V roku 1961 slávny astronóm Frank Drake vytvoril vzorec na odhad počtu mimozemských inteligencií (ETI), ktoré by mohli existovať v našej galaxii. Tento vzorec, známy ako „Drakeova rovnica“, dokázal, že aj podľa najkonzervatívnejších odhadov bola naša galaxia pravdepodobne hostiteľom najmenej niekoľkých pokročilých civilizácií v danom čase. Asi o desať rokov neskôr NASA oficiálne zahájila vyhľadávanie programu mimozemských spravodajských služieb (SETI).
Toto úsilie zaznamenalo v posledných desaťročiach veľkú infúziu záujmu vďaka objaveniu tisícok extrasolárnych planét. Vedci sa pri riešení možnej existencie života spoliehajú aj na sofistikované nástroje na vyhľadávanie ukazovateľov biologických procesov (aka. Biosignatúry) a technologickej činnosti (technosignatúry), ktoré by mohli naznačovať nielen život, ale aj pokročilú inteligenciu.
S cieľom riešiť rastúci záujem o túto oblasť usporiadala NASA v septembri seminár Technosignatures NASA. Účelom tohto seminára bolo zhodnotiť súčasný stav výskumu v oblasti technického podpisu, kde sa nachádzajú najsľubnejšie cesty a kde možno dosiahnuť pokrok. Nedávno bola vydaná správa z dielne, ktorá obsahovala všetky ich zistenia a odporúčania pre budúcnosť tejto oblasti.
Tento seminár vznikol ako výsledok návrhu zákona o rozpočtových prostriedkoch Kongresového domu, ktorý bol schválený v apríli 2018, v ktorom sa NASA nariadilo, aby začalo podporovať vedecké hľadanie techno-podpisov ako súčasť ich väčšieho hľadania mimozemského života. Táto udalosť spojila vedcov a výskumných pracovníkov z rôznych odborov v lunárnom a planetárnom inštitúte (LPI) v Houstone, zatiaľ čo mnohí ďalší sa zúčastnili prostredníctvom programu Adobe Connect.
V priebehu troj a pol dňa sa uskutočnilo množstvo prezentácií, ktoré sa venovali mnohým relevantným témam. Zahŕňali rôzne typy technosignatúr, rádiové vyhľadávanie mimozemskej inteligencie (SETI), SETI slnečnej sústavy, megastruktúry, získavanie údajov a optické a blízke infračervené svetlo (NIL). Podľa zákona o rozpočtových prostriedkoch pre domácnosti boli výsledky seminára zhrnuté do správy, ktorá bola predložená 28. novembra 2018.
Účel seminára bol nakoniec štvoraký:
- Definujte aktuálny stav poľa technosignature. Aké experimenty sa vyskytli? Čo je najmodernejšia technológia na detekciu technosignature? Aké limity máme v súčasnosti na technické podpisy?
- Pochopiť pokrok, ktorý sa v oblasti technosignature blíži. Aké aktíva existujú, ktoré sa dajú použiť pri hľadaní technických podpisov? Aké plánované a financované projekty posúvajú najmodernejšie technológie v budúcich rokoch a aký je charakter tohto pokroku?
- Pochopiť budúci potenciál oblasti technosignature. Aké nové prieskumy, nové nástroje, vývoj technológií, nové algoritmy získavania údajov, nová teória a modelovanie atď. By boli dôležité pre budúci pokrok v tejto oblasti?
- Akú úlohu môžu zohrávať partnerstvá NASA so súkromným sektorom a filantropickými organizáciami pri zlepšovaní nášho porozumenia v oblasti technosignatúr?
Správa sa začína poskytnutím základných informácií o love technosignatúr a ponúknutím definície pojmu. Autori za to citujú Jill Tarterovú, jedného z popredných lídrov v oblasti výskumu SETI a osobu, ktorá razila tento termín sám. Okrem toho, že bola 35 rokov riaditeľkou Centra pre výskum SETI (súčasť inštitútu SETI), bola tiež vedúcou projektu pre program SETI NASA predtým, ako bola zrušená v roku 1993.
