Dieses Jahr wird das Projekt SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence) 60 Jahre alt!
Am 18. April 1960 informierte das Time Magazine seine Leser darüber, dass ein junger Angestellter des National Radio Astronomy Observatory, Frank Drake, zum ersten Mal in der Geschichte versucht, einen Einwegkontakt mit Trägern außerirdischer Intelligenz herzustellen. Als solcher wählte er die hypothetischen Bewohner der ebenso hypothetischen Planetensysteme der Sterne Tau Ceti und Epsilon Eridani, die 12 und 10,5 Lichtjahre von der Sonne entfernt liegen. Drake hörte (buchstäblich mit einem Lautsprecher) Radiowellen ab, die in einem schmalen Frequenzband nahe 1,420 GHz von einem 85-Fuß-Radioteleskop aufgezeichnet wurden, das auf diese Koryphäen gerichtet war. Mit Ausnahme eines einzigen Fehlalarms aufgrund von Funkstörungen von einer irdischen Militärquelle hörte Drake vier Monate lang nichts als Rauschen. Im August kam er zu dem Schluss, dass weitere Versuche sinnlos seien und wechselte dazu, (mit der gleichen Ausrüstung) die magnetische Aufsp altung der Spektrallinien von kosmischem Wasserstoff, bekannt als Zeeman-Effekt, zu untersuchen. So endete das Ozma-Projekt, benannt nach der Prinzessin von Oz aus dem wunderbaren Märchen von Frank Baum. Und SETI (Search for Extraterresrial Intelligence) begann.
Radio oder Licht?
Drake begann im Frühjahr 1959 mit der Vorbereitung seines Experiments. Die Empfangsfrequenz von 1,420 GHz wählte er nicht zufällig – sie emittiert zwischen Galaxien verstreuten atomaren Wasserstoff, das häufigste Element im Universum. Radiowellen mit einer solchen Frequenz entstehen, wenn ein nicht angeregtes (dh auf der unteren Orbitalebene befindliches) Elektron von einem Zustand, in dem sein Spin parallel zum Kernspin ist, in einen Zustand niedrigerer Energie übergeht, in dem die Spins entgegengesetzt sind. Dabei wird ein Photon mit einer Energie von 5,9x10−6 eV emittiert, was der von Drake gewählten Frequenz (bzw. einer Wellenlänge von 21,1 cm) entspricht. Drake hoffte nicht, nur Geld für das Abhören interstellarer Signale zu bekommen, sondern untermauerte sein Projekt durch die Untersuchung des Zeeman-Effekts. Interessanterweise kostete Drakes einzigartiger Empfänger nur 2.000 Dollar, weil ihm die Elektronikfirma Microwave Associates den neuesten parametrischen Verstärker, damals einer der besten der Welt, kostenlos zur Verfügung stellte.
Sterne mit Planeten, von denen aus man den Durchgang der Erde über die Sonnenscheibe (in der Ebene der Ekliptik) beobachten kann, sind Wissenschaftlern zufolge die wahrscheinlichsten Kandidaten für das Senden von Funksignalen, die für Erdbewohner bestimmt sind.
1959 markiert einen weiteren Meilenstein in der Geschichte von SETI. Im September veröffentlichten die Professoren der Cornell University, Giuseppe Cocconi und Philip Morrison, eine kurze Notiz in Nature, in der sie dieselbe Weltraumkommunikationsstrategie wie Drake vorschlugen. Sie hielten es auch für sehr wahrscheinlich, dass außerirdische Zivilisationen bei einer Wellenlänge von 21,1 cm kommunizieren, und empfahlen daher, im 1,420-GHz-±300-kHz-Band nach Brüdern zu suchen, die Doppler-Frequenzverschiebungen aufgrund der Bewegung von Signalquellen relativ zur Erde mit hoher Geschwindigkeit abdecken 100 km/s nicht überschreiten. Diese Notiz war die erste wissenschaftliche Veröffentlichung zum SETI-Problem.
