Ak sa vám zdá, že ste zatiaľ nekomunikovali s mimozemšťanmi … potom sa nám to zdá, zdá sa iba vám. Keď SETI „počúva“oblohu, tvrdí nová štúdia, robí to bez premýšľania o tom, ako kričia do neba.
Práca Davida Messerschmitta z Kalifornskej univerzity v Berkeley (USA) je dosť rozsiahla a bez toho, aby sme predstierali, že pokrýva všetkých jej viac ako dvesto strán, sa v krátkosti pozastavíme nad niektorými bodmi práce.
Už to bolo zaznamenané viackrát: predpoklad, že rádio je najlepšia a konečná forma komunikácie, nie je zrejmý, pretože ho používame už celé storočie, a preto je dosť naivné považovať naše vlastné technológie za korunu vývoja komunikácie. Predpokladajme však, že technológia 19. storočia je skutočne posledným slovom pre všetky civilizácie vesmíru, ktoré kedy existovali. Takpovediac „čo keby“.
Aj pri ľubovoľne pokročilej korekcii chýb vpred bude stále nemožné vyhnúť sa základnej hranici spojenej so zvýšením šumu so zvyšujúcim sa výkonom signálu. (Tu a nižšie grafy D. Messerschmitta.)
Ako presne bude v tomto prípade organizovaná medzihviezdna rádiová komunikácia? Je zrejmé, že pán Messerschmitt poznamenáva, že je potrebné predpokladať, že sa tak stane racionálne. Predstavte si napríklad rádiový prenos dát rýchlosťou jeden bit za sekundu v rozsahu najmenej 1 000 svetelných rokov. Ak to budete prevádzať v tých frekvenčných pásmach, ktoré teraz počúva SETI, potom bude na vyžarovanie takéhoto signálu z indikovanej vzdialenosti potrebný výkon dvojnásobný oproti veľkému hadrónovému urýchľovaču.
A ak sa obmedzíte aspoň na šírku pásma banálneho WiFi, potom bude mať pozemská civilizácia vážne ekonomické problémy. Opäť je to tak, ak vysielame iba jedným smerom. Ak z nejakého dôvodu nemáte presnú adresu inteligentných mimozemšťanov, potom sa vysielanie bude musieť uskutočňovať všetkými smermi a na tomto pozadí prestane byť spotreba energie LHC veľmi skoro vnímaná ako jednotka merania - rozsah problémov medzihviezdnej komunikácie bude podstatne väčší.
Vedcovi sa dá vyhnúť takémuto preťaženiu. Prvým je minimalizácia prenosovej rýchlosti. Pretože bude stále vyžadovať priepasť času (rýchlosť svetla je obmedzená), nemá zmysel ho riadiť vysokou rýchlosťou a pravdepodobnosť počiatočnej detekcie signálu rastie priamo úmerne s jeho trvaním. Okrem toho, hoci počiatočné zvýšenie priemerného výkonu vysielačov vedie k zvýšeniu schopnosti informácií dosiahnuť prijímač, po určitom limite už neumožňuje prekonať hluk vytváraný médiom na šírenie signálu pri interakcii s ním. Jedna z najlepších optimalizačných stratégií by teda vyzerala „nie príliš nahlas“: vysielací výkon musí byť striktne obmedzený.
Samozrejme, naznačujú sa aj ďalšie optimalizačné stratégie. Napríklad pre ekonomickejší prenos signálu môžete vyskúšať polarizáciu elektromagnetických vĺn a rôzne typy multiplexovania. Áno, teoreticky to ušetrí energiu, ale potom sa objaví ďalší problém: pri uplatňovaní čoraz pokročilejších metód zvyšovania hustoty prenosu informácií sa budeme neustále zameriavať na kontakt iba s tými civilizáciami, ktoré už také technológie zvládli. A každý, kto počúva vesmír na úrovni tých istých pozemšťanov v 60. rokoch (keď sa SETI objavila po prvýkrát), zostáva mimo medzivládneho dialógu. To znamená, že v tomto smere nemôžete príliš optimalizovať príliš veľa.
Propagačné video:
Existujú ale aj ďalšie optimalizačné prvky, ktoré by mali zostať relatívne univerzálne pre všetky inteligentné bytosti vo vesmíre. Zároveň nikdy zreteľne nešliapali do pedálov tým, ktorí hľadali „mimozemšťanov“a počúvali vesmír.
Na Zemi bol rozsah, v ktorom je možné vysielať signály a prijímať informácie, od samého začiatku obmedzený: v éteri sa vysielalo príliš veľa programov takmer od prvých rokov rozhlasu. Preto bola prioritou úzkosť kanálu používaného na komunikáciu a na prenosovom výkone - kvôli malým vzdialenostiam podľa medzihviezdnych štandardov - vlastne nezáležalo. Preto keď projekt SETI začal počúvať vesmír, jeho prístup zostal dosť zemitý: počúvali sa úzke frekvencie.
