Мы ищем жизнь во всех неправильных направлениях

Чуть более 80 лет назад человечество впервые начало вещание радио-и телевизионных сигналов с достаточной мощностью, чтобы они покинули атмосферу Земли и продвинулись вглубь межзвездного пространства. Если бы кто-то, живущий в далекой звездной системе, держал бдительный взгляд на эти сигналы, они не только могли бы забрать их, но и сразу определить их как созданные разумным видом.

В 1960 году Фрэнк Дрейк впервые предложил искать такие сигналы из других звездных систем, используя большие радиоволны, порождающие SETI: The Search for Extra-Terrestrial Intelligence. Тем не менее, за последние полвека мы разработали гораздо более эффективные способы общения по всему миру, чем с помощью радиовещания и телевизионных сигналов. Имеет ли смысл поиск инопланетян в электромагнитном спектре?

Этот вопрос, конечно, необычайно умозрительный, но дает нам шанс посмотреть на наш собственный технологический прогресс и рассмотреть, как это может произойти в других частях Вселенной. В конце концов, если кто-то из культуры, которая была разбирается только в дымовых сигналах и ударных ударах, оказался глубоко в сердце леса, они могут сделать вывод, что вокруг нет разумной жизни. Тем не менее, если вы дали им мобильный телефон, есть хороший шанс, что они могли бы получить прием с того места, где они стояли! Наши выводы могут быть столь же предвзятыми, как и применяемые нами методы.

Художественное представление экспериментов Бена Франклина, использующих электричество. Изображение кредит: изображение общественного достояния.

Механизм электричества начали понимать только в конце XVIII века, с работы Бена Франклина. В 19 веке электричество только начало использоваться для управления электрическими цепями и другими электрическими устройствами, и явления, связанные с классическим электромагнетизмом, стали понятны только во второй половине этого века. Первые передачи электромагнитных сигналов для связи имели место только в 1895 году, а мощь радиопередач для распространения в межпланетное и межзвездное пространство не была достигнута до 1930-х годов.

Это изображение, существующее в 2011 году (а сейчас 7 лет), показывает охват радиосигналов человечества в космосе. Световой год – это большое расстояние, но звезды в нашей галактике в среднем находятся на расстоянии десятков тысяч световых лет. Изображение кредита: заумные гуся.

Скорость света также довольно ограничивающая вещь: если наши радиосигналы путешествуют по межзвездному пространству в течение 80 лет, это означает, что только у цивилизаций в течение 80 световых лет из нас была бы возможность получить эти сигналы, и что только у цивилизаций в течение 40 световых лет была бы возможность получить эти сигналы и отправить нам то, что мы получили бы к настоящему времени. Если парадокс Ферми-это вопрос “где все”, то ответ – “не в течение 40 световых лет” ” что совсем не говорит нам о разумной жизни во Вселенной.

Хотя в одной только нашей галактике могут быть сотни миллиардов звезд и около двух триллионов галактик в наблюдаемой Вселенной, в течение 40 световых лет Земли насчитывается менее 1000 звезд.

Есть несколько десятков звезд в течение 14 световых лет земли; это число поднимается только до 1000 после 40 световых лет, что близко к максимальному времени кругового пути светового сигнала, посланного с Земли людьми, способными обратиться во Вселенную. Изображение: Inductiveload / Wikimedia Commons.

И что еще хуже, электромагнитные сигналы, выходящие из земли в межзвездное пространство, уменьшаются, а не увеличиваются. Телевизионные и радиопередачи все чаще проходят по кабелям или через спутник, а не с радиопередач здесь, на Земле. К тому времени, когда проходит еще один век, очень вероятно, что сигналы, которые мы посылали (и, следовательно, начали искать) в течение 20-го века, перестанут излучаться с Земли вообще. Возможно, инопланетная цивилизация, заметив эти наблюдения, когда сигналы прибывают, сделала бы вывод, что эта голубая, водянистая планета, вращающаяся вокруг нашей звезды на большом расстоянии, фактически достигла разумной, технологически продвинутой жизни на короткое время, а затем уничтожилась, когда сигналы постепенно остановились.

