בשנת 1961, האסטרונום הידוע פרנק דרייק יצר נוסחה להערכת מספר האינטליגנציות החוץ-יבשתיות (ETI) שיכולות להתקיים בתוך הגלקסיה שלנו. נוסחה זו, המכונה "משוואת דרייק", הוכיחה כי אפילו לפי הערכות השמרניות ביותר, גלקסיה שלנו עשויה לארח לפחות כמה תרבויות מתקדמות בכל זמן נתון. כעשור לאחר מכן, נאס"א בעטה באופן רשמי בחיפושיה אחר תוכנית מודיעין חוץ-ארצית (SETI).
מאמצים אלה חוו עירור רב של עניין בעשורים האחרונים בזכות גילוים של אלפי כוכבי לכת מחוץ לתחום. כדי להתמודד עם האפשרות שהחיים עשויים להתקיים שם, מדענים מסתמכים גם על כלים מתוחכמים כדי לחפש אינדיקטורים מדויקים של תהליכים ביולוגיים (aka ביו-חתימות) ופעילות טכנולוגית (technosignures), שיכולים להצביע לא רק על חיים אלא על אינטליגנציה מתקדמת.
כדי להתמודד עם ההתעניינות הגוברת בתחום זה, אירחה נאס"א את סדנת Technosignatures של נאס"א כבר בספטמבר. מטרת סדנא זו הייתה להעריך את מצבו הנוכחי של מחקר טכנוגניציה, היכן שוכנים האפיקים המבטיחים ביותר והיכן ניתן להתקדם. לאחרונה יצא דו"ח הסדנה, שהכיל את כל הממצאים וההמלצות שלהם לעתיד תחום זה.
סדנה זו התגבשה כתוצאה מחוק הקצאות בית הקונגרס שהועבר באפריל 2018, בו נאס"א נועדה להתחיל לתמוך בחיפוש המדעי אחר טכני-חתימות כחלק מחיפוש גדול יותר אחר חיים חוץ-ארציים. האירוע הפגיש מדענים וחוקרים עקרוניים מתחומים שונים במכון הירחי והפלנטרי (LPI) ביוסטון, בעוד שרבים אחרים השתתפו באמצעות Adobe Connect.
במהלך הסדנה בת שלושה וחצי יום הועלו מצגות רבות שעסקו בנושאים רלוונטיים רבים. אלה כללו סוגים שונים של טכני-חתימות, חיפוש הרדיו אחר אינטליגנציה מחוץ לכדור הארץ (SETI), מערכת סולארית SETI, מגה-תשתיות, כריית נתונים וחיפושים באור אופטי וכמעט אינפרה-אדום (NIL). בהתאם להצעת חוק הקצבות הבית, תוצאות הסדנא הוכנסו לדוח שהוגש ב- 28 בנובמבר 2018.
בסופו של דבר, מטרת הסדנה הייתה פי ארבעה:
- הגדר את המצב הנוכחי של שדה הטכנינה. אילו ניסויים התרחשו? מה המצב האיכותי ביותר לגילוי טכנו-עיצוב? אילו גבולות יש לנו כרגע בתבניות טכנו?
- הבן את ההתקדמות המתקרבת לטווח הרחוק בתחום הטכני. אילו נכסים קיימים במקום שניתן להחילם בחיפוש אחר חתימות טכניות? אילו פרויקטים מתוכננים וממומנים יקדמו את העדכניות בשנים הבאות, ומה טיב הקידום ההוא?
- הבן את הפוטנציאל העתידי של תחום הטכנולוגיה. אילו סקרים חדשים, מכשירים חדשים, פיתוח טכנולוגי, אלגוריתמי כריית נתונים חדשים, תיאוריה ומודלים חדשים וכו ', היו חשובים להתקדמות עתידית בתחום?
