Hvis det ser ud til, at du endnu ikke har kommunikeret med udlændinge … så ser det ud til, det ser kun ud til dig. Når SETI "lytter" til himlen, siger en ny undersøgelse, at det gør det uden at tænke på, hvordan de råber op i himlen.
David Messerschmits arbejde fra University of California i Berkeley (USA) er ret voluminøst, og uden at foregive at dække alle sine to hundrede-ulige sider, vil vi kort dvæle ved nogle punkter i arbejdet.
Det er allerede blevet bemærket mere end én gang: antagelsen om, at radio er den bedste og endelige form for kommunikation, er ikke indlysende, da vi har brugt den i et århundrede, og på grund af dette er det temmelig naivt at betragte vores egne teknologier som kronen for udviklingen af kommunikation. Men lad os antage, at teknologi fra det 19. århundrede virkelig er det sidste ord for alle civilisationer i universet, der nogensinde har eksisteret. Så at sige "hvad hvis."
Selv med en vilkårligt avanceret fremadrettet fejlkorrektion vil det stadig være umuligt at undgå den grundlæggende grænse forbundet med stigningen i støj med stigende signaleffekt. (Her og nedenfor er graferne af D. Messerschmitt.)
Hvordan nøjagtigt vil interstellar radiokommunikation blive organiseret i dette tilfælde? Det er klart, bemærker hr. Messerschmitt, at det er værd at antage, at dette vil blive gjort rationelt. Forestil dig f.eks. En radiotransmission af data med en hastighed på en bit pr. Sekund i et interval på mindst 1.000 lysår. Hvis du leder det i de frekvensområder, som SETI nu lytter til, vil der kræves strøm dobbelt for effekten af Large Hadron Collider til udsendelse af et sådant signal fra den angivne afstand.
Og hvis du i det mindste begrænser dig til båndbredden af banal WiFi, så vil en jordbaseret civilisation begynde at have alvorlige økonomiske problemer. Igen er dette tilfældet, hvis vi kun transmitterer i en retning. Hvis du af en eller anden grund ikke har den nøjagtige adresse på intelligente udlændinge, skal udsendelserne gennemføres i alle retninger, og på denne baggrund vil LHC's energiforbrug meget snart ophøre med at opfattes som en måleenhed - skalaen af interstellære kommunikationsproblemer vil være betydeligt større.
En sådan overbelastning kan undgås, mener forskeren. Den første er at minimere transmissionshastigheden. Da det stadig vil kræve en afgrund af tid (lysets hastighed er begrænset), giver det ingen mening at køre det med høj hastighed, og sandsynligheden for, at det første signal detekteres, vokser i direkte forhold til dets varighed. Derudover, selvom den indledende stigning i sendernes gennemsnitlige effekt fører til en forøgelse af informationsevnen til at nå modtageren, efter en vis grænse tillader dette ikke længere en at overvinde den støj, der skabes af signalformationsmediet, når man interagerer med det. Således vil en af de bedste optimeringsstrategier se ud som "ikke for højt": sendeeffekten skal være strengt begrænset.
Selvfølgelig antyder andre optimeringsstrategier sig selv. For eksempel, for en mere økonomisk signaltransmission, kan du prøve at bruge polarisering af elektromagnetiske bølger og forskellige typer multiplexing. Ja, i teorien vil det spare energi, men så vises der et andet problem: anvendelse af mere og mere avancerede metoder til at øge tætheden af informationstransmission, vi vil konstant fokusere kun på kontakt med de civilisationer, der allerede har mestret sådanne teknologier. Og alle, der lytter til rummet på niveau med de samme jordboere i 1960'erne (da SETI først dukkede op) forbliver uden for den intercivilisationsdialog. Det vil sige, du kan ikke overoptimere for meget i denne retning.
Salgsfremmende video:
Men der er andre optimeringselementer, der skal forblive relativt universelle for alle intelligente væsener i universet. På samme tid pedalerede de aldrig tydeligt af dem, der ledte efter "udenjordiske" og lyttede til rummet.
På jorden var rækkevidden, hvor det er muligt at sende signaler og modtage information, begrænset fra starten: for mange programmer blev sendt i luften næsten fra de tidligste år med radio. Derfor var indsnævringen af den kanal, der blev brugt til kommunikation, en prioritet, og transmissionskraften - på grund af de små afstande efter interstellære standarder - spillede ikke rigtig noget. Derfor, da SETI-projektet begyndte at lytte til rummet, forblev dets tilgang ganske jordisk: der blev lyttet til smalle frekvenser.
