Del:
10 måder vores søgning på fremmede liv udvikler sig
I 1950 spurgte den nobelprisvindende fysiker Enrico Fermi berømt sine kolleger til frokost: "Hvor er alle?" Hans spørgsmål blev kendt som Fermi Paradoxet. Han ønskede at vide, hvorfor vi ikke har mødt udlændinge, hvis der er så mange beboelige planeter i universet.
Der er mange teorier om hvorfor vi ikke har kontaktet endnu (som vi ved). Men måske lavede vi simpelthen en kosmisk fejl i vores beregninger. Vi begyndte med at antage, at fremmede liv ville være som os. Hvis denne antagelse er forkert, er alle vores beregninger om at finde fremmede liv ingen mening. Så nu ændrer vi den antagelse, udvider vores tænkning og vores strategier for at komme i kontakt med fremmede liv, der ikke er som os.
10Solvens Radio Wave SETI
I over 50 år har SETI lyttet til radiosignaler fra rummet. I 1974 sendte astronom Frank Drake den første radiobølgebesked, "Arecibo Message", rettet mod udlændinge i det ydre rum. Så vidt vi ved, har vi ikke modtaget et svar. Lytte til NASA i disse dage, ville du tro, at søgning efter fremmede liv er deres prioritet. Alligevel beklager Drake, at NASA ikke finansierer søgningen. Faktisk kan de afmontere vores to største radioteleskoper, Arecibo-teleskopet og det grønne bankteleskop. Hvis det sker, slukkes SETI effektivt på radiosiden. Kina har afsløret et komplekst radioteleskop, selvom Drake ikke er sikker på, om de kan få teknologien til at fungere korrekt.
På den anden side går optisk SETI, som scanner til laser blinker, stærk fra et finansieringsperspektiv på grund af private gaver. I modsætning til radiobølger er optiske meddelelser afhængige af udlændinge, der målretter deres smalle stråler lige hos os. "Signalerne er så stærke, at vi kun har brug for et lille teleskop til at modtage dem," sagde Drake. "Mindre teleskoper kan tilbyde mere observationstid, og det er godt, fordi vi skal søge mange stjerner for en chance for succes." Drake kan lide at tro, at hvis udlændinge er villige til at målrette mod os, kan de være altruistiske.
Ikke alle deler sin optimisme. Eksperter er involveret i en opvarmet debat om, hvorvidt vi skal sende meddelelser til det ydre rum overhovedet. Mange forskere mener, at vi kan bringe vores sikkerhed i fare ved at kontakte udlændinge, før vi er avancerede nok til at beskytte os selv. Ifølge John Elliott fra SETI er der medlemmer af SETI-fællesskabet, som allerede sender meddelelser til trods for kontroversen. Til optegnelsen er Drake imod aktivt at sende signaler til udlændinge, et projekt kaldet aktiv SETI. Han foretrækker blot at lytte til deres signaler.
9Talking til udlændinge 101
John Elliott fra UK SETI Research Network mener, at vi skal gå ud over at se fremmede signaler og i stedet bestemme forskellen mellem et fremmedsprog og tilfældige lyde. Ved at studere mere end 60 menneskelige sprog fandt han en fælles signatur af rytmer og strukturer på hvert sprog. For eksempel har vi indholdsord og korte funktionsord (f.eks. "Hvis" og "men"), som bindesætninger sammen. Uanset sproget bruger mennesker højst ni indholdsord i en sætning.
Nogle dyrearter, som delfiner, har samme sprogsignatur. Selvom vi ikke kan tale dolphin sprog endnu, genkender vi omkring 140 forskellige lyde i deres tale. De identificerer sig altid ved hjælp af et individuelt navn eller kaldesignal, når de begynder at kommunikere, idet de begrænser sig til højst fem ord pr. Indholdsstykke. Elliott mener, at grænsen er i overensstemmelse med deres mindre hjerne størrelse og evne til at behandle oplysninger.
Han har udviklet en række små computerprogrammer, Natural Language Learner, til at analysere fremmede signaler for sprogets kompleksitet og interne struktur. Men han kunne nok ikke dechiffrere indholdet endnu.
