În 1961, renumitul astronom Frank Drake a creat o formulă pentru estimarea numărului de inteligențe extraterestre (ETI) care ar putea exista în galaxia noastră. Cunoscută sub numele de „Ecuația lui Drake”, această formulă a demonstrat că, chiar și prin estimările cele mai conservatoare, galaxia noastră a fost probabil să găzduiască cel puțin câteva civilizații avansate la un moment dat. Aproximativ un deceniu mai târziu, NASA a dat startul oficial căutării programului de informații extraterestre (SETI).
Aceste eforturi au cunoscut o infuzie majoră de interes în ultimele decenii datorită descoperirii a mii de planete extrasolare. Pentru a aborda posibilitatea existenței vieții de acolo, oamenii de știință se bazează, de asemenea, pe instrumente sofisticate pentru a căuta indicatori indicatori ai proceselor biologice (de asemenea, biosignatures) și a activității tehnologice (tehnosignature), care ar putea indica nu numai viața, ci și informații avansate.
Pentru a aborda interesul din ce în ce mai mare în acest domeniu, NASA a găzduit în septembrie NASA Technosignatures Workshop. Scopul acestui atelier a fost evaluarea stării actuale a cercetării în domeniul tehnosignaturii, unde sunt cele mai promițătoare căi și unde se pot face avansuri. Recent, raportul atelierului a fost publicat, care conținea toate constatările și recomandările lor pentru viitorul acestui domeniu.
Acest atelier a apărut ca urmare a proiectului de lege privind creditele Casei Congresului, care a fost adoptat în aprilie 2018, în care NASA a fost îndreptată să înceapă să susțină căutarea științifică a tehnosignaturilor, ca parte a căutării lor mai mari de viață extraterestră. Evenimentul a reunit oamenii de știință și investigatorii principali din diferite domenii la Institutul Lunar și Planetar (LPI) din Houston, în timp ce mulți alți au participat prin intermediul Adobe Connect.
În cadrul workshop-ului de trei zile și jumătate, au fost făcute numeroase prezentări care au abordat multe subiecte relevante. Acestea au inclus diferite tipuri de tehnosemnaturi, căutarea radio a informațiilor extraterestre (SETI), sistemului solar SETI, megastructurilor, extragerii datelor și a căutărilor de lumină optică și infraroșu (NIL). Conform proiectului de lege privind creditele de casă, rezultatele atelierului au fost întocmite într-un raport care a fost transmis pe 28 noiembrie 2018.
În cele din urmă, scopul atelierului era de patru ori:
- Definiți starea curentă a câmpului tehnosignature. Ce experimente au avut loc? Care este stadiul de ultimă generație pentru detectarea tehnosemnaturii? Ce limite avem în prezent la tehnosignature?
- Înțelegeți avansurile pe termen scurt în domeniul tehnosignaturii. Ce active sunt în vigoare care pot fi aplicate căutării tehnosemnaturilor? Ce proiecte planificate și finanțate vor avansa în ultimii ani în ultimii ani și care este natura acestui avans?
- Înțelegeți potențialul viitor al câmpului tehnosignaturii. Ce noi sondaje, noi instrumente, dezvoltarea tehnologiei, noi algoritmi de extragere a datelor, noi teorii și modelări, etc., ar fi importante pentru progresele viitoare în domeniu?
- Ce rol pot avea parteneriatele NASA cu sectorul privat și organizațiile filantropice în promovarea înțelegerii noastre în domeniul tehnosignaturilor?
Raportul începe prin furnizarea de informații de fond cu privire la vânătoarea tehnosemnaturilor și oferirea unei definiții a termenului. Pentru aceasta, autorii citează Jill Tarter, unul dintre cei mai importanți lideri în domeniul cercetării SETI și persoana care a inventat termenul. Pe lângă faptul că a fost directorul Centrului de Cercetare SETI (parte a Institutului SETI) timp de 35 de ani, a fost și omul de știință al proiectului pentru programul SETI al NASA înainte de a fi anulat în 1993.
