Technosignatury – jak vlastně „slyšíme" mimozemšťany?
Miliardy korun plynou do radioteleskopů, výpočetních systémů a vesmírných misí, a vše jen proto, abychom zachytili první bezpečný důkaz existence mimozemské civilizace. Nová analýza fyzika z EPFL však přináší poněkud frustrující závěr: vlna takových signálů možná dávno proletěla kolem oběžné dráhy Země, zatímco naše přístroje byly příliš slabé, příliš slepé, nebo prostě koukaly jiným směrem.
Vědci nepočítají s tím, že uslyší nahrávku ve stylu „Haló, tady Marťané." Hledají takzvané technosignatury – měřitelné stopy technologie, které by příroda sama od sebe nikdy nevyprodukovala. Může jít o:
- neobvyklé rádiové vlny s výrazně umělým charakterem,
- krátké, opakující se laserové záblesky,
- přebytek tepla v infračerveném spektru svědčící o obřích energetických konstrukcích,
- podivné emisní vzory, které neodpovídají hvězdám, pulsarům ani černým dírám.
Aby bylo možné něco takového zachytit, musí být splněny dvě podmínky. Zaprvé musí signál fyzicky dorazit do okolí Země. Zadruhé musí být naše zařízení dostatečně citlivá, naladěná na správnou frekvenci a namířená správným směrem přesně ve správný okamžik. První podmínka zní jednoduše. Ta druhá je noční můrou inženýrů i statistiků.
I kdyby vlna signálů od mimozemšťanů procházela galaxií jako zářivá bublina, Země se může ocitat v její prázdné, „vydlabané" části – v době, kdy emise už dávno odezněla, zatímco ozvěna stále letí dál.
V praxi to znamená, že technosignatura může projet Sluneční soustavou během dnů nebo měsíců, a my přitom nebudeme koukat správným směrem, nebo si nevšimneme ničeho v hluku dat. A právě sem vstupuje nejnovější práce Claudia Grimaldiho – s pořádným vědrem studené vody.
Statistický pohled z EPFL: opravdu nás míjí tolik signálů?
Grimaldi, teoretik z École Polytechnique Fédérale de Lausanne, se rozhodl spočítat to, o čem mnoho výzkumníků hovořilo pouze intuitivně. Sestavil statistický model, který zohledňuje mimo jiné tyto parametry:
| Parametr | Co popisuje |
|---|---|
| Délka trvání emise | Jak dlouho civilizace vysílá signál nebo „svítí" svou technologií |
| Vzdálenost vysílače | Jak daleko od Země emise začíná |
| Počet zdrojů | Kolik vysílačů lze očekávat v daném úseku Mléčné dráhy |
| Typ signálu | Zda se šíří do všech stran, nebo je soustředěn do úzkého paprsku |
Model ukazuje, že abychom dnes měli reálnou šanci zachytit alespoň jeden mimozemský signál, muselo by v minulosti kolem Země přejet obrovské množství technosignatur – tolik, že počet vysílačů by začal převyšovat počet potenciálně obyvatelných planet v dané části galaxie. To zní krajně nepravděpodobně.
Stručně řečeno: pokud dnes žádné signály nevidíme, scénář „prostě jsme přehlédli spoustu emisí" se vůbec nedá snadno obhájit. Mnohem pravděpodobnější je, že takových emisí je jednoduše daleko méně, než si rádi představujeme, nebo že trvají velmi krátce.
Dva typy signálů: rozptýlené teplo a přesný maják
Analýza rozlišuje dva hlavní druhy hypotetických signálů:
- Emise šířící se do všech stran – například energetické odpadní teplo obří infrastruktury, které „zahřívá" okolí v infračerveném záření.
- Cílené soustředěné signály – něco jako kosmické rádiové majáky nebo laserové záblesky vědomě vysílané do konkrétní oblasti oblohy.
První typ připomíná žárovku uprostřed pokoje: svítí všude, ale z velké vzdálenosti je její záře velmi rozmazaná. Druhý typ se podobá laserovému ukazovátku: nesmírně intenzivní, avšak pouze v úzkém paprsku. V obou případech jsou zapotřebí teleskopy s výjimečnou citlivostí. U laserového paprsku navíc hraje roli štěstí – pokud Země neleží přesně na dráze výstřelu, neuvidíme vůbec nic.
Z analýzy vyplývá, že šance na zachycení mimozemské technosignatury v daném okamžiku je krajně malá, pokud jsou emise vzácné, krátkodobé a pocházejí z velkých vzdáleností.
Proč desítky let nic nezachycujeme?
Od šedesátých let dvacátého století upírají rádiové teleskopy svůj pohled stovky hodin na vybrané kouty oblohy. Přesto žádný jednoznačný signál neexistuje. Nová práce nabízí několik chladnokrevných vysvětlení.