Anderthalb Jahre später erschien ein weiterer Programmartikel über Weltraumkommunikation in Nature, unterzeichnet von Robert Schwartz und Charles Townes, dem zukünftigen Nobelpreisträger. Die Autoren schlugen als erste die Verwendung von "optischen Masern" (also Lasern - dieser Begriff war noch nicht allgemein akzeptiert) vor. Auf diese Arbeit geht die Strategie zurück, nach kosmischen Signalen zu suchen, die von kurzen Blitzen infraroten oder sichtbaren Lichts getragen werden, die heute OSETI (Optical SETI) genannt wird. Ebenfalls 1961 fand am National Radio Astronomy Observatory die erste Konferenz über Kontakte mit außerirdischen Zivilisationen statt. Drake stellte seine berühmte Formel zur Schätzung der Anzahl potenzieller kosmischer Kontakte in unserer Galaxie vor.
Weltraumfeuer
Was wird eine technologisch fortgeschrittene Zivilisation tun, um die Kommunikationskosten mit Weltraumnachbarn zu senken? Schließlich ist das kontinuierliche Senden von Signalen auf einem oder mehreren schmalen Funkfrequenzbändern ein sehr teures und wenig vielversprechendes Geschäft. Daher ist die traditionelle Suche nach Botschaften auf der Welle der intergalaktischen Wasserstoffstrahlung und sogar im gesamten Wasserfenster wahrscheinlich nicht erfolgreich. Es ist viel rentabler, kurze Signale in einem breiten Frequenzbereich in der Größenordnung von 10 Gigahertz zu senden. Solche Frequenzen können mit nichtlinearen Sendern mit kompakten Antennen erzeugt werden, die für schmalbandigen Rundfunk unermesslich billiger sind als lineare Systeme. Und die Chancen, gehört zu werden, sind in diesem Fall größer, da die Frequenzen des stärksten intragalaktischen Radiorauschens viel niedriger sind.„Diese Überlegungen stehen im Mittelpunkt unserer Idee von Weltraumbaken, die Signale Tausende von Lichtjahren entfernt senden“, sagt Gregory Benford, Professor für Astrophysik an der UC Irvine (und auch ein bekannter Science-Fiction-Autor). der dieses Konzept zusammen mit seinem Zwillingsbruder James, einem Radiophysiker, und seinem Neffen Dominic, einem NASA-Mitarbeiter, entwickelt hat. - Nehmen wir an, dass solche Beacons existieren und sie von terrestrischen Geräten erfasst werden können. Es stellt sich die Frage, wie man nach ihnen sucht und wie man solche Signale von durch natürliche Prozesse verursachten Funkausbrüchen unterscheidet. Dies erfordert eine ständige Überwachung sowohl des nördlichen als auch des südlichen Himmels sowie eine Spektralanalyse jedes verdächtigen Funkausbruchs. Für professionelle Radioteleskope im Rahmen astronomischer und astrophysikalischer Forschungsprogramme ist das eine zu exotische Aufgabe. Es gibt jedoch bereits Hunderte von Amateurfunkteleskopen auf der Welt, und ihre Zahl wächst rasant. Jede dieser Anlagen kann mit einer Elektronik zur Analyse von nicht standardisierten Funkimpulsen ausgestattet werden. Und wenn Amateurfunkteleskope zu einem weltweiten Netzwerk zusammengeschlossen werden, um nach Funkfeuern zu suchen, kann sich etwas Lohnenswertes ergeben. Schließlich waren es Amateurastronomen, die die meisten neuen Kometen und veränderlichen Sterne entdeckten. Warum also ziehen private Besitzer von Radioteleskopen nicht nach?"
Senatoren gegen NASA
Das Projekt Ozma war lange Zeit das einzige praktische Weltraumkommunikationsprojekt. Erst 1973 begann das Observatorium der Ohio State University, mit dem Big Ear, einem riesigen stationären Radioteleskop, den Weltraum bei 1,420 GHz auf ähnliche Weise abzuhören. Die Forschung, die bis 1995 andauerte, brachte keine Entdeckungen, obwohl sie einst für Furore sorgten. Am 15. August 1977 registrierte das Teleskop einen kurzen (nur 72 s), aber starken Funkstoß, der offenbar kosmischen Ursprungs war. Der Astronom Jerry Eman, dem es wenige Tage später auf einem Computerausdruck auffiel, schrieb entzückt an den Rand: „Wow!“Dieses Ereignis ist in der SETI-Geschichte als Wow! Signal. Es stellte sich als einzigartig heraus, und seine Natur ist immer noch umstritten - Enthusiasten betrachten es als das Werk einer außerirdischen Zivilisation.
