Vuonna 1995 tutkijapari löysi aurinkokuntamme ulkopuolisen planeetan, joka kiertää aurinkotyyppistä tähteä. Tämän löydön jälkeen – joka toi tutkijoille osan vuoden 2019 fysiikan Nobel-palkinnosta – tutkijat ovat löytäneet yli 4 000 eksoplaneettaa, mukaan lukien joitakin Maan kaltaisia planeettoja, joilla voi olla potentiaalia majoittaa elämää.
Voidakseen havaita, onko planeetoilla elämää, tutkijoiden on kuitenkin ensin määritettävä, mitkä piirteet viittaavat siihen, että siellä on (tai on joskus ollut) elämää.
Viime vuosikymmenen aikana tähtitieteilijät ovat nähneet paljon vaivaa yrittäessään löytää, mitä jälkiä yksinkertaisista elämänmuodoista – niin sanottuja ”biosignatyyrejä” – saattaisi löytyä muualta maailmankaikkeudesta. Mutta entä jos vieraalla planeetalla on älykästä elämää, joka on rakentanut teknologisen sivilisaation? Voisiko toisen maailman sivilisaatio luoda ”teknosignaaleja”, jotka voitaisiin nähdä Maasta käsin? Ja voisivatko nämä teknosignaalit olla jopa helpommin havaittavissa kuin biosignaalit?
Adam Frank, Rochesterin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen professori, on saanut NASA:lta apurahan, jonka avulla hän voi alkaa vastata näihin kysymyksiin. Apurahalla rahoitetaan hänen tutkimustaan teknosignaaleista – havaittavista merkeistä muilla planeetoilla käytetystä menneestä tai nykyisestä teknologiasta. Kyseessä on ensimmäinen NASA:n koskaan myöntämä apuraha, joka ei liity radiotekniikkaan, ja se edustaa jännittävää uutta suuntaa maan ulkopuolisen älykkyyden etsinnässä (SETI). Apuraha antaa Frankille ja yhteistyökumppaneilleen Jacob-Haqq Misralle kansainvälisestä voittoa tavoittelemattomasta Blue Marble Space -järjestöstä, Manasvi Lingamille Floridan teknologiainstituutista, Avi Loebille Harvardin yliopistosta ja Jason Wrightille Pennsylvanian valtionyliopistosta mahdollisuuden tuottaa ensimmäiset merkinnät verkossa olevaan teknosignaattorikirjastoon.
”SETI:llä on aina ollut haasteena selvittää, mistä etsiä”, Frank sanoo. ”Mihin tähtiin kohdistetaan teleskooppi ja etsitään signaaleja. Nyt tiedämme, mistä etsiä. Meillä on tuhansia eksoplaneettoja, mukaan lukien planeetat elinkelpoisella vyöhykkeellä, jossa voi syntyä elämää. Peli on muuttunut.”
Myös etsinnän luonne on muuttunut. Sivilisaation on luonnostaan löydettävä keino tuottaa energiaa, ja, Frank sanoo, ”maailmankaikkeudessa on vain niin monta energiamuotoa. Avaruusolennot eivät ole taikuutta.”
Vaikka elämä voi saada monia muotoja, se perustuu aina samoihin fysikaalisiin ja kemiallisiin periaatteisiin, jotka ovat maailmankaikkeuden perustana. Sama yhteys pätee sivilisaation rakentamiseen; mikä tahansa teknologia, jota avaruusolentojen sivilisaatio käyttää, tulee perustumaan fysiikkaan ja kemiaan. Tämä tarkoittaa, että tutkijat voivat käyttää sitä, mitä he ovat oppineet maanpäällisissä laboratorioissa, ohjaamaan ajatuksiaan siitä, mitä muualla maailmankaikkeudessa on saattanut tapahtua.
”Toiveeni on, että tämän apurahan avulla kvantifioimme uusia tapoja, joilla voimme tutkia merkkejä avaruusolentojen teknologisista sivilisaatioista, jotka ovat samankaltaisia kuin meidän sivilisaatioidemme teknologia tai paljon edistyneempiä kuin meidän sivilisaatioidemme teknologia”, sanoo Loeb, joka on saanut Frank B. Baird Jr, Harvardin luonnontieteiden professori.
Tutkijat aloittavat hankkeen tarkastelemalla kahta mahdollista teknosignaalia, jotka saattavat viitata teknologiseen toimintaan toisella planeetalla:
- Aurinkopaneelit. Tähdet ovat yksi maailmankaikkeuden tehokkaimmista energiantuottajista. Maapallolla valjastamme energiaa tähdestämme, auringosta, joten ”aurinkoenergian käyttäminen olisi muille sivilisaatioille melko luonnollinen asia”, Frank sanoo. Jos jokin sivilisaatio käyttää paljon aurinkopaneeleita, planeetalta heijastuvassa valossa olisi tietty spektrinen piirre – heijastuneen tai absorboituneen valon aallonpituuksien mittaaminen – joka osoittaisi aurinkokeräinten olemassaolon. Tutkijat määrittävät laajamittaisen planetaarisen aurinkoenergian keräyksen spektriset allekirjoitukset.
- Saasteet. ”Olemme päässeet pitkälle sen ymmärtämisessä, miten voisimme havaita elämää muissa maailmoissa niiden ilmakehissä olevien kaasujen perusteella”, sanoo Wright, Penn Staten tähtitieteen ja astrofysiikan professori. Maassa pystymme havaitsemaan ilmakehässä olevat kemikaalit sen valon perusteella, jota kemikaalit absorboivat. Esimerkkejä näistä kemikaaleista ovat metaani, happi ja keinotekoiset kaasut, kuten kloorifluorihiilivedyt (CFC), joita käytimme aikoinaan kylmäaineina. Biosignatuuritutkimuksissa keskitytään metaanin kaltaisiin kemikaaleihin, joita yksinkertainen elämä tuottaa. Frank ja hänen kollegansa luetteloivat kemikaalien, kuten CFC-yhdisteiden, allekirjoitukset, jotka viittaavat teollisen sivilisaation läsnäoloon.
Tieto kootaan teknosignatuurien verkkokirjastoon, jota astrofyysikot voivat käyttää vertailutyökaluna tietoja kerätessään.
”Tehtävämme on sanoa: ’Tällä aallonpituuskaistalla voi näkyä tietyntyyppisiä saasteita, ja tällä aallonpituuskaistalla näkee auringonvalon heijastuvan auringonpaneeleista’ ”Tehtävänämme on sanoa ’tältä aallonpituuskaistalta voi näkyä tietynlaiset saasteet ja tältä kaistalta auringonvalon heijastuvan aurinkopaneeleista'”, Frank sanoo. ”Näin kaukaisia eksoplaneettoja tarkkailevat tähtitieteilijät tietävät, mistä ja mitä etsiä, jos he etsivät teknosignaaleja.”
Työ on jatkoa Frankin aiemmalle teoreettista astrofysiikkaa ja SETIä koskevalle tutkimukselle, johon kuuluu muun muassa matemaattisen mallin kehittäminen havainnollistamaan, miten teknologisesti kehittynyt väestö ja sen planeetta voisivat kehittyä tai romahtaa yhdessä; hypoteettisten ”eksosivilisaatioiden” luokittelu niiden kyvyn perusteella valjastaa energiaa; ja ajatuskokeilu, jossa kysyttiin, voisiko aiempi, kauan sitten sukupuuttoon kuollut teknologinen sivilisaatio maapallolla olla havaittavissa vielä nykyään.
Toimittanut Rochesterin yliopisto