På samme tid bemærker hr. Messerschmitt, at ved at bruge det bredest mulige udvalg af hele det tilgængelige mikrobølgevindue i rummet, skulle den gennemsnitlige transmissionseffekt være meget mere økonomisk end den faste frekvensudsendelsesmetode. Så vi skal begynde at lede efter højere båndbreddesignaler med lavere effekt og datahastighed - noget, desværre, SETI endnu ikke har gjort. Blandt andre muligheder er søgningen efter signaler med en meget lang periode, meget længere end den, der bruges i jordkommunikation.
Nå, okay, men hvad hvis en civilisation lever i nogle astronomiske enheder fra et sort hul og kan bruge den som en energikilde til at transmittere information i alle retninger eller endda som en tyngdekraftlinse for at forstærke de samme signaler?
Det er okay, videnskabsmanden er sikker på: det vil ikke være i stand til at omgå den grundlæggende grænse for kommunikation - jo mere kraftige signaler den sender til det interstellære medium, jo hurtigere vil disse signaler, der interagerer med interstellar gas, farligt hæve interferensniveauet og komplicere yderligere intercivilisationskommunikation. Det vil sige, selv supercivilisationer, der bruger radiokommunikation til kontakter med mindre udviklede væsener, kan på ingen måde omgå den grundlæggende grænse, og SETI-strategien bør omorienteres, selv i forhold til dem.
Blandt de vigtigste praktiske konklusioner, som det efter David Messerschmitts opfattelse er værd at gøre SETI, er de vigtigste følgende. Organisationen er på udkig efter et langsigtet signal med hyppige gentagelser. For at skelne en "falsk alarm" fra et ægte signal antages det i en sådan ordning en temmelig enkel metode til langsigtet "lytning" til en bestemt himmelsektor.
Forfatteren skjuler ikke sin holdning til dette element i søgestrategien: dem, der kom op med denne "sandhedstjek", forsøgte ikke engang at estimere, hvor meget energi der ville blive brugt på et så langt gentagne signal. Med andre ord er denne taktik uklog. Alt dette bringer os igen til signalet "Wow!" 1977 år. Husk på, at når et signal, der så ud som "kunstigt og udenjordisk", ankom til Big Ear-radioteleskopet, blev metoden til at lytte til den samme sektor af himlen brugt til at bekræfte dets oprindelse. Sådanne auditions blev imidlertid ikke gennemført løbende - ikke dengang, ikke nu.
Anvendelsen af taster på flere niveauer i interstellær kommunikation i hvert af tidsintervaller vil tillade enhver impuls at tage værdierne M fra 0 til 8 og repræsenterer derfor log2 = 3 informationsbit.
Hvis vi antager, at den civilisation, der sendte signalet simpelthen var at spare energi, var der ingen grund til at gentage det oftere end f.eks. En gang hvert par år. Forresten blev den samme strategi for signaloverførsel tidligere foreslået af en anden forsker, der bemærkede, at det med henblik på at minimere risikoen for kollision med en aggressiv CC er bedst at sende et signal efter betydelige perioder, hvilket øger sandsynligheden for dets registrering, men reducerer chancen for at modtage det med en aggressiv CC.
David Messerschmitt mener, at SETI-projektet sandsynligvis allerede har fået et signal fra en af de energieffektive søger kontakt mellem civilisationer i det omgivende rum. Men på grund af begrænsningerne i deres egen søgestrategi klassificerede jordboerne det som en "falsk alarm". Hvad kan du gøre for at undgå sådanne fejl i fremtiden?
Forfatteren foreslår at "afstå fra" at bruge begrebet "falsk alarm" overhovedet, systematisk og i lang tid for at undersøge hver sektor af himlen, og ikke en efter en "lytte" til forskellige omgivelser, som det gøres nu, og også vedligeholde en enkelt database med alle signaler, der kan være af kunstig oprindelse. Trivial, hvordan vasker jeg hænderne? Ak, i den forstand at lede efter en VTS, synes vi ikke engang at have forstået behovet for at begynde at spise med rene hænder.
Et fortryk af undersøgelsen kan ses på arXiv-webstedet.