Dele:
10 måter vårt søk etter fremmede liv utvikler seg
I 1950 spurte Nobels prisvinnende fysiker Enrico Fermi berømmende kollegaene sine til lunsj: "Hvor er alle?" Hans spørsmål ble kjent som Fermi-paradoksen. Han ønsket å vite hvorfor vi ikke har møtt noen romvesener om det er så mange beboelige planeter i universet.
Det er mange teorier om hvorfor vi ikke har gjort kontakt enda (som vi vet om). Men kanskje gjorde vi bare en kosmisk feil i våre beregninger. Vi begynte med å anta at fremmede liv ville være som oss. Hvis den antakelsen er feil, gjør alle våre beregninger om å finne fremmede liv ingen mening. Så nå endrer vi den antakelsen, bredder vår tenkning og våre strategier for å komme i kontakt med fremmede liv som ikke er som oss.
10Solvens Radio Wave SETI
I over 50 år har SETI lyttet etter radiosignaler fra rommet. I 1974 sendte astronom Frank Drake den første radiobølgebeskjeden, "Arecibo Message", rettet mot romvesener i verdensrommet. Så langt vi vet har vi ikke mottatt et svar. Lytte til NASA disse dager, du tror at det å søke etter fremmede liv er deres prioritet. Likevel beklager Drake at NASA ikke finansierer søket. Faktisk kan de demontere våre to største radioteleskoper, Arecibo teleskopet og Green Bank Telescope. Hvis det skjer, blir SETI effektivt slått av på radiosiden. Kina har avduket et komplekst radioteleskop, selv om Drake ikke er sikker på om de kan få teknologien til å fungere riktig.
På den annen side, optisk SETI, som skanner for laser blinker, går sterk fra et finansieringsperspektiv på grunn av private gaver. I motsetning til radiobølgebeskjeder, er optiske meldinger avhengig av romvesener som målretter sine smale bjelker rett på oss. "Signalene er så sterke at vi bare trenger et lite teleskop for å motta dem," sa Drake. "Mindre teleskoper kan tilby mer observasjonstid, og det er bra fordi vi må søke mange stjerner for en sjanse til suksess." Drake liker å tro at hvis romvesener er villige til å målrette oss, kan de være altruistiske.
Ikke alle deler sin optimisme. Eksperter er engasjert i en oppvarmet debatt om vi skal sende meldinger til det ytre rommet i det hele tatt. Mange forskere mener at vi kan sette vår sikkerhet i fare ved å kontakte romvesen før vi er avanserte nok til å beskytte oss selv. Ifølge John Elliott fra SETI er det medlemmer av SETI-fellesskapet som allerede sender meldinger til tross for kontroversen. For posten er Drake mot aktivt å sende signaler til utenomjordiske, et prosjekt som kalles aktiv SETI. Han foretrekker å bare lytte etter signaler.
9Talking To Aliens 101
John Elliott fra UK SETI Research Network mener at vi bør gå utover å lete etter fremmede signaler og i stedet bestemme forskjellen mellom et fremmed språk og tilfeldige lyder. Ved å studere mer enn 60 menneskelige språk fant han en felles signatur av rytmer og strukturer på hvert språk. For eksempel har vi innholdsord og korte funksjonsord (for eksempel "hvis" og "men") som bindingsfraser sammen. Uavhengig av språket bruker mennesker mest ni innholdsord i en setning.
Noen dyrearter, som delfiner, har samme språk signatur. Selv om vi ikke kan snakke dolphin språk ennå, innser vi om 140 forskjellige lyder i talen deres. De identifiserer alltid seg ved et individuelt navn eller kallesignal når de begynner å kommunisere, og begrenser seg til ikke mer enn fem ord per innholdsseks. Elliott mener at grensen stemmer overens med deres mindre hjerne størrelse og evne til å behandle informasjon.
Han har utviklet en rekke små dataprogrammer, Natural Language Learner, for å analysere fremmede signaler for språkets kompleksitet og indre struktur. Imidlertid kunne han nok ikke dechifisere innholdet ennå.