- איזה תפקיד יכולות שותפויות של נאס"א עם המגזר הפרטי וארגונים פילנתרופיים למלא בקידום ההבנה שלנו בתחום הטכנינו?
הדו"ח מתחיל במתן מידע רקע על המצוד אחר חתימות טכניות ומציע הגדרה של המונח. לשם כך, המחברים מצטטים את ג'יל טרטר, אחד המובילים המובילים בתחום מחקר SETI ומי שטבע את המונח עצמו. בנוסף להיותה מנהלת המרכז לחקר SETI (חלק ממכון SETI) במשך 35 שנה, היא הייתה גם מדענית הפרויקט של תוכנית SETI של נאס"א לפני שהיא בוטלה בשנת 1993.
כפי שהיא ציינה במאמר 2007, שכותרתו "התפתחות החיים ביקום: אנחנו לבד?":
"אם נוכל למצוא חתימות טכניות - עדות לטכנולוגיה כלשהי שמשנה את הסביבה שלה בדרכים שניתן להבחין בהן - אנו רשאים להסיק את קיומם של, לפחות בזמן כלשהו, של טכנולוגים חכמים. כמו ביו-חתימות, לא ניתן למנות את כל הטכניקות הטכנולוגיות של טכנולוגיה כמו שאיננו יודעים עדיין זאת, אך אנו יכולים להגדיר אסטרטגיות חיפוש שיטתיות למקבילות של כמה טכנולוגיות יבשתיות מהמאה ה -21. "
במילים אחרות, חתימות טכנולוגיות הן מה שאנו בני האדם היינו מזהים כסימנים לפעילות מתקדמת טכנולוגית. הדוגמה הידועה ביותר היא אותות רדיו, שחוקרי SETI בילו בעשורים האחרונים בחיפושים. אבל ישנן חתימות רבות אחרות שלא נבדקו במלואן, ויותר מגובשות כל הזמן.
אלה כוללים פליטות לייזר, שיכולות לשמש לתקשורת אופטית או כאמצעי הנעה; סימנים של תשתיות, שלדעתם היו הסיבה מאחורי העמעום המסתורי של כוכב טאבי; או אווירה מלאה בפחמן דו חמצני, מתאן, CFC, ומזהמים ידועים אחרים (כדי לקחת דף מהספר שלנו).
כשמדובר בחיפוש אחר סימני ביו, מדענים מוגבלים בעובדה שיש רק כוכב לכת אחד שאנחנו יודעים עליו התומך בחיים: כדור הארץ. אולם האתגרים נרחבים מעבר לכלל סוגיות של מימון. כפי שסיפר ג'ייסון רייט - פרופסור חבר ב- PSU והמרכז לאקסופלאנטים ועולמות הרגלים (CEHW) ואחד המחברים בדו"ח - כתב העת Space Magazine באמצעות המייל:
"האתגרים הטכניים רבים. אילו סוגים של טכני-חתימות היה מינים טכנולוגיים מחוץ לכדור הארץ שיוצרים? אילו מאלה ניתנים לגילוי? איך נדע אם מצאנו אחד כזה? אם נגלה את זה, איך נוכל להיות בטוחים שזה סימן לטכנולוגיה ולא משהו בלתי צפוי אבל טבעי? "
מהבחינה הזו, כוכבי לכת נחשבים ל"על פוטנציאל למגורים "בהתבסס על אם הם" דמויי כדור הארץ "או לא. באותה צורה, המצוד אחר טכני פיתוח מוגבל לטכנולוגיות שאנו יודעים כי הן אפשריות. עם זאת, ישנם גם כמה הבדלים עיקריים בין טכני חתימות לבין ביו-חתימות.
כפי שהם מסבירים, טכנולוגיות מתקדמות רבות שהוצעו הן "זוהרות בעצמן" (כלומר לייזרים או גלי רדיו) או כוללות מניפולציה של אנרגיה ממקורות טבעיים בהירים (כלומר דייסון ספירות ומג'טורות אחרות סביב כוכבים). קיימת גם האפשרות שחיבורים טכנולוגיים יופצו באופן נרחב מכיוון שהמינים המדוברים עשויים הפיצו את התרבות שלהם למערכות כוכבים שכנות ואפילו לגלקסיות.
