Potraga za izvanzemaljskom inteligencijom SETI

Ima li koga tamo ? 9. listopada 1992. godine, na 500 obljetnicu Kolumbova otkrića i dolaska u Sjevernu Ameriku, NASA je pokrenula specijalan program s namjerom odgovora na to pitanje. Taj program traži poruke od bilo koje tehnološki razvijene civilizacije u Svemiru. Radi se o najopsežnijoj potrazi za izvanzemaljskom inteligencijom uopće. Program je poznatiji pod nazivom SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence). Godinu dana kasnije, program je ostao bez financijskih sredstava, no par godina kasnije javlja se program Phoenix koji je zapravo nastavak SETI programa.

Koliko je vjerojatno da ima i drugih civilizacija ?

Mnogi znanstvenici vjeruju da u povoljnim uvjetima sa dovoljno dugo vremena, razvoj života je moguć, ako ne i neizbježan. Znamo da organske molekule, sastojci bazirani na ugljiku, koji sačinjavaju građevni materijal života kakvim ga znamo, su obilno raspoređeni duž cijele galaksije. U međuzvjezdanom plinu, te nedavno palim meteoritima, astronomi su pronašli kompleksne organske molekule, uključujući etilni alkohol (onaj za piće) i formaldehid. No, rasprostranjenost ovih organskih molekula naravno ne znači garanciju da je život svakidašnja stvar.

Poznato je da je život evoluirao na Zemlji kao produkt vulkanskih plinova, organskih kemikalija koje su došle se meteoritima i kometima i naravno kemijskim reakcijama koje su se odvijale. Iz naših robotskih letjelica znamo da ostali planeti i sateliti u Sunčevom Sustavu nisu pogodna staništa za kompleksne životne oblike. Očito je da moraju postojati određeni uvjeti, kao što je količina topline od matične zvijezde da bi život mogao započeti. Poznato je (otkriveno) postojanje planeta i oko drugih zvijezda. Tako da postoji mogućnost da na nekima od njih postoje uvjeti za život. No ako ne krenemo u potragu, to nećemo nikada saznati.


Sl 1. Signali (jedinice i nule) koje je Frank Drake poslao preko radio teleskopa u
Arecibou do sada su prešli udaljenost od 25 svjetlosnih godina i još uvijek putuju.

Koji je najbolji način da se kontaktira druga civilizacija ?

Zapravo postoje samo dva načina da se uspostavi komunikacija - ili da ih posjetimo ili da razmjenjujemo poruke. Posjetiti ih, trenutno nije baš realna opcija. Udaljenosti među zvijezdama su tako velike da je vrijeme potrebno za putovanje do zvijezda sa realnom tehnologijom nepodnošljivo veliko i tražilo bi čitave generacije posade. A energetske potrebe za takav put su zastrašujuće velike. Bernard Oliver, šef NASA-inog SETI programa je proračunao troškove energije za put u jednom smjeru do zvijezde udaljene 10 svjetlosnih godina (blisko susjedstvo) uz pretpostavku da put traje 20 godina i da imamo savršen brod koji ne troši energiju. Njegov rezultat je da bi brod trebao količinu energije koja je ekvivalentna količini ukupne proizvedene energije na Zemlji u 500,000 godina.


Sl 2. Troškovi međuzvjezdanog putovanja su nezamislivo visoki - toliki da možemo za
isti trošak napajati strujom milijun kućanstava sljedećih tristo milijuna godina.

Međutim, sa druge strane, potpuno je moguće ostvariti komunikaciju sa drugim civilizacijama koristeći valove koji prirodno putuju kroz svemir brzinom svijetlosti. Od mnogih različitih načina da pokušamo komunicirati, radio valovi - pogotovo oni po imenu mikrovalovi - su najefikasniji u prenošenju poruka. Oni mogu putovati kroz atmosferu naše planete i mnogo je manja mogućnost da će biti apsorbirani od prašine koja je raspoređena među zvijezdama; iz toga slijedi da mogu putovati dalje od ostalih valnih duljina. Također postoji jako malo pozadinskog uplitanja za radio valove, što od ljudskih, što od galaktičkih izvora.

