Desetletja po tem, ko je Enrico Fermi izrekel svoje slavne besede - 'Kje so vsi?' – Paradoks ki nosi njegovo ime, nas še vedno preganja. Kljub večkratnim poskusom lociranja radijskih signalov, ki prihajajo iz vesolja, in našim stalnim prizadevanjem, da bi našli vidne znake nezemeljskih civilizacij v oddaljenih zvezdnih sistemih, iskalna nezemeljska inteligenca (SETI) še ni ustvarila ničesar bistvenega.
Toda kot nas je naučila zgodovina, lahko neuspeh spodbudi nove in zanimive ideje. Na primer, v a nedavno objavljen časopis , Dr. Duncan H. Forgan z univerze St. Andrews je predlagal, da bi nezemeljske civilizacije lahko komunicirale med seboj z ustvarjanjem umetnih prehodov svojih zvezd. Ta vrsta »galaktičnega interneta« bi lahko pomenila, kako nam napredne vrste trenutno poskušajo signalizirati.
Forganov papir, ' Eksoplanetski tranziti kot temelj medzvezdnega komunikacijskega omrežja «, je bilo nedavno objavljeno na spletu. Poleg tega, da je znanstveni sodelavec na Šola za fiziko in astronomijo in Zavezništvo za fiziko škotskih univerz na Univerzi St Andrews (najstarejša akademska ustanova na Škotskem) je tudi član Center za znanost o eksoplanetih St Andrews .
Prispevek se začne z obravnavo dveh temeljnih problemov, povezanih z medzvezdno komunikacijo – časovne razporeditve in porabe energije. Ko gre za stvari, kot so radijski prenosi, je količina energije, ki bi bila potrebna za prenos koherentnega sporočila na medzvezdne razdalje, previsoka. Optične komunikacije (t.j. laserji) potrebujejo manj energije, vendar bi njihovo opazovanje zahtevalo neverjetno natančen čas.
Kot taka nobena metoda ne bi bila posebej zanesljiva za vzpostavitev medzvezdnega komunikacijskega sistema. Ob upoštevanju nedavnih prizadevanj človeštva za lov na eksoplanete Forgan trdi, da bi metoda, pri kateri so prehodi pred zvezdami osnova komunikacije, rešila oba problema. Razlog za to je v veliki meri posledica dejstva, da Tranzitna metoda je trenutno eden najbolj priljubljenih in zanesljivih načinov odkrivanja eksoplanetov.
S spremljanjem zvezde glede periodičnih padcev svetlosti, ki jih povzroči planet ali predmet, ki prehaja med opazovalcem in zvezdo, lahko astronomi ugotovijo, ali ima zvezda sistem planetov. Metoda je uporabna tudi za ugotavljanje prisotnosti in sestave atmosfere okoli eksoplaneta. Kot navaja Forgan v prispevku, bi se ta metoda zato lahko uporabila kot sredstvo za signalizacijo drugih civilizacij:
'ETI 'A' lahko komunicira z ETI 'B', če B opazuje tranzitne planete v zvezdnem sistemu A, bodisi z gradnjo struktur za ustvarjanje umetnih tranzitov, ki jih lahko opazuje B, bodisi z oddajanjem signalov v B med tranzitom, pri bistveno nižji porabi energije kot tipične sheme elektromagnetnega prenosa.'
Bivalno območje Rimske ceste. Zasluge: NASA/Caltech
Skratka, Forgan je trdil, da znotraj Galaktično bivalno območje (GHZ) – regija Rimske ceste, v kateri se najverjetneje razvija življenje – vrste lahko ugotovijo, da je najboljši način za medsebojno komunikacijo ustvarjanje umetnih megastruktur za prehod svoje zvezde. Ti tranziti, ki jih bodo iskale druge civilizacije (iskale eksoplanete, kot mi!), jih bodo pripeljale do sklepa, da napredna civilizacija obstaja v drugem zvezdnem sistemu.
