Lange tijd is er een onuitgesproken postulaat van astrobiologie dat het bij afwezigheid van bevestigde buitenaardse technologieën noodzakelijk is om iets voor jezelf te bedenken.
Dit is verre van een frivole oefening. Het is eerder een poging om een van de meer verwarrende aspecten van het menselijk bestaan op te lossen, die gewoonlijk de Fermi-paradox wordt genoemd.
In 1950 kwam de bekende kernfysicus Enrico Fermi tot een interessante conclusie. Gezien de grootte en ouderdom van de Melkweg, zei hij, zou elke buitenaardse beschaving die maar een klein beetje slimmer is dan de mensheid, nu genoeg tijd moeten hebben gehad om alles te verkennen en te koloniseren.
Waarom heeft dan, met uitzondering van een paar dozijn stoned mensen in de meest agrarische staten van Amerika, niemand ooit bewijs hiervan gezien?
Het scannen van de lucht naar de geluiden van buitenaardse radio-uitzendingen - de kern van het langlopende project Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) - is tot dusverre niet doorslaggevend gebleken. Andere onderzoekslijnen, althans na Fermi's impliciete uitdaging, waren gericht op het vinden van technologisch bewijs.
Als de alien daar is, dicteert de logica dat hij of zij op de een of andere manier is aangekomen waar hij is en op de een of andere manier moet overleven - en er moet een soort van buitenaardse machine worden gebruikt die sporen achterlaat om dat te laten gebeuren.
Het enige wat je hoeft te doen is een manier ontwikkelen om de technologie te ontdekken, wat niet gemakkelijk is als het object van een dergelijke zoektocht volledig onbekend is.
Promotie video:
Dit leidde tot een niet zo fantastische verbeeldingskracht. Vliegende schotels waren een vroeg voorbeeld, hoewel ondanks pogingen om ze hier op aarde te bouwen, de technische problemen die inherent zijn aan het ontwerp onoplosbaar lijken.
De Dyson Spheres waren en blijven een veel waarheidsgetrouwere kandidaat. Deze bollen, genoemd naar de man die er in 1960 over nadacht, de Engelse wiskundige en natuurkundige Freeman Dyson, zijn samengesteld uit enorme energie-absorberende panelen die rond hele sterren zijn gerangschikt.
Dyson Sphere.
Elke bol, zegt de theorie, kan voldoende energie vangen, transformeren en overdragen om een verreikend galactisch rijk van stroom te voorzien. De afgelopen twee jaar doen er geruchten de ronde dat er een echte buitenaardse sfeer van Dyson is ontdekt.
Zoiets, zo suggereerden astronomen in 2015, zou de excentrische variaties in licht verklaren die worden waargenomen in een ster die is geclassificeerd als KIC 8462852, maar beter bekend als Tabby's Star.
KIC 8462852.
De meest recente studie, helaas voor liefhebbers, suggereert dat de onregelmatige en plotselinge zonsverduistering van KIC 8462852 hoogstwaarschijnlijk wordt veroorzaakt doordat een verweesde maan - ook wel bekend als een plunet - in de weg zit.
Hoop is echter eeuwig voor jagers op buitenaardse technologie, en een ander meest geprefereerd hypothetisch voorbeeld staat bekend als de von Neumann-sonde, genoemd naar de wiskundige John von Neumann die op het idee kwam.
Deze hypothetische machines overwinnen een van de fundamentele bezwaren tegen de Fermi-paradox. Von Neumann-sondes stellen buitenaardse wezens in staat grote afstanden af te leggen terwijl ze thuis blijven.
In wezen zijn het zelfreplicerende apparaten die exploderen en vervolgens kopieën van zichzelf maken, dus snel - inderdaad, exponentieel - toenemend in aantal en bereik.
In termen van het concept van Fermi schoppen de von Neumann-sondes het blik verder op de weg. Dit idee kan verklaren waarom mensen nog nooit een buitenaards wezen hebben gezien, maar het verklaart niet waarom hij nooit een buitenaardse machine heeft gezien.
Von Neumann-sonde.
Bezwaren tegen het sonde-idee zijn er in verschillende vormen. Sommige onderzoekers merken op dat machines materialen nodig hebben om hun tegenhangers te bouwen, en dat er simpelweg niet genoeg goed uit elkaar geplaatste asteroïden of rotsachtige planeten zijn om dit vaak genoeg te laten gebeuren.
Anderen halen de evolutietheorie aan. Aangezien de sondes kopieën maken van de codes die nodig zijn voor hun werking, is het onvermijdelijk dat er fouten optreden. Sommige sondes kunnen dus roofdieren worden, anderen jagen en uitroeien, of misschien op een bepaald moment, maken opeengestapelde fouten de meeste van hen disfunctioneel.
Recent is dit idee echter bijgesteld.
In een artikel dat op de voordruksite van arxiv is gepubliceerd, suggereert astrofysicus Zaza Osmanov van de Vrije Universiteit van Tbilisi in Georgië dat theoretici op een volkomen verkeerde schaal dachten over von Neumann-sondes.
Met behulp van enkele zeer gedetailleerde berekeningen concludeert Osmanov dat het idee van de sonde het beste werkt als de machines microscopisch klein zijn - ongeveer een nanometer lang.
Bij deze grootte, merkt hij op, zouden ze niet de aanzienlijke middelen van rotsachtige planeten nodig hebben om zich voort te planten, maar zouden ze zich in plaats daarvan kunnen voeden met waterstofatomen die in een baan in interstellair stof draaien. Hij berekende dat dit over het algemeen efficiënter en veel, veel sneller is omdat replicatie over meerdere jaren plaatsvindt, in plaats van de iets langere tijdschalen die nodig werden geacht voor macro-machines.
Bovendien zullen nano von Neumanns zeer snel - althans op galactische tijdschaal - zeer talrijk worden. Osmanov schat dat tegen de tijd dat de afstammelingen van de oorspronkelijke populatie van 100 een parsec hebben afgelegd - ongeveer vier lichtjaar - ze ongeveer 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000 (of 1 x 10 33) zullen tellen.
En dit soort megazwerm, suggereert hij, zou ze zichtbaar kunnen maken als iemand maar in de goede richting keek. Nanomachines, zegt hij, zullen lichtgevende straling produceren door protonen te ontmoeten en te verzamelen.
Mega zwerm van sondes.
Elke individuele straling zou klein zijn, maar samen zouden ze iets waarneembaars opleveren, aangezien een volwassen Roy von Neumann, ervan uitgaande dat ze zich in een horizontale formatie bevinden en een 'golf' vormen aan hun voorrand, gezamenlijk 'typische massa' zou hebben. komeet met een lengteschaal van enkele kilometers”.
In ieder geval in het infrarode deel van het spectrum, berekende Osmanov, is dit een doel dat het zoeken waard is.
"Alle bovenstaande resultaten geven aan dat als een vreemd object met extreem hoge lichtsterktes wordt gedetecteerd, dit een goed teken kan zijn om het object op te nemen in de lijst van buitenaardse kandidaten voor von Neumann-onderzoek", besluit hij.
(Het is natuurlijk ook mogelijk, verwijzend naar Douglas Adams 'The Hitchhiker-boeken, dat een enorme en dicht opeengepakte zwerm nano von Neumann al door de atmosfeer was geveegd om de aarde van dichterbij te bekijken, alleen om te worden opgeslokt door een gapende hond.)
