Pada tahun 1961, ahli astronomi terkenal Frank Drake membuat formula untuk menganggarkan jumlah kecerdasan luar daratan (ETI) yang dapat wujud di dalam galaksi kita. Dikenal sebagai "Drake Equation", formula ini menunjukkan bahawa walaupun dengan perkiraan yang paling konservatif, galaksi kita cenderung menjadi tuan rumah sekurang-kurangnya beberapa peradaban maju pada suatu masa tertentu. Kira-kira satu dekad kemudian, NASA secara rasmi memulai pencariannya untuk program perisikan luar daratan (SETI).
Usaha-usaha ini telah mengalami penyerapan minat yang besar dalam beberapa dekad terakhir berkat penemuan ribuan planet ekstrasur. Untuk menangani kemungkinan hidup di luar sana, para saintis juga bergantung pada alat canggih untuk mencari petunjuk proses biologi (aka biosignature) dan aktiviti teknologi (technosignatures), yang dapat menunjukkan bukan hanya kehidupan tetapi kecerdasan yang maju.
Untuk mengatasi minat yang semakin meningkat dalam bidang ini, NASA menjadi tuan rumah Bengkel Technosignatures NASA pada bulan September. Tujuan bengkel ini adalah untuk menilai keadaan penyelidikan teknosignature terkini, di mana jalan yang paling menjanjikan, dan di mana kemajuan dapat dicapai. Baru-baru ini, laporan bengkel dikeluarkan, yang mengandungi semua penemuan dan cadangan mereka untuk masa depan bidang ini.
Bengkel ini muncul sebagai hasil dari Rang Undang-Undang Peruntukan Kongres yang disahkan pada bulan April 2018, di mana NASA diarahkan untuk mula mendukung pencarian ilmiah untuk teknosignature sebagai bagian dari pencarian mereka yang lebih besar untuk kehidupan di luar darat. Acara ini mempertemukan para saintis dan penyelidik prinsip dari pelbagai bidang di Lunar and Planetary Institute (LPI) di Houston, sementara banyak lagi yang turut serta melalui Adobe Connect.
Semasa bengkel tiga setengah hari, banyak pembentangan dibuat yang membahas banyak topik yang berkaitan. Ini termasuk berbagai jenis teknosignature, pencarian radio untuk kecerdasan luar angkasa (SETI), sistem suria SETI, megastruktur, perlombongan data, dan carian optik dan cahaya inframerah dekat (NIL). Sesuai dengan RUU Peruntukan Rumah, hasil dari lokakarya disusun menjadi laporan yang diserahkan pada 28 November 2018.
Pada akhirnya, tujuan bengkel ini adalah empat kali ganda:
- Tentukan keadaan semasa bidang teknosignature. Apa eksperimen yang berlaku? Apakah yang terkini untuk pengesanan teknosignature? Apa had yang kita ada pada teknosignature?
- Fahami kemajuan dalam jangka pendek dalam bidang teknosignature. Aset apa yang ada yang dapat diterapkan untuk mencari teknosignature? Apa yang dirancang dan dibiayai projek yang akan memajukan canggih pada tahun-tahun mendatang, dan apakah sifat kemajuan itu?
- Fahami potensi masa depan bidang teknosignature. Apa tinjauan baru, instrumen baru, pengembangan teknologi, algoritma perlombongan data baru, teori dan pemodelan baru, dan lain-lain, yang penting untuk kemajuan di masa depan di lapangan?
- Apa peranan yang boleh dimainkan oleh NASA dengan sektor swasta dan organisasi dermawan dalam meningkatkan pemahaman kita mengenai bidang teknosignature?
Laporan ini dimulakan dengan memberikan maklumat latar belakang mengenai pencarian teknosignature dan menawarkan definisi istilah. Untuk ini, penulis menyebut Jill Tarter, salah satu pemimpin terpenting dalam bidang penyelidikan SETI dan orang yang mencipta istilah itu sendiri. Selain menjadi pengarah Pusat Penyelidikan SETI (sebahagian dari Institut SETI) selama 35 tahun, dia juga merupakan saintis projek untuk program SETI NASA sebelum dibatalkan pada tahun 1993.
