Vi har brugt årtier og milliarder – og fundet ingenting
I årtier har menneskeheden investeret enorme ressourcer i radioteleskoper, supercomputere og rummissioner i håbet om at opfange det første bevis på en fremmed civilisation. En ny analyse fra en fysiker ved det schweiziske EPFL antyder noget dybt frustrerende: en bølge af sådanne signaler kan allerede for længst have krydset Jordens kredsløb – og vores instrumenter var simpelthen for svage, blinde eller pegede i en helt forkert retning.
Søgen efter fremmed intelligens er ikke science fiction. Forskere ved observatorier over hele verden lytter systematisk til universet, analyserer data fra Hubble-teleskopet og jordbaserede radioteleskoper og behandler milliarder af registreringer. Alligevel har vi endnu ikke modtaget ét eneste bekræftet signal. En ny undersøgelse fra fysikeren Claudio Grimaldi ved École Polytechnique Fédérale de Lausanne fremsætter en ubehagelig hypotese: måske har vi allerede modtaget teknosignaturer fra avancerede civilisationer – vi kiggede blot ikke det rigtige sted på det rigtige tidspunkt.
Hvad er teknosignaturer, og hvordan genkender vi en fremmed civilisation?
Forskerne forventer ikke en optagelse i stil med "Hej, her er marsboere". De leder efter såkaldte teknosignaturer – målbare spor af teknologi, som naturen ikke selv producerer. Det kan dreje sig om usædvanlige radiobølger med en tydelig kunstig struktur, korte gentagne laserblitz, et overskud af varme i det infrarøde spektrum, der vidner om gigantiske energikonstruktioner, eller mærkelige emissionsmønstre, der ikke svarer til stjerner, pulsarer eller sorte huller.
For at et sådant signal kan registreres, kræves to betingelser. Først skal det fysisk ankomme til Jordens nærhed. Derefter skal vores udstyr være tilstrækkeligt følsomt, indstillet på den korrekte frekvens og rettet det rigtige sted på himlen præcis i det øjeblik, signalet passerer. Den første betingelse lyder simpel. Den anden er et mareridt for ingeniører og statistikere.
Selv hvis en bølge af signaler fra rumvæsener krydser galaksen som en lysboble, kan Jorden befinde sig i dens tomme, "udhulet" del. På et tidspunkt hvor emissionen forlængst er forstummet, men ekkoet stadig rejser videre gennem rummet. I praksis betyder det, at en teknosignatur kan passere Solsystemet i løbet af dage eller måneder, mens vi netop i det øjeblik kigger et helt andet sted hen – eller ikke registrerer noget i støjens mylder.
Forskere ved observatoriet Green Bank i West Virginia og ved det australske Parkes har i årtier systematisk overvåget udvalgte stjerner. De anvender radioteleskoper med diametre på adskillige meter og analyserer frekvenser fra nogle få megahertz til titals gigahertz. Alligevel er intet entydigt bevis dukket op. Det er netop derfor, at Grimaldi udarbejdede en statistisk model, der forklarer denne frustrerende virkelighed med kolde tal.
Den statistiske model fra EPFL afslører den kolde sandhed om chancerne
Grimaldi, teoretisk fysiker ved École Polytechnique Fédérale de Lausanne, besluttede sig for at beregne det, som mange forskere hidtil kun havde talt om intuitivt. Han opbyggede en matematisk model, der tager højde for tætheden af potentielt beboelige planeter i Mælkevejen, hyppigheden af teknosignaturemissioner, emissionernes varighed, afstanden fra Jorden samt vores instrumenters følsomhed. Modellen viser et foruroligende resultat: for at vi i dag realistisk skulle have en chance for at opfange blot ét fremmed signal, måtte langt flere teknosignaturer have passeret Jordens nærhed tidligere end statistisk sandsynligt.
Med andre ord: hvis vi ikke ser signaler nu, er scenariet "vi overså simpelthen en hel masse emissioner" ikke særlig holdbart. Langt mere sandsynligt er det, at sådanne udsendelser er meget sjældnere end antaget, eller at de er meget kortvarige. Grimaldi estimerer i sin undersøgelse, publiceret i tidsskriftet The Astrophysical Journal, at sandsynligheden for at opfange en langvarigt virkende teknosignatur i et givet øjeblik er ekstremt lav med den nuværende dækningstæthed af vores teleskoper på himlen.