Kommunikation med intelligente dyr på Jorden kan være et første skridt i retning af at udvikle vores evne til at tale med udlændinge. Vi har lært delfiner hundredvis af vores ord, forskellen mellem spørgsmål og udsagn, begreber som "ingen" og anden syntaks. Som et første forsøg på at etablere tovejs interaktive kommunikationer mellem dyr og mennesker skabte biolog Denise Herzing et spil, hvor delfiner og mennesker kunne lære at tale med hinanden med et primitivt fælles sprog. Kvindelige delfiner var mere interesserede i at tale end mandlige delfiner. De kvindelige delfiner inviterede også delfiner fra andre arter til at deltage i.
Vi har også lært, at vilde Campbells aber føjer suffix til bestemte lyde for at advare andre om forskellige farer. For eksempel signalerer "krak", at en leopard, deres naturlige rovdyr, er nær. Men "krak-oo" advarer kun generelt om fare fra en gren, der falder eller andre aber, der invaderer deres territorium. Diana aber forstår også opkald fra Campbells aber.
En anden undersøgelse fandt ud af, at voksne chimpanser fra Holland langsomt ændrede deres opkald til æbler for at matche det lokale chimpansesprog, efter at de flyttede til en skotsk zoologisk have og blev venner med de lokale dyr. Det er imidlertid diskutabelt, om det er en ændring i accent eller faktisk et andet sprog, der angiver tosprogethed.
8Party Som det er AD 1015
Succesen for SETI afhænger af intelligent fremmede liv ved hjælp af teknologi til at sende signaler. Mens væsener, som bruger teknologi, skal være intelligente, er omvendt ikke nødvendigvis korrekt. Igen kommer vi tilbage til delfin intelligens. Delfiner har ikke lemmerne at opfinde og bruge komplekse værktøjer, men de er intelligente. Andre former for fremmede liv kan være sådan. Er det brugen af teknologi eller evnen til at kommunikere og socialisere, der definerer intelligens?
Er vi for arrogante i at tro, at vi er mere intelligente end væsner som delfiner? Som Carl Sagan påpegede: "Mens nogle delfiner er blevet rapporteret at have lært engelsk - op til 50 ord anvendt i korrekt sammenhæng - er der ikke blevet rapporteret noget menneske om at have lært dolphines." De bruger ikke teknologi til at dræbe hinanden, enten .
For at forberede sig på udlændinges kontakt vil Laurance Doyle fra SETI også forske på kommunikation mellem træer. De bruger kemikalier til at fortælle hinanden om skadedyr og andre trusler. "Hvem ved? Hjerner er måske ikke nødvendige, "sagde han.
I begge disse tilfælde må vi rejse til, hvor udlændinge bor i stedet for at vente på, at de kontakter os.
Men der er en endnu enklere grund, vi kan ikke høre fra udlændinge i vores livstid, selvom de er ligesom os. Når vi bruger teleskoper til at se det ydre rum, ser vi ikke tingene som de er i dag. Vi ser fortiden. "Vi ... se tilbage i tiden, fordi lys tager tid at komme herfra", forklarede Jonathan Gardner fra NASA. "Så som vi ser længere og længere væk, tager det længere og længere tid for lyset at komme fra, hvor det udsendes til her, og vi kan faktisk se tilbage i tiden. Og hvis vi ser langt nok væk, ser vi faktisk tilbage til, da universet var meget yngre end det er i dag, da lyset blev udsendt fra disse galakser. "
Hvis udlændinge kigger på os gennem deres teleskoper, ville de også se os i fortiden også. For eksempel kan udlændinge, der lever 1000 lysår fra os, se os i 1015 AD. Med radioforstærkere, der kun blev opfundet i 1907, kan det tage mindst 900 år, før udlændinge kan hente radiosignaler fra Jorden (hvis de er lige ved hjælp af denne teknologi).
7 De sociale forskere vejer ind
Normalt ser vi til de hårdvidenskabelige-astronomi, datalogi, ingeniørfag, fysik - for at lede vejen til at kommunikere med udlændinge i rummet. Men Doug Vakoch, SETI Instituttets direktør for Interstellar Communication, har redigeret en gratis bog kaldet Arkæologi, Antropologi og Interstellær Kommunikation der tackler emnet ud fra socialforskernes perspektiv.
