Kommunikerer rumvæsner med neutrinostråler?

Det er ikke let at søge efter tegn på intelligent liv uden for vores solsystem. Ud over de utrolige afstande, der er involveret og det faktum, at vi egentlig kun har indirekte metoder til rådighed, der er også det lille problem med ikke at vide præcis, hvad man skal kigge efter. Hvis intelligent liv eksisterer uden for vores solsystem, ville de overhovedet kommunikere, som vi gør, bruger radiosendere og lignende former for teknologi?

Sådan har grupper som Search for Extra Terrestrial Intelligence (SETI) Institute og, for nylig, organisationer som Messaging Extraterrestrial Intelligence (METI) International. En non-profit dedikeret til at kommunikere med udenjordisk intelligens (ETI), organisationen foreslog for nylig, at det at lede efter neutrinoer og andre eksotiske partikler også kunne hjælpe os med at finde signaler.

Først, der bør afklares, hvad SETI og METI handler om, og hvad der adskiller dem. Udtrykket METI blev opfundet af den russiske videnskabsmand Alexander Zaitsev, som søgte at skelne mellem SETI og METI. Som han forklarede i et papir fra 2006 om emnet:

"Videnskaben kendt som SETI beskæftiger sig med at søge efter beskeder fra rumvæsner. METI-videnskaben beskæftiger sig med skabelsen af ​​beskeder til udlændinge. Således, SETI- og METI-tilhængere har ganske forskellige perspektiver. SETI-forskere er i stand til kun at tage fat på det lokale spørgsmål "giver Active SETI mening?" Med andre ord, ville det være rimeligt, for SETI succes, at transmittere med det formål at tiltrække ETIs opmærksomhed? I modsætning til Active SETI, METI forfølger ikke en lokal og lukrativ impuls, men en mere global og uselvisk – at overvinde den store stilhed i universet, bringer til vores udenjordiske naboer den længe ventede udmelding 'Du er ikke alene!'"

Kort sagt, METI leder efter måder, hvorpå vi muligvis kan kontakte rumvæsner i stedet for at vente på at høre fra dem. Imidlertid, det betyder ikke, at organisationer som METI International er uden ideer til, hvordan jeg bedre kan lytte til vores (potentielle) fremmede naboer. Trods alt, kommunikation går ud over blot beskeder, og kræver også, at der findes et medie til at formidle budskabet.

Sådan lyder anbefalingen fra Dr. Morris Jones, en rumanalytiker og skribent, der tjener i METI's rådgivende råd. I en nylig artikel offentliggjort på METI Internationals hjemmeside, han adresserede de to hovedudfordringer, når det kommer til at lede efter ETI. På den ene side, du har brug for flere metoder for at øge chancerne for at finde noget. Men som han antyder, der er også problemet med at vide, hvad man skal kigge efter:

"Vi er ikke rigtig sikre på, hvordan rumvæsner ville kommunikere med os. Ville de bruge radiobølger, lasere, eller noget mere eksotisk? Måske er universet oversvømmet af udenjordiske signaler, som vi ikke engang kan modtage. SETI- og METI-udøvere bruger meget tid på at spekulere på, hvordan et budskab ville blive kodet med hensyn til sprog og indhold. Det er også vigtigt at overveje transmissionsmediet."

I fortiden, siger Jones, SETI-søgninger var baseret på radioastronomi, fordi det var det eneste praktiske middel til at gøre det. Siden da, indsatsen er udvidet til at omfatte optiske teleskoper og søgningen efter lasersignaler. Dette skyldes, at i de seneste årtier, mennesker har udviklet teknologien til at bruge laser for kommunikationens skyld.

I et SETI papir fra 2016, Dr. Philip Lubin fra University of California, Santa Barbara, forklaret, hvordan udviklingen af ​​rettet energifremdrift kunne hjælpe os med at søge efter beviser på rumvæsener. Som en af ​​de videnskabelige hjerner bag Breakthrough Starshot – et laserdrevet lyssejl, der ville være hurtigt nok til at tage turen til Alpha Centauri på kun 20 år – mener han, at det er et sikkert bud, at ETI kunne bruge lignende teknologi til at rejse eller kommunikere.