Или, возможно, делать выводы из того, что есть или нет в какой-либо форме электромагнитного сигнала, совершенно неумело.

The Earth at night emits electromagnetic signals, but it would take a telescope of incredible resolution to create an image like this from light years away. Image credit: NASA’s Earth Observatory/NOAA/DOD.

Если бы мы смотрели на Землю с близкого расстояния в видимом свете, то не было бы никаких сомнений по поводу того, заселена она или нет: большое сияние городов ночью безошибочно является признаком нашей деятельности. Тем не менее, это световое загрязнение является относительно новым, и это то, что мы, наконец, учимся управлять и контролировать, если мы вкладываем в него усилия (т. е. время, деньги, трудовые ресурсы и ресурсы). Нет никаких оснований не быть оптимистом в том, что к концу 21-го или 22-го веков земля ночью будет выглядеть не иначе, чем в течение миллиардов лет: темная, за исключением случайной Авроры, молнии или извергающегося вулкана.

Borealis рассвета одна такая переходная характеристика которую можно увидеть от космоса… или через межзвездные расстояния. Изображение кредит: военно-воздушные силы США фото старший летчик Джошуа Strang.

Но если бы мы не искали электромагнитные сигналы, на что бы мы смотрели? Действительно, все в известной Вселенной ограничено скоростью света, и любой сигнал, созданный в другом мире, потребовал бы, чтобы мы могли наблюдать за ним. Эти сигналы — с точки зрения того, что может достичь нас-делятся на четыре категории:

1. Электромагнитные сигналы, которые включают в себя любую форму света любой длины волны, которая будет указывать на наличие разумной жизни.
2. Сигналы гравитационных волн, которые, если есть один уникальный для разумной жизни, будут обнаруживаться с достаточно чувствительным оборудованием в любой точке Вселенной.
3. Сигналы нейтрино, которые-хотя и невероятно низкие в потоке на больших расстояниях – будут иметь безошибочную подпись, зависящую от реакции, которая их создала.
4. И, наконец, фактические, макроскопические космические зонды, либо роботизированные, компьютеризированные, свободно плавающие или обитаемые, которые пробились к Земле.

Как замечательно, что наши Научно-фантастические фантазии сосредоточены почти исключительно на четвертой возможности, которая, безусловно, наименее вероятна!

Когда вы думаете об огромных расстояниях между звездами, о том, сколько звезд есть с потенциально обитаемыми планетами (или потенциально обитаемыми лунами) и сколько требуется, с точки зрения ресурсов, чтобы физически отправить космический зонд с одной планеты вокруг одной звезды на другую планету вокруг другой звезды, кажется буквально сумасшедшим считать этот метод хорошим планом. Гораздо более вероятно, вы думаете, что было бы разумно построить правильный Тип детектора, исследовать все различные регионы неба и искать сигналы, которые могли бы однозначно показать нам присутствие разумной жизни.

Долгосрочные среднемесячные осадки (мм / сут и в/сут), основанные на данных 1961-1990 годов, которые влияют на концентрацию H2O и, следовательно, на спектр выбросов Земли. Изображение: pzmaps / Wikimedia Commons.

В электромагнитном спектре мы знаем, что наш живой мир делает в ответ на Времена года. С зимой и летом, есть сезонные (и, следовательно, орбитальные) изменения в том, какие электромагнитные сигналы излучает наша планета. Как Времена года меняются, так и цвета на различных частях нашей планеты. С достаточно большим телескопом (или массивом телескопов), возможно, можно было увидеть отдельные признаки нашей цивилизации: города, спутники, самолеты и многое другое. Но, возможно, лучшее, что мы могли бы найти, это изменения природной среды, соответствующие тому, что могла бы создать только разумная цивилизация.