Ponudi celo ocene, kako pogosto bi se lahko izvajali takšni prenosi. Kot je rekel:
»Sporočilo s potjo 20 kpc (premer GHZ) ima skupni čas potovanja pri svetlobni hitrosti nekaj manj kot 0,06 Myr. Če predpostavimo razmeroma kratek časovni okvir, na katerem oba ETI ostaneta v tranzitnem območju 100.000 let (kar se približuje časovni lestvici, v kateri postaneta pomembna tako sekularna evolucija planetarnih orbit kot tudi orbita zvezde), potem je mogoče izvesti skupno 30 izmenjav . To seveda ne prepoveduje nadaljnjega pogovora na druge načine.«
Če se to začne slišati znano, je to verjetno zato, ker nekateri teoretiki pravijo, da se to dogaja okoli KIC 8462852 (aka Tabbyjeva zvezda). Nazaj v maja 2015 , so astronomi opazili, da je zvezda v zadnjih nekaj letih občutno padla v svetlost. To vedenje je zmedlo naravne razlage, zaradi česar so nekateri trdili, da bi lahko bila posledica tujerodna megastruktura mimo pred zvezdo.
Po Forganovih besedah je takšna možnost komaj namišljena in bi bila dejansko razmeroma ekonomično sredstvo za komunikacijo z drugimi naprednimi vrstami. S pomočjo teorije grafov je ocenil, da bi civilizacije znotraj GHZ lahko vzpostavile popolnoma povezano omrežje v milijonih letih, kjer so vse civilizacije v komunikaciji med seboj (bodisi neposredno ali prek vmesnih civilizacij).
Umetnikov koncept KIC 8462852, ki je v zadnjih nekaj letih doživel nenavadne spremembe v svetilnosti. Zasluge: NASA, JPL-Caltech
Ne samo, da bi to omrežje zahtevalo veliko manj energije za prenos podatkov, ampak bi bil obseg katerega koli signala omejen le z obsegom samih civilizacij. Poleg varčevanja z energijo in večjega dosega (ob predpostavki, da so vmesne civilizacije sposobne prenašati sporočila), ima ta metoda še druge prednosti. Prvič, za prevzem tranzita eksoplanetov bi bila potrebna visoka stopnja tehnološke dovršenosti.
Z drugimi besedami, civilizacije bi morale doseči določeno stopnjo razvoja, preden bi lahko upale, da se bodo pridružile mreži. S tem bi preprečili kakršno koli nesrečno »kulturno kontaminacijo«, kjer so manj napredne civilizacije izvedele za obstoj nezemljanov, preden so bile pripravljene. Drugič, ko bi bili pridobljeni, bi bili signali tranzitnega omrežja izjemno predvidljivi, pri čemer bi vsak prenos ustrezal znanemu orbitalnemu obdobju.
Glede na to obstaja nekaj slabosti, ki jih je Forgan zagotovo priznal. Za začetek bi bila periodičnost teh signalov dvorezen meč, saj bi lahko signale poslali le, če in ko sprejemnik začne videti tranzit. In čeprav bi lahko megastrukturo premaknili, da bi spremenili tranzitno obdobje, to povzroča težave v smislu sinhronizacije prenosa in sprejema.
Ob obravnavanju omejitev analize Forgan tudi priznava, da se študija opira na fiksne zvezdne orbite. Znano je, da se orbite zvezd sčasoma spreminjajo, pri čemer zvezde redno vstopajo in izstopajo iz GHZ v kozmičnih časovnih okvirih. Poleg tega obstaja tudi vprašanje, kako bi se takšno omrežje razlikovalo med gostejšimi območji v galaksiji – to so kroglaste kopice – in območji, naseljenimi z zvezdami polja. Binarne zvezde prav tako niso upoštevane v analizi.
