Har rumvæseners signaler allerede passeret Jorden uden at vi opdagede det?

Sådan leder vi efter fremmed liv i dag

Forskere har brugt årtier på at søge efter tegn på udenomsjordisk teknologi — og er stadig kommet tomhændet hjem. Et nyt studie stiller et ubehageligt spørgsmål: ikke om signalerne overhovedet eksisterer, men om de måske passerede os for længst, mens vores teleskoper ikke registrerede en eneste ting.

Det klassiske spørgsmål "er vi alene?" har gradvist udviklet sig til noget mere konkret: "kan vi spore deres teknologi?". Forskere taler i den forbindelse om technosignaturer — målbare spor af teknologi, der ikke ligner noget naturligt.

Det kan dreje sig om mange forskellige ting, for eksempel:

• kunstige radiosignaler, der ikke passer til kendte kosmiske kilder
• korte, fokuserede laserblitz, der fungerer som en slags interstellær lygte
• unaturligt store mængder infrarød varme, som om et gigantprojekt omslutter en hel stjerne

Organisationer som SETI lytter konstant mod himlen. Radioteleskoper afsøger store dele af rummet og leder efter mønstre, der adskiller sig fra almindelige stjerner eller gasskyer. Hidtil uden afgørende beviser.

For at fange et fremmed signal skal to ting passe præcist: det skal nå Jorden på det rigtige tidspunkt, og vi skal kigge nøjagtigt det rigtige sted hen med en følsom modtager.

Den første betingelse lyder enkel — signalet skal rent fysisk passere vores planet. Den anden viser sig langt mere kompliceret. Vores teleskoper dækker kun en mikroskopisk brøkdel af alle mulige retninger, frekvenser og tidspunkter. Et signal kan være kortvarigt, svækket efter tusindvis af lysårs rejse eller fuldstændig druknet i universets baggrundsstøj.

Nyt studie: Langt færre signaler passerer måske end antaget

Et nyligt studie i The Astronomical Journal, udført af den teoretiske fysiker Claudio Grimaldi fra École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), anlægger et statistisk perspektiv på denne søgning. Han beregner ikke sandsynligheden for ét bestemt signal, men derimod chancen for, at der overhovedet passerer detekterbare technosignaturer forbi Jorden.

Grimaldis model tager højde for:

• hvor længe technosignaturer i gennemsnit eksisterer
• hvor langt de kan sprede sig gennem Mælkevejen
• hvor ofte og hvor længe Jorden befinder sig inden for en sådan "signalsky"

Hans beregninger fører til en bemærkelsesværdig konklusion: for at vi i dag skal have en rimelig chance for at opfange et fremmed signal, måtte Jorden i fortiden allerede være krydset af et meget stort antal andre signaler. Så mange, at antallet af teknologiske kilder i visse scenarier overstiger antallet af beboelige planeter i en del af vores galakse. Det virker urealistisk.

Hvis vi antager, at vi nu ønsker en god chance for at fange et signal, må der have eksisteret ekstremt mange signaler tidligere. Det stemmer dårligt overens med, hvad vi ved om beboelige verdener.

Studiet lægger således en dæmper på overdrevent optimistiske estimater. Ikke fordi fremmed intelligens ikke skulle eksistere, men fordi chancen for, at deres udsendelser rammer præcis vores planet på et målbart tidspunkt, ser ud til at være langt mindre end ofte antaget.

To slags signaler — hver med sine udfordringer

Grimaldi skelner overordnet mellem to typer technosignaturer:

1. Alleudstråling: signaler i alle retninger

Her kan man forestille sig "spildvarme" fra enorme konstruktioner omkring en stjerne, eller kraftige radiosignaler der breder sig som en kosmisk sfære. Alle, der befinder sig i vejen, opfanger et stykke af signalet.

Fordele:

• man behøver ikke sigte præcist mod et mål
• et stort rumvolumen nås på én gang

Ulemper:

• energien spreder sig, så på stor afstand er der næsten ingenting tilbage
• signalet blander sig med naturlige kilder som stjerner og tåger

2. Rettede bakker og laserblitz

Den anden kategori er langt mere fokuseret: tænk på en smal stråle af radiobølger eller laserlys, beregnet som et "baken" eller måske som en kommunikationskanal mod en bestemt stjerne.

Her dukker andre problemer op:

• strålen er smal — misser man linjen, ser man ingenting
• pulsen kan være kortvarig, så man skal kigge præcis i det øjeblik
• efter tusindvis af lysår mister selv en fokuseret stråle sin kraft

I begge tilfælde kræves det, at vores instrumenters følsomhed er ekstremt høj. Vi gør fremskridt, men universet er stort og larmende.