Seperti yang ditunjukkannya pada artikel 2007, yang berjudul "Evolusi kehidupan di Alam Semesta: apakah kita sendiri?":
"Sekiranya kita dapat menemukan teknosignature - bukti beberapa teknologi yang mengubah persekitarannya dengan cara yang dapat dikesan - maka kita akan diizinkan untuk menyimpulkan keberadaan, setidaknya pada suatu waktu, teknolog cerdas. Seperti halnya biosignature, tidak mungkin untuk menghitung semua potensi teknosignature teknologi-seperti-kita-belum-kita tahu, tetapi kita dapat menentukan strategi pencarian sistematik untuk setara dengan beberapa teknologi terestrial abad ke-21.
Dengan kata lain, teknosignature adalah apa yang akan kita kenali sebagai tanda aktiviti maju teknologi. Contoh yang paling terkenal adalah isyarat radio, yang telah dikaji oleh penyelidik SETI selama beberapa dekad terakhir. Tetapi ada banyak tanda tangan lain yang belum diterokai sepenuhnya, dan banyak lagi yang dibayangkan sepanjang masa.
Ini termasuk pelepasan laser, yang dapat digunakan untuk komunikasi optik atau sebagai alat pendorong; tanda-tanda megastruktur, yang diyakini oleh beberapa orang adalah sebab di sebalik pengaburan misteri Tabby's Star; atau suasana yang penuh dengan karbon dioksida, metana, CFC, dan bahan pencemar lain yang diketahui (untuk mengambil halaman dari buku kita sendiri).
Ketika mencari biosignature, para saintis dibatasi oleh fakta bahawa hanya ada satu planet yang kita tahu yang menyokong kehidupan: Bumi. Tetapi cabarannya melangkaui isu pendanaan dan. Sebagai Jason Wright - seorang profesor bersekutu di PSU dan Pusat Eksoplanet dan Dunia Boleh Duduk (CEHW) dan salah seorang pengarang laporan itu - memberitahu Space Magazine melalui e-mel:
“Cabaran teknikalnya banyak. Jenis teknologi apa yang akan dihasilkan oleh spesies teknologi luar bumi? Yang mana yang dapat dikesan? Bagaimana kita akan mengetahui sekiranya kita menjumpainya? Sekiranya kita menemuinya, bagaimana kita dapat memastikan bahawa itu adalah tanda teknologi dan bukan sesuatu yang tidak dijangka tetapi semula jadi? "
Dalam hal ini, planet dianggap "berpotensi untuk dihuni" berdasarkan pada apakah mereka "seperti Bumi" atau tidak. Dengan cara yang hampir sama, pencarian teknosignature terhad kepada teknologi yang kita tahu dapat dilaksanakan. Walau bagaimanapun, terdapat juga beberapa perbezaan utama antara teknosignature dan biosignatures.
Seperti yang mereka jelaskan, banyak teknologi canggih yang dicadangkan adalah "bercahaya sendiri" (iaitu laser atau gelombang radio) atau melibatkan manipulasi tenaga dari sumber semula jadi yang terang (seperti Dyson Spheres dan megastruktur lain di sekitar bintang). Ada juga kemungkinan teknosignature akan diedarkan secara meluas kerana spesies yang dimaksudkan mungkin telah menyebarkan peradaban mereka ke sistem bintang tetangga dan bahkan galaksi.
Seperti yang dijelaskan oleh Wright, terdapat banyak jenis teknosignature, yang paling sering dicari adalah isyarat radio:
"Ini mempunyai banyak kelebihan: mereka jelas buatan, mereka adalah salah satu cara termurah dan termudah untuk menghantar maklumat dalam jarak jauh, mereka tidak memerlukan ekstrapolasi teknologi dari teknologi kita untuk dihasilkan, dan kita dapat mengesan isyarat yang cukup lemah di jarak antara bintang. Tanda teknikal biasa yang lain adalah laser — baik denyutan atau balok berterusan — yang mempunyai banyak kelebihan yang sama. Kedua-dua teknosignature diusulkan hampir 50 tahun yang lalu, dan sebahagian besar kerja yang dilakukan pada technosignatures setakat ini telah mencarinya. "
Untuk setiap tandatangan ini, oleh itu adalah perlu untuk menetapkan had atas, supaya para saintis mengetahui dengan tepat apa tidak untuk mencari. "Apabila anda mencari sesuatu dan tidak menjumpainya, anda harus mendokumentasikan dengan tepat apa isyarat yang telah anda buktikanjangan ada, ”kata Wright. "Sesuatu seperti: tidak ada isyarat yang lebih kuat daripada beberapa tahap, pada suatu masa, dalam beberapa bintang tertentu, lebih sempit daripada beberapa lebar jalur, dalam beberapa frekuensi."
