1961. gadā slavenais astronoms Frenks Dreiks izveidoja formulu ārpuszemes intelektu (ETI) skaita noteikšanai, kas varētu pastāvēt mūsu galaktikā. Šī formula, kas pazīstama kā “Dreika vienādojums”, parādīja, ka pat pēc konservatīvākajiem aprēķiniem mūsu galaktikā, iespējams, jebkurā brīdī atradīsies vismaz dažas progresīvas civilizācijas. Apmēram desmit gadus vēlāk NASA oficiāli uzsāka meklēšanu ārpuszemes izlūkošanas (SETI) programmā.
Šie centieni pēdējās desmitgadēs ir piedzīvojuši lielu interesi, pateicoties tūkstošiem ekstrasolāru planētu atklāšanai. Lai risinātu iespēju, ka tur var pastāvēt dzīvība, zinātnieki paļaujas arī uz sarežģītiem rīkiem, lai meklētu bioloģisko procesu indikatoru indikatorus (aka. Bioparakstus) un tehnoloģisko darbību (tehniskos parakstus), kas varētu norādīt ne tikai uz dzīvi, bet arī uz progresīvu intelektu.
Lai pievērstos pieaugošajai interesei par šo jomu, septembrī NASA rīkoja NASA tehnisko parakstu semināru. Šīs semināra mērķis bija novērtēt pašreizējo stāvokli tehniskā paraksta izpētes jomā, kur paveras visdaudzsološākās iespējas un kur var virzīties uz priekšu. Nesen tika izdots semināra ziņojums, kurā bija ietverti visi viņu atklājumi un ieteikumi šīs jomas nākotnei.
Šis seminārs izveidojās Kongresu nama apropriāciju likumprojekta rezultātā, kas tika pieņemts 2018. gada aprīlī, un kurā NASA tika uzdots sākt atbalstīt tehnisko parakstu zinātnisko meklēšanu, kas ir daļa no viņu plašākiem meklējumiem ārpus zemes. Pasākums pulcēja zinātniekus un principiālus pētniekus no dažādām jomām Lunar and Planetary Institute (LPI) Hjūstonā, bet daudzi citi piedalījās, izmantojot Adobe Connect.
Trīs ar pusi dienas ilgajā seminārā tika organizētas neskaitāmas prezentācijas, kurās tika apskatītas daudzas būtiskas tēmas. Tajos ietilpa dažādi tehnisko parakstu veidi, ārpuszemes inteliģences (SETI) meklēšana pa radio, saules sistēmas SETI meklēšana, megastruktūras, datu ieguve, kā arī optiskās un gandrīz infrasarkanās gaismas (NIL) meklēšana. Saskaņā ar māju apropriāciju likumprojektu semināra rezultāti tika apkopoti ziņojumā, kas tika iesniegts 2018. gada 28. novembrī.
Galu galā semināra mērķis bija četrkārtīgs:
- Definējiet pašreizējo tehniskā paraksta lauka stāvokli. Kādi eksperimenti ir notikuši? Kāds ir mūsdienīgais tehnisko parakstu noteikšanas process? Kādas ir tehnisko parakstu robežas?
- Izprotiet tuvākā laika sasniegumus tehniskā paraksta jomā. Kādi aktīvi ir izveidoti, lai tos varētu izmantot tehnisko parakstu meklēšanā? Kādi plānotie un finansētie projekti sekmēs jaunākos sasniegumus nākamajos gados, un kāds ir šī virziena raksturs?
- Izprotiet tehniskā paraksta lauka nākotnes potenciālu. Kādi jauni apsekojumi, jauni instrumenti, tehnoloģiju izstrāde, jauni datu ieguves algoritmi, jauna teorija un modelēšana utt. Būtu svarīgi turpmākiem sasniegumiem šajā jomā?
- Kāda loma var būt NASA partnerībai ar privāto sektoru un filantropiskajām organizācijām, uzlabojot mūsu izpratni par tehnisko parakstu lauku?
Ziņojuma sākumā sniedz pamatinformāciju par tehnisko parakstu meklēšanu un piedāvā termina definīciju. Šajā sakarā autori citē Džilu Tarteru, vienu no galvenajiem vadītājiem SETI pētījumu jomā un personu, kas pati izveidoja šo terminu. Papildus tam, ka 35 gadus viņa bija SETI pētījumu centra (daļa no SETI institūta) direktore, viņa bija arī NASA SETI programmas projektu zinātniece, pirms tā tika atcelta 1993. gadā.