כפי שהסביר רייט, ישנם סוגים רבים של חתימות טכנו, שהנפוצה ביותר בהן היא אות רדיו:
"יש להם יתרונות רבים: ברור שהם מלאכותיים, הם אחת הדרכים הזולות והקלות ביותר להעברת מידע על מרחקים ארוכים. הם אינם דורשים שום אקסטרפולציה בטכנולוגיה משלנו כדי ליצור, ואנחנו יכולים לאתר אפילו אותות חלשים למדי מרחקים בין כוכבים. טכני-חתימות נפוצות אחרות הן לייזרים - קטניות או קורות רצופות - שיש להם הרבה מאותם יתרונות. שני הטכניונים הוצעו לפני כמעט 50 שנה ורוב העבודה שנעשתה עד כה על טכנוזיגורים חיפשה אותם. "
על כל אחת מחתימות אלה, לכן יש לקבוע גבולות עליונים, כך שמדענים יודעים בדיוק מה לא לחפש. "כשאתה מחפש משהו ולא מוצא אותו, אתה צריך לתעד בזהירות את האותות שהוכחתלא קיימים, "אמר רייט. "משהו בסגנון: אין אותות חזקים מרמה מסוימת, בזמן כלשהו, בטווח מסוים של כוכבים מסוימים, צרים יותר מרוחב פס כלשהו, בטווח תדרים כלשהו."
לאחר מכן מתייחס הדוח לגבולות הגילוי העליונים עבור כל עיצוב טכני ומהן השיטה והטכנולוגיה הנוכחיים הקיימים כדי לחפש אותם. בכדי להציב זאת בפרספקטיבה, הם מצטטים ממחקר שנערך על ידי Chyba and Hand משנת 2005:
"אסטרו-פיזיקאים ... בילו עשרות שנים בחקר וחיפוש אחר חורים שחורים לפני שצברו עדויות משכנעות של היום לכך שהם קיימים. כך ניתן לומר גם בחיפוש אחר מוליכי-על בטמפרטורת החדר, ריקבון פרוטון, הפרות של תורת היחסות המיוחדת, או לצורך העניין, בוסון היגס. אכן, הרבה מהמחקר החשוב והמרתק ביותר באסטרונומיה ופיזיקה עוסק בדיוק בחקר עצמים או תופעות שקיומם לא הוכח - וייתכן שלמעשה יתברר שלא קיים. במובן זה האסטרוביולוגיה רק מתעמת עם מה שהוא מצב מוכר ואף נפוץ ברבים ממדעי אחותו. "
במילים אחרות, ההתקדמות העתידית בתחום זה תכלול פיתוח דרכים לצוד חתימות טכניות אפשריות וקביעת באיזו צורה לא ניתן לשלול חתימות אלה כתופעות טבע. הם מתחילים בבחינת העבודה הנרחבת שנעשתה בתחום האסטרונומיה ברדיו.
כשמדובר בעניין, אפשר לומר שרק מקור רדיו אסטרונומי בפס רחב במיוחד הוא שמקורו מלאכותי, מכיוון ששידורי רדיו בפס רחב הם תופעה שכיחה בגלקסיה שלנו. כתוצאה מכך, חוקרי SETI ערכו סקרים שחיפשו מקורות גל רציף וגם מקורות רדיו שאינם ניתנים להסבר על ידי תופעות טבע.
דוגמה טובה לכך היא "WOW! המפורסם" אות "שהתגלה ב- 15 באוגוסט 1977, על ידי האסטרונום ג'רי ר. איימן באמצעות הטלסקופ הרדיו Big Ear באוניברסיטת אוהיו. במהלך סקירת קבוצת הכוכבים מזל קשת, סמוך לאשכול הכדור M55, הבחין הטלסקופ בקפיצה פתאומית בהעברות הרדיו.