Kommunisere med intelligente dyr på jorden kan være et første skritt mot å utvikle vår evne til å snakke med romvesen. Vi har lært delfiner hundrevis av våre ord, forskjellen mellom spørsmål og uttalelser, begreper som "ingen" og annen syntaks. Som et første forsøk på å etablere toveis, interaktiv kommunikasjon mellom dyr og mennesker, skapte biolog Denise Herzing et spill hvor delfiner og mennesker kunne lære å snakke med hverandre med et primitivt felles språk. Kvinne delfiner var mer interessert i å snakke enn mannlige delfiner. Den kvinnelige delfiner inviterte også delfiner fra andre arter til å delta.
Vi har også lært at vill Campbells apekatter legger til suffiks til bestemte lyder for å advare andre om ulike farer. For eksempel signalerer "krak" at en leopard, deres naturlige rovdyr, er nær. Men "krak-oo" advarsler bare om fare fra en gren som faller eller andre aper som invaderer deres territorium. Diana aper forstår også samtalene fra Campbells apekatter.
En annen studie viste at voksne chimpanser fra Nederland langsomt forandret sitt kall om at epler skulle matche det lokale sjimpansespråk etter at de flyttet til en skottlands zoo og ble venner med de lokale dyrene. Det er imidlertid diskutabelt om det er en endring i aksent eller faktisk et andre språk som indikerer tospråkighet.
8Party Som det er AD 1015
Suksessen til SETI avhenger av intelligent fremmed liv ved hjelp av teknologi for å sende signaler. Mens vesener som bruker teknologi må være intelligente, er omvendt ikke nødvendigvis riktig. Igjen, vi kommer tilbake til dolphin intelligence. Delfiner har ikke lemmer å oppfinne og bruke komplekse verktøy, men de er intelligente. Andre typer fremmede liv kan være slik. Er det bruk av teknologi eller evnen til å kommunisere og sosialisere som definerer intelligens?
Er vi for arrogant i å tro at vi er mer intelligente enn skapninger som delfiner? Som Carl Sagan påpekte: "Mens noen delfiner rapporteres å ha lært engelsk - opptil 50 ord brukt i riktig sammenheng - har ingen mennesker blitt rapportert å ha lært dolfiner." De bruker ikke teknologi til å drepe hverandre, enten .
For å forberede seg på fremmede kontakt, vil også forsøket Laurance Doyle av SETI undersøke kommunikasjon mellom trær. De bruker kjemikalier til å fortelle hverandre om skadedyr og andre trusler. "Hvem vet? Hjerner er kanskje ikke nødvendige, "sa han.
I begge disse tilfellene må vi reise til hvor romvesenet bor i stedet for å vente på at de skal kontakte oss.
Men det er enda enklere grunnen til at vi kanskje ikke hører fra romvesener i vår levetid, selv om de er akkurat som oss. Når vi bruker teleskoper for å se det ytre rommet, ser vi ikke ting som de er i dag. Vi ser fortiden. "Vi ... ser tilbake i tid fordi lys tar tid å komme derfra til her," forklarte Jonathan Gardner fra NASA. "Så, som vi ser lengre og lenger unna, tar det lengre og lengre tid for lyset å komme fra hvor det sendes til her, og vi kan faktisk se bakover i tid. Og hvis vi ser langt nok unna, ser vi faktisk tilbake til da universet var mye yngre enn det er i dag, da lyset ble sendt ut fra disse galakser. "
Hvis romvesen ser på oss gjennom deres teleskoper, ville de se oss også i fortiden. For eksempel kan romvesener som bor 1000 lysår fra oss se oss i 1015 AD. Med radioforsterkere bare oppfunnet i 1907, kan det ta minst 900 år før aliens kan plukke opp radiosignaler fra Jorden (hvis de er jevne bruker den teknologien).
7 De sosiale forskerne veier inn
Vanligvis ser vi på harddisken-astronomi, datavitenskap, ingeniørfag, fysikk - for å lede veien til kommunikasjon med romvesenere. Men Doug Vakoch, SETI Instituttets direktør for Interstellar Communication, har redigert en gratis bok som heter Arkeologi, antropologi og interstellar kommunikasjon som takler temaet fra samfunnsvitenskapernes perspektiv.
