答:需要100亿光年以上,甚至有可能永远无法传播到地球。
天文学中常用光年来表示遥远星体的距离,一光年大约是9.46万亿公里,如果人类收到一个60亿光年外文明的信号,然后我们回复的话,得使用数万倍恒星级别功率的发射器。
如果宇宙是静态的,对方需要在60亿年后,才能收到人类回复的信息,等到了那时候,地球已经被红巨星时期的太阳吞没了。
宇宙处于不断膨胀的过程中,目前膨胀速度为67.8(km/s)/Mpc,表示每相距326万光年,因宇宙膨胀导致的退行速度是67.8km/s。
那么在60亿光年外,因为宇宙膨胀效应,相对于地球的退行速度是12.5万公里每秒,也就是0.42倍光速。
如果宇宙膨胀速度始终不变,我们向对方发送信息后,两者之间的距离在继续拉大,那么信号传播到对方的时间也将延长,预计信号会在100亿年后,才能被对方接收到。
据天文学观测表明,宇宙目前处于加速膨胀的过程中,所以实际传播时间会更长。
需要提醒的是,一般情况下,天文学上说某个星体距离地球多少亿年,这并不是当前的真实距离。
实际上这个距离并不是当前的真实距离,因为这个距离没有考虑宇宙膨胀效应,实际距离远大于15亿光年,预计在100亿光年左右;如果我们此时回复对方,就得用真实距离,再加上此后的宇宙膨胀效应,来计算传播时间。
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人类文明发出的信号如果能到达60亿光年远外,早都变成了背景噪音了,谁都分辨不出来了。在三维空间中信号的强度是与距离二次方成反比的,也就是说信号的强度衰减很快,如果要想保证在60亿光年之外还可以被接收到
,发出的信号强度就要特别高。例如之前接受到的快速射电暴,几毫秒钟可以释放出相当于太阳一整天释放的能量。人类能达到吗?不能。
接下来回归本题,地球发出的信号到达60亿光年之外需要多长时间。有的人可能认为无线电信号是光速,那么只需要60亿年。其实这是不对的,在60亿光年远的距离上,宇宙膨胀的效果已经是非常明显了。如果取哈勃常数为70
(km/s)/Mpc,就表示每增加326万光年的距离,星系的远离速度就增加70公里/秒。那么意味着60亿光年之外的文明所处的星系正以12.9万公里/秒的速度远离我们。
简单的说就是我们接收到了60亿光年外的信号,但是此时它们随着宇宙膨胀简单计算已经距离我们80亿光年远处。如果此时地球立刻恢复信号,与此同时宇宙继续在膨胀,那么它们接收到信号的时间大约就是110亿年。
宇宙中的文明如果相距过远,几乎是没有相互交流的可能性的,人类文明就是处在一座孤岛上,可能至文明终结也很难碰到其他宇宙文明。