Laporan kemudian membincangkan apakah had pengesanan atas setiap teknosignature dan kaedah dan teknologi terkini yang ada untuk mencarinya. Untuk meletakkan ini dalam perspektif, mereka memetik dari kajian 2005 oleh Chyba dan Hand:
"Ahli fizik Astro ... menghabiskan beberapa dekad untuk mengkaji dan mencari lubang hitam sebelum mengumpulkan bukti yang kuat bahawa ia ada. Perkara yang sama dapat dikatakan untuk mencari superkonduktor suhu bilik, peluruhan proton, pelanggaran relativiti khas, atau dalam hal ini boson Higgs. Memang, banyak penyelidikan yang paling penting dan menarik dalam astronomi dan fizik berkaitan dengan kajian objek atau fenomena yang keberadaannya belum ditunjukkan - dan itu, sebenarnya, ternyata tidak wujud. Dalam pengertian ini, astrobiologi hanya menghadapi situasi yang biasa dan biasa di banyak sains saudaranya. "
Dengan kata lain, kemajuan masa depan dalam bidang ini akan terdiri dari mengembangkan cara untuk mencari kemungkinan teknosignature dan menentukan dalam bentuk apa tanda tangan ini tidak dapat dikesampingkan sebagai fenomena semula jadi. Mereka bermula dengan mempertimbangkan pekerjaan yang luas yang telah dilakukan dalam bidang astronomi radio.
Ketika sampai ke sana, hanya sumber radio astronomi jalur sempit yang dapat dikatakan berasal dari buatan, kerana transmisi radio jalur lebar adalah kejadian biasa di galaksi kita. Akibatnya, penyelidik SETI telah melakukan tinjauan yang mencari sumber radio gelombang dan nadi berterusan yang tidak dapat dijelaskan oleh fenomena semula jadi.
Contoh yang baik adalah "WOW!" Isyarat ”yang dikesan pada 15 Ogos 1977, oleh ahli astronomi Jerry R. Ehman menggunakan teleskop radio Big Ear di Ohio State University. Semasa meninjau buruj Sagittarius, dekat kluster globular M55, teleskop itu mencatat lonjakan transmisi radio secara tiba-tiba.
Malangnya, beberapa tinjauan susulan tidak dapat mencari petunjuk lebih lanjut mengenai isyarat radio dari sumber ini. Ini dan contoh lain mencirikan karya yang sukar dan sukar yang dilakukan dengan mencari teknosign gelombang gelombang radio, yang telah dicirikan sebagai mencari jarum dalam "Kosmik Haystack".
Contoh instrumen dan kaedah tinjauan yang ada termasuk Allen Telescope Array SETI Institute, Observatory Arecibo, Teleskop Robert C. Byrd Green Bank, Teleskop Parkes, dan Very Large Array (VLA), projek [dilindungi e-mel] dan Breakthrough Listen . Tetapi memandangkan jumlah ruang yang telah dicari untuk carian radio yang berterusan dan berdenyut, had atas semasa pada tanda gelombang radio agak lemah.
Begitu juga, isyarat optik dan cahaya inframerah dekat (NIL) juga perlu dimampatkan dari segi frekuensi dan masa agar dapat dianggap buatan. Di sini, contohnya termasuk instrumen SETI Optik Infrared Dekat (NIROSETI), Sistem Array Teleskop Pengimejan Sinaran Sangat Energetik (VERITAS), Penjelajah Penyiasat Objek Lebar Bumi (NEOWISE), dan Spectrometer Echelle Resolusi Tinggi Keck ( KEDAI).
Ketika mencari megastruktur (seperti Dyson Spheres), ahli astronomi memberi tumpuan kepada kedua-dua sisa haba dari bintang dan penurunan cahaya (kabur). Bagi yang sebelumnya, tinjauan telah dilakukan yang mencari lebihan tenaga inframerah yang berasal dari bintang-bintang berdekatan. Ini dapat dilihat sebagai petunjuk bahawa cahaya bintang ditangkap oleh teknologi (seperti panel surya).
Selaras dengan undang-undang termodinamik, sebahagian tenaga ini akan dipancarkan sebagai "sisa" haba. Bagi yang terakhir, pengkaburan telah dipelajari menggunakan data dari Kepler dan K2 misi untuk melihat apakah mereka dapat menunjukkan adanya struktur pengorbit besar-besaran - dengan cara yang sama seperti yang digunakan untuk mengesahkan transit planet dan kewujudan eksoplanet.