לרוע המזל, סקרי מעקב מרובים לא הצליחו למצוא אינדיקציות נוספות לאותות רדיו ממקור זה. דוגמאות ודוגמאות אחרות מאפיינות את העבודה הקפדנית והקשה שמגיעה עם חיפוש טכנו-גיליונות רדיו, שאופיינו כמחפשים מחט בסרט "הקוסמיק".
דוגמאות לכלים ושיטות סקר קיימות כוללות מערך הטלסקופים של מכון SETI, מערך הטלסקופים של אלן, מצפה הכוכבים Arecibo, הטלסקופ של רוברט סי בירד גרין, הטלסקופ של פארק, והמערך הגדול מאוד (VLA), פרויקט [מוגן באמצעות הדוא"ל] ו- Breakthrough Listen. . אך בהתחשב בכך שנפח החלל שחיפש חיפושים ברדיו רציף וגם פועם, המגבלות העליונות הנוכחיות בחתימות גלי רדיו די חלשות.
באופן דומה, גם אותות אור אופטיים וכמעט אינפרא אדום (NIL) צריכים לדחוס מבחינת התדר והזמן כדי להיחשב מלאכותיים ממקורם. הנה דוגמאות לכלול מכשיר ה- SETI (NIROSETI) האופטי קרוב לאינפרא אדום, מכשיר הטלסקופ הדמיה קרינה מאוד אנרגטית (VERITAS), סייר הסקר הרחוק של כדור הארץ עצם קרוב (NEOWISE), וה- Keck / Echelle Spectrometer High Resolution ( שוכרים).
כשמדובר בחיפוש אחר מגה-תשתיות (כמו דייסון ספירס), אסטרונומים מתמקדים בשני פסולת מחום מכוכבים ומטבלים בזוהרותם (ערפול). במקרה של הראשון, נערכו סקרים שחיפשו עודף אנרגיה אינפרא אדום המגיע מכוכבים סמוכים. אפשר לראות בכך אינדיקציה לכך שאור הכוכבים נלכד על ידי טכנולוגיה (כמו פאנלים סולאריים).
בהתאם לחוקי התרמודינמיקה, חלק מהאנרגיה הזו תוקרן הלאה כחום "בזבוז". במקרה של אלה האחרונים, נבדקו ההסתרויות באמצעות נתונים של ה- קפלר ו K2 משימות כדי לבדוק אם הם יכולים להצביע על נוכחותם של מבנים מסיביים המסתובבים - באותו אופן שבו הם שימשו לאישור מעברים פלנטריים וקיומם של exoplanets.
באופן דומה, נערכו סקרים של גלקסיות אחרות המשתמשות בסקר אינפרא אדום הסקר הרחבה (WISE) ושני סקר All-Sky All Micron (2MASS) כדי לחפש סימנים לטשטוש. חיפושים מתמשכים אחרים נערכים באמצעות הלוויין האסטרונומי האינפרא אדום (IRAS) והמקורות שנעלמים ונראים במהלך מאה תצפיות (VASCO).
הדו"ח עוסק גם בבעיות טכניות העשויות להתקיים במערכת השמש שלנו. הנה, המקרה של 'אומומואה מועלה. על פי מחקרים שנערכו לאחרונה, יתכן כי אובייקט זה הוא למעשה בדיקה זרה, וכי אלפי חפצים כאלה יכולים להתקיים במערכת השמש (חלקם ניתן היה ללמוד בזמן הקרוב).
היו אפילו ניסיונות למצוא עדויות לתרבויות עבר כאן בכדור הארץ למרות טכני-כימיה תעשייתית כימית ותעשייתית, בדומה לאופן בו אינדיקטורים כאלה בכוכב חוץ-סולארי יכולים להיחשב כעדות לתרבות מתקדמת.