După cum a indicat în articolul din 2007, intitulat „Evoluția vieții în Univers: suntem singuri?”:
„Dacă putem găsi tehnosemnaturi - dovezi ale unei tehnologii care își modifică mediul în mod detectabil - atunci ni se va permite să deducem existența, cel puțin la un moment dat, a tehnologilor inteligenți. La fel ca în cazul biosemnaturilor, nu este posibilă enumerarea tuturor potențialelor tehnosignature ale tehnologiei - așa cum nu o cunoaștem, dar putem defini strategii de căutare sistematică pentru echivalențele unor tehnologii terestre ale secolului XXI. "
Cu alte cuvinte, tehnosignatures sunt ceea ce noi oamenii ar recunoaște ca semne ale unei activități avansate din punct de vedere tehnologic. Cel mai cunoscut exemplu este semnalele radio, pe care cercetătorii SETI au petrecut-o în ultimele decenii căutând. Există însă multe alte semnături care nu au fost explorate pe deplin și mai multe sunt concepute tot timpul.
Acestea includ emisiile cu laser, care ar putea fi utilizate pentru comunicații optice sau ca mijloc de propulsie; semne de megastructuri, despre care unii credeau că sunt motivul din cauza întunecării misterioase a Stelei lui Tabby; sau o atmosferă plină de dioxid de carbon, metan, CFC și alți poluanți cunoscuți (pentru a lua o pagină din propria carte).
Când vine vorba de căutarea biosemnaturilor, oamenii de știință sunt limitați de faptul că există o singură planetă pe care o cunoaștem care susține viața: Pământul. Însă provocările se extind cu mult pentru a include probleme de finanțare și. După cum a declarat Jason Wright - profesor asociat la PSU și Centrul pentru Exoplanete și Lumile Habitatabile (CEHW) și unul dintre autorii raportului - Space Magazine prin e-mail:
„Provocările tehnice sunt multe. Ce fel de tehnosemnaturi ar genera o specie tehnologică extraterestră? Care dintre acestea sunt detectabile? Cum vom ști dacă am găsit unul? Dacă o găsim, cum putem fi siguri că este un semn al tehnologiei și nu ceva neașteptat, dar firesc? ”
În acest sens, planetele sunt considerate a fi „potențial locuibile” în funcție de faptul că sunt sau nu „asemănătoare Pământului”. În același mod, vânătoarea tehnosemnaturilor este limitată la tehnologii pe care știm că sunt fezabile. Cu toate acestea, există și unele diferențe cheie între tehnosignature și biosignature.
După cum explică, multe tehnologii avansate propuse sunt „auto-luminoase” (adică lasere sau radiouri) sau implică manipularea energiei din surse naturale strălucitoare (adică Sferele Dyson și alte megastructuri din jurul stelelor). Există, de asemenea, posibilitatea ca tehnosignatures să fie distribuite pe scară largă, deoarece speciile în cauză ar fi putut să-și fi răspândit civilizația în sistemele stelare vecine și chiar în galaxii.
După cum a explicat Wright, există multe tipuri de tehnosemnaturi, dintre care cel mai căutat este un semnal radio:
„Acestea au multe avantaje: sunt în mod evident artificiale, sunt una dintre cele mai ieftine și mai simple modalități de a transmite informații pe distanțe lungi, nu necesită nicio extrapolare în tehnologie de la noi pentru a genera și putem detecta semnale chiar slabe la distanțe interstelare. Alte tehnosemnaturi comune sunt laserele - fie impulsuri, fie grinzi continue, care prezintă multe dintre aceleași avantaje. Ambele tehnosignature au fost propuse în urmă cu aproape 50 de ani, iar cea mai mare parte a lucrărilor depuse până în prezent au căutat-o. ”
Pentru fiecare dintre aceste semnături, prin urmare, este necesar să se stabilească limite superioare, pentru ca oamenii de știință să știe exact ce nu a căuta. „Când căutați ceva și nu îl găsiți, trebuie să vă documentați cu atenție exact ce semnale ați doveditnu exista ”, a spus Wright. „Ceva de genul: nu există semnale mai puternice decât un anumit nivel, la un moment dat, într-un anumit interval de stele, mai restrâns decât o lățime de bandă, într-un interval de frecvențe.”
