1961. aastal lõi kuulus astronoom Frank Drake valemi meie galaktikas eksisteerivate maapealsete intelligentsuste (ETI) arvu hindamiseks. Drake'i võrrandina tuntud valem näitas, et isegi kõige konservatiivsemate hinnangute kohaselt võõrustas meie galaktika igal ajal vähemalt mõnda arenenud tsivilisatsiooni. Umbes kümme aastat hiljem avaldas NASA ametlikku otsingut maapealse luure (SETI) programmi leidmiseks.
Tänu tuhandete ekstrasolaarsete planeetide avastamisele on need jõupingutused viimastel aastakümnetel kogenud suurt huvi. Et lahendada elu, mis seal võib eksisteerida, tuginevad teadlased ka keerukatele vahenditele bioloogiliste protsesside (teise nimega biosignatuurid) ja tehnoloogilise tegevuse (tehnosignatuurid) märguande indikaatorite otsimiseks, mis võiksid näidata mitte ainult elu, vaid ka arenenud intelligentsust.
Kasvava huvi vastu selle valdkonna vastu korraldas NASA septembris NASA tehnosignatuuride seminari. Selle seminari eesmärk oli hinnata tehnosignatuuride uurimise hetkeseisu, kus on kõige lootustandvamad võimalused ja kus saaks edasi liikuda. Hiljuti avaldati seminari aruanne, mis sisaldas kõiki nende tulemusi ja soovitusi selle valdkonna tulevikuks.
See töötuba sai alguse 2018. aasta aprillis vastu võetud Kongressimaja assigneeringute seaduse eelnõust, kus NASA-le anti korraldus toetada tehnosignatuuride teaduslikku otsingut osana nende suuremast maapealse elu otsingutest. Üritus tõi kokku Houstoni Lunari ja Planeetide Instituudi (LPI) teadlased ja põhimõtteuurijad erinevatest valdkondadest, samal ajal kui paljud neist osalesid Adobe Connecti kaudu.
Kolme ja poolepäevase seminari käigus tehti arvukalt ettekandeid, mis käsitlesid paljusid olulisi teemasid. Nende hulka kuulusid erinevat tüüpi tehnosignatuurid, raadioside otsimine maavälise intelligentsuse (SETI), päikesesüsteemi SETI, megastruktuuride, andmete kaevandamise ning optilise ja infrapunakiirguse (NIL) otsingute jaoks. Maja assigneeringute seaduse eelnõu kohaselt koondati seminari tulemused aruandesse, mis esitati 28. novembril 2018.
Lõppkokkuvõttes oli seminari eesmärk neli:
- Määrake tehnosignatuuri välja praegune olek. Millised katsed on toimunud? Milline on tehnosignatuuri tuvastamise nüüdisaegne tase? Millised piirid on meil praegu tehniliste allkirjade osas?
- Mõista tehnosignatuuri valdkonnas lähiajal tehtavaid edusamme. Milliseid varasid on olemas, mida saab kasutada tehniliste allkirjade otsimiseks? Millised kavandatud ja rahastatud projektid edendavad tulevase aasta tipptasemel arengut ja mis on selle edenemise olemus?
- Mõista tehnosignatuurivälja potentsiaalset potentsiaali. Millised uued uuringud, uued instrumendid, tehnoloogia arendamine, uued andmete kaevandamise algoritmid, uus teooria ja modelleerimine jne oleksid olulised valdkonna edaspidiseks arenguks?
- Millist rolli võivad NASA partnerlussuhted erasektori ja heategevusorganisatsioonidega mängida meie tehniliste allkirjade valdkonna mõistmise edendamisel?
Aruanne algab sellega, et antakse taustteavet tehniliste allkirjade jahi kohta ja antakse mõiste määratlus. Autorid nimetavad selleks Jill Tarterit, kes on üks SETI-uuringute valdkonna juhtivaid juhte ja isikut, kes ise selle termini lõi. Lisaks sellele, et ta oli 35 aastat olnud SETI teadusuuringute keskuse (SETI instituudi osa) direktor, oli ta ka NASA SETI programmi projekti teadlane, enne kui see 1993. aastal katkestati.