In den frühen 1970er Jahren interessierte sich die NASA für Weltraumkontakte. Das Cyclops-Projekt wurde entwickelt, das die Schaffung eines integrierten Netzwerks von 1000-1500 kleinen Radioteleskopen umfasste, um nach Weltraumsignalen zu suchen, die aus Entfernungen von weniger als 1000 Lichtjahren von der Erde gesendet wurden. Das Programm blieb auf dem Papier, trug aber zur Konsolidierung der an diesem Problem interessierten Spezialisten bei. Die Initiatoren des Projekts stellten fest, dass es neben der Wasserstofffrequenz von 1,420 GHz eine weitere markierte Frequenz gibt - 1,662 GHz, die der Strahlung von im Weltraum gestreuten OH-Hydroxylgruppen entspricht. Außerdem empfahlen sie, die Suche nicht nur auf diesen Frequenzen oder in einem dadurch begrenzten Ausschnitt des Funkspektrums (dem sogenannten Wasserloch) zu beschränken, sondern aus Gründen der Zuverlässigkeit im Bereich von 1 bis 3 GHz durchzuführen.
Stille ferner Planeten
Es ist nicht schwer zu verstehen, dass der Funkhintergrund der Erde selbst ein Beweis für die Anwesenheit einer Zivilisation ist, die ein bestimmtes technologisches Entwicklungsniveau erreicht hat. Zu diesem Schluss werden intelligente Bewohner ferner Exoplaneten sicherlich kommen, wenn sie die Radiostrahlung der Erde registrieren. Ebenso kann die Menschheit andere Zivilisationen entdecken. Laut Avi Loeb, Professor für Astronomie an der Harvard University, Avi Loeb, ist es zur Lösung des SETI-Problems überhaupt nicht notwendig, nach gerichteten Weltraumnachrichten zu suchen, es reicht aus, nur den Himmel nach technogenem Funkrauschen abzusuchen: Funkgeräte, - Wir haben die Entfernungen untersucht, in denen Radarsignale der amerikanischen Raketenabwehr empfangen werden, die in der Lage sind, isotrope Strahlung mit einer Gesamtleistung von 2 Milliarden Watt zu erzeugen (im Modus der gerichteten gepulsten Strahlen ist diese Leistung zwei Größenordnungen größer). Und es stellte sich heraus, dass das Empfangssystem mit den Fähigkeiten des europäischen Netzwerks von Niederfrequenz-Radioteleskopen LOFAR solche Radarstationen in einem Umkreis von 50-100 Lichtjahren registrieren kann. Es gibt Tausende und Abertausende von Sternen in dieser Region des Weltraums, einige von ihnen könnten erdähnliche Planeten haben.
Es stellt sich jedoch die Frage, wie wahrscheinlich es ist, auf diese Weise Brüder im Sinn zu finden. Wir kennen die genaue Antwort nicht, aber etwas kann modelliert werden. Die britischen Astronomen Forgan und Nichol, deren Arbeit im Juli dieses Jahres veröffentlicht wurde, stellten fest, dass die Menschheit allmählich zur Kabelkommunikation übergeht, die nicht zum planetarischen Funkrauschen beiträgt, und argumentierten, dass auch superstarke Militärradare eines Tages verschwinden werden. Nach ihren Schätzungen ist die Wahrscheinlichkeit, Zivilisationen in einem Umkreis von 100 Parsec von der Erde versehentlich zu entdecken, wenn jede von ihnen nicht länger als hundert Jahre Lärm in der Luft macht, leider sehr gering - nicht mehr als hundert. Tausendstel Prozent. Wir haben noch kein Funkrauschen entdeckt, selbst vergleichsweise nahe Zivilisationen, aber diese Tatsache kann auf viele verschiedene Arten interpretiert werden. Wir kennen die wahren Gründe für die Funkstille von Exoplaneten mit intelligentem Leben nicht.“
Ein paar Jahrzehnte lang bewegte sich die NASA in kleinen Schritten auf die Suche nach interstellaren Signalen, für die sie etwa 50 Millionen Dollar ausgab. In der Anfangsphase der Vorbereitung tauchte irgendwo im Jahr 1976 der Name SETI auf. Zuvor verwendeten Enthusiasten des Auffangens von Weltraumnachrichten eine anspruchsvollere Version - CETI, Communications with Extraterrestrial Intelligence. Da es riskant war, solche Mitteilungen zu versprechen, wurden sie durch Suchen ersetzt.