Kā viņa norādīja 2007. gada rakstā ar nosaukumu “Dzīves evolūcija Visumā: vai mēs esam vieni?”:
“Ja mēs varam atrast tehniskos parakstus - pierādījumus par kādu tehnoloģiju, kas modificē tās vidi tādā veidā, kas ir nosakāms -, tad mums ļaus secināt, ka vismaz kādā laikā ir saprātīgi tehnologi. Tāpat kā ar bioparakstiem, nav iespējams uzskaitīt visus iespējamos tehnoloģijas parakstus, jo mēs to vēl nezinām, bet mēs varam definēt sistemātiskas meklēšanas stratēģijas ekvivalentiem dažām 21. gadsimta zemes tehnoloģijām. ”
Citiem vārdiem sakot, tehniskie paraksti ir tas, ko mēs, cilvēki, atzītu par tehnoloģiski uzlabotas darbības pazīmēm. Vispazīstamākais piemērs ir radiosignāli, kurus SETI pētnieki pēdējās desmitgadēs ir pavadījuši meklējot. Bet ir arī daudzi citi paraksti, kas nav pilnībā izpētīti, un visu laiku tiek domāts par vairāk.
Tajos ietilpst lāzera izstarošana, ko varētu izmantot optiskos sakaros vai kā piedziņas līdzekli; megastruktūru pazīmes, kuras, pēc dažu uzskatiem, bija iemesls Tabby’s Star noslēpumainajai aptumšošanai; vai atmosfēra, kas pilna ar oglekļa dioksīdu, metānu, CFC un citiem zināmiem piesārņotājiem (lai ņemtu lapu no mūsu pašu grāmatas).
Kad runa ir par biosarakstu meklēšanu, zinātniekus ierobežo tas, ka ir tikai viena planēta, kuru mēs zinām un kas atbalsta dzīvību: Zeme. Bet izaicinājumi ir daudz plašāki nekā finansēšanas un. Kā Jason Wright - PSU un Exoplanets un Habitable Worlds (CEHW) asociētais profesors un viens no ziņojuma autoriem - pa e-pastu stāstīja Space Magazine:
“Tehnisko izaicinājumu ir daudz. Kāda veida tehniskos parakstus radītu ārpuszemes tehnoloģiju sugas? Kuras no tām ir nosakāmas? Kā mēs uzzināsim, ja tādu būsim atraduši? Ja mēs to atrodam, kā mēs varam būt pārliecināti, ka tā ir tehnoloģijas zīme, nevis kaut kas negaidīts, bet dabisks? ”
Šajā ziņā planētas tiek uzskatītas par “potenciāli apdzīvojamām”, pamatojoties uz to, vai tās ir vai nav “Zemei līdzīgas”. Tādā pašā veidā tehnisko parakstu meklēšana ir ierobežota ar tehnoloģijām, kuras, kā mēs zinām, ir iespējams. Tomēr pastāv arī dažas galvenās atšķirības starp tehniskajiem parakstiem un bioparakstiem.
Kā viņi skaidro, daudzas piedāvātās progresīvās tehnoloģijas ir vai nu “pašgaismīgas” (t.i., lāzeri vai radioviļņi), vai arī ir saistītas ar enerģijas manipulācijām no spilgtiem dabiskiem avotiem (t.i., Dyson sfērām un citām mega zvaigznēm, kas atrodas ap zvaigznēm). Pastāv arī iespēja, ka tehniskie paraksti tiks plaši izplatīti, jo attiecīgās sugas, iespējams, ir izplatījušas savu civilizāciju kaimiņu zvaigžņu sistēmās un pat galaktikās.
Kā skaidroja Wright, ir daudz veidu tehnisko parakstu, no kuriem visbiežāk tiek meklēts radio signāls:
“Tiem ir daudz priekšrocību: tie ir acīmredzami mākslīgi, tie ir viens no lētākajiem un vienkāršākajiem veidiem, kā pārsūtīt informāciju lielos attālumos, tiem nav nepieciešama nekāda ekstrapolācija no mūsu tehnoloģijām, lai ģenerētu, un mēs varam atklāt pat diezgan vājus signālus starpzvaigžņu attālumi. Cits izplatīts tehniskais paraksts ir lāzeri - vai nu impulsi, vai nepārtraukti stari -, kuriem ir daudz tādu pašu priekšrocību. Abi tehniskie paraksti tika ierosināti gandrīz pirms 50 gadiem, un līdz šim lielākais no ieguldījumiem, kas veikti ar tehniskajiem parakstiem, tika meklēti. ”
Tāpēc katram no šiem parakstiem ir jānosaka augšējās robežas, lai zinātnieki precīzi zinātu, ko nē Meklēt. “Kad jūs kaut ko meklējat, bet neatrodat, jums rūpīgi jādokumentē tieši tie signāli, kurus esat pierādījisnevajag pastāv, ”sacīja Wright. "Kaut kas līdzīgs: nav signālu, kas ir stiprāki par kādu līmeni, noteiktā laikā noteiktā zvaigžņu diapazonā, šaurāki par dažu joslas platumu, dažās frekvenču diapazonās."