Raportul abordează apoi care sunt limitele superioare de detecție pentru fiecare tehnosemnatură și ce metodă și tehnologie curentă există pentru a le căuta. Pentru a pune acest aspect în perspectivă, ele cită dintr-un studiu realizat în 2005 de Chyba și Hand:
„Astro-fizicienii ... au petrecut zeci de ani studiind și căutând găuri negre înainte de a acumula dovezi convingătoare de astăzi că există. Același lucru se poate spune și pentru căutarea supraconductorilor la temperatura camerei, a descompunerii protonilor, a încălcărilor relativității speciale sau pentru chestiunea respectivă a bosonului Higgs. Într-adevăr, o mare parte din cele mai importante și interesante cercetări în astronomie și fizică se referă exact la studiul unor obiecte sau fenomene a căror existență nu a fost demonstrată - și care, de fapt, se poate dovedi că nu există. În acest sens, astrobiologia nu face decât să se confrunte cu ceea ce este o situație familiară, chiar obișnuită, în multe dintre științele sale surori. ”
Cu alte cuvinte, progresele viitoare în acest domeniu vor consta în dezvoltarea modalităților de a vâna posibile tehnosignature și a determina sub ce formă aceste semnături nu pot fi excluse ca fenomene naturale. Încep prin a lua în considerare munca extinsă care s-a făcut în domeniul astronomiei radio.
Când vine vorba de aceasta, numai o sursă radio extrem de îngustă poate fi de origine artificială, deoarece transmisiile radio în bandă largă sunt o întâmplare frecventă în galaxia noastră. Drept urmare, cercetătorii SETI au efectuat sondaje care au căutat atât surse de undă continuă cât și surse radio care nu puteau fi explicate prin fenomene naturale.
Un bun exemplu în acest sens este faimosul „WOW! Semnal ”care a fost detectat pe 15 august 1977 de către astronomul Jerry R. Ehman folosind telescopul radio Big Ear de la Universitatea de Stat din Ohio. Pe parcursul cercetării constelației Săgetător, în apropierea grupului globular M55, telescopul a observat o bruscă creștere a transmisiilor radio.
Din păcate, sondajele de monitorizare multiple nu au putut găsi alte indicații de semnale radio de la această sursă. Acest și alte exemple caracterizează munca dificilă și dificilă, care vine cu căutarea tehnosignaturilor de unde radio, care a fost caracterizată ca fiind căutând un ac în „Cosmic Haystack”.
Exemple de instrumente și metode de sondaj existente includ Institutul SETI Allen Telescope Array, Observatorul Arecibo, Telescopul Robert C. Byrd Green Bank, Telescopul Parkes și Very Large Array (VLA), proiectul [email protected] și Breakthrough Listen . Dar, având în vedere că volumul de spațiu căutat atât pentru căutări radio continue, cât și pentru impulsuri, limitele superioare actuale ale semnăturilor de unde radio sunt destul de slabe.
În mod similar, semnalele de lumină optică și infraroșu aproape (NIL) trebuie, de asemenea, să fie comprimate din punct de vedere al frecvenței și al timpului pentru a putea fi considerate de origine artificială. Aici, exemple se numără instrumentul SETI optic aproape infraroșu (NIROSETI), Sistemul de arătare a telescopului cu imagini cu radiații foarte energice (VERITAS), Exploratorul de supraveghere a obiectelor de pe pământ (NEOWISE) și spectrometrul Kche / High Definition Echelle ( HIRES).
Când vine vorba de căutarea megastructurilor (cum ar fi Dyson Spheres), astronomii se concentrează atât asupra căldurii uzate de la stele, cât și a scufundărilor în luminozitatea lor (obscurări). În cazul primelor, au fost efectuate sondaje care au căutat excesul de energie în infraroșu provenind de la stelele din apropiere. Acest lucru ar putea fi văzut ca un indiciu că lumina stelară este capturată de tehnologie (cum ar fi panourile solare).
În concordanță cu legile termodinamicii, o parte din această energie ar fi radiată departe de căldura „reziduală”. În cazul acestora din urmă, obscurările au fost studiate folosind date din Kepler și K2 misiuni pentru a vedea dacă ar putea indica prezența unor structuri masive de orbitare - în același mod în care au fost folosite pentru a confirma tranzitele planetare și existența exoplanetelor.