Und doch endeten diese Bemühungen im Scheitern - aus politischen Gründen. Der erste, der gegen SETI zu den Waffen griff, war der einflussreiche Senator William Proxmire, der davon besessen war, gegen die Verschwendung öffentlicher Gelder für angeblich lächerliche wissenschaftliche Projekte zu kämpfen. In den frühen 1980er Jahren kürzte er die SETI-Mittel und erklärte sich bereit, sie nur auf Bitte des berühmten Astronomen Carl Sagan zurückzugeben. Ein paar Jahre lang wurde SETI in Ruhe gelassen, aber im nächsten Herbst beschloss der Newcomer Senator Richard Bryan, den Steuerzahlern 12 Millionen Dollar zu sparen, die für diesen Zweck vorgesehen waren, und setzte sich durch. Interessanterweise stellte sich heraus, dass dies sein einziger Erfolg während seiner zwei Amtszeiten im US-Senat war.
Vom Radio zur Biologie
„Viele Menschen glauben, dass unser Institut ausschließlich auf der Jagd nach Weltraumbotschaften tätig ist , sagt Seth Szostak, Chefastronom am SETI-Institut. Unter dem Kürzel SETI sind etwa zehn Personen involviert. Ich selbst beschäftige mich mit den Sternen von dem aus Sie den Durchgang der Erde über die Sonnenscheibe beobachten können. Wenn sie Planeten mit intelligentem Leben haben, dann können ihre Bewohner ihre Sendungen in Richtung unseres Planeten genau mit diesen Ereignissen synchronisieren. Deshalb ist es sinnvoll, die zu drehen Empfangsantennen in Richtung dieser Sterne gerade dann, wenn sich die Erde zwischen ihnen und der Sonne befindet.
Wir suchen derzeit nicht nach optischen interstellaren Signalen, aber in der jüngeren Vergangenheit wurden ähnliche Arbeiten am 40-Zoll-Gerät durchgeführt Reflektor des Lick-Observatoriums. Das ist eine sehr vielversprechende Richtung, und wir hoffen, bei einer erneuten Finanzierung dorthin zurückkehren zu können.“Derzeit wird die Suche nach optischen Signalen am 72-Zoll-Teleskop des Oak-Ridge-Observatoriums der Harvard-Universität durchgeführt und am 30-Zoll-Teleskop des Leishner-Observatoriums in Berkeley. Es konzentriert sich auf die Überwachung heller Blitze mit einer Dauer von nicht mehr als einer Nanosekunde. Den Astronomen ist kein einziger natürlicher Prozess bekannt, der solche kurzen Lichtpulse erzeugen könnte, die Hunderte von Lichtjahren lang sind. Daher ist davon auszugehen, dass sie von einem leistungsstarken Laser erzeugt werden, dessen Strahl mit einem großen Teleskop in Richtung des Sonnensystems fokussiert wird.
Private Fonds
Trotz des Endes staatlicher Subventionen haben amerikanische Wissenschaftler die Verfolgung außerirdischer Zivilisationen nicht vergessen. In Kalifornien entstand ein privates Institut, das immer noch das Zentrum solcher Suchen ist. Das SETI-Institut wurde am 20. November 1984 gegründet, um astrobiologische Forschungen durchzuführen und nach Signalen von außerirdischen Zivilisationen zu suchen. Im Herbst 2007 startete das Institut gemeinsam mit der University of California in Berkeley ein Observatorium zur Erfassung interstellarer Funksignale und für radioastronomische Beobachtungen. Das Geld, 30 Millionen Dollar, wurde von einem der Gründer von Microsoft, Paul Allen, bereitgestellt, daher heißt das Observatorium Allen Telescope Array. Es besteht jetzt aus 42 Sechs-Meter-Radioteleskopen, die darauf abgestimmt sind, Signale im 0,5-11-GHz-Band zu empfangen.