Pēc tam pārskatā tiek apskatītas katras tehniskā paraksta noteikšanas augšējās robežas un kāda pašreizējā metode un tehnoloģija pastāv, lai tos meklētu. Raugoties uz to perspektīvā, viņi citē Chyba and Hand 2005. gada pētījumu:
“Astrofiziķi… gadu desmitiem ilgi pētīja un meklēja melnos caurumus, pirms uzkrāja mūsdienās pārliecinošos pierādījumus par to esamību. To pašu var teikt par istabas temperatūras supravadītāju meklēšanu, protonu sabrukšanu, īpašās relativitātes pārkāpumiem vai šajā sakarā ar Higsa bozonu. Patiešām, liela daļa no vissvarīgākajiem un aizraujošākajiem astronomijas un fizikas pētījumiem tieši attiecas uz tādu objektu vai parādību izpēti, kuru esamība nav pierādīta - un kas patiesībā var izrādīties, ka nepastāv. Šajā nozīmē astrobioloģija tikai konfrontē situāciju, kas ir pazīstama, pat ikdienišķa situācija daudzās tās māsu zinātnēs. ”
Citiem vārdiem sakot, turpmāko progresu šajā jomā veidos iespēju attīstīšana, lai meklētu iespējamos tehniskos parakstus un noteiktu, kādā formā šos parakstus nevar izslēgt kā dabas parādības. Sākumā viņi apsver plašo darbu, kas paveikts radioastronomijas jomā.
Runājot par to, varētu teikt, ka tikai ļoti šaurjoslas astronomiskajam radio avotam ir mākslīga izcelsme, jo platjoslas radiopārraides ir izplatīta parādība mūsu galaktikā. Rezultātā SETI pētnieki veica aptaujas, meklējot gan nepārtrauktu viļņu, gan impulsu radio avotus, ko nevarētu izskaidrot ar dabas parādībām.
Labs piemērs tam ir slavenā “WOW! Signāls ”, kuru 1977. gada 15. augustā pamanīja astronoms Džerijs R. Ehmens, izmantojot Ohaio štata universitātes radioteleskopu Big Ear. Apsekojot Strēlnieka zvaigznāju, kas atrodas netālu no M55 lodveida kopas, teleskops pamanīja pēkšņu radiopārraides lēcienu.
Diemžēl vairākos pēcpārbaudes gadījumos nevarēja atrast papildu norādes par radio signāliem no šī avota. Šis un citi piemēri raksturo rūpīgo un grūto darbu, kas saistīts ar radioviļņu tehnisko parakstu meklēšanu, kas raksturots kā adatas meklēšana “Kosmiskajā siena kaudzē”.
Esošo apsekošanas instrumentu un metožu piemēri ir SETI institūta Allena teleskopa masīvs, Arecibo observatorija, Roberta C. Bērda Zaļās bankas teleskops, Parkes teleskops un ļoti lielais masīvs (VLA), [e-pasta aizsargāts] projekts un izrāvienu klausīšanās. . Bet, ņemot vērā to, ka kosmosa apjoms, kas tika meklēts gan nepārtrauktiem, gan impulsa radio meklējumiem, pašreizējie radioviļņu parakstu augšējie ierobežojumi ir diezgan vāji.
Līdzīgi arī optiskās un gandrīz infrasarkanās gaismas (NIL) signāli ir jāsaspiež frekvences un laika ziņā, lai tos varētu uzskatīt par mākslīgiem. Šeit piemēri ir Tuvs-infrasarkano staru optiskais SETI (NIROSETI) instruments, ļoti enerģētiskā starojuma attēlveidošanas teleskopa masīva sistēma (VERITAS), Zemes objekta plaša lauka apsekojuma pētnieks (NEOWISE) un Keck / augstas izšķirtspējas Echelle spektrometrs ( NOMA).
Meklējot megastruktūras (piemēram, Dyson Spheres), astronomi koncentrējas gan uz zvaigžņu izdalīto siltumu, gan to mirdzumu (aizēnojumiem). Pirmajā gadījumā tika veikti apsekojumi, kas meklēja infrasarkanās enerģijas pārpalikumu, kas nāk no tuvumā esošām zvaigznēm. To varētu uzskatīt par norādi, ka zvaigžņu gaismu uztver tehnoloģija (piemēram, saules paneļi).
Atbilstoši termodinamikas likumiem daļa šīs enerģijas tiks izstarota kā “atkritumu” siltums. Pēdējā gadījumā aizklājumi tika pētīti, izmantojot datus no Keplers un K2 misijas, lai redzētu, vai tās varētu norādīt uz masveida orbītā esošo struktūru klātbūtni - tieši tāpat kā tās tika izmantotas, lai apstiprinātu planētu tranzītu un eksoplanētu esamību.