Jedan dio elektromagnetskog spektra je neobično privukao mnogo pozornosti: opseg od relativno čistih (od šumova) frekvencija (tj. kanala) gdje vodik (H) i molekula vodikovog monoksida (OH) daju ili apsorbiraju specifično zračenje. Kako su to sastojci vode, ovo područje radio spektra je poznato i kao "vodena pukotina (rupa)". Znanstvenici spekuliraju da bi inteligentne vrste kojima je voda važna - kao što je to nama - mogli to pokazati kao svojevrsni "simbol" i koristiti upravo to tiho područje radio spektra kako bi poslali svoju poruku i "susreli" druge životne vrste. Valja imati na umu da komunikacija sa drugom civilizacijom ne mora započeti sa dvosmjernom komunikacijom. Ovisno o tome koliko je daleko druga civilizacija, trebalo bi desetke, stotine ili čak tisuće godina da radio valovi naprave put od pitanja do odgovora. No ako ima komunikativnih civilizacija, možda oni već šalju poruke za vlastite potrebe ili da informiraju druge o svom postojanju. Upravo to su poruke kakve SETI program mora pronaći.


Sl 3. U kojem smjeru okrenuti naše antene i na kojim frekvencijama tražiti signale.

Kakvi su rezultati prethodnih SETI potraga ?

Do sada zapravo nije postojao neki uspješan SETI program, no to i nije iznenađujuće, jer su svi bili ograničeni neadekvatnom tehnologijom, nedostatkom financija i teleskopskog vremena. Prvu potragu sproveo je 1960. god. radio astronom Frank Drake, koristeći 25 metarsku antenu koju je posjedovao National Radio Astronomy Observatory u Green Banku. Projekt je nazvao Ozma, po kraljici od Oza, mitskom kraljevstvu poznatom po svom čarobnjaku. Drake je okrenuo divovsku radio antenu prema zvijezdama sličnim našem Suncu, po imenima Tau Ceti i Epsilon Eridani, obje udaljene oko 11 svjetlosnih godina, dovoljno blizu da se bilo kakav signal može detektirati. Promatrao je te dvije zvijezde periodički od travnja do srpnja, ali nije detektirao niti jedan "inteligentni" signal. No Drakeov eksperiment je inspirirao mnoge druge astronome oko svijeta da se bace u potragu za "inteligentnim" signalima iz svemira.

Zašto je traženje takvih poruka tako teško ?

Astronomi uspoređuju potragu za inteligentnim radio signalima iz svemira kao traženje igle u štaglju sijena. Problem je u tome što moramo znati mnogo toga o poruci prije no što ju možemo pronaći. Među ostalim, to su:

Sa koje od 200 milijardi zvijezda u našoj galaksiji dolazi taj signal. Doduše, nemaju sve te zvijezde istu vjerojatnost za postojanje planete poput Zemlje.

Koji kanal ili kanale (frekvencije) oni koriste za odašiljanje signala? Na Zemlji, kada želite primiti neku poruku sa vaše omiljene radio stanice, vi namjestite vaš radio prijamnik na točno određen kanal (frekvenciju). Za izvanzemaljske poruke mi nemamo pojma na kojem su kanalu i koliko su "široke" njihove poruke (koliko frekvencija pokrivaju). Drugim riječima, dali imaju "uzak" ili "širok" raspon ?

Koliko je slab njihov signal ? Svi znamo da je za prijam radio poruka na Zemlji, najvažnija snaga. Kada putujete autom, slabe radio stanice se brže utišaju od onih jačih. Na takav način mi možemo potpuno propustiti izvanzemaljske poruke, čak i ako nam je antena točno uperena u sam izvor, ali naša oprema za slušanje nije dovoljno osjetljiva da to primi.

Kojom metodom su kodirali radio valove. Bilo bi jako dobro kada bi svemirci isto tako znali Morseovu abecedu, međutim to je ipak samo šala. Stoga moramo znati da poruka može biti kodirana na čitav niz načina, pa se treba pripremiti i u tom smislu.

U prošlim potragama, astronomi su morali pogađati takve stvari vezane uz karakteristike poruka, a to se može usporediti da zavlačenjem ruke u štagalj sijena u nadi da ćemo pronaći iglu. Važnost potrage koju radi NASA je da se traže mnogo veće mogućnosti po tom potanju no što su bile u dosadašnjim potragama.