“Wir analysieren die Radiostrahlung von fast tausend Sternen, die sich in einem Umkreis von 200 Lichtjahren um die Sonne befinden. In Zukunft hoffen wir, die Anzahl der Empfangsantennen auf 350 zu erhöhen, aber dafür gibt es noch keine Mittel. Wenn sich unsere Pläne erfüllen, werden wir im nächsten Jahrzehnt mehrere Millionen Sterne scannen können, sagt Jill Tarter, Leiterin der Gruppe zur Überwachung von Weltraumsignalen, gegenüber PM. - Sie fragen oft, warum wir noch keine Brüder im Sinn haben. Es sollte nicht vergessen werden, dass die Suche nach Weltraumzivilisationen erst vor 50 Jahren begann und bisher nur ein unbedeutender Bruchteil unserer Galaxie annähernd vermessen wurde. Wenn Sie ein Glas Wasser aus dem Meer schöpfen und keinen einzigen Fisch darin finden, sollten Sie nicht denken, dass es sie überhaupt nicht gibt. So ist es mit der Suche nach Weltraumzivilisationen.“
Eigene Botschaften ins All schicken Jill Tarter hält es für verfrüht: „Unsere Zivilisation hat sich erst vor 500 Jahren auf den Weg des globalen technologischen Fortschritts begeben und hat einer Galaxie, die seit 10 Milliarden Jahren existiert, wenig zu bieten. Also musst du warten und erwachsen werden. Eine häufig gestellte Frage: Muss man sich vor Weltraumeindringlingen in Acht nehmen? Ich denke, das sind unbegründete Befürchtungen. Interstellare Reisen erfordern Technologien, die nur ausgereifte und daher stabile Zivilisationen erwerben können. Es ist schwer vorstellbar, dass sie auf der Suche nach Sklaven, Schätzen oder natürlichen Ressourcen in den Weltraum eilen.“
Volkswissenschaft
Jeder Besitzer eines PCs kann bei der Überwachung von Weltraumsignalen mithelfen. Dazu müssen Sie sich lediglich mit dem SETI@home-Projekt verbinden, das im Mai 1999 von Astronomen und Informatikern der University of California in Berkeley initiiert wurde. Ziel des Projekts war der Versuch, PC-Benutzer in die Suche nach Spuren interstellarer Signale im Strom von Radioteleskop-Rohdaten einzubeziehen. Im ersten Jahr nahmen mehr als 2 Millionen Menschen an dem Programm teil, und jetzt übersteigt die Gesamtzahl der Teilnehmer 6 Millionen. Jeder kann das BOINС-Softwarepaket Berkeley Open Infrastructure for Network Computing herunterladen, das die Kommunikation zwischen einem PC und dem Projekt ermöglicht Server. Gleichzeitig entscheidet der Eigentümer selbst, wie sein Computer am Distributed Computing teilnimmt - zu bestimmten Zeiten, mit vorheriger Genehmigung oder auf andere Weise.
“In den letzten Jahren haben sich die Möglichkeiten des SETI@home-Projekts erweitert. Wir empfangen Daten von einem neuen hochempfindlichen Radioteleskop-Empfänger am Arecibo-Observatorium in Puerto Rico, das die Anzahl der zur Beobachtung verfügbaren Sterne um das 30-fache erhöht hat, erklärt der Astronom Eric Korpela. - Nach der Digitalisierung und Archivierung stehen die Informationen zur Weiterverarbeitung zur Verfügung. Uns interessiert ein 2,5 MHz breites Band, das die Emissionsfrequenz von kosmischem atomarem Wasserstoff von 1,420 GHz abdeckt. Dieses Band wird in 256 Fragmente mit 9766 Hz aufgeteilt, die von den Computern der Teilnehmer verarbeitet werden. Bei jeder Kommunikationssitzung versenden wir ca. 250 kb Ausgangsdaten plus 100 kb Zusatzinformationen. Der empfangende Computer analysiert diese Aufgabe und sendet die Ergebnisse seiner Ausführung an unseren Server. Vor 10 Jahren betrug die durchschnittliche Bearbeitungszeit für eine Aufgabe eine Woche, heute sind es nicht mehr als zwei Stunden.“
Bislang haben Wissenschaftler nichts gefunden, aber was passiert, wenn es uns gelingt, ein Signal von Brüdern im Kopf zu entdecken? Laut Eric sind weitere Maßnahmen in einem speziellen internationalen Protokoll vorgesehen, das die Maßnahmen von Organisationen und Einzelpersonen in einer solchen Situation regelt: „Insbesondere müssen sie unverzüglich Informationen mit Spezialisten austauschen, die an der Suche nach außerirdischen Zivilisationen beteiligt sind, um eine Expertenbeurteilung der Ergebnisse. Es ist auch notwendig, den UN-Generalsekretär über den Vorfall zu informieren, noch bevor Sie Ihre eigene Regierung informieren. Ich hoffe, dass wir eines Tages diese Regeln anwenden werden.“