Ako uviedla v článku z roku 2007 s názvom „Vývoj života vo vesmíre: sme sami?“:
„Ak dokážeme nájsť technické podpisy - dôkazy o nejakej technológii, ktorá modifikuje jej prostredie spôsobmi, ktoré sú zistiteľné - potom nám bude umožnené odvodiť existenciu inteligentných technológov. Rovnako ako v prípade biologických podpisov nie je možné vyčísliť všetky potenciálne technologické podpisy technológie - ako sme doteraz nevedia, ale môžeme definovať systematické stratégie vyhľadávania pre ekvivalenty niektorých pozemských technológií 21. storočia. ““
Inými slovami, technologické podpisy sú to, čo by sme my ľudia rozpoznali ako znaky technologicky vyspelej činnosti. Najznámejším príkladom sú rádiové signály, ktoré výskumníci SETI strávili hľadaním niekoľkých posledných desaťročí. Existuje však mnoho ďalších podpisov, ktoré neboli úplne preskúmané a stále sa počíta s mnohými ďalšími.
Patria sem laserové emisie, ktoré by sa mohli použiť na optickú komunikáciu alebo ako prostriedok pohonu; príznaky megastruktur, o ktorých niektorí verili, boli dôvodom záhadného stlmenia Tabbyho hviezdy; alebo atmosféru plnú oxidu uhličitého, metánu, CFC a ďalších známych znečisťujúcich látok (na prevzatie stránky z našej vlastnej knihy).
Pokiaľ ide o hľadanie biologických podpisov, vedci sú obmedzení skutočnosťou, že existuje len jedna planéta, o ktorej vieme, že podporuje život: Zem. Problémy však siahajú oveľa ďalej a zahŕňajú otázky financovania a. Ako Jason Wright - docent na PSU a Centrum exoplanet a obývateľných svetov (CEHW) a jeden z autorov správy - časopisu Space Magazine povedal e-mailom:
„Technické výzvy sú mnohé. Aké druhy technologických podpisov by mimozemské technologické druhy vytvorili? Ktoré z nich sú zistiteľné? Ako budeme vedieť, či sme ho našli? Ak to nájdeme, ako si môžeme byť istí, že je to znak technológie a nie niečo neočakávané, ale prirodzené? “
V tomto ohľade sú planéty považované za „potenciálne obývateľné“ na základe toho, či sú „podobné Zemi“. Podobne je hon na technický podpis obmedzený na technológie, o ktorých vieme, že sú uskutočniteľné. Existujú však aj niektoré kľúčové rozdiely medzi technickými podpismi a biologickými podpismi.
Ako vysvetľujú, veľa navrhovaných pokročilých technológií je buď „samosvietivých“ (t. J. Lasery alebo rádiové vlny) alebo zahŕňajú manipuláciu s energiou z jasných prírodných zdrojov (t. J. Dyson Spheres a ďalšie megastruktúry okolo hviezd). Existuje tiež možnosť širokého rozšírenia technologických podpisov, pretože daný druh mohol rozšíriť svoju civilizáciu na susedné hviezdne systémy a dokonca aj na galaxie.
Ako vysvetlil Wright, existuje veľa druhov technosignatúr, z ktorých najbežnejšie vyhľadávaným je rádiový signál:
„Majú mnoho výhod: sú očividne umelé, sú jedným z najlacnejších a najjednoduchších spôsobov prenosu informácií na veľké vzdialenosti, nevyžadujú od nás žiadne extrapolácie v technológii, aby sme mohli generovať, a my môžeme zistiť aj dosť slabé signály na medzihviezdne vzdialenosti. Ďalšími bežnými technickými podpismi sú lasery - buď pulzné alebo kontinuálne lúče - ktoré majú mnoho rovnakých výhod. Obidve technické podpisy boli navrhnuté takmer pred 50 rokmi a väčšina práce, ktorá sa doteraz vykonala v súvislosti s technickými podpismi, ich hľadala. “
Pre každý z týchto podpisov je preto potrebné stanoviť horné limity, aby vedci presne vedeli čo nie hľadať. „Keď niečo hľadáte a nenájdete ho, musíte dôkladne zdokumentovať, aké signály ste preukázalinie existujú, “povedal Wright. "Niečo ako: žiadne signály silnejšie ako určitá úroveň, v určitom čase, v určitom rozsahu určitých hviezd, užšie ako určitá šírka pásma, v určitom rozsahu frekvencií."