Pán Messerschmitt zároveň poznamenáva, že využitím čo najširšieho možného rozsahu celého mikrovlnného okna dostupného vo vesmíre by mal byť priemerný vysielací výkon oveľa ekonomickejší ako prístup vysielania s pevnou frekvenciou. Mali by sme teda začať hľadať signály vyššej šírky pásma s nižšou spotrebou a rýchlosťou dát - čo, bohužiaľ, SETI ešte neurobilo. Medzi ďalšie možnosti patrí hľadanie signálov s veľmi dlhým obdobím, oveľa dlhším, než aké sa používa v pozemných komunikáciách.
No, dobre, ale čo keď civilizácia žije v niektorých astronomických jednotkách z čiernej diery a môže ju použiť ako zdroj energie na prenos informácií do všetkých smerov alebo dokonca ako gravitačnú šošovku na zosilnenie tých istých signálov?
Je to v poriadku, vedec si je istý: nebude schopný obísť základnú hranicu komunikácie - čím viac vysokovýkonných signálov vysiela do medzihviezdneho média, tým rýchlejšie tieto signály interagujúce s medzihviezdnym plynom začnú nebezpečne zvyšovať úroveň interferencie a komplikovať ďalšiu medzivládnu komunikáciu. To znamená, že ani supercivilizácie, využívajúce rádiovú komunikáciu na kontakty s menej rozvinutými bytosťami, nemôžu nijako obísť základnú hranicu a stratégia SETI by sa mala preorientovať aj vo vzťahu k nim.
Z hlavných praktických záverov, ktoré podľa názoru Davida Messerschmitta stojí za to urobiť SETI, sú najdôležitejšie nasledujúce. Organizácia hľadá dlhodobý signál s častým opakovaním. V takejto schéme sa na odlíšenie „falošného poplachu“od skutočného signálu predpokladá pomerne jednoduchá metóda dlhodobého „počúvania“konkrétneho sektoru oblohy.
Autor sa netají svojím postojom k tomuto prvku stratégie vyhľadávania: tí, ktorí prišli s touto „kontrolou pravdy“, sa ani len nesnažili odhadnúť, koľko energie sa minie na taký dlhý opakujúci sa signál. Inými slovami, táto taktika je nerozumná. To všetko nás opäť privádza k signálu „Páni!“1977 rok. Pripomeňme si, že keď do rádioteleskopu Big Ear dorazil signál, ktorý vyzeral „umelo a mimozemsky“, na overenie jeho pôvodu sa použila metóda opakovaného počúvania toho istého sektoru oblohy. Takéto konkurzy sa však nevykonávali priebežne - ani vtedy, ani teraz.
Použitie viacúrovňových kľúčov v medzihviezdnej komunikácii v každom časovom intervale umožní každému impulzu nadobúdať hodnoty M od 0 do 8, a preto predstavuje log2 = 3 bity informácií.
Ak vychádzame z toho, že civilizácia, ktorá vyslala signál, jednoducho šetrila energiu, nebolo treba to opakovať častejšie, ako povedzme raz za niekoľko rokov. Mimochodom, predtým rovnakú stratégiu na prenos signálu navrhol iný výskumník, ktorý poznamenal, že z hľadiska minimalizácie rizika kolízie s agresívnym CC je najlepšie vyslať signál po významných časových obdobiach, čo zvyšuje pravdepodobnosť jeho registrácie, ale znižuje pravdepodobnosť jeho prijatia agresívnym CC.
David Messerschmitt sa teda domnieva, že projekt SETI už pravdepodobne zachytil signál jednej z energií efektívne hľadajúcich kontakt civilizácií okolitého vesmíru. Ale kvôli obmedzeniam vlastnej stratégie vyhľadávania ich Pozemšťania klasifikovali ako „falošný poplach“. Čo môžete urobiť, aby ste sa takýmto zlyhaniam v budúcnosti vyhli?
Autor navrhuje „zdržať sa“vôbec pojmu „falošný poplach“, systematicky a dlhodobo skúmať každý sektor oblohy, a nie jeden po druhom „načúvať“inému okoliu, ako je to teraz, a tiež udržiavať jednotnú databázu všetkých signálov, ktoré môžu mať umelý pôvod. Triviálne, ako je to s umývaním rúk? Bohužiaľ, v zmysle hľadania VTS sa zdá, že sme ani len nepochopili potrebu začať jesť s čistými rukami.
Predtlač tejto štúdie je k dispozícii na webovej stránke arXiv.