Jos näyttää siltä, ettet ole vielä kommunikoinut ulkomaalaisten kanssa … niin se näyttää meille, se näyttää vain sinulle. Kun SETI "kuuntelee" taivasta, uusi tutkimus sanoo, että se tekee niin ajattelematta, kuinka he huutavat taivaalle.
David Messerschmittin työ Kalifornian yliopistosta Berkeleyssä (USA) on melko laaja, ja pysymme lyhyesti joissakin työn kohdissa, olematta teeskentelemättä kaikkia sen yli kaksisataa sivua.
Se on jo todettu useammin kuin kerran: oletus, että radio on paras ja lopullinen viestintämuoto, ei ole ilmeinen, koska olemme käyttäneet sitä vuosisadan ajan, ja siksi on melko naiivia pitää omaa tekniikkaamme viestinnän evoluution kruununa. Mutta oletetaan, että 1800-luvun tekniikka on todellakin viimeinen sana kaikille maailmankaikkeuden sivilisaatioille, joita on koskaan ollut olemassa. Niin sanotusti "mitä jos."
Jopa mielivaltaisesti edistyneen eteenpäin suuntautuvan virhekorjauksen avulla on silti mahdotonta välttää melun lisääntymiseen liittyvää perusrajaa signaalin tehon kasvaessa. (Tässä ja alla D. Messerschmittin kaaviot.)
Kuinka tähtienvälinen radioviestintä tässä tapauksessa organisoidaan? On selvää, herra Messerschmitt toteaa, että on syytä olettaa, että tämä tehdään järkevästi. Kuvittele esimerkiksi datan radiolähetystä nopeudella 1 bitti sekunnissa vähintään 1000 valovuoden ajan. Jos suoritat sitä niillä taajuusalueilla, joita SETI nyt kuuntelee, niin tällaisen signaalin lähettämiseksi ilmoitetulta etäisyydeltä virtaa tarvitaan kaksinkertainen teho suurten hadronien törmäyslaitteeseen nähden.
Ja jos rajoitat itsesi ainakin banaalin WiFi-verkon kaistanleveydelle, maanpäällisessä sivilisaatiossa alkaa olla vakavia taloudellisia ongelmia. Jälleen näin on, jos lähetämme vain yhteen suuntaan. Jos sinulla ei jostain syystä ole tarkkaa älykkäiden ulkomaalaisten osoitetta, lähetykset on suoritettava kaikkiin suuntiin, ja tätä taustaa vasten LHC: n energiankulutus lakkaa pian olemasta mittayksikkö - tähtienvälisen viestinnän ongelmien laajuus on huomattavasti suurempi.
Tällainen ylikuormitus voidaan välttää, tutkija uskoo. Ensimmäinen on minimoida siirtonopeus. Koska se vaatii vielä ajan kuilua (valon nopeus on rajallinen), ei ole järkevää ajaa sitä suurella nopeudella, ja signaalin alkutunnistuksen todennäköisyys kasvaa suoraan suhteessa sen kestoon. Lisäksi vaikka lähettimien keskimääräisen tehon alkuperäinen kasvu johtaa tiedon kyvyn kasvuun vastaanottimeen, tietyn rajan jälkeen se ei enää salli ylittää signaalin etenemisvälineen aiheuttamaa kohinaa vuorovaikutuksessa sen kanssa. Siten yksi parhaista optimointistrategioista näyttäisi "ei liian kovalta": lähetystehoa on rajoitettava tiukasti.
Tietenkin muut optimointistrategiat ehdottavat itseään. Esimerkiksi taloudellisempaan signaalinsiirtoon voit yrittää käyttää sähkömagneettisten aaltojen polarisaatiota ja erilaisia multipleksointityyppejä. Kyllä, teoriassa se säästää energiaa, mutta sitten ilmenee toinen ongelma: soveltamalla yhä kehittyneempiä menetelmiä tiedonsiirron tiheyden lisäämiseksi keskitymme jatkuvasti kontaktiin vain niihin sivilisaatioihin, jotka ovat jo hallinneet tällaisia tekniikoita. Ja kaikki, jotka kuuntelevat avaruutta samojen 1960-luvun maanalaisten tasolla (kun SETI ilmestyi ensimmäisen kerran), pysyvät kulttuurienvälisen vuoropuhelun ulkopuolella. Eli et voi liikaa optimoida liikaa tähän suuntaan.
Mainosvideo:
Mutta on muitakin optimointielementtejä, joiden tulisi pysyä suhteellisen universaaleina kaikille maailmankaikkeuden älykkäille olennoille. Samanaikaisesti he eivät koskaan polkeneet selvästi niitä, jotka etsivät "avaruusolentoja" kuuntelemalla avaruutta.
Maapallolla alue, jolla voi lähettää signaaleja ja vastaanottaa tietoa, oli alusta alkaen rajallinen: liian monta ohjelmaa lähetettiin ilmassa melkein radion alkuvuosista lähtien. Siksi viestinnässä käytetyn kanavan kapeus oli etusijalla, eikä lähetysteholla - tähtienvälisten standardien mukaan pienten etäisyyksien vuoksi - ollut väliä. Siksi, kun SETI-projekti alkoi kuunnella avaruutta, sen lähestymistapa pysyi melko maanläheisenä: kapeita taajuuksia kuunneltiin.