Argeologer og antropologer forsøger hver dag at fjerne de gamle civilisternes hemmeligheder ud fra rene fragmenter af information. Vi kan aldrig være sikre på, om deres fortolkninger er korrekte. Alt for ofte baserer vi vores konklusioner om tidligere civilisationer på troen på vores nuværende kulturer. Men i hvert fald har vi et fælles menneskefader. Hvordan vil vi gå om at dechiffrere meddelelser fra en fremmedkultur, som vi ikke kender intet udlændinge til, som kan have forskellige sensoriske organer, end vi gør, og får dem til også at fortolke budskaber anderledes?
Vi antager også, at der vil være en kultur i fremmede civilisationer. Men faktisk kan dette være den fælles tråd mellem mennesker og udlændinge. "Vi må overveje, at vi kunne beskæftige os med en verden, der er splittet i forskellige kulturelle rammer, som vores egen er, og består af væsener, som måske ikke svarer på kontakt med os på en ensartet måde", siger John Traphagan i bogen . "Teknologisk udvikling på Jorden har ikke altid været forbundet med øget politisk og social integration (tænk verdenskrig I og II) ... Det forekommer rimeligt at tænke på, at vi vil beskæftige sig med væsener, der er formet af almindelige minder (indbyrdes) og hvem vil dele, men hvem vil også diskutere og konkurrere, ideer udviklet inden for rammerne af disse almindelige minder og erfaringer om, hvad man skal gøre med at have kontaktet mennesker. "
De siger stort set, at vi ikke har noget håb om at dechiffrere en fremmed kommunikation på dette tidspunkt eller at reagere på en sammenhængende måde.
6Heat Signaturer
Ved at bruge data fra 100.000 galakser, der blev observeret af NASAs rumfelt Infrarød Survey Explorer (WISE), søgte forskerne efter varme signaturer, der kunne tyde på eksistensen af avancerede fremmede civilisationer. "Om en avanceret rumfartskultivation bruger de store mængder energi fra sin galakse's stjerner til magtcomputere, rumflyvning, kommunikation eller noget, vi endnu ikke kan forestille os, fortæller grundlæggende termodynamik os, at denne energi skal udstråles væk som varme i midten infrarøde bølgelængder ", siger forsker Jason Wright fra Pennsylvania State University. "Denne samme grundlæggende fysik får din computer til at udstråle varme, mens den er tændt."
Desværre fandt forskerne ikke uoprettelige beviser for en avanceret civilisation. Det var et mærkeligt resultat i betragtning af at galakserne har eksisteret i milliarder af år. På den tid skulle de være blevet fyldt med udlændinge. Forskerne konkluderede, at enten udlændinge ikke er der, eller de er simpelthen ikke avancerede nok til at vise en varmesignatur.
Alligevel fandt teamet 50 galakser med unormalt høje mid-infrarøde strålingsniveauer. De skal gøre flere undersøgelser for at se, om denne varme kommer fra det naturlige miljø eller hvis det er en fremmed varme signatur.
5Frugal Aliens
Selvom vi ikke udtrykkeligt siger det, har vores antagelser om udlændinge inkluderet troen på, at de har ubegrænsede ressourcer til at kommunikere. Vi har handlet som om de skulle tilbringe hvert øjeblik i deres forsøg på at sende os signaler. Hvis ikke, kan udlændinge muligvis ikke være derude.
Det er menneskets arrogance på sit bedste. Hvis NASA skal skære midler til at spare ressourcer, hvorfor ville det ikke være muligt, at udlændinge står over for det samme problem? I 2010 foreslog en undersøgelse fra Microwave Sciences, at udlændinge måtte sende signaler ved højere frekvenser end overvåges af SETI for at spare penge. SETI forskere lytter til 1,42-1,72 gigahertz bølgelængder, fordi visse interstellære skyer udsender stråling på den frekvens.Forskerne fra Microwave Sciences mener imidlertid, at udlændinge vil være mere tilbøjelige til at bruge en frekvens nær 10 gigahertz, fordi de kunne skabe en stærk stråle lettere og billigt ved den frekvens.