Hver dag forsøker arkeologer og antropologer å oppheve hemmelighetene til gamle sivilisasjoner fra bare fragmenter av informasjon. Vi kan aldri være sikre på om deres tolkninger er riktige. Altfor ofte baserer vi våre konklusjoner om tidligere sivilisasjoner på troen på våre nåværende kulturer. Men i hvert fall har vi et felles menneskefødt. Hvordan skal vi gå om å dechiffrere meldinger fra en fremmedkultur som vi ikke kjenner til noe romvesener som kan ha forskjellige sensoriske organer enn vi gjør, og får dem til å tolke meldinger annerledes også?
Vi antar også at det vil være en kultur i fremmede sivilisasjoner. Men faktisk kan dette være den vanligste tråden mellom mennesker og romvesener. "Vi må møte det faktum at vi kunne håndtere en verden fragmentert i ulike kulturelle rammer, som vår egen er, og består av vesener som kanskje ikke svarer på kontakt med oss på en ensartet måte, sier John Traphagan i boken . "Teknologisk utvikling på Jorden har ikke alltid vært forbundet med økt politisk og sosial integrasjon (tenk verdenskrigene I og II) ... Det synes rimelig å tro at vi skal håndtere vesener formet av vanlige minner (hverandre) og hvem vil dele, men hvem vil også diskutere og konkurrere, ideer utviklet innenfor rammene til de vanlige minner og erfaringer om hva de skal gjøre med det faktum at de har kontaktet mennesker. "
De sier stort sett at vi ikke har noe håp om å dechiffrere en fremmed kommunikasjon på dette punktet eller å svare på en sammenhengende måte.
6Heat Signaturer
Ved å bruke data fra 100.000 galakser observert av NASAs Wide-felt Infrarød Survey Explorer (WISE) romfartøy, så forskerne etter varme signaturer som ville foreslå eksistensen av avanserte fremmede sivilisasjoner. "Om en avansert romfartskultivasjon bruker de store mengdene energi fra galakseens stjerner til å drive datamaskiner, spaceflight, kommunikasjon eller noe vi ennå ikke kan forestille oss, forteller grunnleggende termodynamikk oss at denne energien må utstråles bort som varme i midt- infrarøde bølgelengder ", sa forsker Jason Wright fra Pennsylvania State University. "Denne samme grunnleggende fysikken fører til at datamaskinen din utstråler varme mens den er slått på."
Dessverre fant forskerne ikke ubestridelig bevis på en avansert sivilisasjon. Det var et merkelig utfall med tanke på at galakser har eksistert i tusenvis av år. På den tiden burde de ha blitt fylt med romvesener. Forskerne konkluderte med at enten romvesenene ikke er der eller de ikke er helt avanserte nok til å vise en varmetekst.
Likevel fant teamet 50 galakser med unormalt høye mid-infrarøde strålingsnivåer. De må gjøre flere studier for å se om denne varmen kommer fra det naturlige miljøet eller om det er en fremmed varme signatur.
5Frugal Aliens
Selv om vi ikke uttrykkelig sier det, har våre forutsetninger om romvesener tatt med troen på at de har ubegrensede ressurser til å kommunisere. Vi har handlet som om de skulle tilbringe hvert øyeblikk av dagen, og prøver å sende oss signaler. Hvis ikke, kan romvesener ikke muligens være der ute.
Det er menneskelig arroganse på sitt beste. Hvis NASA må kutte midler for å spare ressurser, hvorfor ville det ikke være mulig at romvesener møter det samme problemet? I 2010 foreslo en studie fra Microwave Sciences at utlendinger kan sende signaler ved høyere frekvenser enn overvåket av SETI for å spare penger. SETI forskere lytter til bølgelengder på 1,42-1,72 gigahertz fordi visse interstellære skyer gir stråling ved den frekvensen.Imidlertid mener forskerne fra Microwave Sciences at utlendinger ville være mer sannsynlig å bruke en frekvens nær 10 gigahertz fordi de kunne skape en sterk stråle lettere og billigere ved den frekvensen.