Forskere fra universitetet i Berkeley, der driver projektet SETI@home, behandlede i mere end tyve år milliarder af datapunkter fra radioteleskopet Arecibo i Puerto Rico. Alligevel fandt de intet bekræftet signal fra fremmed intelligens. Grimaldis model forklarer hvorfor: jo kortere og sjældnere emissionsbegivenhederne er, desto mindre er chancen for, at vores detektor er rettet det rigtige sted på det rigtige tidspunkt.
En yderligere faktor er selve galaksens størrelse. Mælkevejen har en diameter på cirka hundrede tusinde lysår og indeholder hundredvis af milliarder stjerner. Vores systematiske undersøgelser dækker en brøkdel af en promille af dette område og kun i udvalgte frekvensbånd. Det svarer til at forsøge at vurdere hele Jorden ved at kigge på et par gader i én by.
To typer hypotetiske signaler: spredt varme og målrettede fyr
I Grimaldis analyse optræder to primære typer hypotetiske signaler, som fremmede civilisationer muligvis udsender. Den første er rundt udsendende emissioner, der spreder sig i alle retninger – eksempelvis spildenergi fra gigantisk infrastruktur, der "opvarmer" omgivelserne i det infrarøde spektrum. Den anden type er målrettede signaler, noget i retning af kosmiske radiofyr eller laserblitz udsendt bevidst mod et bestemt område af himlen.
De første ligner en pære midt i et rum: de lyser overalt, men fra stor afstand er deres glans meget diffus. De anden minder om en laserpegepind: enormt intens, men kun i en smal stråle. I begge tilfælde kræves teleskoper med ekstraordinær følsomhed. Med laserstrålen spiller tilfældighederne desuden en stor rolle – hvis Jorden ikke befinder sig præcis i skudlinjen, ser vi ingenting.
Forskere ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics anslår, at en avanceret civilisation, der er i stand til at bygge en Dyson-sfære omkring sin stjerne, ville producere et målbart overskud af infrarød stråling. James Webb-teleskopet er i stand til at detektere sådanne anomalier op til en afstand af flere tusinde lysår. Men selv her gælder det, at vi skal vide, hvor vi skal kigge, og at signalet skal være stærkt nok til at skille sig ud fra den naturlige baggrund.
Målrettede laserpulser udgør en endnu større udfordring. Hvis en civilisation på en planet ved stjerne Proxima Centauri udsendte et lasersignal mod Jorden, skulle det have en effekt på titals megawatt for at kunne detekteres af vores nuværende instrumenter. Og Proxima Centauri er kun fire lysår borte. For fjernere stjerner ville energikravene vokse eksponentielt.
Af Grimaldiis analyse fremgår det, at chancen for at registrere en fremmed teknosignatur i et givet øjeblik er ekstremt lille, hvis emissionerne er sjældne, kortvarige og stammer fra store afstande. Derfor er årtiers systematisk lytning måske ikke nok.
Hvorfor fanger vi stadig ingenting – selv med de bedste instrumenter?
Siden 1960'erne har hundredvis af radioteleskoptimer været rettet mod udvalgte dele af himlen. Alligevel har vi ikke ét entydigt signal. Grimaldiis undersøgelse tilbyder flere kolde forklaringer på, hvorfor det forholder sig sådan.
Galaksen er enorm, og vores rækkevidde er latterligt lille. Mælkevejen har en diameter på cirka hundrede tusinde lysår. Vores systematiske undersøgelser dækker en brøkdel af en promille af dette område og kun i udvalgte frekvenser. De signaler, vi forventer, optræder sandsynligvis sjældent. I et givet øjeblik kan der i galaksen blot eksistere nogle få emissioner, der overhovedet har chance for at være detekterbare for os. For at opfange dem skal vi:
- kigge i den rigtige retning
- have tilstrækkelig følsomhed og eksponeringstid
- arbejde i det korrekte bølgebånd
- kigge præcis i det øjeblik, den pågældende civilisation udsender
Én enkelt fejl i denne kæde, og selv en stærk, intelligent emission forsvinder i statistisk ikke-eksistens. Forskere fra det californiske institut SETI anvender netværket Allen Telescope Array, som består af 42 antenner med en diameter på seks meter hver. Selv dette avancerede system dækker kun en bitte lille del af himlen ad gangen.
Et yderligere problem er selve dataenes karakter. Universet er støjende. Pulsarer, stjerneudbrud, ophedede gasskyer – alt dette skaber baggrundsstøj. Mod den baggrund behøver en fremmed laser, der efter millioner af lysårs rejse ankommer til os som et enkelt svagt glimt, ikke at adskille sig fra almindelig interferens. Rundtomsendte emissioner som varme fra gigantiske strukturer har det ikke nemmere. Fra tusinders af lysårs afstand fremtræder de som en svag "opvarmning" af en stjernes omgivelser.