For yderligere at spare ressourcer kan udlændinge udsende korte pulser, der ligner en tweet på Twitter, snarere end et kontinuerligt signal. Eventuelle udlændinge ville konstruere et kraftigt fyrtårn og svinge det over Mælkevejs disken for at udsende til de fleste galakse stjerner. På den måde kunne de sende en 35 sekunders udbrud af pulser til hver stjerne inden for 1.080 lysår.
Med den slags strategi ville udlændinge kun sende et signal et par gange om året. "Astronomer har set nogle uforklarlige signaler, der varede i mange sekunder, så blev de aldrig set igen," siger Benford. "Nogle af dem kunne have været udenjordiske beacons, men der var ikke nok at observere tid til at vente på gentagelser."
Dette kan forklare det 72 sekunders WOW-signal, som blev opdaget af en SETI-forsker i 1977. Nogle forskere mener, at dette var et fremmed signal. Det hedder WOW-signalet, fordi den mand, der hørte det, skrev "Wow" i margenen af sine noter. Det er stadig et mysterium, både hvad det var og hvor det kom fra. Det er aldrig blevet detekteret igen.
4Etherbaseret DNA
For det meste har vi antaget, at vand er nødvendigt for livet. Men nu studerer forskerne, om andre væsker, som kulbrinte-metan, der dækker Saturns måne Titan, også kunne arbejde. Vi ville have brug for forskellige typer af molekyler kaldet ethere til at producere de kemiske interaktioner for livet, helst i et varmere miljø end Titan. Sammenstridende kan ethere kombinere i komplekse polyethere til at skabe levende ting. DNA- og RNA-molekylerne fundet på Jorden kan ikke opløses i carbonhydrider. Faktisk er de blevet tilstoppede.
Som vand kan kulbrinter være væsker, faste stoffer eller gasser. Faste stoffer og gasser tillader ikke biomolekyler at interagere for at skabe liv, så flydende kulbrinter er det, vi skal finde - en slags olieagtig jord, så at sige. Octan forbliver flydende over det største temperaturområde, hvilket giver den mest gunstige livsbetingelse. Propan og methan arbejder også i mindre temperaturområder. Desværre ser det ud til, at Titan er for kold til at støtte livet.
"Inden for vores eget solsystem har vi ikke en planet, der er stor nok, tæt nok til Solen, og med den rette temperatur til at understøtte varme kulbrinte-oceaner på overfladen", siger forsker Steven Benner fra Foundation for Applied Molecular Evolution. Men med antallet af nye solsystemer vi finder, kan det ikke vare længe før vi opdager en planet eller en måne med den rette temperatur til at støtte livet i et kulbrintehav.
3Kontakt scenarier
Selvom det ikke synes at være usandsynligt, at vi snart kommer til kontakt med intelligente udlændinge, er det muligt, at de lever under jorden på et af planeterne eller månerne i vores solsystem. De kan også bo i asteroidebåndet.
I 1950 udformede det amerikanske militær "Syv trin til kontakt", en plan til at håndtere første kontakt med intelligente udlændinge. For det første ville vi overvåge dem fra en afstand og indsamle så mange data som vi kunne. Dernæst vil vi besøge dem skjult for at vurdere niveauet af deres våben og køretøjer. Hvis vi havde overlegen teknologi, så ville vi henvende sig til udlændingens planet for at se om de var fjendtlige. Hvis ikke, ville vi kortvarigt lande i fjerntliggende ubefolkede områder på planeten for at tage prøver af planter og dyr. Militæret havde også til hensigt at bortføre nogle udlændinge uden at skade dem.
Derefter vil vi engagere os i lavt niveau tilgange, der ses af udlændinge, mens de holder sig uden for rækkevidde. Vi vil gerne have så mange udlændinge som muligt observere vores håndværk, men vi vil gerne vise sig venlige. Endelig, hvis vi troede det var sikkert, ville vi lande og forsøge at møde dem.
Dette er en procedure, der forbliver stort set det samme, men vi nærmer os den dag, vi kan bruge det. Det er uklart, hvad der ville ske, hvis vi møder et løb med overlegen intelligens. Vi ville skulle håbe de var venlige. Hvis ikke, ville vi nok være goners.