Samaan aikaan, herra Messerschmitt toteaa, että käyttämällä mahdollisimman laajaa valikoimaa koko avaruudessa käytettävissä olevasta mikroaaltouunista, keskimääräisen lähetystehon tulisi olla paljon taloudellisempi kuin kiinteän taajuuden lähetystapa. Joten meidän pitäisi alkaa etsiä suurempia kaistanleveyssignaaleja, joilla on pienempi teho ja datanopeus - jotain, jota valitettavasti SETI ei ole vielä tehnyt. Muiden mahdollisuuksien joukossa on signaalien etsiminen hyvin pitkällä aikavälillä, paljon pidempään kuin maaviestinnässä.
No, mutta entä jos sivilisaatio elää joissakin tähtitieteellisissä yksiköissä mustasta aukosta ja voi käyttää sitä energialähteenä tiedonsiirtoon kaikkiin suuntiin tai jopa gravitaatiolinssinä näiden samojen signaalien vahvistamiseksi?
Se on okei, tiedemies on varma: se ei pysty ohittamaan viestinnän perusrajaa - mitä enemmän suuritehoisia signaaleja se lähettää tähtienväliseen väliaineeseen, sitä nopeammin nämä signaalit, vuorovaikutuksessa tähtienvälisen kaasun kanssa, alkavat vaarallisesti nostaa häiriötasoa ja monimutkaistaa edelleen kulttuurienvälistä viestintää. Toisin sanoen edes superkivilisaatiot, jotka käyttävät radioviestintää yhteydenpitoon vähemmän kehittyneiden olentojen kanssa, eivät voi mitenkään ohittaa perustavaa laatua olevaa rajaa, ja SETI-strategia olisi suunnattava uudelleen myös niiden suhteen.
Tärkeimmät käytännön johtopäätökset, joista David Messerschmittin mielestä on syytä tehdä SETI, ovat tärkeimmät seuraavat. Organisaatio etsii pitkän aikavälin signaalia toistuvasti. Tällaisessa järjestelmässä "väärän hälytyksen" erottamiseksi todellisesta signaalista oletetaan olevan melko yksinkertainen menetelmä pitkän aikavälin "kuuntelemiseksi" tietylle taivaan sektorille.
Kirjoittaja ei piilota suhtautumistaan hakustrategian tähän elementtiin: Tämän "totuuden tarkistuksen" keksijät eivät edes yrittäneet arvioida, kuinka paljon energiaa kulutetaan niin pitkälle toistuvalle signaalille. Toisin sanoen tämä taktiikka on viisasta. Kaikki tämä taas tuo meidät signaaliin "Vau!" Vuosi 1977. Muistakaamme, että kun signaali, joka näytti "keinotekoiselta ja maapallon ulkopuoliselta", saapui Big Ear -radioteleskooppiin, sen alkuperän varmistamiseksi käytettiin samaa taivaan sektorin uudelleenkuuntelumenetelmää. Tällaisia kokeita ei kuitenkaan suoritettu jatkuvasti - ei silloin, ei nyt.
Monitasoisten avainten käyttö tähtienvälisessä viestinnässä kullakin aikavälillä sallii minkä tahansa pulssin ottaa arvot M välillä 0 - 8 ja edustaa siten log2 = 3 bittiä tietoa.
Jos oletamme, että signaalin lähettänyt sivilisaatio yksinkertaisesti säästää energiaa, niin sitä ei tarvinnut toistaa useammin kuin sanotaan muutaman vuoden välein. Muuten, aiemmin samaa tutkimuksen strategiaa ehdotti toinen tutkija, joka huomautti, että aggressiivisen CC: n kanssa tapahtuvan törmäysriskin minimoimiseksi on parasta lähettää signaali huomattavan ajan kuluttua, mikä lisää sen rekisteröinnin todennäköisyyttä, mutta vähentää mahdollisuutta, että aggressiivinen CC vastaanottaa sen.
Joten, David Messerschmitt uskoo, SETI-projekti on todennäköisesti jo saanut signaalin yhdeltä energiatehokkaasti etsivistä sivilisaatioiden kontakteista ympäröivässä tilassa. Oman hakustrategiansa rajoitusten takia maallalaiset luokittelivat sen "väärään hälytykseen". Mitä voit tehdä välttääksesi tällaiset epäonnistumiset tulevaisuudessa?
Kirjoittaja ehdottaa "pidättäytyvän" käyttämästä "väärän hälytyksen" käsitettä lainkaan järjestelmällisesti ja pitkään taivaan jokaisen sektorin tutkimiseksi eikä yksi kerrallaan "kuuntelemaan" eri ympäristöä, kuten nyt tehdään, ja ylläpitää myös yhtä tietokantaa kaikista signaaleista, jotka voivat olla keinotekoisia. Trivial, miten pestä kätesi? Valitettavasti VTS: n etsinnässä emme näytä edes saavuttaneen ymmärrystä tarpeesta aloittaa syöminen puhtailla käsillä.
Tämän tutkimuksen esipainos on nähtävissä arXiv-verkkosivustolla.