For ytterligere å bevare ressurser, kan romvesener sende korte pulser, som ligner en tweet på Twitter, i stedet for et kontinuerlig signal. Muligvis ville romvesenene konstruere et kraftig fyrtårn og svinge det over Milky Way-disken for å kringkaste de fleste galakseens stjerner. På den måten kunne de sende en 35 sekunders utbrudd av pulser til hver stjerne innen 1,080 lysår.
Med den typen strategi ville utlendingene bare sende et signal et par ganger i året. "Astronomer har sett noen uforklarlige signaler som varte i flere sekunder, så ble det aldri sett igjen," sier Benford. "Noen av dem kunne ha vært utenomjordiske beacons, men det var ikke nok å observere tid til å vente på noen gjentakelser."
Dette kan forklare det 72 sekunders WOW-signalet som ble oppdaget av en SETI-forsker i 1977. Noen forskere mener at dette var et fremmed signal. Det kalles WOW-signalet fordi mannen som hørte det skrev "Wow" i marginen av notatene sine. Det er fortsatt et mysterium, både hva det var og hvor det kom fra. Det har aldri blitt oppdaget igjen.
4Ether-basert DNA
For det meste har vi antatt at vann er nødvendig for livet. Men nå studerer forskerne om andre væsker, som hydrokarbonmetan som dekker Saturns månen Titan, også kunne fungere. Vi ville trenge forskjellige typer molekyler kalt etere for å produsere kjemiske interaksjoner for livet, helst i et varmere miljø enn Titan. Strømt sammen kan etere kombinere i komplekse polyetere for å skape levende ting. DNA- og RNA-molekylene som finnes på Jorden, kan ikke oppløses i hydrokarboner. Faktisk hadde de blitt tilstoppet.
Som vann kan hydrokarboner være væsker, faste stoffer eller gasser. Faste stoffer og gasser vil ikke tillate at biomolekylene samhandler for å skape liv, så flytende hydrokarboner er det vi trenger å finne - en slags oljeaktig jord, så å si. Oktan forblir flytende over det største temperaturområdet, og gir den gunstigste tilstanden for livet. Propan og metan fungerer også i mindre temperaturområder. Dessverre ser det ut til at Titan er for kaldt for å støtte livet.
"I vårt eget solsystem har vi ikke en planet som er stor nok, nær nok til Solen, og med riktig temperatur for å støtte varme hydrokarbon-hav på overflaten," sa forsker Steven Benner fra Stiftelsen for anvendt molekylær evolusjon. Men med antall nye solsystemer vi finner, kan det ikke være lenge før vi oppdager en planet eller en måne med riktig temperatur for å støtte livet i et hydrokarbon-hav.
3Kontakt scenarier
Selv om det ikke er sannsynlig at vi snart kommer til kontakt med intelligente romvesener, er det mulig at de bor under jorden på en av planetene eller månene i vårt solsystem. De kan også bo i asteroidbeltet.
I 1950 utformet det amerikanske militæret "Syv trinn til kontakt", en plan for å håndtere første kontakt med intelligente romvesener. Først vil vi overvåke dem fra en avstand, samle så mye data som mulig. Deretter vil vi besøke dem skjult for å vurdere nivået på deres våpen og kjøretøy. Hvis vi hadde overlegen teknologi, så ville vi nærme oss fremmedens planet for å se om de var fiendtlige. Hvis ikke, ville vi kort land i fjerne, upopulerte områder av planeten for å ta prøver av plante- og dyreliv. Militæret hadde også til hensikt å bortføre noen romvesener uten å skade dem.
Etter det ville vi engasjere seg i lavnivå tilnærming til å bli sett av romvesenene mens de var ute av rekkevidde. Vi ønsker å ha så mange romvesen som mulig observere vårt håndverk, men vi vil gjerne vise oss vennlig. Til slutt, hvis vi trodde det var trygt, ville vi lande og prøve å møte dem.
Dette er en prosedyre som forblitt omtrent det samme, men vi kommer nærmere dagen vi kan bruke den. Det er uklart hva som ville skje hvis vi møter et løp med overlegen intelligens. Vi måtte håpe de var vennlige. Hvis ikke, ville vi nok være goners.