Впечатление художника о аммиачном мире с передовым этапом жизни на нем. Но мы должны быть осторожны, чтобы исключить любые естественные сигналы, которые могли бы имитировать то, что мы наблюдаем, прежде чем мы заключим в пользу иностранцев. Изображение: Ittiz / Wikimedia Commons.

Мы еще не сделали этого, но, возможно, крупномасштабные модификации планеты были бы именно тем, что мы должны искать, и должны быть масштабными проектами, к которым мы бы стремились. Помните, любая цивилизация, которую мы находим, вряд ли будет в своем технологическом младенчестве, как и мы. Если они переживут это и будут процветать через него, мы, вероятно, столкнемся с ними в состоянии десятков или сотен тысяч лет, более продвинутых, чем мы. (И если это не поражает ваш разум, подумайте, насколько мы продвинуты, чем были всего несколько сотен лет назад!) Но это также приводит к двум другим возможностям.

За последние 2+ года на Земле были обнаружены гравитационные волны, начиная от слияния нейтронных звезд и слияния черных дыр. Построив в космосе обсерваторию гравитационных волн, мы сможем достичь чувствительности, необходимой для обнаружения преднамеренного инопланетного сигнала. Image credit: ESA / NASA and the Lisa collaboration.

Возможно, по мере того, как наша технология гравитационных волн будет настроена на обнаружение первых сигналов от Вселенной, мы обнаружим, что существуют тонкие эффекты, которые поддаются обнаружению во всем космосе. Возможно, есть что-то, что можно сказать о мире с десятками тысяч спутников, вращающихся вокруг него, что-то уникальное, что может обнаружить детектор гравитационных волн? Мы не разобрались в деталях, потому что это поле находится в зачаточном состоянии и еще не разработано до такой степени, что может обнаружить такой маленький сигнал.Но эти сигналы не ухудшают путь электромагнитные одни делают, ни там что-нибыдь которое защищает их. Возможно, это новая ветвь астрономии будет путь сотни лет. Но я ставлю на третий вариант, если хочешь нестандартную мысль.

Реактор ядерный экспериментальный RA-6 (Republica Argentina 6), EN marcha, показывающий характерное для Черенкова излучение от излучаемых частиц быстрее, чем частицы света в воде. Реакции также производят обильное количество antineutrinos. Изображение: Centro Atomico Bariloche, via Pieck Darío.

Что может быть источником энергии для достаточно развитой цивилизации? Возможно, это ядерная держава, скорее всего, термоядерной энергии, и, скорее всего, определенный тип синтеза, что доказано, чтобы быть эффективным, обильным, отличается от того, что происходит в ядрах звезд, и который дает очень конкретные нейтрино (или антинейтрино) подпись в качестве побочного продукта. И эти нейтрино должны иметь очень специфическую, явную сигнатуру, насколько ее энергетический спектр идет: тот, который не производится каким-либо естественным процессом.

Существует много естественных нейтринных сигнатур, созданных звездами и другими процессами во Вселенной. Но обратите внимание на уникальный и однозначный сигнал, который исходит от реактора antineutrinos. Отсечение в энергии является ключевым для идентификации этого сигнала. Image credit: icecube collaboration / NSF / Университет Висконсина.

Если мы можем предсказать, что это за подпись, понять ее, построить детектор для нее и измерить его, мы можем найти цивилизацию, использующую синтез, где угодно, и не нужно беспокоиться о том, вещают ли они или нет. Пока они делают власть, мы можем найти их. С SETI фокусируя единственно на электромагнитных подписях, мы можем, в настоящее время, искать космический эквивалент сигналов дыма в заполненном мобильным телефоном мире. Но это, вероятно, не будет так долго. По мере того как наша технология продолжается выдвинуть, наше знание чего искать выдвинется вместе с ей. И, возможно, когда — нибудь-возможно, даже когда-нибудь-Вселенная может иметь самый приятный сюрприз из всех, что нас ждет: новости о том, что мы не одиноки, в конце концов.