Svage impulser forsvinder i universets støj. Observatoriet Arecibo i Puerto Rico registrerede inden sit kollaps i år 2020 milliarder af individuelle signaler. Den overvældende majoritet var naturlige fænomener eller jordbaseret interferens. Evaluering af en sådan datamængde kræver sofistikerede algoritmer og maskinlæring, der først i de seneste år har nået det nødvendige niveau.
Er vi alene i galaksen – eller blot midlertidigt blinde og døve?
Hvad kan en almindelig ruminteresseret trække ud af disse analyser? For det første betyder fraværet af signaler ikke automatisk, at der ingen teknologiske civilisationer findes i hele galaksen. Dataene viser blot, at enten er teknosignaturer sjældne og optræder uregelmæssigt, eller at deres emissioner er kortvarige, så "signalbobler" hurtigt passerer os, eller at de anvender kommunikationsmetoder, vi endnu ikke forstår.
For det andet ser scenariet, hvor tusindvis af signaler massevis passerede Jorden tidligere og vi utilsigtet overså det hele, ikke ud til at være den mest fornuftige forklaring. Langt mere konsistent er antagelsen om, at der simpelthen er få fremmede sendere i vores kosmiske nærhed i rumtid. Forskere ved instituttet SETI i Mountain View i Californien revurderer derfor deres søgestrategier.
Et interessant alternativ er biosignaturer – spor af liv, der ikke nødvendigvis behøver at være teknologisk. James Webb-teleskopet analyserer exoplaneternes atmosfærer i jagten på ilt, metan og andre gasser, der kunne signalere biologisk aktivitet. Planeten TRAPPIST-1e i en afstand af fyrre lysår er én af kandidaterne til en sådan undersøgelse.
Paradoksalt nok er Grimaldiis konklusioner ikke en opfordring til at opgive. De antyder snarere, at strategien bør gentænkes. I stedet for korte lyttekampagner i mange tilfældige retninger kan det være mere meningsfuldt med langsigtet overvågning af udvalgte, lovende stjerner. Voksende netværk af radioteleskoper og beregningsprojekter baseret på kunstig intelligens kan hjælpe med at fiske subtile mønstre op fra enorme datamængder.
Sådan kan en lægmand forstå det – og hvad sker der nu?
Et godt billede er en bølge på vandet efter at have kastet en sten i en sø. Bølgen breder sig i en cirkel. På et bestemt tidspunkt passerer den det sted, hvor en observatør står på bredden. Hvis vedkommende netop kigger på sin telefon og ikke på vandet, registrerer de ingenting. Lidt efter er der ikke et spor af bølgen – selv om den et sted ude stadig breder sig.
I tilfældet med signaler fra rumvæsener er "stenen" perioden med aktiv emission. Efter dens ophør efterlades i rummet en udvidende kugle af bølger, inden for hvilken der hersker stilhed. Jorden kan befinde sig:
- uden for denne kugle – signalet er endnu ikke nået frem til os
- inde i den "udhulet" del – signalet er allerede passeret os
- præcis på overfladen – kun da har vi en chance for registrering
Hele kunsten ved SETI består i at have øjne og antenner åbne præcis i det korte tidsrum, hvor bølgen passerer vores position. Og fordi galaksen har dimensioner målt i titusindvis af lysår, vil de fleste sådanne møder være ekstremt usandsynlige.
Infrarøde søgninger vinder også stadig større betydning, idet man leder efter et varmeoverskud, der signalerer et stort energiforbrug. Selv hvis en fremmed civilisation ikke ønsker at udsende signaler, kan dens infrastruktur utilsigtet afsløre den – ganske som nattebilleder af Jorden afslører udviklede byer. Spitzer Space Telescope kortlagde inden driften ophørte i år 2020 tusindvis af stjerner netop i det infrarøde bånd.
For nogle forskere er Grimaldiis arbejde et argument for endnu dristigere investeringer i ny infrastruktur og algoritmer, der kan gennemgå gamle observationsarkiver i jagten på signaler, der måske blev overset for år tilbage. For andre er det en indikation om, at missioner, der undersøger planeter i vores eget galaktiske nærområde, er lige så vigtige. Hvis vi nogensinde støder på spor af fremmed intelligens, behøver det slet ikke at komme i form af en effektfuld radio-"goddag" fra den anden ende af Mælkevejen. Det kan være noget langt mere subtilt – noget vi først vil være i stand til at genkende med fremtidens teknologier.