Galaxie je obrovská, náš dosah směšně malý
Mléčná dráha měří v průměru přibližně sto tisíc světelných let. Naše systematické pátrání pokrývá zlomek promile tohoto prostoru a jen ve vybraných frekvenčních pásmech. Je to trochu jako hodnotit celou Zemi pohledem na několik ulic v jednom jediném městě.
Navíc signály, které očekáváme, se pravděpodobně vyskytují velmi zřídka. V daném okamžiku může v celé galaxii existovat jen několik emisí, jež jsou vůbec detekovatelné. Abychom je zachytili, je třeba:
- koukat správným směrem,
- s dostatečnou citlivostí a expozičním časem,
- ve správném frekvenčním rozsahu,
- přesně v ten moment, kdy daná civilizace právě vysílá.
Jeden jediný výpadek v tomto řetězci a i silná, inteligentní emise zmizí ve statistickém nicotnu.
Slabé impulzy se ztrácejí v kosmickém hluku
Dalším problémem je samotná povaha dat. Vesmír je hlučný. Pulsary, hvězdné výbuchy, rozpálené plynné oblaky – to vše vytváří šum na pozadí. Na jeho pozadí může mimozemský laser, který k nám po milionech světelných let dorazil jako jediný slabý záblesk, vypadat jako obyčejné rušení.
Všesměrové emise, jako je teplo z obřích struktur, to nemají o nic snazší. Z vzdálenosti tisíců světelných let vypadají jako jemné „přihřátí" okolí hvězdy. K tomu, abychom s jistotou prohlásili: „zde se děje něco umělého," jsou zapotřebí velmi přesná měření a obrovské srovnávací databáze.
Jsme tedy sami, nebo jen slepí?
Co z těchto analýz vyplývá pro běžného fanouška vesmíru? Zaprvé, absence signálu automaticky neznamená, že v celé galaxii neexistují technologické civilizace. Data říkají pouze to, že:
- technosignatur je málo a objevují se vzácně,
- nebo jejich emise trvají krátce, takže „signálové bubliny" nás rychle míjejí,
- nebo mimozemšťané používají způsoby komunikace, jimž zatím vůbec nerozumíme.
Zadruhé, scénář, že tisíce signálů v minulosti masově míjely Zemi a my jsme všechno nechtěně přehlédli, už nezní jako nejrozumnější vysvětlení. Mnohem soudržnějším předpokladem je, že mimozemských vysílačů je v naší kosmické časoprostorové blízkosti jednoduše velmi málo.
Co dál s hledáním mimozemské inteligence?
Paradoxně Grimaldiho závěry nejsou výzvou ke vzdání se. Spíše naznačují, že je třeba přehodnotit strategii. Místo krátkých odposlechových kampaní namířených do mnoha náhodných směrů může být smysluplnější dlouhodobé monitorování vybraných slibných hvězd. Rostoucí sítě radioteleskopů a výpočetní projekty založené na umělé inteligenci mohou pomoci vylovit jemné vzory z obrovského množství dat.
Stále větší roli hrají také pátrání v infračerveném spektru, kde se hledá přebytek tepla poukazující na vysokou spotřebu energie. I kdyby mimozemská civilizace záměrně žádné signály nevysílala, její infrastruktura ji může mimoděk prozradit – podobně jako noční záběry Země odhalují rozvinutá města.
Jak si to může představit laik?
Dobrým obrazem je vlna na hladině jezera po vhození kamene. Vlna se kruhovitě rozšiřuje. V určitém okamžiku projde místem, kde stojí pozorovatel na břehu. Pokud se zrovna dívá do telefonu místo na vodu, nevšimne si nic. Za chvíli po vlně není stopy, i když někde dál se stále šíří.
V případě signálů od mimozemšťanů je tímto „kamenem" období aktivní emise. Po jejím skončení zůstává ve vesmíru rozšiřující se sféra vln, jejíž střed ovládá ticho. Země se může nacházet:
- vně této sféry – signál k nám ještě nedorazil,
- uvnitř „vydlabané" části – signál nás už minul,
- přímo na jejím povrchu – jedině tehdy máme šanci na zachycení.
Celé umění projektu SETI spočívá v tom, mít oči (a antény) otevřené přesně v tom krátkém okamžiku, kdy vlna prochází naší pozicí. A protože galaxie měří desítky tisíc světelných let, je většina takovýchto setkání krajně nepravděpodobná.
Pro část výzkumníků je to argument pro ještě odvážnější investice do nové infrastruktury a algoritmů, které prohledají stará observační archiva v hledání dávno přehlédnutých signálů. Pro jiné je to podnět k tomu, že stejně důležité jsou mise zkoumající planety v naší vlastní galaktické blízkosti – protože pokud někdy narazíme na stopu mimozemské inteligence, nemusí vůbec přijít v podobě okázalého rádiového „dobrý den" z druhého konce Mléčné dráhy.