Nagu ta märkis 2007. aasta artiklis pealkirjaga “Universumi elu areng: kas me oleme üksi?”:
„Kui suudame leida tehnilisi allkirju - tõendeid mõne tehnoloogia kohta, mis muudab keskkonda tuvastatavatel viisidel -, siis lubatakse meil järeldada vähemalt mingil ajal arukate tehnoloogide olemasolu. Nagu biosignatuuride puhul, ei ole võimalik loetleda kõiki tehnoloogia potentsiaalseid tehnilisi allkirju - kui me seda veel ei tea, aga me võime määratleda süstemaatilised otsimisstrateegiad mõne 21. sajandi maapealse tehnoloogia ekvivalendile. ”
Teisisõnu, tehnilised allkirjad on see, mida meie, inimesed, tunneksime tehnoloogiliselt arenenud tegevuse märkidena. Tuntuim näide on raadiosignaalid, mida SETI teadlased on viimased paarkümmend aastat veetnud. Kuid on ka palju teisi allkirju, mida ei ole täielikult uuritud, ja kogu aeg mõeldakse välja rohkem.
Nende hulka kuuluvad laserkiirgus, mida saab kasutada optilises kommunikatsioonis või tõukejõuna; märke megastruktuuridest, mis mõnede arvates olid Tabby’s Stari müstilise tuhmumise põhjuseks; või atmosfääri, mis on täis süsinikdioksiidi, metaani, CFC-sid ja muid teadaolevaid saasteaineid (et võtta lehekülg meie oma raamatust).
Biosignatuuride otsimisel piirab teadlasi asjaolu, et teada on ainult üks planeet, mis elu toetab: Maa. Kuid väljakutsed ulatuvad kaugemale, hõlmates rahastamise ja rahastamise küsimusi. Nagu ütles Jason Wright - PSU ning Eksoplaneetide ja Habitable Worldide Keskuse (CEHW) dotsent ja üks raporti autoritest - rääkis Space Magazine e-postiga:
„Tehnilisi väljakutseid on palju. Milliseid tehnilisi allkirju maaväline tehnoloogialiik genereeriks? Millised neist on tuvastatavad? Kuidas me saame teada, kui oleme selle leidnud? Kui leiame selle, kuidas saame olla kindlad, et see on tehnoloogia märk, mitte midagi ootamatut, kuid loomulik? "
Selles suhtes peetakse planeete „potentsiaalselt elamiskõlblikeks” lähtuvalt sellest, kas nad on „Maa-sarnased” või mitte. Täpselt samal viisil piirdub tehniliste allkirjade jaht tehnoloogiaga, mis on meie teada teostatav. Kuid tehnosignatuuride ja biosignatuuride vahel on ka mõned peamised erinevused.
Nagu nad selgitavad, on paljud väljapakutud kõrgtehnoloogiad kas isevalgustid (st laserid või raadiolained) või hõlmavad eredate looduslike allikate (st Dysoni sfäärid ja muud tähtede ümber ümbritsevad megastruktuurid) energiaga manipuleerimist. Samuti on võimalus, et tehnilisi allkirju hakatakse laialdaselt levitama, kuna kõnealused liigid võivad oma tsivilisatsiooni levitada naabruses asuvate tähesüsteemide ja isegi galaktikate vahel.
Nagu Wright selgitas, on palju tehnosignatuuride tüüpe, millest kõige sagedamini otsitakse raadiosignaali:
„Neil on palju eeliseid: need on ilmselgelt kunstlikud, need on üks odavamaid ja lihtsamaid viise teabe edastamiseks pikkade vahemaade tagant, nende genereerimiseks ei vaja me tehnoloogia ekstrapoleerimist ja võime tuvastada isegi üsna nõrku signaale tähtedevahelised vahemaad. Muud levinud tehnilised allkirjad on laserid - kas impulss- või pidevkiired -, millel on palju samu eeliseid. Mõlemad tehnilised allkirjad pakuti välja peaaegu 50 aastat tagasi ja suurem osa seni tehtud tehniliste allkirjade tööst on neid otsitud. ”
Seetõttu on vaja iga allkirja jaoks kehtestada ülempiir, et teadlased teaksid täpselt, mida mitte otsima. „Kui otsite midagi, kuid ei leia seda, peate hoolikalt dokumenteerima, millised signaalid olete tõestanudära tee olemas, ”ütles Wright. "Midagi sellist: mingil tasemel pole tugevamaid signaale, mingil ajal teatud tähtede vahemikus, kitsamad kui ribalaius, mõnes sagedusvahemikus."
