Om det verkar för dig att du ännu inte har kommunicerat med utomjordingar … verkar det för oss, det verkar bara för dig. När SETI "lyssnar" till himlen, säger en ny studie, gör den det utan att tänka på hur de skriker upp i himlen.
Arbetet av David Messerschmitt från University of California i Berkeley (USA) är ganska omfattande, och utan att låtsas täcka alla dess tvåhundra udda sidor kommer vi kort att döma över några punkter i arbetet.
Det har redan noterats mer än en gång: antagandet att radio är den bästa och sista formen av kommunikation är inte uppenbart, eftersom vi har använt den i ett sekel, och på grund av detta är det ganska naivt att betrakta vår egen teknik som kronan för kommunikationsutvecklingen. Men låt oss anta att teknologi från 1800-talet verkligen är det sista ordet för alla civilisationer i universum som någonsin har funnits. Så att säga, "vad händer om."
Även med en godtyckligt avancerad framåtriktad felkorrigering är det fortfarande omöjligt att undvika den grundläggande gränsen förknippad med ökningen av brus med ökande signaleffekt. (Här och nedan diagram av D. Messerschmitt.)
Hur exakt kommer interstellär radiokommunikation att organiseras i detta fall? Det är uppenbart att det antas att detta kommer att göras rationellt, konstaterar herr Messerschmitt. Tänk dig till exempel en radiosändning av data med en hastighet på en bit per sekund under ett intervall på minst 1000 ljusår. Om du leder det i de frekvensområden som SETI nu lyssnar på, kommer kraften att krävas dubbelt så mycket som Large Hadron Collider för utsläpp av en sådan signal från det angivna avståndet.
Och om du begränsar dig åtminstone till bandbredden för banalt WiFi, kommer en markbunden civilisation att börja få allvarliga ekonomiska problem. Återigen är detta fallet om vi bara sänder i en riktning. Om du av någon anledning inte har den exakta adressen till intelligenta utomjordingar, måste sändningarna genomföras i alla riktningar, och mot denna bakgrund kommer LHC: s energiförbrukning snart att upphöra att uppfattas som en måttenhet - storleken på interstellära kommunikationsproblem kommer att bli betydligt större.
En sådan överbelastning kan undvikas, tror forskaren. Den första är att minimera överföringshastigheten. Eftersom det fortfarande kommer att kräva en avgrund av tid (ljusets hastighet är begränsad), är det ingen mening att köra det med hög hastighet, och sannolikheten för en initial detektering av en signal växer i direkt proportion till dess varaktighet. Dessutom, även om den initiala ökningen av sändarnas genomsnittliga effekt leder till en ökning av informationsförmågan att nå mottagaren, efter en viss gräns tillåter den inte längre att övervinna det brus som skapas av signalutbredningsmediet när man interagerar med det. Således skulle en av de bästa optimeringsstrategierna se ut som "inte för högt": sändningseffekten måste vara strikt begränsad.
Naturligtvis föreslår andra optimeringsstrategier sig själva. Till exempel, för mer ekonomisk signalöverföring kan du försöka använda polarisationen av elektromagnetiska vågor och olika typer av multiplexing. Ja, i teorin kommer det att spara energi, men då uppträder ett annat problem: att använda mer och mer avancerade metoder för att öka densiteten för informationsöverföring, vi kommer hela tiden att fokusera på kontakt endast med de civilisationer som redan har behärskat sådan teknik. Och alla som lyssnar på rymden på samma nivå som samma jordbor på 1960-talet (när SETI uppträdde första gången) förblir utanför den intercivilisationsdialog. Det vill säga att du inte kan överoptimera för mycket i den här riktningen.
Kampanjvideo:
Men det finns andra optimeringselement som bör förbli relativt universella för alla intelligenta varelser i universum. Samtidigt trampade de aldrig tydligt av dem som letade efter "utomjordingar" och lyssnade till rymden.
På jorden var det område som det är möjligt att skicka signaler och ta emot information från början begränsat: för många program sändes i luften nästan från radioens första år. Därför var smalheten hos kanalen som användes för kommunikation en prioritet, och överföringseffekten - på grund av de små avstånden enligt interstellära standarder - spelade egentligen ingen roll. Därför, när SETI-projektet började lyssna på rymden, förblev dess tillvägagångssätt ganska jordnära: smala frekvenser lyssnade på.