Līdzīgi ir veikti apsekojumi par citām galaktikām, izmantojot platleņķa lauka infrasarkano staru aptauju (WISE) un divu mikronu visu debesu apsekojumu (2MASS), lai meklētu aizēnojumu pazīmes. Citi notiekošie meklējumi tiek veikti ar infrasarkano astronomisko satelītu (IRAS) un izzūdošajiem un parādās avotiem novērojumu gadsimta laikā (VASCO).
Ziņojumā apskatīti arī tehniskie paraksti, kas var būt mūsu pašu Saules sistēmā. Šeit tiek izvirzīts “Oumuamua” gadījums. Saskaņā ar jaunākajiem pētījumiem ir iespējams, ka šis objekts faktiski ir svešzemju zonde, un Saules sistēmā varētu pastāvēt tūkstošiem šādu objektu (dažus no tiem tuvākajā laikā varētu izpētīt).
Ir bijuši pat mēģinājumi atrast pierādījumus par pagātnes civilizācijām uz Zemes, izmantojot ķīmiskos un rūpnieciskos tehniskos parakstus, līdzīgi, kā šādus rādītājus ārpus saules planētas varētu uzskatīt par attīstītas civilizācijas pierādījumiem.
Vēl viena iespēja ir uz kosmosu balstītu svešzemju artefaktu vai “pudeļu ziņojumu” esamība. Tie varētu būt kosmosa kuģi, kas satur ziņojumus, kas līdzīgi “Pioneer Plaque” Pionieris 10 un 11 misijas vai Voyager 1 un 2 misijas.
Galu galā šo tehnisko parakstu augšējās robežas atšķiras, un līdz šim neviena mēģinājums tos atrast nav izdevies. Tomēr, kā viņi turpina atzīmēt, nākotnes tehnisko parakstu noteikšanai ir ievērojamas iespējas, pateicoties nākamās paaudzes instrumentu izstrādei, uzlabotām meklēšanas metodēm un ienesīgām partnerībām.
Tas ļaus panākt lielāku jutīgumu, meklējot sakaru tehnoloģiju piemērus, kā arī ķīmisko un rūpniecisko parakstu zīmes, pateicoties spējai tieši attēlot eksoplanetes.
Kā piemērus var minēt uz zemes bāzētus instrumentus, piemēram, īpaši lielo teleskopu (ELT), Lielo sinoptisko pētījumu teleskopu (LSST) un Milzu Magelāna teleskopu (GMT). Pastāv arī esošie kosmosa instrumenti, ieskaitot nesen pensionētos Keplers misija (kuras dati joprojām ved uz vērtīgiem atklājumiem), Gaia misija un Tranzīta Exoplanet aptaujas satelīts (TESS).
Kosmosa projekti, kas pašlaik tiek izstrādāti, ietver: Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST), Plaša lauka infrasarkano staru teleskops (WFIRST) un PLAzvaigžņu zvaigžņu tranzīts un svārstības (PLATO) misijas. Paredzams, ka šis instruments apvienojumā ar uzlabotu programmatūru un datu apmaiņas metodēm ne pārāk tālā nākotnē dos jaunus un aizraujošus rezultātus.
Bet, kā apkopojis Wright, viss, kas visvairāk izmainīs, ir daudz laika un pacietības:
“Neskatoties uz to, ka SETI ir 50 gadu, tā (vai, ja vēlaties, meklē tehniskos parakstus) daudzējādā ziņā joprojām ir sākuma stadijā. Vēsturiskā finansējuma trūkuma dēļ, salīdzinot ar citu lietu (tumšās vielas, melno caurumu, mikrobu dzīves utt.) Meklēšanu, nav bijis daudz; tur pat nav bijis tik daudz kvantitatīva, pamata darba, lai meklētu tehniskos parakstus! Līdz šim lielāko daļu darba cilvēki ir domājuši par to, kādu darbu viņi darītu, ja viņiem būtu finansējums. Cerams, ka mēs drīz varēsim sākt īstenot šīs idejas! ”
Pēc pusgadsimta ārpuszemes intelekta meklējumos joprojām nav atrasti pierādījumi par saprātīgu dzīvi ārpus mūsu Saules sistēmas - t.i., joprojām ir Fermi slavenais jautājums “Kur ir visi?”. Bet tas ir labi par Fermi Paradox, jums tas jāatrisina tikai vienreiz. Visai cilvēcei ir jāatrod viens piemērs, un beidzot tiks atbildēts uz tikpat cienījamo jautājumu “Vai mēs esam vieni?”.
Nobeiguma ziņojumu “NASA un tehnoloģisko parakstu meklēšana” sastādīja Džeisons Raits un Dawn Gelino - PSU un Eksoplanētu un apdzīvojamo pasauļu centra (CEHW) asociētais profesors un NASA Eksoplanētu zinātnes institūta (NExScI) pētnieks. , attiecīgi.