V správe sa potom riešia, aké sú horné limity detekcie pre každú technickú podpis a aká súčasná metóda a technológia na ich nájdenie. Aby sme to uviedli do perspektívy, citujú zo štúdie 2005: Chyba a Hand:
„Astro-fyzici… strávili celé desaťročia štúdiom a hľadaním čiernych dier, než zhromaždili dnešné presvedčivé dôkazy o ich existencii. To isté možno povedať o hľadaní supravodičov pri izbovej teplote, rozklade protónov, porušení špeciálnej relativity alebo o tom Higgsovom bozóne. Väčšina najdôležitejších a najzaujímavejších výskumov v astronómii a fyzike sa skutočne týka presne štúdia predmetov alebo javov, ktorých existencia sa nepreukázala - a v skutočnosti sa môže ukázať, že neexistujú. V tomto zmysle sa astrobiológia obmedzuje iba na to, čo je známe, dokonca bežné v mnohých sesterských vedách. ““
Inými slovami, budúci pokrok v tejto oblasti bude pozostávať z vývoja spôsobov, ako hľadať možné technické podpisy, a určenia, v akej forme nemožno tieto podpisy vylúčiť ako prírodné javy. Začínajú úvahou o rozsiahlej práci, ktorá sa vykonala v oblasti rádiovej astronómie.
Keď príde na to, mohol by sa povedať, že iba veľmi úzkopásmový astronomický rádiový zdroj má umelý pôvod, pretože širokopásmové rádiové prenosy sú v našej galaxii bežným javom. Výsledkom bolo, že vedci SETI uskutočnili prieskumy, ktoré hľadali zdroje s nepretržitou vlnou aj impulzom, ktoré nemožno vysvetliť prírodnými fenoménmi.
Dobrým príkladom je slávny „WOW! Signal “, ktorý objavil 15. augusta 1977 astronóm Jerry R. Ehman pomocou rádiového ďalekohľadu Big Ear na Ohio State University. V priebehu prieskumu konštelácie Strelca v blízkosti guľového zhluku M55 zaznamenal ďalekohľad náhly skok v rádiových prenosoch.
Bohužiaľ, viaceré následné prieskumy nedokázali nájsť žiadne ďalšie náznaky rádiových signálov z tohto zdroja. Tento a ďalšie príklady charakterizujú náročnú a náročnú prácu, ktorá prichádza s hľadaním technoznakov rádiových vĺn, ktoré boli charakterizované ako hľadanie ihly v „Kozmickom kupci sena“.
Medzi príklady existujúcich nástrojov a metód prieskumu patrí Allen Telescope Array inštitútu SETI, Arecibo Observatory, Telescope Green Bank Telescope Roberta C. Byrda, Telescope Parkes a Very Large Array (VLA), projekt [email chránený] a Breakthrough Listen , Ale vzhľadom na to, že objem priestoru, ktorý sa hľadal ako pre kontinuálne, tak aj pre pulzné rádiové vyhľadávanie, sú súčasné horné limity pre podpisy rádiových vĺn dosť slabé.
Podobne aj optické signály a signály blízke infračervenému svetlu (NIL) musia byť stlačené z hľadiska frekvencie a času, aby sa mohli považovať za umelé. Príklady zahŕňajú prístroj s blízkou infračervenou optikou SETI (NIROSETI), veľmi energický radiačný zobrazovací teleskopický systém (VERITAS), prieskumník so širokým poľom zameraný na objekty blízke Zeme (NEOWISE) a spektrometer Echelle Keck / High Resolution ( HIRES).
Pokiaľ ide o hľadanie megastruktur (napríklad Dyson Spheres), astronómovia sa zameriavajú na odpadové teplo z hviezd aj na poklesy ich jasnosti (zatemnenie). V prípade prvého z nich sa uskutočnili prieskumy, ktoré hľadali nadbytočnú infračervenú energiu prichádzajúcu z blízkych hviezd. Toto by sa mohlo považovať za náznak toho, že hviezdne svetlo je zachytávané technológiou (napríklad solárne panely).
V súlade so zákonmi termodynamiky by sa časť tejto energie vyžarovala ako „odpadové“ teplo. V prípade posledne menovaných sa zatmenia skúmali pomocou údajov z internetu Kepler a K2 misie s cieľom zistiť, či by mohli naznačovať prítomnosť mohutných obežných štruktúr - rovnakým spôsobom, ako sa použili na potvrdenie planétových tranzitov a existencie exoplanet.
