En av Daya Bay-detektorerna. Kredit:Roy Kaltschmidt, Lawrence Berkeley National Laboratory
Det är ingen lätt sak att söka efter tecken på intelligent liv bortom vårt solsystem. Förutom de otroliga avstånden och det faktum att vi egentligen bara har indirekta metoder till vårt förfogande, det finns också det lilla problemet att inte veta exakt vad man ska leta efter. Om intelligent liv existerar bortom vårt solsystem, skulle de ens kommunicera som vi gör, använder radiosändare och liknande former av teknik?
Sådana har varit upptagna av grupper som Search for Extra Terrestrial Intelligence (SETI) Institute och, på senare tid, organisationer som Messaging Extraterrestrial Intelligence (METI) International. En ideell organisation dedikerad till att kommunicera med utomjordisk intelligens (ETI), organisationen föreslog nyligen att leta efter neutriner och andra exotiska partiklar kan hjälpa oss att hitta signaler också.
Först, ett visst förtydligande bör göras om vad SETI och METI handlar om och vad som skiljer dem åt. Termen METI myntades av den ryske forskaren Alexander Zaitsev, som försökte göra skillnad mellan SETI och METI. Som han förklarade i en tidning från 2006 om ämnet:
"Vetenskapen känd som SETI handlar om att söka efter meddelanden från utomjordingar. METI-vetenskapen handlar om att skapa meddelanden till utomjordingar. Alltså, SETI- och METI-förespråkare har ganska olika perspektiv. SETI-forskare är i stånd att bara ta itu med den lokala frågan "är Active SETI meningsfullt?" Med andra ord, skulle det vara rimligt, för SETI framgång, att sända i syfte att fånga ETI:s uppmärksamhet? Till skillnad från Active SETI, METI eftersträvar inte en lokal och lukrativ impuls, men en mer global och osjälvisk sådan – att övervinna den stora tystnaden i universum, föra till våra utomjordiska grannar det efterlängtade tillkännagivandet 'Du är inte ensam!'"
Kortfattat, METI letar efter sätt på vilka vi kanske kan kontakta utomjordingar istället för att vänta på att höra från dem. Dock, detta betyder inte att organisationer som METI International saknar idéer om hur jag bättre kan lyssna på våra (potentiella) främmande grannar. Trots allt, kommunikation går utöver bara meddelanden, och kräver också att det finns ett medium för att förmedla budskapet.
Sådan är rekommendationen från Dr. Morris Jones, en rymdanalytiker och författare som sitter i METIs rådgivande råd. I en nyligen publicerad artikel på METI Internationals hemsida, han tog upp de två största utmaningarna när det gäller att leta efter ETI. Å ena sidan, du har behov av flera metoder för att öka chanserna att hitta något. Men som han antyder, det finns också problemet med att veta vad man ska leta efter:
"Vi är inte riktigt säkra på hur utomjordingar skulle kommunicera med oss. Skulle de använda radiovågor, lasrar, eller något mer exotiskt? Kanske är universum översvämmat av utomjordiska signaler som vi inte ens kan ta emot. SETI- och METI-utövare spenderar mycket tid på att undra hur ett meddelande skulle kodas när det gäller språk och innehåll. Det är också viktigt att överväga överföringsmediet."
En konstnärs illustration av ett ljussegel som drivs av en radiostråle (röd) genererad på ytan av en planet. Kan delen av strålen som missar seglet vara våra mystiska snabba radioutbrott? Kredit:M. Weiss/CfA
Förr, säger Jones, SETI-sökningar baserades på radioastronomi eftersom det var det enda praktiska sättet att göra det. Sedan dess, ansträngningarna har utökats till att omfatta optiska teleskop och sökandet efter lasersignaler. Detta beror på det faktum att under de senaste decennierna, människor har utvecklat tekniken för att använda laser för kommunikationens skull.
I en SETI-tidning från 2016, Dr Philip Lubin vid University of California, Santa Barbara, förklarade hur utvecklingen av framdrivning med riktad energi kunde hjälpa oss att söka efter bevis på utomjordingar. Som en av de vetenskapliga hjärnorna bakom Breakthrough Starshot – ett laserdrivet ljussegel som skulle vara tillräckligt snabbt för att göra resan till Alpha Centauri på bara 20 år – tror han att det är ett säkert kort att ETI kan använda liknande teknik för att resa eller kommunicera.
Dessutom, Dr. Avi Loeb från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (också en av hjärnorna bakom Starshot) har också föreslagit att snabbradioskurar (FRB) kan vara bevis på utomjordisk aktivitet. FRB har varit föremål för fascination för forskare sedan de först upptäcktes 2007 ("Lorimer Burst"), och kan också vara ett tecken på utomjordisk kommunikation eller ett framdrivningsmedel.
Ett annat sätt är att leta efter artefakter – det vill säga att leta efter bevis på fysisk infrastruktur i andra stjärnsystem. Typexempel, sedan 2015, astronomer har försökt avgöra vad som är ansvarigt för den periodiska nedtoningen av KIC 8462852 (aka. Tabby's Star). Medan de flesta studier har försökt förklara detta i termer av naturliga orsaker, andra har föreslagit att det kan vara bevis på en främmande megastruktur.
Till denna mängd sökmetoder, Dr. Jones erbjuder några andra möjligheter. Ett sätt är att leta efter neutriner, en typ av subatomär partikel som produceras genom sönderfall av radioaktiva grundämnen och som interagerar med materia mycket svagt. Detta gör att de kan passera genom fast material och gör dem också mycket svåra att upptäcka. Neutrinos produceras i stora mängder av solen och astronomiska källor, men de kan också tillverkas artificiellt av kärnreaktorer.
Dessa, hävdar Jones, skulle kunna användas för kommunikationens skull. Det enda problemet är att leta efter dem skulle kräva en del specialiserad utrustning. För närvarande, alla sätt att upptäcka neutriner involverar dyra anläggningar som måste byggas antingen under jord eller på extremt isolerade platser för att säkerställa att de inte utsätts för någon form av elektromagnetisk störning.
Dessa inkluderar Super-Kamiokande-anläggningen, världens största neutrinodetektor som finns under berget Ikeno i 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.
Dock, 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. I grund och botten, "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. Trots allt, 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. Således, 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. Tyvärr, all of our efforts have been haunted by Fermi's equally-famous paradox! Men självklart, 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.