Mælkevejen er enorm — vores lygte er lille

Mælkevejen har en diameter på omkring 100.000 lysår. Vores radioteleskoper dækker på én gang kun en forsvindende lille del af dette, og tilmed inden for et begrænset frekvensområde. Selv projekter der lytter år efter år, holder i kosmisk målestok kun en kortvarig vagt.

Mange forskere sammenligner det med at lede efter en bestemt vanddråbe i alle jordens oceaner. Man øser lidt vand op hist og her, måler et par egenskaber og håber tilfældigvis at støde på den ene afvigende dråbe.

At vi ikke har hørt noget, betyder ikke nødvendigvis, at ingen sender. Det kan også betyde, at vi hidtil har lyttet det forkerte sted, på den forkerte måde og på det forkerte tidspunkt.

Et signal som en udvidende skal i rummet

Grimaldi anvender i sit studie et billede, der hjælper til at forstå problemet: forestil dig, at en fremmed civilisation én gang udsender en kraftig, kortvarig transmission. Dette signal danner en kugleskål, der udvider sig med lysets hastighed. Indeni opstår et slags tomt rum — der er signalet allerede passeret; udenfor venter det stadig.

Jorden kan befinde sig i tre situationer:

• uden for skallen: signalet er endnu ikke ankommet
• i skallen: signalet passerer, og her ligger chancen for modtagelse
• inden i hulrummet: signalet er allerede forbi, og chancen er spildt

Hvor lang tid Jorden befinder sig i den skal, afhænger af transmissionens varighed og afstanden til senderen. Er udsendelsen kort, er vores "mulighedsvindue" lille. Det er altså fuldt tænkeligt, at et signal krydsede vores bane for tusind år siden — længe inden vi havde følsomme modtagere.

Hvorfor vi alligevel fortsætter med at lytte

På trods af de dystre statistikker holder forskere ikke op med at søge. Værdien af selv det mindste hint om fremmed teknologi vejer tungt: det ville fortælle os noget om, hvor ofte intelligent liv opstår, hvor længe civilisationer holder ud, og hvilke teknologiske veje der er mulige.

Nye instrumenter forbedrer løbende vores chancer. Radioteleskoper bliver mere følsomme, optiske teleskoper kan bedre registrere kortvarige lysblitz, og computeralgoritmer finder mønstre i enorme datamængder, som et menneske aldrig ville opdage.

Hvad betyder disse resultater for Fermi-paradokset?

Fermi-paradokset stiller et enkelt spørgsmål: hvis universet er fyldt med stjerner og potentielt beboelige planeter, hvor er så alle beviserne for andre civilisationer? Grimaldis arbejde fremhæver et muligt svar: måske opererer vi med alt for gavmilde estimater for antallet af signaler og undervurderer, hvor sjældne og flygtige de faktisk er.

Selv hvis der eksisterer flere teknologiske kulturer, kan de:

• sende i kun kort tid, inden de forsvinder eller tier
• bruge andre kommunikationsmidler end radio eller lys
• bevidst undlade at sende bredt af ukendte årsager

Dermed bliver vores nuværende "stilhed" langt mindre overraskende. Det betyder ikke, at der ingen er hjemme — kun at vores lyttevindue stadig er begrænset i tid, teknologi og retning.

Tre grundlæggende spørgsmål bag søgningen

Begreber som technosignatur, lysår og signalstyrke kan lyde abstrakte, men i bund og grund handler det om tre enkle spørgsmål:

• Findes der teknologi et andet sted?
• Efterlader den teknologi spor, der siver ud i rummet?
• Har vi det rigtige udstyr på det rigtige sted på det rigtige tidspunkt?

Et lysår er den afstand, lyset tilbagelægger på ét år — cirka 9,46 billioner kilometer. Et radiosignal, der rejser 1.000 lysår, har altså tilbagelagt omkring 9.460 billiarder kilometer. Undervejs svækkes det og blandes med alle mulige naturlige kilder. For overhovedet at fiske det ud af den kosmiske støj kræves kæmpe parabolantenner og avanceret software.

For interesserede er der stadig flere borgerprojekter, hvor man for eksempel via sin laptop kan hjælpe med at analysere datasæt. Sådanne citizen science-initiativer viser, at jagten på fremmede signaler ikke kun foregår i afsides observatorier — den kan også fortsætte i stuer og på kollegieværelser verden over.