Wenn es Ihnen so scheint, als hätten Sie noch nicht mit Außerirdischen kommuniziert … dann scheint es uns, es scheint nur Ihnen. Wenn SETI dem Himmel "zuhört", heißt es in einer neuen Studie, ohne darüber nachzudenken, wie sie in den Himmel schreien.
Die Arbeit von David Messerschmitt von der University of California in Berkeley (USA) ist ziemlich umfangreich, und ohne vorzugeben, alle mehr als zweihundert Seiten abzudecken, werden wir kurz auf einige Punkte der Arbeit eingehen.
Es wurde bereits mehr als einmal bemerkt: Die Annahme, dass Radio die beste und letzte Form der Kommunikation ist, ist nicht offensichtlich, da wir es seit einem Jahrhundert verwenden, und aus diesem Grund ist es ziemlich naiv, unsere eigenen Technologien als Krone der Kommunikationsentwicklung zu betrachten. Aber nehmen wir an, dass die Technologie des 19. Jahrhunderts wirklich das letzte Wort für alle Zivilisationen des Universums ist, die jemals existiert haben. Sozusagen "Was wäre wenn."
Selbst mit einer willkürlich fortgeschrittenen Vorwärtsfehlerkorrektur wird es immer noch unmöglich sein, die grundlegende Grenze zu umgehen, die mit der Zunahme des Rauschens mit zunehmender Signalleistung verbunden ist. (Hier und unten sind die Grafiken von D. Messerschmitt.)
Wie genau wird die interstellare Funkkommunikation in diesem Fall organisiert? Herr Messerschmitt stellt natürlich fest, dass davon auszugehen ist, dass dies rational erfolgt. Stellen Sie sich beispielsweise eine Funkübertragung von Daten mit einer Rate von einem Bit pro Sekunde für einen Bereich von mindestens 1.000 Lichtjahren vor. Wenn Sie es in den Frequenzbereichen durchführen, die SETI jetzt hört, wird für die Emission eines solchen Signals aus der angegebenen Entfernung die doppelte Leistung des Large Hadron Collider benötigt.
Und wenn Sie sich zumindest auf die Bandbreite des banalen WLAN beschränken, wird eine terrestrische Zivilisation ernsthafte wirtschaftliche Probleme haben. Dies ist wiederum der Fall, wenn wir nur in eine Richtung senden. Wenn Sie aus irgendeinem Grund nicht die genaue Adresse intelligenter Außerirdischer haben, müssen die Sendungen in alle Richtungen übertragen werden, und vor diesem Hintergrund wird der Energieverbrauch des LHC sehr bald nicht mehr als Maßeinheit wahrgenommen - das Ausmaß der interstellaren Kommunikationsprobleme wird erheblich größer sein.
Eine solche Überlastung kann nach Ansicht des Wissenschaftlers vermieden werden. Die erste besteht darin, die Übertragungsrate zu minimieren. Da es immer noch einen Abgrund von Zeit benötigt (die Lichtgeschwindigkeit ist begrenzt), ist es nicht sinnvoll, es mit hoher Geschwindigkeit zu fahren, und die Wahrscheinlichkeit der anfänglichen Erkennung eines Signals steigt direkt proportional zu seiner Dauer. Obwohl die anfängliche Erhöhung der durchschnittlichen Leistung der Sender zu einer Erhöhung der Fähigkeit von Informationen führt, den Empfänger zu erreichen, ist es nach einer bestimmten Grenze nicht mehr möglich, das durch das Signalausbreitungsmedium bei der Interaktion mit ihm erzeugte Rauschen zu überwinden. Daher würde eine der besten Optimierungsstrategien wie "nicht zu laut" aussehen: Die Sendeleistung muss streng begrenzt sein.
Natürlich bieten sich auch andere Optimierungsstrategien an. Für eine wirtschaftlichere Signalübertragung können Sie beispielsweise versuchen, die Polarisation elektromagnetischer Wellen und verschiedene Arten des Multiplexens zu verwenden. Ja, theoretisch wird Energie gespart, aber dann tritt ein anderes Problem auf: Mit immer fortschrittlicheren Methoden zur Erhöhung der Dichte der Informationsübertragung konzentrieren wir uns ständig auf den Kontakt nur mit den Zivilisationen, die solche Technologien bereits beherrschen. Und jeder, der auf der Ebene der gleichen Erdbewohner der 1960er Jahre (als SETI zum ersten Mal erschien) auf den Weltraum hört, bleibt außerhalb des interzivilisatorischen Dialogs. Das heißt, Sie können in dieser Richtung nicht zu viel überoptimieren.
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Es gibt aber auch andere Optimierungselemente, die für alle intelligenten Wesen im Universum relativ universell bleiben sollten. Gleichzeitig wurden sie von denen, die nach "Außerirdischen" suchten und dem Weltraum zuhörten, nie klar in die Pedale getreten.
Auf der Erde war der Bereich, in dem man Signale senden und Informationen empfangen kann, von Anfang an begrenzt: Fast aus den Anfangsjahren des Radios wurden zu viele Programme ausgestrahlt. Daher war die Enge des für die Kommunikation verwendeten Kanals eine Priorität, und die Sendeleistung - aufgrund kleiner Entfernungen nach interstellaren Maßstäben - spielte keine Rolle. Als das SETI-Projekt begann, dem Weltraum zuzuhören, blieb sein Ansatz daher ziemlich erdig: Es wurden enge Frequenzen angehört.