Seejärel käsitletakse aruandes iga tehnilise allkirja tuvastamise ülempiire ja seda, milline praegune meetod ja tehnoloogia nende otsimiseks olemas on. Selle perspektiivi vaatamiseks tsiteerivad nad Chyba ja Handi 2005. aasta uuringut:
„Astrofüüsikud veetsid aastakümneid mustade aukude uurimist ja otsimist, enne kui kogusid tänapäeval veenvaid tõendeid nende olemasolu kohta. Sama võib öelda toatemperatuuril töötavate ülijuhtide otsimise, prootoni lagunemise, erirelatiivsusteooria rikkumiste või Higgsi bosoni kohta. Tõepoolest, suur osa kõige olulisemaid ja põnevamaid astronoomia ja füüsika uurimusi on seotud just selliste objektide või nähtuste uurimisega, mille olemasolu pole tõestatud - ja mida võib selguda, et seda polegi olemas. Selles mõttes astrobioloogia puutub vaid kokku sellega, mis on tuttav, isegi tavaline olukord paljudes oma õdetes. "
Teisisõnu, edaspidised edusammud selles valdkonnas seisnevad võimalike tehniliste allkirjade jahtimisviiside väljatöötamises ja määratlemises, mis vormis neid allkirju looduslike nähtustena välistada ei saa. Alustuseks kaalutakse mahukat tööd, mis on tehtud raadioastronoomia valdkonnas.
Kui rääkida sellest, siis võib öelda, et ainult äärmiselt kitsaribalistel astronoomilistel raadioallikatel on kunstlik päritolu, kuna lairiba raadiosaated on meie galaktikas tavaline nähtus. Selle tulemusel on SETI teadlased viinud läbi uuringuid, kus otsiti nii pideva laine kui ka impulsiga raadioallikaid, mida loodusnähtused ei saaks seletada.
Selle heaks näiteks on kuulus “WOW! Signaal ”, mille avastas 15. augustil 1977 astronoom Jerry R. Ehman Ohio Riikliku Ülikooli raadioteleskoobi Big Ear abil. M55 globaalse klastri lähedal Amburi tähtkuju vaatlemisel märkis teleskoop raadioülekannete järsku hüpet.
Kahjuks ei suutnud mitu järelkontrolli selle allika raadiosignaalide kohta täiendavaid viiteid leida. See ja muud näited iseloomustavad vaevarikka ja rasket tööd, mis kaasneb raadiolainete tehnosignatuuride otsimisega, mida on iseloomustatud kui nõela otsimist “Kosmilisest heinaküünast”.
Olemasolevate uuringuinstrumentide ja meetodite näited hõlmavad SETI Instituudi Alleni teleskoobi massiivi, Arecibo observatooriumi, Robert C. Byrd Green Banki teleskoopi, Parkesi teleskoopi ja väga suurt massiivi (VLA), projekti [e-posti teel kaitstud] ja läbilöögi kuulamist. . Kuid arvestades, et nii pideva kui ka impulssraadiootsinguna otsitud ruumi maht on raadiolainete allkirjade praegused ülempiirid üsna nõrgad.
Samamoodi tuleb optilise ja infrapunakiirguse (NIL) signaale tihendada ka sageduse ja aja osas, et neid saaks pidada kunstlikuks. Siin on näideteks lähi-infrapuna optilise SETI (NIROSETI) instrument, väga energeetilise kiirguse kujutise teleskoobi massiivi süsteem (VERITAS), Maa lähiümbruse objekti lainevälja uuringu uurija (NEOWISE) ja Keck / kõrgresolutsiooniga Echelle-spektromeeter ( RENDID).
Kui on vaja otsida megastruktuure (näiteks Dyson Spheres), keskenduvad astronoomid nii tähtede heitsoojusele kui ka nende heleduse langusele (varjamisele). Varasema puhul on tehtud uuringuid, mis otsisid lähedalasuvatelt tähtedelt tulevat liigset infrapunaenergiat. Seda võib pidada märgiks, et tehnoloogia (näiteks päikesepaneelid) on hõivatud tähevalgust.
Kooskõlas termodünaamika seadustega kiirgab osa sellest energiast soojusenergia raiskamiseks. Viimase puhul on varjamisi uuritud, kasutades andmebaasi Kepler ja K2 missioonidel, kas nad osutavad massiivsete orbiidil olevate struktuuride olemasolule - samamoodi, nagu neid kasutati planeetide transiidi ja eksoplaneetide olemasolu kinnitamiseks.
