向银河系外传递信息要多大能量这个问题，个人认为能量是次要的，主要还是看方法，至少现在人类寻找外星人的方法已从主动“邀请”变成了“暗中”观察，科学家没有停止监听来自宇宙中的“声音”，如果真的有外星文明，人类是该高兴还是恐惧呢？