Samtidigt konstaterar Messerschmitt att genom att använda det största möjliga utbudet av hela det tillgängliga mikrovågsfönstret i rymden, bör den genomsnittliga överföringseffekten vara mycket mer ekonomisk än sändningsmetoden med fast frekvens. Så vi bör börja leta efter högre bandbreddssignaler med lägre effekt och datahastighet - något som, tyvärr, SETI ännu inte har gjort. Bland andra möjligheter är sökandet efter signaler med en mycket lång period, mycket längre än den som används i markkommunikation.
Tja, okej, men tänk om en civilisation lever i vissa astronomiska enheter från ett svart hål och kan använda den som en energikälla för att överföra information i alla riktningar, eller till och med som en gravitationslins för att förstärka samma signaler?
Det är okej, forskaren är säker på att den inte kommer att kunna kringgå den grundläggande gränsen för kommunikation - ju mer kraftfulla signaler den skickar till det interstellära mediet, desto snabbare kommer dessa signaler, som interagerar med interstellär gas, att farligt höja interferensnivån och komplicera ytterligare intercivilisationskommunikation. Det vill säga att även supercivilisationer, som använder radiokommunikation för kontakter med mindre utvecklade varelser, inte kan kringgå den grundläggande gränsen på något sätt, och SETI-strategin bör omorienteras även i förhållande till dem.
Bland de viktigaste praktiska slutsatserna som enligt David Messerschmitt är värda att göra SETI är de viktigaste följande. Organisationen letar efter en långsiktig signal med frekventa upprepningar. För att särskilja ett "falskt larm" från en verklig signal antas i ett sådant schema en ganska enkel metod för långvarig "lyssnande" till en viss himmelssektor.
Författaren döljer inte sin inställning till detta inslag i sökstrategin: de som kom med denna "sanningskontroll" försökte inte ens uppskatta hur mycket energi som skulle spenderas på en så lång repetitiv signal. Med andra ord är denna taktik oklok. Allt detta leder oss igen till signalen "Wow!" 1977 år. Kom ihåg att när en signal som såg ut som "konstgjord och utomjordisk" anlände till Big Ear-radioteleskopet, användes metoden för att upprepa att lyssna på samma sektor på himlen för att verifiera dess ursprung. Sådana auditions genomfördes dock inte fortlöpande - inte då, inte nu.
Användningen av flernivåknappar i interstellarkommunikation i vart och ett av tidsintervallen tillåter vilken puls som helst att ta värdena M från 0 till 8 och representerar därför log2 = 3 informationsbitar.
Om vi antar att civilisationen som skickade signalen helt enkelt sparar energi, så var det inte nödvändigt att upprepa det oftare än, säg en gång med några år. Förresten föreslogs samma strategi för signalöverföring tidigare av en annan forskare, som noterade att ur synvinkeln att minimera risken för kollision med en aggressiv CC är det bäst att skicka en signal efter betydande tidsperioder, vilket ökar sannolikheten för dess registrering, men minskar risken för att den tas emot av en aggressiv CC.
Så, tror David Messerschmitt, har SETI-projektet förmodligen redan fått en signal från en av de energieffektiva kontakterna mellan civilisationer i det omgivande rummet. Men på grund av begränsningarna i deras egen sökstrategi, klassificerade jordartarna det som ett "falskt larm". Vad kan du göra för att undvika sådana fel i framtiden?
Författaren föreslår att "avstå" från att använda begreppet "falskt larm" alls, systematiskt och under lång tid att undersöka varje sektor av himlen, och inte en efter en "lyssna" till olika omgivningar, som görs nu, och även upprätthålla en enda databas med alla signaler som kan vara av artificiellt ursprung. Trivial, hur är handtvätt? Tyvärr, i betydelsen att leta efter en VTS, verkar vi inte ens ha nått förståelsen för behovet av att börja äta med rena händer.
En förtryck av denna studie kan ses på arXivs webbplats.