Ud over, Dr. Avi Loeb fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (også en af ​​hovederne bag Starshot) har også foreslået, at hurtige radioudbrud (FRB'er) kunne være bevis på fremmed aktivitet. FRB'er har været genstand for fascination for videnskabsmænd, siden de først blev opdaget i 2007 ("Lorimer Burst"), og kan også være et tegn på fremmed kommunikation eller et fremdriftsmiddel.

En anden måde involverer at søge efter artefakter - dvs. at lede efter beviser for fysisk infrastruktur i andre stjernesystemer. Et eksempel på, siden 2015, astronomer har søgt at bestemme, hvad der er ansvarlig for den periodiske dæmpning af KIC 8462852 (alias Tabby's Star). Mens de fleste undersøgelser har forsøgt at forklare dette ud fra naturlige årsager, andre har foreslået, at det kunne være bevis på en fremmed megastruktur.

Til denne række af søgemetoder, Dr. Jones tilbyder et par andre muligheder. En måde er at lede efter neutrinoer, en type subatomare partikel, der produceres ved henfald af radioaktive grundstoffer og interagerer meget svagt med stof. Dette giver dem mulighed for at passere gennem fast stof og gør dem også meget svære at opdage. Neutrinoer produceres i store mængder af solen og astronomiske kilder, men de kan også fremstilles kunstigt af atomreaktorer.

Disse, hævder Jones, kunne bruges til kommunikationens skyld. Det eneste problem er, at leder efter dem ville kræve noget specialiseret udstyr. I øjeblikket, all means of detecting neutrinos involve expensive facilities that have to be built either underground or in extremely isolated locations to ensure that they are not subject to any kind of electromagnetic interference.

These include the Super-Kamiokande facility, the world's largest neutrino detector which is located under Mt. Ikeno in Japan. There's also the IceCube Neutrino Observatory, located at the Amundsen–Scott South Pole Station in Antarctica and operated by the University of Wisconsin–Madison; and the Sudbury Neutrino Observatory, located in a former mine complex near Sudbury, Ontario, and operated by SNOLAB.

Another possibility is searching for evidence of communications that rely on gravitational waves. Predicted by Einstein's Theory of General Relativity, the first detection of these mysterious waves was first made in February 2016. And in the coming years and decades, it is expected that gravitational wave observatories will be established so the presence of these "ripples" in spacetime can be visualized.

Imidlertid, compared to neutrinos, Jones admits that this seems like a long shot. "It's hard to conceive with our current grasp of physics, " he writes. "They are extremely difficult to generate at a detectable level. You would need abilities similar to those of superheroes, and be able to smash neutron stars and black holes together at will. There are probably easier ways to get a message across the stars."

Beyond these, there is the even more exotic possibility of "zeta rays", which Dr. Jones is not prepared to rule out. Basically, "zeta rays" is a term used by physicists to describe physics that go beyond the Standard Model. As scientists are currently looking for evidence of new particles with the Large Hadron Collider and other particle accelerators, it stands to reason that anything they discover will be the added to the SETI and METI search manifest.

But could such physics entail new forms of communication? Hard to say, but definitely worth considering. Trods alt, the physics that power our current technology certainly existed before we did. Or as Jones put it:,

"Is it possible to transmit with something better than we already have? Until we know a lot more physics, we just won't know. Humanity in the twenty-first century could be like an isolated tribe in the Amazon jungle a century ago, unaware that the air around them was filled with radio signals. SETI uses the science and technology provided to us by other disciplines. Thus, we must wait until physics itself makes some more major breakthroughs. Only then can we consider such exotic methods of searching. We think a lot about the message. But we should also think about the medium."

Other projects that are dedicated to METI include Breakthrough Listen, a 10-year initiative launched by Breakthrough Initiatives to conduct the largest survey to date for extraterrestrial communications – encompassing the 1, 000, 000 closest stars and 100 closest galaxies. Back in April of 2017, the scientists behind this project shared their analysis of the first year of Listen data. No definitive results have been announced yet, but they are just getting started!

Ever since Drake proposed his famous equation, human beings have eagerly sought to find evidence of extra-terrestrial intelligence. Desværre, all of our efforts have been haunted by Fermi's equally-famous paradox! Men selvfølgelig, as space exploration goes, we've really only begun to scratch the surface of our universe. And the only way we can ever expect to find evidence of intelligent life out there is to keep looking.

And with greater knowledge and increasingly sophisticated methods at our disposal, we can be sure that if intelligent life is out there somewhere, we will find it eventually.