Ja jums šķiet, ka jūs vēl neesat sazinājies ar citplanētiešiem … tad, mums šķiet, tas šķiet tikai jums. Kad SETI "klausās" debesis, saka jauns pētījums, tas tiek darīts, nedomājot par to, kā viņi kliedz debesīs.
Deivida Mesersmitta darbs no Kalifornijas Universitātes Bērklijā (ASV) ir diezgan apjomīgs, un, neizliekoties, ka aptvertu visas tā divsimt nepāra lappuses, īsumā pakavēsimies pie dažiem darba punktiem.
Tas jau tika atzīmēts vairāk nekā vienu reizi: pieņēmums, ka radio ir labākais un galīgais saziņas veids, nav acīmredzams, jo mēs to izmantojam gadsimtu, un tāpēc ir diezgan naivi uzskatīt mūsu pašu tehnoloģijas par komunikācijas evolūcijas vainagu. Bet pieņemsim, ka 19. gadsimta tehnoloģija patiešām ir pēdējais vārds visām Visuma civilizācijām, kas jebkad pastāvējušas. Tā teikt, "ja nu būtu".
Pat ar patvaļīgi uzlabotu kļūdu korekciju uz priekšu joprojām būs iespējams izvairīties no pamata robežas, kas saistīta ar trokšņa palielināšanos, palielinoties signāla jaudai. (Šeit un zemāk ir D. Meseršmita grafiki.)
Kā tieši tiks organizēta starpzvaigžņu radiosakari šajā gadījumā? Acīmredzot, atzīmē Messerschmitt kungs, ir vērts pieņemt, ka tas tiks darīts racionāli. Piemēram, iedomājieties datu pārraidi ar radio ātrumu viens bits sekundē vismaz 1000 gaismas gadu diapazonā. Ja jūs to vadīsit tajos frekvenču diapazonos, kurus SETI tagad klausās, tad šāda signāla izstarošanai no norādītā attāluma jauda būs nepieciešama divreiz lielāka par lielās hadronu kolektora jaudu.
Un, ja jūs aprobežosities tikai ar banālā WiFi joslas platumu, tad zemes civilizācijai sāksies nopietnas ekonomiskas problēmas. Atkal tas ir gadījumā, ja mēs raidām tikai vienā virzienā. Ja kāda iemesla dēļ jums nav precīzas inteliģentu ārvalstnieku adreses, tad apraides būs jāveic visos virzienos, un uz šī fona LHC enerģijas patēriņš ļoti drīz vairs netiks uztverts kā mērvienība - starpzvaigžņu komunikācijas problēmu mērogs būs ievērojami lielāks.
No šādas pārslodzes var izvairīties, uzskata zinātnieks. Pirmais ir samazināt pārraides ātrumu. Tā kā tam joprojām būs nepieciešama laika bezdibenis (gaismas ātrums ir ierobežots), nav jēgas to vadīt lielā ātrumā, un signāla sākotnējās noteikšanas varbūtība pieaug tieši proporcionāli tā ilgumam. Turklāt, lai gan sākotnējais raidītāju vidējās jaudas pieaugums noved pie informācijas spējas sasniegt uztvērēju pieauguma, pēc noteikta ierobežojuma tas vairs neļauj pārvarēt signāla izplatīšanas vides radīto troksni, mijiedarbojoties ar to. Tādējādi viena no labākajām optimizācijas stratēģijām izskatās kā "ne pārāk skaļa": pārraides jaudai jābūt stingri ierobežotai.
Protams, citas optimizācijas stratēģijas iesaka sevi. Piemēram, lai ekonomiskāk pārraidītu signālu, varat mēģināt izmantot elektromagnētisko viļņu polarizāciju un dažādus multipleksēšanas veidus. Jā, teorētiski tas ietaupīs enerģiju, bet tad parādās vēl viena problēma: piemērojot arvien progresīvākas informācijas pārraides blīvuma palielināšanas metodes, mēs pastāvīgi koncentrēsimies uz kontaktu tikai ar tām civilizācijām, kuras jau ir apguvušas šādas tehnoloģijas. Un visi, kas klausās kosmosu to pašu sešdesmito gadu zemnieku līmenī (kad SETI pirmo reizi parādījās), paliek ārpus starpcivilizāciju dialoga. Tas ir, jūs nevarat pārāk daudz optimizēt šajā virzienā.
Reklāmas video:
Bet ir arī citi optimizācijas elementi, kuriem vajadzētu palikt samērā universāliem visām saprātīgajām būtnēm Visumā. Tajā pašā laikā viņi nekad skaidri nepiedalījās tiem, kas meklēja "ārpuszemes", klausījās kosmosā.
Uz Zemes diapazons, kurā var sūtīt signālus un saņemt informāciju, jau pašā sākumā bija ierobežots: gandrīz no radio sākuma gadiem ēterā tika pārraidīts pārāk daudz programmu. Tāpēc komunikācijai izmantotā kanāla šaurums bija prioritāte, un pārraides jaudai - starpzvaigžņu standartu mazo attālumu dēļ - nebija īsti nozīmes. Tāpēc, kad SETI projekts sāka klausīties kosmosu, tā pieeja palika diezgan piezemēta: tika klausītas šauras frekvences.