Begitu juga, tinjauan telah dilakukan terhadap galaksi lain yang menggunakan Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) dan Two Micron All-Sky Survey (2MASS) untuk mencari tanda-tanda kabur. Pencarian berterusan yang lain sedang dilakukan dengan Satelit Astronomi Inframerah (IRAS) dan Sumber Hilang & Muncul semasa Abad Pemerhatian (VASCO).
Laporan ini juga membahas teknosignature yang mungkin ada di Sistem Suria kita sendiri. Di sini, kes ‘Oumuamua dibangkitkan. Menurut kajian baru-baru ini, ada kemungkinan objek ini sebenarnya adalah penyelidikan asing, dan beribu-ribu objek tersebut dapat wujud di Sistem Suria (beberapa di antaranya dapat dikaji dalam waktu dekat).
Bahkan ada percubaan untuk mencari bukti peradaban masa lalu di Bumi melalui teknik kimia dan perindustrian, serupa dengan bagaimana indikator seperti itu di planet ekstra solar dapat dianggap sebagai bukti peradaban maju.
Kemungkinan lain adalah adanya artifak makhluk asing berdasarkan ruang atau "pesanan dalam botol". Ini bisa berupa kapal angkasa yang berisi pesan serupa dengan "Pioneer Plaque" dari Perintis 10 dan 11 misi, atau "Golden Record" dari Pelayaran 1 dan 2 misi.
Pada akhirnya, had atas teknosignature ini berbeza-beza, dan setakat ini tidak ada usaha untuk mencarinya. Namun, ketika mereka terus memperhatikan, ada banyak peluang untuk pengesanan teknosignature masa depan berkat pengembangan instrumen generasi berikutnya, kaedah pencarian yang lebih baik dan perkongsian yang menguntungkan.
Ini akan memberi kepekaan yang lebih besar ketika mencari contoh teknologi komunikasi, serta tanda tanda tangan kimia dan industri berkat kemampuan untuk langsung membayangkan eksoplanet.
Contohnya termasuk instrumen darat seperti Teleskop Besar (ELT), Teleskop Penyiasatan Sinopik Besar (LSST), dan Teleskop Giant Magellan (GMT). Terdapat juga instrumen berasaskan ruang, termasuk yang baru bersara Kepler misi (yang datanya masih membawa kepada penemuan berharga), Gaia misi, dan Melancarkan Satelit Survei Exoplanet (TESS).
Projek berasaskan ruang angkasa yang sedang dalam pembangunan meliputi Teleskop Angkasa James Webb (JWST), Teleskop Ukur Inframerah Bidang Lebar (WFIRST), dan Transit dan ayunan bintang PLAnetary (PLATO) misi. Instrumen ini, digabungkan dengan perisian yang lebih baik dan kaedah berbagi data diharapkan dapat memberikan hasil baru dan menarik di masa depan yang tidak terlalu jauh.
Tetapi seperti yang diringkaskan oleh Wright, perkara yang akan membuat perbezaan terbesar adalah banyak masa dan kesabaran:
"Walaupun berusia 50 tahun, SETI (atau, jika anda suka, pencarian teknosignature) masih dalam banyak cara. Tidak banyak pencarian berbanding dengan pencarian perkara lain (bahan gelap, lubang hitam, kehidupan mikroba, dll.) Kerana kekurangan dana; belum ada banyak karya asas kuantitatif mengenai apa yang perlu dicari oleh teknosignature! Sebahagian besar pekerjaan setakat ini adalah orang yang memikirkan pekerjaan apa yang akan mereka lakukan sekiranya mereka mempunyai dana. Mudah-mudahan, kita akan dapat mula mempraktikkan idea-idea itu! "
Setelah setengah abad, pencarian kecerdasan luar daratan masih belum menemui bukti kehidupan pintar di luar Sistem Suria kita - iaitu soalan terkenal Fermi, "Di mana semua orang?", Masih ada. Tetapi itu adalah perkara baik mengenai Fermi Paradox, anda hanya perlu menyelesaikannya sekali. Semua keperluan manusia adalah untuk mencari satu contoh, dan soalan yang sama dengan masa, "Adakah kita sendiri?", Akhirnya akan dijawab.
Laporan akhir, "NASA dan Pencarian Tanda Teknikal", disusun oleh Jason Wright dan Dawn Gelino - seorang profesor bersekutu di PSU dan Pusat Eksoplanet dan Dunia yang Boleh Dihuni (CEHW) dan seorang penyelidik dengan Institut Sains Exoplanet NASA (NExScI) , masing-masing.