Podobne sa uskutočnili prieskumy iných galaxií pomocou prieskumu šírkového infračerveného prieskumu (WISE) a dvojmikrónového prieskumu všetkých nebies (2MASS), aby sa zistili príznaky zatemnenia. Ďalšie prebiehajúce prieskumy sa uskutočňujú pomocou infračerveného astronomického satelitu (IRAS) a miznúcich a objavujúcich sa zdrojov počas storočia pozorovania (VASCO).
Správa sa tiež zaoberá technickými podpismi, ktoré môžu existovať v našej vlastnej slnečnej sústave. Tu sa uvádza prípad um Oumuamua. Podľa nedávnych štúdií je možné, že tento objekt je v skutočnosti cudzia sonda a že v slnečnej sústave by mohli existovať tisíce takýchto objektov (niektoré z nich by sa mohli študovať v blízkej budúcnosti).
Dokonca sa tu pokúsili nájsť dôkazy o minulých civilizáciách tu na Zemi, aj keď chemické a priemyselné technológie, podobné tomu, ako by sa takéto ukazovatele na extrasolárnej planéte mohli považovať za dôkaz rozvinutej civilizácie.
Ďalšou možnosťou je existencia mimozemských artefaktov založených na vesmíre alebo „správ vo fľašiach“. Mohli by mať podobu kozmickej lode, ktorá obsahuje správy podobné „priekopníckemu plaketu“ Priekopník 10 a 11 misií alebo „zlatý rekord“ Voyager 1 a 2 misií.
Horné limity týchto technosignatov sa nakoniec líšia a doteraz sa im nepodarilo dosiahnuť žiadny pokus o ich nájdenie. Ako však ďalej poznamenávajú, v budúcnosti existujú značné príležitosti na detekciu technosignature vďaka vývoju nástrojov novej generácie, zdokonaleným metódam vyhľadávania a lukratívnym partnerstvám.
Umožnia väčšiu citlivosť pri hľadaní príkladov komunikačných technológií, ako aj príznakov chemických a priemyselných podpisov vďaka schopnosti priamo snímať exoplanety.
Príklady zahŕňajú pozemné prístroje, ako je extrémne veľký ďalekohľad (ELT), veľký synoptický prieskumný ďalekohľad (LSST) a obrovský Magellanův ďalekohľad (GMT). Existujú aj vesmírne nástroje vrátane nedávno odišiel Kepler misia (ktorej údaje stále vedú k hodnotným objavom), Gaia misie a Transiting Satellite Exoplanet Survey Satellite (TESS).
Medzi vesmírne projekty, ktoré sa v súčasnosti vyvíjajú, patrí James Webb Space Telescope (JWST), Širokouhlý infračervený prieskumný ďalekohľad (WFIRST) a PLAnetárne tranzity a oscilácie hviezd (PLATO) misie. Očakáva sa, že tieto nástroje spolu s vylepšeným softvérom a metódami zdieľania údajov prinesú nové a vzrušujúce výsledky v nie príliš vzdialenej budúcnosti.
Ale ako Wright zhrnul, to, čo urobí najväčší rozdiel, je veľa času a trpezlivosti:
„Napriek tomu, že má 50 rokov, SETI (alebo, ak sa vám páči, hľadá technické podpisy), je ešte stále v plienkach. V porovnaní s hľadaním iných vecí (temná hmota, čierne diery, mikrobiálny život atď.) Sa veľa nevyhľadávalo kvôli historickému nedostatku finančných prostriedkov; o kvantitatívnej, základnej práci sa ešte nehovorilo o tom, čo hľadajú technické podpisy! Väčšinu doterajšej práce tvorili ľudia premýšľajúci o tom, čo by robili, keby mali finančné prostriedky. Dúfajme, že čoskoro dokážeme tieto myšlienky uviesť do praxe! “
Po polstoročí hľadanie mimozemskej inteligencie stále nenašlo žiadny dôkaz inteligentného života za hranicami našej slnečnej sústavy - t. J. Fermiho slávna otázka „Kde sú všetci?“ Stále platí. Ale to je pre Fermi Paradox dobré, musíte to vyriešiť iba raz. Všetko, čo ľudstvo potrebuje, je nájsť jediný príklad a konečne bude zodpovedaná rovnako časovo uznávaná otázka „Sme sami?“.
Záverečnú správu s názvom „NASA a hľadanie technosignatúr“ zostavili Jason Wright a Dawn Gelino - docent, PSU a Centrum pre exoplanety a obývateľné svety (CEHW) a výskumný pracovník v NASA Exoplanet Science Institute (NExScI). , resp.
