Als het jou lijkt dat je nog niet met buitenaardse wezens hebt gecommuniceerd … dan lijkt het ons alleen maar aan jou. Wanneer SETI naar de lucht "luistert", zegt een nieuwe studie, gebeurt dat zonder na te denken over hoe ze naar de lucht schreeuwen.
Het werk van David Messerschmitt van de University of California in Berkeley (VS) is behoorlijk omvangrijk, en zonder te doen alsof het al zijn tweehonderd pagina's beslaat, zullen we kort stilstaan bij enkele punten van het werk.
Het is al meer dan eens opgemerkt: de veronderstelling dat radio de beste en laatste vorm van communicatie is, ligt niet voor de hand, aangezien we het al een eeuw gebruiken, en daarom is het nogal naïef om onze eigen technologieën te beschouwen als de kroon op de communicatie-evolutie. Maar laten we aannemen dat technologie uit de 19e eeuw inderdaad het laatste woord is voor alle beschavingen van het universum die ooit hebben bestaan. Om zo te zeggen, "wat als."
Zelfs met een willekeurig geavanceerde voorwaartse foutcorrectie, zal het nog steeds onmogelijk zijn om de fundamentele limiet te vermijden die samenhangt met de toename van ruis bij toenemend signaalvermogen. (Hier en onder grafieken door D. Messerschmitt.)
Hoe wordt de interstellaire radiocommunicatie in dit geval precies georganiseerd? Dhr. Messerschmitt merkt op dat het duidelijk de moeite waard is om aan te nemen dat dit rationeel zal gebeuren. Stel je bijvoorbeeld een radiotransmissie van gegevens voor met een snelheid van één bit per seconde over een bereik van ten minste 1000 lichtjaar. Als je het uitvoert in die frequentiebereiken waar SETI nu naar luistert, dan is voor het uitzenden van zo'n signaal vanaf de aangegeven afstand twee keer zo hoog vermogen nodig als dat van de Large Hadron Collider.
En als je je tenminste beperkt tot de bandbreedte van banale wifi, dan zal een aardse beschaving ernstige economische problemen beginnen te krijgen. Nogmaals, dit is het geval als we slechts in één richting zenden. Als je om de een of andere reden niet het exacte adres van intelligente buitenaardse wezens hebt, zullen de uitzendingen in alle richtingen moeten worden uitgevoerd, en tegen deze achtergrond zal het energieverbruik van de LHC binnenkort niet langer als meeteenheid worden gezien - de omvang van interstellaire communicatieproblemen zal aanzienlijk groter zijn.
Zo'n overbelasting is te vermijden, meent de wetenschapper. De eerste is om de transmissiesnelheid te minimaliseren. Omdat het nog steeds een afgrond van tijd vereist (de lichtsnelheid is beperkt), heeft het geen zin om het met hoge snelheid te besturen, en de waarschijnlijkheid van de eerste detectie van een signaal neemt recht evenredig toe met de duur ervan. Bovendien, hoewel de aanvankelijke toename van het gemiddelde vermogen van de zenders leidt tot een toename van het vermogen van informatie om de ontvanger te bereiken, laat dit na een bepaalde limiet het niet langer toe om de ruis te overwinnen die wordt gecreëerd door het signaalvoortplantingsmedium bij interactie ermee. Een van de beste optimalisatiestrategieën zou er dus uitzien als "niet te luid": het zendvermogen moet strikt worden beperkt.
Natuurlijk suggereren andere optimalisatiestrategieën zichzelf. Voor een zuinigere signaaloverdracht kunt u bijvoorbeeld proberen de polarisatie van elektromagnetische golven en verschillende soorten multiplexing te gebruiken. Ja, in theorie zal dit energie besparen, maar dan doet zich een ander probleem voor: door steeds meer geavanceerde methoden toe te passen om de dichtheid van informatieoverdracht te vergroten, zullen we ons constant richten op contact met alleen die beschavingen die dergelijke technologieën al onder de knie hebben. En iedereen die naar de ruimte luistert op het niveau van diezelfde aardbewoners van de jaren zestig (toen SETI voor het eerst verscheen), blijft buiten de dialoog tussen beschavingen. Dat wil zeggen, u kunt in deze richting niet te veel optimaliseren.
Promotie video:
Maar er zijn andere optimalisatie-elementen die relatief universeel zouden moeten blijven voor alle intelligente wezens in het universum. Tegelijkertijd trapten ze nooit duidelijk door degenen die op zoek waren naar "buitenaardsen", luisterend naar de ruimte.
Op aarde was het bereik waarin het mogelijk is om signalen te verzenden en informatie te ontvangen vanaf het allereerste begin beperkt: er werden te veel programma's in de ether uitgezonden, bijna vanaf de beginjaren van de radio. Daarom was de smalheid van het kanaal dat voor communicatie werd gebruikt een prioriteit, en het zendvermogen - vanwege de kleine afstanden volgens interstellaire normen - deed er niet echt toe. Toen het SETI-project naar de ruimte begon te luisteren, bleef de benadering daarom behoorlijk aards: er werd naar smalle frequenties geluisterd.