Sl 4. Čak i da napravimo brod koji bi putovao brzinom 0.9 C, međuzvijezdani prostor ispunjen je
prašinom koja bi pri sudaru sa brodom takve brzine napravila krater. Takvih čestica je
toliko puno da od našeg broda nebi puno ostalo, već nakon par minuta "vožnje".


Dali mi šaljemo poruke ili samo slušamo ?

Od ranih dana 20-tog stoljeća, mi odašiljemo signale u svemir - radio, radar i televizija - te tako stvaramo mjehur radio energije koja se širi od Zemlje brzinom svjetlosti. Početkom 21-vog stoljeća taj mjehur je velik gotovo sto svjetlosnih godina u promjeru, tako da bilo koja tehnološki razvijena civilizacija unutar te "radio kugle" može biti svjesna naše prisutnosti.

Jedna od šala vezana uz SETI program je i ta da nas svemirci nisu posjetili jer su slušali naše radio i televizijske poruke te iz toga zaključili da nema inteligentnog života na zemlji. Međutim, iako je kao posljedica naše tehnologije odašiljanja naše susjedstvo svjetlije u radio valovima nego što bi trebalo biti prirodno, jako je teško da se bilo koji sadržaj programa može dekodirati na udaljenosti od puno svjetlosnih godina.



Sl 5. Originalna poruka veličine 23 x 73 bita.


Nekoliko (uglavnom simboličnih) poruka je poslano u svemir. Godine 1974-te, Frank Drake i njegove kolege iskoristili su divovski radio teleskop u Arecibou (Puerto Rico) kako bi odaslali kodiranu poruku u smjeru kuglastog skupa zvijezda (skup od milijuna zvijezda) po imenu M13. No, zbog velike udaljenosti tog skupa, trebat će pričekati još 25,000 godina da poruka stigne do tamo. Poruka je kodirana u binarnom obliku jedinica i nula. Sadrži 1679 bitova informacije (dakle 1679 jedinica i nula). 1679 je produkt od dva broja 23 i 73, što bi trebalo dati sugestiju svemircima da razbiju poruku na neke kombinacije tih brojeva. Ako se poruka posloži u 73 kolone po 23 bita za svaku, a jedinice i nule se zamijene sa bijelim i crnim četverokutima, pojavljuje se interesantan oblik (vidi sliku 6).


Sl 6. Kodirana poruka odaslana u smjeru skupa M13.

U taj oblik, kodirani su: binarne oznake brojeva 1-10, atomski brojevi od pet elemenata osnovnih za život na Zemlji, kemijska formula DNA molekule, brojevi prosječne visine čovjeka i broj Zemaljske populacije, slika ljudske forme (oblik), Sunčev Sustav (sa označenom Zemljom da se pokaže planet sa kojega je signal došao), i radio teleskop sa kojega je to emitirano te njegov promjer. Iako će proći desetine tisuća godina da poruka stigne naciljani skup zvijezda, njeno odašiljanje nam je pokazalo kakvu bi informaciju međuzvjezdana poruka mogla sadržavati.



Što je NASA-in SETI program ?

NASA je razvila sofisticirane radio prijamnike i kompjutere koji omogućuju pretraživanja jako velikih mogućnosti. Izvjestan broj radio teleskopa oko svijeta je uključen u potragu od kojih je svakako najpoznatiji onaj Arecibo u Puerto Ricu.

Ključan element programa je njegova mogućnost da traži preko deset milijuna kanala u isto vrijeme kroz širok raspon frekvencija, te korištenje kompjuterskih programa koje je postalo moguće tek u posljednjih par godina, kako bi se odredila raznolikost kompleksnih signala koje ljudsko uho ne bi tako lako prepoznalo. Među signalima, program će biti u stanju da pronađe one koji imaju određen "pomak" u frekvenciji. Ovo je svakako bitno jer se očekuje da se oni koji šalju poruku također pomiču i kruže oko zvijezde, a ti bi radio signali težili ka pomaku u frekvenciji uslijed Dopplerovog efekta (slično kao što pada zvuk policijske sirene kada automobil prođe i udaljava se od nas).

