Već desetljećima znanstvenici koji sudjeluju u potrazi za izvanzemaljskom inteligencijom (SETI) pokušavaju pronaći tragove umjetnih radiosignala iz dubina svemira. Od prvog Projekta Ozma 1960. godine pa sve do danas, astronomi uporno osluškuju nebo radioteleskopima u nadi da će uhvatiti signal iz nekog drugog zvjezdanog sustava ili čak udaljene galaksije. Taj dugogodišnji trud dosegao je vrhunac u siječnju 2016. pokretanjem projekta Breakthrough Listen – do sada najambicioznijeg pokušaja pronalaska izvanzemaljskog života.
Breakthrough Listen koristi podatke s radioteleskopa u opservatorijima Green Bank i Parkes, a uz to prikuplja i podatke u vidljivom spektru pomoću automatskog tražitelja planeta (Automated Planet Finder, APF). Rezultate svojih istraživanja projekt redovito objavljuje javno. U najnovijoj seriji radova, objavljenoj na otvorenom serveru arXiv pod naslovom “Artificial Broadcasts as Galactic Populations” (Umjetni prijenosi kao galaktičke populacije), astronom Brian C. Lacki istražuje intrigantnu mogućnost: galaksije koje snažno zrače u radijskom dijelu spektra – takozvane “radio bright” galaksije – možda su prepune naprednih civilizacija.
Kako prepoznati civilizaciju u moru radiovalova
Lackijev najnoviji rad bavi se pitanjem kako bi buduća SETI istraživanja mogla otkriti radiosignale, bilo pojedinačno, bilo kao kolektivnu emisiju, te postavlja granice za procjenu koliko takvih “umjetnih radiogalaksija” uopće može postojati. Lacki je teorijski astronom koji radi za inicijativu Breakthrough Listen, a ujedno je i Jansky Fellow pri Nacionalnom radioastronomskom opservatoriju (NRAO). Njegov rad treći je u nizu studija koje analiziraju najnovije podatke prikupljene teleskopima povezanim s projektom.
Za razliku od ranijih pristupa koji su se fokusirali na pojedinačne civilizacije oko pojedinih zvijezda, ova serija radova promatra širu sliku, tehnopotpise čitavih populacija izvanzemaljskih inteligencija (ETI). Lacki objašnjava da je istraživanje djelomično inspirirano idejom o samoreproducirajućim sondama, poznatim kao Von Neumannove sonde, koje bi napredne civilizacije mogle koristiti za istraživanje i kolonizaciju prostora daleko izvan matičnog zvjezdanog sustava. Ta teorija ključna je za razumijevanje Fermijevog paradoksa, koji pretpostavlja da bi upravo takav način širenja bio najlogičniji put prema međuzvjezdanoj, pa možda i galaktičkoj civilizaciji. Prvi rad u seriji postavlja teorijske temelje i matematički okvir, dok drugi i treći rad primjenjuju te koncepte na konkretne izračune.
U drugom radu Lacki analizira što se događa kada u jednoj galaksiji postoji više civilizacija koje emitiraju radiosignale, primjenjujući taj model na Mliječnu stazu, galaksiju Andromedu (M31) i Messier 59 (NGC 4621). Najnoviji rad ide korak dalje i istražuje kakve bi tragove takve populacije naprednih civilizacija mogle ostaviti u galaksijama širom svemira.
“Ako imate skupinu galaksija s mnogo radioprijenosa, one će prirodno izgledati sjajnije u radijskom spektru”, objašnjava Lacki za Universe Today. “Budući da znamo koliko otprilike galaksija postoji na svakoj razini intenziteta zračenja, možemo postaviti gornje granice za broj takvih ‘umjetnih radiogalaksija’.”
Priroda ili tehnologija, kako razlikovati?
Galaksije ionako proizvode radiovalove kao dio svojih prirodnih procesa. Primjerice, Sagittarius A* – supermasivna crna rupa u središtu naše galaksije – snažan je izvor radioemisija. Sedamdesetih godina prošlog stoljeća znanstvenici su otkrili da intenzivno radijsko zračenje iz galaktičkog središta potječe od iznimno kompaktnog objekta smještenog unutar većeg radijskog izvora. Danas znamo da u središtu svake masivne galaksije postoji supermasivna crna rupa, a one su odgovorne za pojavu aktivnih galaktičkih jezgri (AGN), fenomen u kojem središte galaksije privremeno zasjeni sve zvijezde u galaktičkom disku.
Problem je u tome što bi umjetni radiosignali u početku bili gotovo nerazlučivi od prirodnih izvora. Galaksija u kojoj postoji više civilizacija koje koriste radiotehnologiju jednostavno bi izgledala sjajnija. Dodatno, signali mnogih civilizacija mogli bi se preklapati, što otežava prepoznavanje pojedinog izvora. No, istovremeno bi bilo moguće detektirati kolektivni “sjaj” svih tih kombiniranih prijenosa.