În mod similar, s-au efectuat sondaje asupra altor galaxii folosind WISE-Infrared Survey Explorer (WISE) Infrared Survey Explorer și Two Micron All-Sky Survey (2MASS) pentru a căuta semne de obscurități. Alte căutări în curs sunt desfășurate cu ajutorul satelitului astronomic infraroșu (IRAS) și al surselor dispărute și care apar în timpul unui secol de observații (VASCO).
Raportul se referă, de asemenea, la tehnologiile care pot exista în propriul nostru sistem solar. Aici este prezentat cazul „Oumuamua. Conform studiilor recente, este posibil ca acest obiect să fie de fapt o sondă extraterestră și că mii de astfel de obiecte ar putea exista în Sistemul Solar (unele dintre ele putând fi studiate în viitorul apropiat).
Au existat chiar încercări de a găsi dovezi ale civilizațiilor trecute aici pe Pământ, deși tehnosignature chimice și industriale, similare cu modul în care astfel de indicatori de pe o planetă extra-solară ar putea fi considerate dovezi ale unei civilizații avansate.
O altă posibilitate este existența unor artefacte extraterestre sau „mesaje îmbuteliate” bazate pe spațiu. Acestea pot lua forma unor nave spațiale care conțin mesaje similare cu „Placa pionierului” din Pionier 10 și 11 misiuni sau „Registrul de Aur” al Voyager 1 și 2 misiuni.
În cele din urmă, limitele superioare ale acestor tehnosignature variază și nu au reușit până acum nicio încercare de a găsi nicio. Cu toate acestea, pe măsură ce se menționează, există oportunități considerabile pentru detectarea viitoare a tehnosignaturii, datorită dezvoltării de instrumente de generație viitoare, metode de căutare rafinate și parteneriate lucrative.
Acestea vor permite o mai mare sensibilitate atunci când se caută exemple de tehnologie de comunicații, precum și semne de semnături chimice și industriale, datorită capacității de a imagina direct exoplanetele.
Exemple includ instrumente bazate pe sol precum Extremely Large Telescope (ELT), Large Synoptic Survey Telescope (LSST) și Telescopul Magellan Giant (GMT). Există, de asemenea, instrumente bazate pe spațiu, inclusiv cele recent pensionate Kepler misiunea (ale cărei date duc în continuare la descoperiri valoroase), Gaia misiunea și Tranzitarea satelitului de sondaj Exoplanet (TESS).
Proiectele bazate pe spațiu care sunt în prezent în curs de dezvoltare includ Telescopul spațial James Webb (JWST), Telescop de sondaj cu infraroșu larg (WFIRST) și PLAnetary Tranzite și oscilații ale stelelor (PLATO) misiuni. Acest instrument, combinat cu software îmbunătățit și metode de partajare a datelor este de așteptat să dea rezultate noi și interesante în viitorul nu prea îndepărtat.
Dar cum a rezumat Wright, lucrul care va face cea mai mare diferență este mult timp și răbdare:
„În ciuda vârstei de 50 de ani, SETI (sau, dacă doriți, caută tehnosignature) este în multe feluri încă la început. Nu au existat foarte multe căutări în comparație cu căutările altor lucruri (materie întunecată, găuri negre, viață microbiană etc.) din cauza lipsei istorice de finanțare; nu a existat nici măcar atât de mult cantitativ, lucrări fundamentale despre ce tehnosignature să caute! Cea mai mare parte a muncii a fost până acum oamenii care se gândeau la ce muncă ar face dacă ar avea finanțare. Sperăm că în curând vom putea să punem în practică aceste idei! ”
După o jumătate de secol, căutarea inteligenței extraterestre nu a găsit încă nicio dovadă de viață inteligentă dincolo de sistemul nostru solar - adică faimoasa întrebare a lui Fermi, „Unde este toată lumea? Dar acesta este lucrul bun despre Paradoxul Fermi, trebuie doar să îl rezolvați o singură dată. Tot umanitatea are nevoie de a găsi un singur exemplu, iar la aceeași întrebare cu respectarea timpului, „Suntem singuri?”, Va fi în sfârșit răspuns.
Raportul final, „NASA și Căutarea Tehnosignaturilor”, a fost compilat de Jason Wright și Dawn Gelino - profesor asociat la PSU și Center for Exoplanets and World Habitable (CEHW) și cercetător la NASA Exoplanet Science Institute (NExScI) , respectiv.