Tegelijkertijd merkt de heer Messerschmitt op dat door gebruik te maken van het breedst mogelijke bereik van het volledige microgolfvenster dat in de ruimte beschikbaar is, het gemiddelde transmissievermogen veel zuiniger zou moeten zijn dan de omroepbenadering met vaste frequentie. We moeten dus op zoek gaan naar signalen met een hogere bandbreedte met een lager vermogen en lagere datasnelheid - iets wat SETI helaas nog niet heeft gedaan. Onder andere mogelijkheden is het zoeken naar signalen met een zeer lange periode, veel langer dan bij grondcommunicatie.
Maar wat als een beschaving in sommige astronomische eenheden leeft vanuit een zwart gat en die kan gebruiken als energiebron om informatie in alle richtingen door te geven, of zelfs als een zwaartekrachtlens om dezelfde signalen te versterken?
Het is oké, de wetenschapper is er zeker van: het zal de fundamentele limiet van communicatie niet kunnen omzeilen - hoe meer krachtige signalen het naar het interstellaire medium stuurt, hoe sneller deze signalen, in interactie met interstellair gas, het niveau van interferentie gevaarlijk zullen verhogen en verdere intercivilisatorische communicatie zullen compliceren. Dat wil zeggen dat zelfs superbeschavingen, die radiocommunicatie gebruiken voor contacten met minder ontwikkelde wezens, de fundamentele limiet op geen enkele manier kunnen omzeilen, en de SETI-strategie moet zelfs ten opzichte van hen worden heroriënteerd.
Een van de belangrijkste praktische conclusies die het volgens David Messerschmitt de moeite waard is om SETI te maken, zijn de volgende. De organisatie is op zoek naar een langdurig signaal met veelvuldige herhalingen. Om een "vals alarm" te onderscheiden van een echt signaal, wordt in een dergelijk schema uitgegaan van een vrij eenvoudige methode van langdurig "luisteren" naar een specifiek deel van de lucht.
De auteur steekt zijn houding ten opzichte van dit element van de zoekstrategie niet onder stoelen of banken: degenen die met deze "waarheidscontrole" kwamen, probeerden niet eens in te schatten hoeveel energie er aan zo'n lang herhalend signaal zou worden besteed. Met andere woorden, deze tactiek is onverstandig. Dit alles brengt ons weer bij het signaal "Wow!" 1977 jaar. Bedenk dat toen een signaal dat er "kunstmatig en buitenaards" uitzag, arriveerde bij de Big Ear-radiotelescoop, de methode van herhaaldelijk luisteren naar dezelfde sector van de lucht werd gebruikt om de oorsprong ervan te verifiëren. Dergelijke audities werden echter niet doorlopend gehouden - niet toen, niet nu.
Door het gebruik van multilevel-sleutels in interstellaire communicatie op elk tijdsinterval, kan elke puls waarden M van 0 tot 8 aannemen en daarom log2 = 3 bits aan informatie vertegenwoordigen.
Als we aannemen dat de beschaving die het signaal stuurde simpelweg energie bespaarde, dan was het niet nodig om het vaker te herhalen dan bijvoorbeeld eens in de paar jaar. Trouwens, eerder werd dezelfde strategie van signaaloverdracht voorgesteld door een andere onderzoeker, die opmerkte dat het vanuit het oogpunt van het minimaliseren van het risico op een botsing met een agressieve CC, het beste is om een signaal na een langere tijd te verzenden, wat de kans op registratie vergroot, maar de kans verkleint dat het wordt ontvangen door een agressieve CC.
Dus, gelooft David Messerschmitt, heeft het SETI-project waarschijnlijk al een signaal opgevangen van een van de energie-efficiënt zoekende contacten met beschavingen in de ruimte om ons heen. Maar vanwege de beperkingen van hun eigen zoekstrategie, classificeerden de aardbewoners het als een "vals alarm". Wat kunt u doen om dergelijke storingen in de toekomst te voorkomen?
De auteur stelt voor om "af te zien" van het gebruik van het concept van "vals alarm", systematisch en voor een lange tijd elke sector van de lucht te onderzoeken, en niet een voor een te "luisteren" naar verschillende omgevingen, zoals nu wordt gedaan, en ook een enkele database bij te houden van alle signalen die van kunstmatige oorsprong kunnen zijn. Trivial, hoe je handen wassen? Helaas, in de zin van het zoeken naar een VTS, lijken we nog niet eens het begrip te hebben bereikt van de noodzaak om met schone handen te gaan eten.
Een voordruk van deze studie kan worden bekeken op de arXiv-website.