Ali so lahko nezemeljske megastrukture ključ do medzvezdnih komunikacij? Zasluge: Kevin Gill
Poleg tega je znano, da se planetarne orbite sčasoma spreminjajo zaradi motenj, ki jih povzročajo sosednji planeti, spremljevalne zvezde ali bližnja srečanja z mimoidočimi zvezdami. Posledično se lahko vidnost tranzitnih planetov v kozmičnih časovnih okvirih še bolj razlikuje. Nenazadnje študija predvideva, da imajo civilizacije naravno življenjsko dobo približno milijardo let, ki ne temelji na nobenem konkretnem znanju.
Vendar ti premisleki ne spremenijo splošnih zaključkov, do katerih je prišel Forgan. Ob upoštevanju dinamične narave zvezd in planetov in ob predpostavki, da civilizacije obstajajo le 1 milijon let, Forgan trdi, da je ustvarjanje tovrstnega medzvezdnega omrežja še vedno matematično izvedljivo. Poleg tega bi lahko umetni predmet še naprej signaliziral druge vrste še dolgo po tem, ko je civilizacija izumrla.
Ob obravnavanju Fermijevega paradoksa Forgan sklepa, da bi tovrstno komunikacijo zaznali dolgo. Kot povzema v prispevku (krepko dodano za poudarek):
»To ugotovim v vsakem trenutku, samonekaj civilizacij je pravilno usklajenih za komunikacijo prek tranzitov. Vendar pa bi morali pričakovati, da bo pravo omrežje kumulativno, kjer “handshake” povezava v vsakem trenutku zagotavlja povezavo v prihodnosti preko npr. elektromagnetni signali. V vseh naših simulacijah kumulativna mreža povezuje vse civilizacije skupaj v popolno mrežo. Če si civilizacije delijo znanje o svojih omrežnih povezavah, je lahko omrežje v celoti dokončano v časovnih okvirih redasto tisoč let. Ko je to omrežje enkrat vzpostavljeno, lahko poveže kateri koli dve civilizaciji neposredno ali prek vmesnih civilizacij s potjo, ki je veliko manjša od dimenzij GHZ.
Skratka, razlog, zakaj nismo slišali ali našli dokazov o ETI, je lahko vprašanje časa. Ali pa se lahko zgodi, da se preprosto nismo zavedali, da z nami komuniciramo. Čeprav je takšna analiza predmet ugibanja in morda nekaj antropocentričnih predpostavk, je zagotovo fascinantna zaradi možnosti, ki jih ponuja. Ponuja nam tudi potencialno orodje pri iskanju nezemeljske inteligence (SETI), s katerim se že ukvarjamo.
Toliko zvezd, toliko planetov. Toliko možnosti za povezovanje! Zasluge: ESO/M. Kornmesser
In nenazadnje, ponuja potencialno rešitev Fermijevega paradoksa, na katerega smo morda že naleteli in se ga preprosto še ne zavedamo. Kolikor vemo, so opaženi padci svetlosti, ki prihajajo iz Tabbyjeve zvezde, dokaz nezemeljske civilizacije (morda izumrle). Seveda je ključna beseda tukaj »morda«, saj ne obstajajo dokazi, ki bi to potrdili.
Možnosti, ki jih ponuja ta dokument, so tudi vznemirljive, saj naj bi se lov na eksoplanete v prihodnjih letih povečal. Z namestitvijo misij naslednje generacije, kot je Vesoljski teleskop James Webb in Tranzitni satelit za raziskovanje eksoplanetov (TESS), pričakujemo, da se bomo naučili veliko več o zvezdnih sistemih, tako blizu kot daleč.
Bomo našli več primerov nepojasnjenih padcev svetlosti? Kdo ve? Bistvo je, če imamo (in ne najdemo naravnega vzroka zanje), imamo možno razlago. Morda nas sosedje vabijo, da se »prijavimo«!
Nadaljnje branje: arXiv