Tajā pašā laikā Mr Messerschmitt atzīmē, ka, izmantojot visplašāko iespējamo visu kosmosā pieejamo mikroviļņu logu diapazonu, vidējai pārraides jaudai jābūt daudz ekonomiskākai nekā fiksētās frekvences apraides pieejai. Tātad mums vajadzētu sākt meklēt lielākas joslas platuma signālus ar zemāku jaudu un datu pārraides ātrumu - kaut ko, diemžēl, SETI vēl nav izdarījis. Starp citām iespējām ir signālu meklēšana ar ļoti ilgu periodu, daudz ilgāku laiku nekā tas, ko izmanto zemes komunikācijās.
Nu, labi, bet ja civilizācija dzīvo dažās astronomiskās vienībās no melnā cauruma un var to izmantot kā enerģijas avotu, lai pārraidītu informāciju visos virzienos, vai pat kā gravitācijas objektīvu, lai pastiprinātu šos pašus signālus?
Tas ir labi, zinātnieks ir pārliecināts: tas nespēs apiet saziņas fundamentālo robežu - jo vairāk lieljaudas signālu tas sūta starpzvaigžņu vidē, jo ātrāk šie signāli, mijiedarbojoties ar starpzvaigžņu gāzi, sāks bīstami paaugstināt traucējumu līmeni un sarežģīt turpmāko starpcivilizāciju. Tas ir, pat supercivilizācijas, izmantojot radiosakaru kontaktiem ar mazāk attīstītām būtnēm, nekādā veidā nevar apiet fundamentālo robežu, un SETI stratēģija būtu jāpārorientē pat attiecībā uz tām.
Starp galvenajiem praktiskajiem secinājumiem, kurus, pēc Deivida Mesšermita domām, ir vērts izdarīt SETI, vissvarīgākie ir šādi. Organizācija meklē ilgtermiņa signālu ar biežiem atkārtojumiem. Šādā shēmā, lai atšķirtu "viltus trauksmi" no reāla signāla, tiek pieņemta diezgan vienkārša metode, kā ilgstoši "klausīties" noteiktu debesu sektoru.
Autors neslēpj savu attieksmi pret šo meklēšanas stratēģijas elementu: tie, kas nāca klajā ar šo "patiesības pārbaudi", pat nemēģināja novērtēt, cik daudz enerģijas tiks tērēts tik ilgam atkārtotam signālam. Citiem vārdiem sakot, šī taktika nav gudra. Tas viss atkal mūs noved pie signāla "Wow!" 1977. gads. Atgādinām, ka tad, kad signāls, kas izskatījās kā „mākslīgs un ārpuszemes”, nonāca pie radioteleskopa Big Ear, tā izcelsmes pārbaudei tika izmantota atkārtotas klausīšanās metode tajā pašā debess sektorā. Tomēr šādas pārbaudes netika veiktas pastāvīgi - ne toreiz, ne tagad.
Daudzlīmeņu atslēgu izmantošana starpzvaigžņu komunikācijā katrā laika intervālā ļaus jebkuram impulsam iegūt vērtības M no 0 līdz 8 un tādējādi pārstāvēt log2 = 3 informācijas bitus.
Ja pieņemam, ka civilizācija, kas raidīja signālu, vienkārši taupīja enerģiju, tad nevajadzēja to atkārtot biežāk, nekā, teiksim, reizi pāris gados. Starp citu, agrāk to pašu signāla pārraides stratēģiju ierosināja cits pētnieks, kurš atzīmēja, ka no sadursmes ar agresīvu CC samazināšanas riska samazināšanas viedokļa vislabāk ir nosūtīt signālu pēc ievērojama laika perioda, kas palielina tā reģistrācijas varbūtību, bet samazina iespēju to saņemt ar agresīvu CC.
Tātad, uzskata Deivids Messersmitms, SETI projekts, iespējams, jau ir uztvēris signālu no viena no energoefektīviem civilizāciju kontaktiem apkārtējā telpā. Bet savas meklēšanas stratēģijas ierobežojumu dēļ zemieši to klasificēja kā "viltus trauksmi". Ko jūs varat darīt, lai nākotnē izvairītos no šādām neveiksmēm?
Autore ierosina "atturēties" no jēdziena "viltus trauksme" vispār izmantošanas, sistemātiski un ilgu laiku, lai pārbaudītu katru debess sektoru, nevis pa vienam "klausītos" dažādu apkārtni, kā tas tiek darīts tagad, kā arī uzturēt vienotu datu bāzi par visiem signāliem, kas var būt mākslīgas izcelsmes. Niecīgs, kā mazgāt rokas? Ak, VTS meklēšanas ziņā mēs, šķiet, pat neesam sasnieguši izpratni par nepieciešamību sākt ēst ar tīrām rokām.
Pētījuma priekšdruku var apskatīt arXiv vietnē.