“Problem je što ne možete samo po intenzitetu radiosignala zaključiti je li on prirodan ili umjetan, a u gotovo svim slučajevima očekujemo da je prirodan”, kaže Lacki. “Za pojedinačnu galaksiju možete samo postaviti gornju granicu na temelju ukupne radioemisije, što nazivam ‘kolektivnom granicom’. Ako tu granicu primjenjujete na jednu galaksiju, zapravo želite pronaći galaksije koje su što slabije u radijskom spektru, ali imaju velik broj zvijezda. Međutim, u ovom radu promatramo sve galaksije u svemiru, i pokazuje se da su galaksije snažne u radijskom spektru prilično rijetke, što nam omogućuje da postavimo gornju granicu za udio galaksija s mnoštvom radioprijenosa.”
Kako bi odredio te granice, Lacki je koristio nekoliko modela koji testiraju različite pretpostavke. Svaki model uzima u obzir prirodu “metadruštva” (ekspanzivnog ili koncentriranog oko galaktičkog središta), vrstu društava (difuznih ili diskretnih), evoluciju njihovih prijenosa, raspodjelu luminoziteta, korištene radiofrekvencije i široki zakon potencije. Ti su modeli uspoređeni s osnovnim scenarijem u kojem svaka galaksija ima jedno metadruštvo, prijenosi se ne mijenjaju kroz vrijeme i svi imaju isti luminozitet.
Kardaševa skala i potraga za izvanzemaljskim civilizacijama
Na temelju tih modela Lacki je zaključio da je učestalost civilizacija koje obuhvaćaju cijelu galaksiju (Kardašev Tip III) manja od jedne na 10 na 17 zvijezda, odnosno jedna na milijun velikih galaksija.
“Naravno, moguće je da svaka galaksija ima neke umjetne radioemitre”, objašnjava Lacki. “Ne znamo čak ni postoje li u Mliječnoj stazi izvanzemaljske inteligencije koje emitiraju radiosignale, upravo zato i provodimo SETI istraživanja u našoj galaksiji. Možemo procjenjivati koliko snage izvanzemaljske inteligencije ulažu u radioprijenose, a za to je korisna Kardaševa skala: civilizacija Tipa I koristi energiju dostupnu na razini planeta, Tip II koristi energiju zvijezde, a Tip III energiju cijele galaksije. Kardašev je izvorno predložio tu ljestvicu za mjerenje snage uložene u prijenose.”
“Moj rad pokazuje da su civilizacije Tipa III u tom izvornom smislu, one koje emitiraju luminozitet cijele galaksije u radiovalovima, iznimno rijetke. Manje od 1 na 100.000 galaksija veličine Mliječne staze može biti dom takvoj civilizaciji, i taj rezultat čini se robusnim bez obzira je li snaga koncentrirana u jedan signal ili raspoređena među milijardu izvora. Najviše oko 1 na 100 velikih galaksija mogla bi sadržavati civilizaciju Tipa 2,75, koja emitira oko 1/300 luminoziteta galaksije u radijskom spektru.”
Lacki uspoređuje potragu za civilizacijama u galaksijama snažnim u radijskom spektru s GHAT istraživanjima i drugim potragama za Dysonovim sferama. Ta istraživanja traže izvore viška infracrvenog zračenja, koji bi teoretski mogao potjecati od topline koju Dysonova sfera – hipotetska megastruktura oko zvijezde – zrači u svemir. Slično tome, astronomi bi mogli tražiti galaksije s “previše” infracrvenih emisija, no i tu se javlja isti problem: kako razlikovati umjetne od prirodnih izvora?
Prema Lackiju, postoje dva pristupa. Prvi je kolektivna metoda koju je opisao, a drugi uključuje traženje pojedinačnih radiosignala koji bi se mogli istaknuti u radijskom spektru galaksije. “Posljednjih godina različiti istraživači postavljaju gornje granice za radioprijenose u drugim galaksijama promatrajući one koje se slučajno nalaze blizu zvijezda koje ionako promatramo u SETI programima, možda ih uhvatimo srećom. To je i dalje važna strategija, a cilj je promatrati što veći dio neba, što dublje i na što više frekvencija.”
“Možete i izravno ciljati obližnje galaksije, što se posljednjih godina sve više radi. Za kolektivnu metodu, koristeći radioistraživanja za procjenu udjela ‘umjetnih radiogalaksija’, već znamo koliko galaksija postoji na svakoj razini sjajnosti u radijskom spektru, to se zove ‘brojanje izvora’. Istu metodu možete primijeniti i na druge frekvencije te postaviti granice za broj izvanzemaljskih inteligencija koje emitiraju na njima.”
Posljednjih godina SETI istraživači sve više proširuju popis potencijalnih tehnopotpisa koje bi trebalo tražiti. Lacki dodaje da bi buduća istraživanja mogla tražiti signale i izvan radijskog spektra, u rendgenskom i gama-zračenju te drugim ne-radio, ne-optičkim frekvencijama. Štoviše, smatra da bi takva istraživanja mogla biti odličan početak za nova SETI istraživanja koja nadilaze tradicionalnu radijsku domenu.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