Gleichzeitig stellt Messerschmitt fest, dass die durchschnittliche Sendeleistung bei Verwendung eines möglichst großen Bereichs des gesamten im Weltraum verfügbaren Mikrowellenfensters wesentlich wirtschaftlicher sein sollte als der Ansatz der Festfrequenzübertragung. Wir sollten also nach Signalen mit höherer Bandbreite und geringerer Leistung und Datenrate suchen - etwas, was SETI leider noch nicht getan hat. Unter anderem besteht die Suche nach Signalen mit einer sehr langen Zeitspanne, die viel länger ist als die in der Bodenkommunikation verwendete.
Gut, gut, aber was ist, wenn eine Zivilisation in einigen astronomischen Einheiten eines Schwarzen Lochs lebt und sie als Energiequelle zur Übertragung von Informationen in alle Richtungen oder sogar als Gravitationslinse verwenden kann, um dieselben Signale zu verstärken?
Es ist in Ordnung, der Wissenschaftler ist sich sicher: Es wird nicht in der Lage sein, die grundlegende Grenze der Kommunikation zu umgehen - je mehr Hochleistungssignale es an das interstellare Medium sendet, desto schneller werden diese Signale, die mit interstellarem Gas interagieren, das Interferenzniveau gefährlich erhöhen und die weitere interzivilisatorische Kommunikation erschweren. Das heißt, selbst Superzivilisationen, die Funkkommunikation für Kontakte mit weniger entwickelten Wesen nutzen, können die grundlegende Grenze in keiner Weise umgehen, und die SETI-Strategie sollte auch in Bezug auf sie neu ausgerichtet werden.
Unter den wichtigsten praktischen Schlussfolgerungen, die es nach Ansicht von David Messerschmitt wert sind, SETI zu machen, sind die folgenden die wichtigsten. Die Organisation sucht nach einem langfristigen Signal mit häufigen Wiederholungen. In einem solchen Schema wird zur Unterscheidung eines "Fehlalarms" von einem realen Signal eine ziemlich einfache Methode zum langfristigen "Abhören" eines bestimmten Himmelssektors angenommen.
Der Autor verbirgt seine Einstellung zu diesem Element der Suchstrategie nicht: Diejenigen, die sich diesen "Wahrheitscheck" ausgedacht haben, haben nicht einmal versucht, abzuschätzen, wie viel Energie für ein so langes sich wiederholendes Signal aufgewendet werden würde. Mit anderen Worten, diese Taktik ist unklug. All dies bringt uns wieder zum Signal "Wow!" 1977 Jahr. Erinnern Sie sich daran, dass, als ein Signal, das "künstlich und außerirdisch" aussah, am Big Ear-Radioteleskop ankam, die Methode des erneuten Abhörens desselben Himmelssektors verwendet wurde, um seinen Ursprung zu überprüfen. Solche Auditions wurden jedoch nicht fortlaufend durchgeführt - nicht damals, nicht jetzt.
Die Verwendung von Mehrebenentasten in der interstellaren Kommunikation in jedem der Zeitintervalle ermöglicht es jedem Impuls, Werte M von 0 bis 8 anzunehmen und daher log2 = 3 Informationsbits darzustellen.
Wenn wir davon ausgehen, dass die Zivilisation, die das Signal gesendet hat, lediglich Energie spart, war es nicht erforderlich, es öfter als beispielsweise alle paar Jahre zu wiederholen. Übrigens wurde früher die gleiche Strategie der Signalübertragung von einem anderen Forscher vorgeschlagen, der feststellte, dass es unter dem Gesichtspunkt der Minimierung des Kollisionsrisikos mit einem aggressiven CC am besten ist, ein Signal nach erheblichen Zeiträumen zu senden, was die Wahrscheinlichkeit seiner Registrierung erhöht, aber die Wahrscheinlichkeit verringert, dass es von einem aggressiven CC empfangen wird.
David Messerschmitt glaubt also, dass das SETI-Projekt wahrscheinlich bereits ein Signal von einem der energieeffizienten Kontaktpersonen von Zivilisationen im Raum um uns herum erhalten hat. Aufgrund der Einschränkungen ihrer eigenen Suchstrategie stuften die Erdlinge sie jedoch als "Fehlalarm" ein. Was können Sie tun, um solche Fehler in Zukunft zu vermeiden?
Der Autor schlägt vor, das Konzept des "Fehlalarms" überhaupt nicht systematisch und für lange Zeit zu verwenden, um jeden Bereich des Himmels zu untersuchen, und nicht wie bisher nacheinander unterschiedliche Umgebungen "anzuhören" und auch eine einzige Datenbank aller Signale zu führen, die möglicherweise künstlichen Ursprungs sind. Trivial, wie man sich die Hände wäscht? Leider scheinen wir im Sinne der Suche nach einem VTS noch nicht einmal das Verständnis für die Notwendigkeit erreicht zu haben, mit sauberen Händen zu essen.
Ein Preprint dieser Studie kann auf der arXiv-Website eingesehen werden.
