Može li se oslanjanje izvanzemaljskih civilizacija na nuklearnu fuziju otkriti kroz tragove u atmosferi njihovih planeta?
Kako civilizacije napreduju, njihove energetske potrebe značajno rastu. Na Zemlji su nam poznati izvori energije poput fosilnih goriva, vjetroelektrana, solarne energije i nuklearne fisije. Međutim, svaki od ovih izvora ima ograničenja, bilo u pogledu iscrpljivanja resursa ili učinkovitosti. Za izvanzemaljsku civilizaciju koja povećava svoju potrošnju energije na Kardashevoj skali—a sustavu koji mjeri tehnološki napredak civilizacije prema potrošnji energije—logičan izbor mogao bi biti nuklearna fuzija. Ovaj napredni izvor energije nudi gotovo neograničeni potencijal, osobito kada se koristi deuterij, izotop vodika prisutan u oceanskoj vodi.
No, može li se oslanjanje izvanzemaljskih civilizacija na nuklearnu fuziju otkriti kroz tragove u atmosferi njihovih planeta? Ovo intrigantno pitanje potaknulo je istraživanja o tzv. “tehnopotpisima“—promatrivim pokazateljima napredne tehnologije.
Što čini fuziju deuterija posebnom?
Fuzija deuterija jedna je od najjednostavnijih oblika nuklearne fuzije. Na Zemlji se deuterij može izdvojiti iz vode, gdje se prirodno javlja u tragovima. Jedan gram deuterija može proizvesti nevjerojatnih 335 gigadžula energije—dovoljno za godišnju potrošnju električne energije više od 30 prosječnih kućanstava u Hrvatskoj. Za naprednu civilizaciju oceani bi mogli predstavljati bogat i dugoročno održiv izvor energije.
Tijekom fuzije deuterija oslobađa se helij, koji odlazi u svemir. Tijekom vremena, ovaj proces mijenja omjer deuterija i vodika (D/H) u oceanima i atmosferi, što bi moglo poslužiti kao tehnopotpis—neizravan, ali mjerljiv znak napredne tehnologije.
Potraga za niskim D/H omjerima
David C. Catling, znanstvenik sveučilišta u Washingtonu, prvi je razmišljao o ovoj ideji dok je organizirao astrobiološki skup u Green Bank opservatoriju u Zapadnoj Virginiji. Nakon početnih analiza, Catling i njegovi suradnici objavili su svoja otkrića u časopisu Astrophysical Journal i na preprint serveru arXiv.
Njihova hipoteza sugerira da otkrivanje neuobičajeno niskih D/H omjera u vodenoj pari planeta može ukazivati na dugotrajnu upotrebu nuklearne fuzije od strane napredne civilizacije. Zanimljivo je da bi, čak i ako takva civilizacija nestane ili migrira, izmijenjeni D/H omjer ostao prisutan milijunima godina, povećavajući šanse za detekciju.
Na Zemlji prirodni deuterij čini otprilike jedan atom na svakih 6.240 atoma vodika u morskoj vodi. Civilizacija koja koristi deuterij za fuziju brzinom deset puta većom od one koju ljudi očekuju do 2100. godine mogla bi smanjiti taj omjer na međuzvjezdane razine—oko 16 dijelova na milijun—u roku od 170 milijuna godina. Na planetima s manjim oceanima, poput takozvanih “kopnenih planeta,” taj bi proces iscrpljivanja mogao trajati svega 1 do 10 milijuna godina.
Promatranje D/H omjera
Mjerenje tih anomalija nije jednostavno. Potrebni su napredni instrumenti za analizu emisijskih linija izotopa vodene pare poput HDO i H₂O. Srećom, znanstvenici su već postigli napredak. Godine 2019. otkrivena je vodena para u atmosferi potencijalno nastanjivog planeta, što dokazuje izvedivost takvih opažanja.
Buduće misije, uključujući NASA-in predloženi Habitable Worlds Observatory (HWO) i europski Large Interferometer for Exoplanets (LIFE), imaju cilj dodatno unaprijediti ove mogućnosti. Prema Catlingu, ti instrumenti mogli bi izmjeriti D/H omjere na planetima s obiljem atmosferske vodene pare, osobito u infracrvenim valnim duljinama oko 8 mikrona.
Znanstvenici već proučavaju mogućnost uključivanja takvih mjerenja u dizajn ovih misija.
Implifikacije za potragu za izvanzemaljskim životom
Iako mnogi faktori utječu na omjer D/H na planetima, neuobičajeno niski omjeri mogli bi ukazivati na nešto izvanredno: namjerno izdvajanje deuterija za fuziju od strane napredne civilizacije. Ovo istraživanje pruža uzbudljiv uvid u to kako bismo mogli otkriti ne samo izvanzemaljski život, već i inteligentne, tehnološki napredne civilizacije.
Kako se alati za promatranje svemira poboljšavaju, tako raste i naša sposobnost otkrivanja suptilnih, ali dubokih tragova o prirodi života u svemiru.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