אפשרות נוספת היא קיומם של ממצאים חייזרים מבוססי חלל או "הודעות בבקבוק". אלה עשויים להיות בצורת חלליות המכילות מסרים דומים ל"שלוח החלוץ "של חלוץ 10 ו 11 משימות או "שיא הזהב" של וויאג'ר 1 ו 2 משימות.
בסופו של דבר, הגבולות העליונים בטכני-עיצוב אלה משתנים, ושום ניסיונות למצוא כאלה לא הצליחו עד כה. עם זאת, בעודם ממשיכים לציין, קיימות הזדמנויות ניכרות לגילוי עתידני טכנולוגיה בזכות פיתוח מכשירי הדור הבא, שיטות חיפוש מעודנות ושותפויות משתלמות.
אלה יאפשרו רגישות רבה יותר כאשר מחפשים דוגמאות לטכנולוגיית תקשורת, כמו גם סימנים של חתימות כימיות ותעשייתיות בזכות היכולת לצלם ישירות exoplanets.
דוגמאות לכך כוללות מכשירים מבוססי קרקע כמו טלסקופ גדול במיוחד (ELT), טלסקופ סקר הסינופטי הגדול (LSST) וטלסקופ ענק מגלן (GMT). ישנם גם מכשירים מבוססי חלל קיימים, כולל הפורש לאחרונה קפלר המשימה (שהנתונים שלה עדיין מובילים לתגליות חשובות), גאיה המשימה, וה מעבר סקר לווייני Exoplanet (TESS).
פרויקטים מבוססי חלל שנמצאים כעת בפיתוח כוללים את טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST), ה טלסקופ סקר אינפרא אדום שדה רחב (WFIRST), ו- מעברים PLAnetary ותנודות כוכבים (PLATO) משימות. מכשיר זה, בשילוב שיפור של שיטות תוכנה ושיתוף נתונים, צפויים להניב תוצאות חדשות ומרתקות בעתיד הלא רחוק.
אך כפי שסיכם רייט, הדבר שיעשה את ההבדל הגדול ביותר הוא המון זמן וסבלנות:
"למרות היותו בן 50, SETI (או, אם תרצה, חיפוש אחר טכני-חתימות) היא בדרכים רבות עדיין בחיתוליה. לא נערך חיפושים רבים בהשוואה לחיפושים אחר דברים אחרים (חומר אפל, חורים שחורים, חיי מיקרוביאלים וכו ') בגלל חוסר המימון ההיסטורי; אפילו לא הייתה כל כך הרבה עבודה בסיסית כמותית ויסודית לגבי אילו טכני עיצובי לחפש! מרבית העבודות עד כה היו אנשים שחושבים מה העבודה שלהם היו עושים אם היה להם מימון. אני מקווה שבקרוב נוכל להתחיל ליישם את הרעיונות האלה! "
אחרי חצי מאה, החיפוש אחר מודיעין חוץ-ארצי עדיין לא מצא שום עדות לחיים נבונים מעבר למערכת השמש שלנו - כלומר, השאלה המפורסמת של פרמי, "איפה כולם?", עדיין מחזיקה. אבל זה הדבר הטוב בפרדוקס פרמי, אתה צריך רק לפתור אותו פעם אחת. כל הצרכים של האנושות הוא למצוא דוגמא יחידה, והשאלה שתכבד באותה עת, "האם אנו לבד?", סוף סוף תיענה.
את הדו"ח הסופי, "נאס"א והחיפוש אחר טכנוזיגטורות", נערך ג'ייסון רייט ושחר ג'לינו - פרופסור חבר ב- PSU ובמרכז למחשבים עולמים ראויים לסביבה (CEHW) וחוקר במכון המדע Exoplanet NASA (NExScI) בהתאמה.
