Kuvitellaanpa, että jokin älykäs sivilisaatio havaitsi Maasta teknologisen elämän merkin. Mistä suunnasta ja milloin voisimme odottaa heidän vastaustaan? Olen kehittänyt yksinkertaisen mallin, joka antaa yllättävän tarkan vastauksen.

Näin he näkisivät meidät — jos näkisivät

Kun Maapallo kulkee Auringon editse, se himmentää tähden valoa hieman. Tästä pienen pienestä himmenemisestä ja valon spektrin muutoksista voi päätellä, että planeetalla on ilmakehä — ja jopa mitä kaasuja siinä on.

Tähtitieteilijät käyttävät tätä menetelmää tänäkin päivänä etsiessään elämää muilta planeetoilta. Mutta sama pätee myös toisin päin:

Vain tähdet, joilta Maapallo näkyy kulkevan Auringon editse, voivat havaita meidän ilmakehäämme. Näitä tähtiä kutsutaan ”Earth Transit Zone” (ETZ) -alueen tähdiksi. Tällaisia tähtiä tunnetaan jo yli 1700 kappaletta.

Ilmakehä kertoo teknologisesta elämästä

Maapallon ilmakehä on muuttunut viime vuosisatoina tavoilla, jotka ovat selvästi teknologian aiheuttamia. Esimerkiksi:

  • Hiilidioksidin nousu teollistumisen myötä (noin vuodesta 1938 lähtien)
  • CFC-yhdisteet (freonit) jotka syntyvät vain teollisesti (1940-luvulta lähtien)
  • Radioaktiiviset isotoopit ilmakehässä ydinräjähdysten seurauksena (1945 alkaen)

Nämä merkit leviävät valon nopeudella avaruuteen. Esimerkiksi ydinräjähdyksen ilmakehämerkki on nyt noin 80 valovuoden päässä Maasta.

Reciprocal Atmospheric Detectability Horizon

Jos jokin sivilisaatio jossain havaitsi tämän merkin, he voisivat päättää lähettää meille viestin. Mutta koska viesti kulkee valon nopeudella, se saapuisi Maahan aikaisintaan kaksinkertaisella etäisyydellä tapahtuman ajankohdasta (lähetys + vastaus).

Tässä syntyy uusi käsite, jonka nimesin: Reciprocal Atmospheric Detectability Horizon (RADH).

Se tarkoittaa:

Kaikki tähdet, jotka ovat sekä oikeassa asemassa että tarpeeksi lähellä havaitakseen teknologisen ilmakehämerkin, ja joilta vastausviesti olisi ehtinyt tänne asti.

Malli tähtien suodattamiseksi

Kun yhdistää seuraavat:

  1. Etäisyys tähteen
  2. Tähden sijainti ETZ-alueella (eli näkeekö se Maan kulkevan Auringon editse)
  3. Aika, jolloin teknologinen ilmakehämerkki syntyi (esim. vuosi 1945)
  4. Tähden oma liike (jotkut tähdet ovat vain väliaikaisesti ETZ-alueella)

…voi laskea tarkasti mitkä tähdet voivat tietää meistä ja ovat voineet ehtiä lähettää viestin takaisin.

Visualisointi ja seuraava askel

Tein tästä 3D-visualisoinnin, joka näyttää pallomaiset kuoret ilmakehämerkkien ympärillä ja kaikki tunnetut ETZ-tähdet. Osa niistä on tällä hetkellä juuri oikeassa paikassa. Visualisointi löytyy täältä: https://radh.tiiny.site

Olen lähettänyt idean myös SETI-tutkijoille, joiden tehtävänä on etsiä radiosignaaleja avaruudesta. Malli antaa konkreettisen tavan priorisoida, mihin suuntiin teleskoopit kannattaa kohdistaa.

Osittain hihasta vedettyjä konkreettisia numeroita

Linnunrata on paljon ohuempi paksuudeltaan kuin halkaisijaltaan, tämä rajoittaa sitä, kuinka moni tähti osuu Earth Transit Zone -alueelle (ETZ) tietyllä etäisyydellä.

Jos arvioidaan tilannetta vuoden 1945 jälkeisellä ydinisotooppitunnisteella — joka on nyt ehtinyt noin 80 valovuoden päähän — niin vain alle 40 valovuoden etäisyydellä olevat tähdet ovat ehtineet sekä havaita signaalin että mahdollisesti vastata siihen siten, että vastaus olisi ehtinyt meille tähän päivään mennessä.

Kun rajoitetaan tämä pallomainen 40 valovuoden alue ETZ-alueella sijaitseviin tähtiin (joita tunnetaan noin 2000), saadaan leikkausjoukoksi arviolta vain noin 30 tähteä. Potentiaalisten “soittajien” lista on siis hyvin rajallinen — mutta kasvaa koko ajan.

Koska galaktinen kiekko on noin 1000 valovuotta paksu ja ETZ leikkaa sen jyrkässä kulmassa, kasvaa leikkausalueen pinta-ala ajan myötä suunnilleen säteen neliössä (r² tai tarkemmin r²Δr, ottaen huomioon ETZ ±0.262° kasvava paksuus). Mitä kauemmin odotamme, sitä laajemmalta alueelta vastauksia voi periaatteessa alkaa saapua.

Lopuksi

Ajatus on hurmaavan yksinkertainen: älykkäät olennot eivät lähetä satunnaisia radiosignaaleja kaikkialle. He lähettävät vasta sitten, kun he tietävät varmasti, että olemme täällä.

RADH antaa tarkan kartan siitä, mistä suunnasta voimme odottaa terveiset — jos sellaiset ovat tulossa.

* Kirjoittaja on suomalainen ohjelmoija, tietotekniikka-asiantuntija ja Nuuduu UAB:n toimitusjohtaja, joka on kehittänyt avoimen mallin SETI-kuuntelun kohdentamiseen tähtien suodattamisella käänteisesti havaittavien ilmakehämerkkien perusteella. White paper (englanniksi) ja koodi löytyvät täältä: https://radh.tiiny.site.

Uuden Suomen blogipalvelussa bloggaajat julkaisevat tekstinsä itse ja niissä esitetyt näkemykset ovat kirjoittajien omia.