摘要：

本文以修正的洛伦兹电磁场变换式分析了从太阳系外行星所发出的无线电信号到达地球时可能产生的导致通讯中断的黑障现象，给出了人类没有发现能够证明外星人存在的生命信号的一种可能的原因。

关键词：

费米悖论，费米之问，黑障，麦克斯韦方程，运动介质的麦克斯韦方程，洛伦兹变换，电磁场的洛伦兹变换，运动介质的电动力学，动体的电动力学

1.   引言：

1950年中的一天，当诺贝尔奖获得者、物理学家费米在和别人讨论飞碟及外星人的相关问题时说了一句话：“他们都在哪儿呢?” 这句看起来似乎很简单的问话，其实就是著名的“费米悖论”[1]或费米之问。 银河系大约有2500亿（2.5 x 1011）颗恒星，可观测宇宙内则有700垓（7 x 1022）颗。即使智慧生命以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中，那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。现代天文学也确证：地球人的出现是宇宙演变的结果；由于自然法则在宇宙中具有普遍性，导致地球人诞生的因素也会出现在苍茫宇宙的某处。美国天文学家、科普作家卡尔萨根估计，依据德雷克方程，存在地外智慧生命的星球数量应该约为100万颗；美国科幻作家阿西莫夫则认为，这样的星球应有67万颗；而法兰克·德雷克本人较为保守的估计为10万颗。“费米悖论”生成几十年来，人类对太空的探索已有长足的进展。宇宙飞船已经参观或探测了太阳系中绝大部分的行星及其主要卫星，天文学家还追踪了成千上万颗星球发出的微波信号。但是，这些搜寻行动一无所获，人类并没有发现能够证明外星人存在的生命信号。

本研究的给出了人类没有发现能够证明外星人存在的生命信号的一种可能的原因——“黑障”。

2、讨论

如果在银河系内某个恒星系中存在一颗有高等文明外星人的行星，该行星的外星人向太空发射的无线电信号到达地球时会是个什么情况呢？

假设位于该行星地面上的无线电发射台（天线）相对地面静止，则该行星的地面天线可视为就是该行星的以太参照系。假设该行星绕恒星X以速度v₁运动，恒星X以速度v₂绕银河系运动，太阳以速度v₃绕银河系运动，地球以速度v₄，绕太阳运动。假设外星人用静止于行星地面的天线向太空发射了无线电信号，在这种情况下在参考系K(行星) 和参考线 K^’（恒星X）上分别固定一个坐标系oxyz和o^’x^’y^’z^’。为了方便，假设两个坐标系的对应坐标轴互相平行，同时设K^’相对K以速度v₁沿x轴的正方向运动，并且在t=t^’时两坐标系的原点o和o^’重合。 根据修正的相对性原理[2]，物理定理在所有以太系中形式相同。所以，静止在K系（该行星以太系）中观察，外星人从静止于地面天线所发出的电磁波满足静止介质的麦克斯韦方程组：

由修正的洛伦兹电磁场变换式[3]（8-1）-（8-6），我们得到在K^’系（恒星X以太系）测到的各电磁场分量为：

公式（2-1）-（2-6）中，ρ₁为该行星所在处恒星X的能量（以太）密度。

当该无线电波从恒星X的以太系（K^’系）进入到银河系以太系（K^’’系）时, 我们得到在K^’’系(银河系以太系)测到的各电磁场分量为：

公式（5-1）-（5-6）中，ρ₂为恒星X所在处银河系的能量（以太）密度。

当该无线电波从银河系以太系（K^’’系）进入到太阳以太系（K^’’’系）时, 我们得到在K^’’’系(太阳以太系)测到的各电磁场分量为：

公式（8-1）-（8-6）中，ρ₃为太阳所在处银河系的能量（以太）密度。

当该无线电波从太阳以太系（K^’’’系）进入到地球以太系（K^’’’’系）时, 我们得到在K^’’’’系(地球以太系)测到的各电磁场分量为：

公式（11-1）-（11-6）中，ρ₄为地球所在处太阳的能量（以太）密度。

参考文献

[1] 费米悖论，百度百科，https://baike.baidu.com/item/%E8%B4%B9%E7%B1%B3%E6%82%96%E8%AE%BA/10937023?fr=aladdin

[2] Wang, J.A. (2019) The Modification of Special Relativity. Journal of Modern Physics, 10, 1615-1644. doi: 10.4236/jmp.2019.1014107.

[3] 科学网—再论航天黑障区的成因 （高铁手机信号差与黑障问题有关吗？） - 王建安的博文 (sciencenet.cn)