Sarnaselt on muude galaktikate uuringuid läbi viidud, kasutades lainete väljade infrapuna-uuringu uurijat (WISE) ja kahe mikroni suurust kogu taeva uuringut (2MASS), et otsida kinnisideede märke. Teisi käimasolevaid otsinguid tehakse infrapuna-astronoomilise satelliidi (IRAS) ning kaduvate ja ilmuvate allikate abil vaatlus sajandi jooksul (VASCO).
Aruandes käsitletakse ka tehnilisi allkirju, mis võivad esineda meie endi päikesesüsteemis. Siin tõstatatakse Oumuamua juhtum. Värskete uuringute kohaselt on võimalik, et see objekt on tegelikult võõras sond ja Päikesesüsteemis võiks selliseid tuhandeid objekte eksisteerida (mõnda neist võiks lähiajal uurida).
Isegi Maa peal on üritatud leida tõendeid varasemate tsivilisatsioonide kohta, isegi keemiliste ja tööstuslike tehniliste allkirjade abil, sarnaselt sellele, kuidas selliseid päikesepoolse planeedi näitajaid võiks pidada arenenud tsivilisatsiooni tõenditeks.
Teine võimalus on kosmosepõhiste tulnukate artefaktide või nn villitud teadete olemasolu. Need võivad olla kosmoseaparaadid, mis sisaldavad sõnumeid, mis sarnanevad "Pioneeritahvliga" Pioneer 10 ja 11 missioonide või Voyager 1 ja 2 lähetused.
Lõppkokkuvõttes varieeruvad nende tehniliste allkirjade ülempiirid ja seni pole ühtegi katset leida õnnestunud. Kuid nagu nad jätkavad märkimist, on tänu järgmise põlvkonna instrumentide, täiustatud otsingumeetodite ja tulusate partnerluste arendamisele märkimisväärsed võimalused tehniliste allkirjade tuvastamiseks tulevikus.
Need võimaldavad suuremat tundlikkust, kui otsitakse kommunikatsioonitehnoloogia näiteid, samuti keemiliste ja tööstuslike signatuuride märke tänu võimele eksoplaneete otse pildistada.
Näited hõlmavad maapealseid instrumente, näiteks Äärmiselt suur teleskoop (ELT), Suur sünoptilise uuringu teleskoop (LSST) ja Hiiglasliku Magellani teleskoop (GMT). Samuti on olemas kosmosepõhised vahendid, sealhulgas hiljuti pensionile läinud Kepler missioon (mille andmed viivad endiselt väärtuslike avastusteni), Gaia missioon ja Exoplaneti uuringu satelliidi transiit (TESS).
Praegu väljatöötamisel olevad kosmoseprojektid hõlmavad järgmist: James Webbi kosmoseteleskoop (JWST), Laivälja infrapuna-uuringuteleskoop (WFIRST) ja PLA Tähtede võrgutransiidid ja võnkumised (PLATO) missioonid. Eeldatakse, et see instrument koos täiustatud tarkvara ja andmevahetusmeetoditega annab ka lähitulevikus uusi ja põnevaid tulemusi.
Kuid nagu Wright võttis kokku, on asi, mis teeb suurima erinevuse, palju aega ja kannatlikkust:
“Vaatamata sellele, et ta on 50-aastane, on SETI (või kui soovite, siis tehniliste allkirjade otsimine) paljuski alles lapsekingades. Ajaloolise rahastamise puudumise tõttu pole muude asjade (tumeaine, mustade aukude, mikroobse elu jne) otsimisega võrreldes palju otsimist olnud; selle kohta, milliseid tehnilisi allkirju otsida, pole olnud isegi nii palju kvantitatiivset ja põhialust! Suurema osa senisest tööst on inimesed mõelnud sellele, millist tööd nad teeksid, kui neil oleks rahastust. Loodetavasti saame varsti hakata neid ideid ellu viima! ”
Pärast poole sajandi möödumist maapealse intelligentsuse otsingutest ei ole ikka veel leitud mingeid tõendeid intelligentsest elust väljaspool meie päikesesüsteemi - s.t Fermi kuulus küsimus „Kus kõik on?“ Kehtib endiselt. Kuid see on Fermi Paradoksi puhul hea - peate selle lahendama ainult üks kord. Kõik inimkonna vajadused on leida üks näide ja võrdselt auväärsele küsimusele „Kas oleme üksi?” Saab lõpuks vastuse.
Lõpparuande „NASA ja tehniliste allkirjade otsing vastavalt.