2The Nanosensor
Når vi ser etter liv på andre planeter, prøver vi vanligvis å oppdage en biokjemisk signatur. Som vi snakket om tidligere, har forskere observert biosignaturer som indikerer livet på livløse planeter med livløse måner. Så våre nåværende metoder kan lett gi en falsk positiv.
MIT-forskerne Sara Seager og William Bain mener at vi bør utvide vårt søk utover metan, oksygen og de mest kjente biosignaturene. "Vi vet at det ikke vil være mange tilgjengelige planeter," sa Seager. "Vi vil sørge for at vi ikke går glipp av noen signaturer, ved å prøve vårt beste å tenke utenfor boksen. Oksygen er en stor biosignaturgass til jorden, men hva er sjansene for at det vil være til stede på en eksoplanett? "
Forsterker ideen om at fremmede liv kan være ganske annerledes enn oss, peker Seager og Bain på "zoo" av ulike eksoplaneter vi hittil har funnet. "Et spesifikt, forbausende funn er at den vanligste typen av planet i vår galakse er de med størrelser mellom jordens og neptunens - en ny klasse av planet som ikke er terrestrisk eller gigantisk og en uten en akseptert teori for dens dannelse" skrev Seager og Bain i et papir.
For å komme seg rundt noen av disse begrensningene har forskere fra Belgia og Sveits nylig testet en ny enhet som oppdager livet uten å identifisere biosignaturer. Ved hjelp av en cantilever (en bjelke festet i den ene enden) skanner nanomotjonsdetektoren en overflate for små svingninger i cellens metabolske aktivitet eller i bevegelsen.Forskerne har testet sin enhet på bakterier, humane celler, musceller, planteceller og gjær. Etterpå drepte de cellene og testet for å bevise at enheten kunne skille riktig mellom livs- og bakgrunnssignaler. Nanosensoren gjorde også godt med jord- og vannprøver som inneholdt mikroorganismer. Hvert forsøk tar ca 10 minutter.
Mens forskere trenger å gjøre mer testing, kan nanomotionsdetektoren være en gjennombruddsmetode for å finne fremmede liv. Det er enkelt, raskt, lite, og trenger ingen biokjemisk informasjon. Hvis vi kombinerer det med biokjemiske detektorer, ville vi ha en spesielt kraftig måte å se etter livet på steder som Saturns måner.
1 Det beste stedet å se etter livet
Mens vi i stor grad ignorerer det ytre solsystemet, har vi bundet mye kapital, menneske eller annet, i å utforske Mars, med håp om å finne fremmedliv der. Det er mulig at vi finner noe på den røde planeten. Men de isete månene - som Enceladus (Saturn), Europa (Jupiter) og Ganymede (Jupiter) - i den ytre delen av vårt solsystem kan ha størst mulighet til å støtte livet. Mange av dem har begravet hav. "For tiden er det fem orbitere og to overflate roboter som utforsker Mars," sa Corey Powell of Oppdage magasin. "Her er ekvivalent tall for de fire månene: Europa, 0. Ganymede, 0. Enceladus, 0. Titan, 0. Vi kan ha latt etter livet på alle de feil stedene."
En del av grunnen til at vi har ignorert det ytre solsystemet i fortiden er kostnaden og tiden det tar å komme dit. Vi kan fly til Mars i ca åtte måneder. Men vi må kanskje ha seks til syv år for å komme til Jupiter og Saturn, henholdsvis. Vi har imidlertid allerede sendt Cassini-romfartøyet til Saturn, mens Europa Clipper kan se på en 2022-lansering. Hubble-romteleskopet og Galileo-sonden samler også informasjon fra Ganymede og Enceladus.
For øyeblikket synes det beste stedet å se fremmede liv å være Enceladus. I tillegg til flytende vann under sin isete overflate har forskere funnet bevis på aktive hydrotermiske vents på månens havbunn. Varme og vann er viktige for livet. I tillegg ser dens undergrunnshav på å være i kontakt med månens mantel, så vannet blander seg med rike mineraler som svovel som kan føre til liv. Vannet er ganske alkalisk, med en pH på 11 eller 12. Men livet har dannet seg i lignende alkaliske miljøer på jorden.