2 Nanosensoren
Når vi leder efter livet på andre planeter, forsøger vi normalt at opdage en biokemisk signatur. Som vi talte om tidligere, har forskere observeret biosignaturer, der angiver livet på livløse planeter med livløse måner. Så vores nuværende metoder kan let give en falsk positiv.
MIT forskerne Sara Seager og William Bain mener, at vi skal udvide vores søgning udover methan, ilt og de mest kendte biosignaturer. "Vi ved, at der ikke vil være mange tilgængelige planeter," sagde Seager. "Vi ønsker at sikre, at vi ikke går glip af nogen underskrifter, ved at prøve vores bedste for at tænke uden for boksen. Oxygen er en stor biosignaturgas til jorden, men hvad er chancerne for at det vil være til stede på en eksoplanet? "
Forstærker ideen om, at fremmede liv kan være helt anderledes end os, peger Seager og Bain på "zoo" af forskellige exoplaneter, vi har fundet hidtil. "Et specifikt overraskende fund er, at den mest almindelige form for planet i vores galakse er dem med størrelser mellem jordens og neptunens-en ny klasse af planet, der hverken er jordisk eller kæmpe og en uden en accepteret teori for dens dannelse" skrev Seager og Bain i et papir.
For at undgå nogle af disse begrænsninger har forskere fra Belgien og Schweiz for nylig testet en ny enhed, der opdager livet uden at identificere biosignaturer. Ved hjælp af en cantilever (en stråle fastgjort i den ene ende) scanner nanomotionsdetektoren en overflade til små udsving i den metaboliske aktivitet af celler eller i deres bevægelse.Forskerne testede deres enhed med succes på bakterier, humane celler, museceller, planteceller og gær. Derefter dræbte de cellerne og forsøgte at bevise, at enheden kunne skelne rigtigt mellem livs- og baggrundssignaler. Nanosensoren har også udført godt med jord- og vandprøver indeholdende mikroorganismer. Hvert forsøg tager cirka 10 minutter.
Mens forskere skal gøre mere test, kan nanomotionsdetektoren være en gennembrudsmetode til at finde fremmede liv. Det er enkelt, hurtigt, lille og behøver ingen biokemiske oplysninger. Hvis vi kombinerer det med biokemiske detektorer, ville vi have en særlig kraftfuld måde at kigge efter på steder som Saturns måner.
1 Det bedste sted at se efter livet
Mens vi stort set ignorerer det ydre solsystem, har vi bundet en masse kapital, menneske eller på anden måde, i at udforske Mars, med håb om at finde fremmede liv der. Det er muligt, vi finder noget på Red Planet. Men de isete måner - som Enceladus (Saturn), Europa (Jupiter) og Ganymede (Jupiter) - i den ydre del af vores solsystem kan have størst chance for at støtte livet. Mange af dem har begravet oceaner. "I øjeblikket er der fem orbitere og to overfladeb robotter, der udforsker Mars," sagde Corey Powell of Opdage magasin. "Her er de tilsvarende tal for de fire måner: Europa, 0. Ganymede, 0. Enceladus, 0. Titan, 0. Vi har måske været på udkig efter livet på alle de forkerte steder."
En del af grunden til, at vi har ignoreret det ydre solsystem i fortiden, er omkostningerne og den tid det tager at komme derhen. Vi kan flyve til Mars i cirka otte måneder. Men vi kan have brug for seks til syv år for at komme til henholdsvis Jupiter og Saturn. Vi har dog allerede sendt Cassini-rumfartøjet til Saturn, mens Europa Clipper kan se på en 2022-lancering. Hubble-rumteleskopet og Galileo-sonden samledes også information fra Ganymede og Enceladus.
I øjeblikket synes det bedste sted at se fremmede liv at være Enceladus. Foruden flydende vand under sin iskolde overflade har forskere fundet bevis for aktive hydrotermiske ventilationskanaler på månens havbund. Varme og vand er vigtige for livet. Hertil kommer, at dens underjordiske oceaner synes at være i kontakt med månens mantel, så vandet blandes med rige mineraler som svovl, der kan føre til livet. Vandet er ret alkalisk, med en pH på 11 eller 12. Men livet er dannet i lignende alkaliske omgivelser på jorden.