Jak zaprojektować system komunikacji międzygwiezdnej?

Oto ciekawe pytanie. Jeśli kiedykolwiek będziemy chcieli komunikować się z cywilizacjami wokół innych gwiazd, jaki będzie najlepszy sposób na wysłanie wiadomości, biorąc pod uwagę, że nie będziemy wiedzieć nic o tym, jak zamierzają ją otrzymać?

To pytanie rozważane dzisiaj przez Davida Messerschmitta z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Okazuje się, że prawa fizyki, natura przestrzeni międzygwiezdnej i odrobina zdrowego rozsądku ustanawiają zaskakująco ścisłe granice tego, jak może przebiegać komunikacja. Więc jeśli istoty pozaziemskie myślą w sposób podobny do nas, komunikacja tego czy innego rodzaju jest wyraźnie możliwa.

Messerschmitt zaczyna od wyliczenia sposobów, w jakie każda forma komunikacji może być ograniczona. Na początek mówi, że moc każdego sygnału spada z kwadratem przebytej odległości. Zakładając, że energia prawdopodobnie będzie czynnikiem ograniczającym cywilizację, ważną właściwością każdego nadajnika międzygwiezdnego będzie zminimalizowanie energii przypadającej na bit w dowolnym sygnale – przy jednoczesnym umożliwieniu niezawodnego wydobywania zawartych w nim informacji.

Możliwe, że ta cywilizacja znalazła sposób na bardzo tanie wytwarzanie energii. Ale nawet jeśli energii jest więcej, istnieje wiele sposobów, aby zużywać więcej energii, innych niż celowa nieefektywność, mówi Messerschmitt. Mogą zwiększyć długość wiadomości, skrócić czas transmisji wiadomości, transmitować w większej liczbie kierunków jednocześnie lub nadawać sygnał, który można odbierać na większe odległości.

Innym ważnym wymaganiem projektowym będzie przezwyciężenie wszelkich problemów związanych z przesyłaniem sygnałów przez ośrodek międzygwiazdowy. W szczególności, niektóre długości fal są pochłaniane, podczas gdy inne podróżują bez przeszkód. Na przykład ośrodek międzygwiazdowy jest zasadniczo przezroczysty dla dużych części widma mikrofalowego.

Poza tym, mówi Messerschmitt, dobrym pomysłem jest wykorzystanie praw fizyki, a w szczególności matematycznej teorii komunikacji Shannona, która określa, ile informacji można przesłać do zaszumionego kanału przy określonym poziomie mocy. zatrzymać

Wreszcie zdrowy rozsądek podpowiada, że ​​powinniśmy zachować prostotę. Im bardziej złożony tryb transmisji, tym mniejsze prawdopodobieństwo, że będzie on pasował do odbiorcy. Prostota wydaje się najlepszym sposobem na zapewnienie największego prawdopodobieństwa sukcesu.

Ta wersja brzytwy Ockhama sugeruje również, że nie ma powodu, aby wysyłać sygnały o wąskim paśmie, ponieważ wymagają one większej energii i większej złożoności do transmisji. Zamiast tego najprostszym podejściem jest wysyłanie sygnałów szerokopasmowych, najlepiej w mikrofalowej części widma. Jest mało prawdopodobne, aby cywilizacja zużyła więcej energii niż to konieczne, chyba że z jakiegoś powodu uznałaby zmniejszenie przepustowości za wyższy priorytet, mówi Messerschmitt.

To zawęża ogromną liczbę potencjalnych sygnałów, które moglibyśmy przesłać lub na które powinniśmy uważać, do zaledwie kilku. Oczywiście pod warunkiem, że ta inna cywilizacja będzie myślała w sposób, który wydaje się nam oczywisty.

Jedną z potencjalnych wad jest to, że nauka i technologie, do których przywołuje się Messerschmitt, zostały opracowane na Ziemi w ciągu ostatniego stulecia. To mgnienie oka pod względem kosmologicznym.

W latach 70. amerykański astronom Carl Sagan wskazał, że każda obca cywilizacja prawdopodobnie znajduje się na zupełnie innym etapie ewolucji. Gdyby jednak była mniej dojrzała od nas, cywilizacja ta nie rozwinęłaby przede wszystkim technologii radiowej.

Oznacza to, że nasze potencjalne kontakty będą prawdopodobnie znacznie bardziej zaawansowane, prawdopodobnie o stulecia lub tysiąclecia przed nami. Sagan zapytał, czy to możliwe, że te cywilizacje natknęły się na lepszą formę technologii komunikacji międzygwiezdnej, która wydaje się nam magią.

To trudne pytanie. Ale jeśli tak, to nasze próby skontaktowania ich z mikrofalami mogą trafić na głuche uszy, niezależnie od tego, jak dobrze zaprojektowane są nasze nadajniki i odbiorniki.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1402.1215 : Projekt dla minimalnej energii w statkach kosmicznych i komunikacji międzygwiezdnej

ukryć