Program nazvan Projekt Mikrovalno Promatranje (Microwave Observing Project - MOP) se sastoji od dva različita pregleda koje će se odvijati simultano. Usmjerena pretraga sluša signale sa 800 zvijezda sličnih Suncu na udaljenosti od 80 svjetlosnih godina i to u preko milijardu različitih radio frekvencija. Radio teleskopi gledaju svaku zvijezdu kroz dugačak vremenski period, stvarajući tako pretragu milijardu puta opsežnijom od prijašnjih pokušaja. Druga "all sky" pretraga traži signale sa nešto manjom senzitivnošću, ali zato pokriva cijelo nebo.

Znanstvenici su testirali tu novu opremu, tako što su tražili slabe signale od letjelica Voyager i Pioneer, koji su prije dvadesetak godina posjetili Jupiter i Saturn i sada su milijardama kilometara daleko, na samom izlazu iz Sunčevog Sustava. Uglavnom, ti sistemi su uspješno prepoznali signale i ustanovili su da su tehnološkog a ne prirodnog podrijetla.

Pioneer 10 letjelica, nakon bliskog prolaza pored Jupitera, sada je na putu iz našeg Sunčevog Sustava. Ona leti prema sazviježđu bika. Nakon 40,000 godina, proći će udaljenost od nama najbližih zvijezda - 4 svjetlosne godine (vidi članak Najbliže Zvijezde). Postoji i mogućnost da će Pioneer 10 možda proći blizu inteligentnih vrsta koje žive u našoj galaksiji. U slučaju da se takav događaj desi, na Pioneeru je postavljena poruka. Ta poruka je pažljivo konstruirana, tako da ju svemirci mogu dešifrirati i mogu shvatiti što smo mi željeli reći, čak i ako ne znaju naš jezik i ne koriste iste mjerne jedinice koje mi koristimo. U najboljem slučaju, svemirci iz poruke mogu čak i saznati od kuda je letjelica došla, kada je lansirana i nešto malo o stvorenjima koja su ju napravila.


Sl 7. Voyager 1 i 2 te Pioneer 10 i 11 nose zlatne ploče u slučaju da nalete na inteligentnu civilizaciju.

Pioneer 10 ploča

Ova ploča je konstruirana kako bi pokazala znanstveno obrazovanim stanovnicima nekog drugog sučevog sustava - koji bi ju mogli presresti nakon par milijuna godina - kada je Pioneer 10 lansiran, od kuda i od koje vrste bića. Konstrukcija je urezana u zlatom pokrivenu aluminijsku ploču veličine 152x229 milimetara, pričvršćenu na potporanj od antene. Radijacijske linije na lijevoj strani pokazuju pozicije 14 pulsara, čvrstih i jako gustih brzo-rotirajućih zvijezda. Kako se pulsar okrene oko svoje osi nekoliko puta u sekundi, snažan puls energije projuri pored Zemlje, poput svemirskog svjetionika. Period pulsova (vrijeme između dva pulsa) se smanjuje tokom vremena, kako pulsar stari. Pulsari na ploči su organizirani tako da pokazuju poziciju Sunca, matične zvijezde sa koje je lansirana ta letjelica, u odnosu na poziciju tih pulsara. Simboli "1-" na krajevima linija su binarni brojevi koje predstavljaju dolazna vremena pulsova od svakog pulsara u vrijeme kada je lansiran Pioneer, u odnosu na frekvenciju vodikovog atoma koji se nalazi gore lijevo.


Sl 8. Detalj sa ploče Pioneer 10.

Vodikov atom je korišten kao "univerzalni sat". Promjena između perioda pulsova koji se spominju na ploči u usporedbi sa periodima tih pulsara kada ta ploča bude pronađena, će svemircima omogućiti da ustanove koliko je vremena prošlo od kada je Pioneer letjelica lansirana. Vodikov atom je također i osnovna mjera veličine za usporedbe veličine ljudi i ruba letjelice, prikazano desno. Vodikova valna duljina - oko 20 cm - pomnožena sa binarnim brojem koji predstavlja "8" pokazanom odmah do ženske figure, daje visinu od 160 cm. Figura predstavlja vrstu stvorenja koje je stvorilo letjelicu Pioneer. Ruka muškarca je podignuta kao znak dobre volje. Na dnu se nalaze planeti, prostirući se prema van od Sunca, sa putanjom letjelice koja odlazi sa Zemlje, prolazi Mars i okreće pored Jupitera prije no što napušta Sunčev Sustav i ulazi u međuzvjezdani svemir.