Všichni jsme tento argument slyšeli. Když pátrání po mimozemském životě narazí na zeď ticha, odborníci rozhodí rukama a říkají, že jsme se ještě nedívali dostatečně důkladně. Vždyť v Mléčné dráze je 100 miliard hvězd. Kontrolovat je jeden po druhém by si vyžádalo životy. Takže nedostatek rádia 信号的 od mimozemšťanů znamená, že jsme na tuhle párty přišli příliš brzy, že?
Vlastně ne. A ne tak brzy, jak si myslíte.
Louise Mason, výzkumník na univerzitě v Manchesteru, si nedávno uvědomil něco alarmujícího. Už jsme obešli obrovskou část naší galaxie. Prostě o tom nevěděli.
Skryté číslo v šumu
Objev nebyl učiněn pomocí nového dalekohledu nebo průlomu ve zpracování signálu. Vyšlo to z pohledu na stará data z nového úhlu. Mason použil Besançonův model galaxie, podrobnou simulaci struktury naší galaxie, a porovnal jej s daty průzkumu ze dvou velkých přístrojů: Green Bank Telescope v Západní Virginii a Parkes Telescope v Austrálii.
Zde jsou zdrojová data. Dalekohledy provedly 1327 samostatných pozorování. Hvězdné katalogy zaznamenaly přesně 288 315 viditelných hvězd v těchto zorných polích. Číslo je krásné a čisté. Sada dat, se kterou se má pracovat.
Besançonský model ale vypráví úplně jiný příběh. Bere v úvahu hvězdy, které existují, ale zůstávají našim optickým očím neviditelné, protože jsou příliš slabé. Když Mason do tohoto modelu implementoval geometrii pohledu, čísla raketově vzrostla. Nedívali jsme se na 288 tisíc hvězd. Dívali jsme se na přes 6,1 milionu.
Většina z těchto hvězd byla pro optické dalekohledy strašidelná. Jsou to matní červení trpaslíci nebo vzdálená slunce pohlcená mezihvězdným prachem. Ale pro radioteleskop? Jsou to prostě zdroje potenciálního šumu nebo doufejme strukturovaného signálu.
“I velmi krátké pozorování by mohlo obsahovat sto tisíc hvězd, které jsme nikdy neplánovali prozkoumat.”
To je síla komenzálního SETI. Strategie je založena na principu „cestujícího“. Radioteleskop je již zaměřen na konkrétní účel pro astronomický výzkum – mapování galaxie nebo studium vzniku hvězd. On poslouchá. Při tomto „poslechu“ zachycuje vše, co má ve svém zorném poli. Pokud by mimozemská civilizace vysílala signál na těchto frekvencích, zatímco by se astronomové dívali na blízkou jasnou hvězdu, signál by byl zaznamenán. Pohřben v hluku, ano, ale zaznamenaný.
Omezení Gaia a výhoda rádia
Proč jsme si toho tak dlouho nevšimli? Protože standardní počty hvězd spoléhají na katalogy, jako je mise Gaia Evropské vesmírné agentury, která mapuje polohy a jasy. Gaia je zázrakem vědy, ale má tvrdý limit. Vidí, co je jasné. Postrádá miliardy matných, chladných, málo hmotných hvězd, které dominují galaxii co do počtu, i když ne co do hmotnosti.
Rádiové vlny ignorují viditelné světlo. Pronikají prachem, který oslepuje naše oči. Odrážejí se od ionizace v prostoru a maskují šero v optickém spektru. Hvězda neviditelná v optickém katalogu může být stále rádiovým zdrojem. Masonova práce dokazuje, že „parametrický prostor“, který jsme již naskenovali, je exponenciálně větší, než naznačují naše katalogy.
Takže jsme hotovi? Už jsme prohledali vesmír a nic nenašli?
Ne. A tady se dostáváme ke skutečnému problému. Není to tím, že bychom neviděli dost hvězd. Jde o to, že jsme se dostatečně dlouho nedívali na správné frekvence.
Osvobození z “Vodní díry”
Od roku 1960 je společnost SETI posedlá specifickým pásmem rádiového spektra známým jako vodní díra. Koncept je okouzlující svou jednoduchostí.
Atomový vodík emituje na frekvenci 1420 MHz. Hydroxyl (OH) vyzařuje při 1665 MHz. Vodík plus hydroxyl tvoří vodu. Jedná se o univerzální rozpouštědlo. To je základ života. Pokud by inteligentní bytosti chtěly vyslat signál, který by křičel: „Jsme tady a rozumíme chemii“, pravděpodobně by si mezi těmito dvěma frekvencemi zvolily tichý, prázdný kanál.
“Vodní díra” také spadá do rádiového okna – rozsah spektra, kde zemská atmosféra neabsorbuje signál. Kromě toho je vodíková čára pro astronomii kritická. Pokud mimozemšťané poslouchají naše vysílání, vědí, že tato frekvence je pro nás speciální. Toto je vesmírný bod setkání.
Ale zaměření zde má omezení. Rozsah je úzký. Je plná přirozeného astronomického šumu. A co je zásadní, naznačuje to, že mimozemšťané uvažují jako chemici a oceňují vodu stejně jako my. To je velký odhad.
Přechod do submilimetrového rozsahu
Masonova další práce se posunula za hranice konvenčních rádiových pásem a do neprobádané hranice milimetrových a submilimetrových vlnových délek. Analyzovala archivní data z dalekohledu ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) v Chile.
Proč ALMA? Vysoké frekvence se chovají jinak než nízké frekvence. Nízkofrekvenční rádiové vlny trpí při cestování vesmírem rozptylem. Elektrony v mezihvězdném prostředí si zachovávají nízké frekvence více než vysoké frekvence. To natahuje a zkresluje signál na velké vzdálenosti. Ostrý puls z hvězdy vzdálené tisíc světelných let může dorazit jako rozmazaná ozvěna o frekvenci 1 GHz. Na vyšších frekvencích používaných ALMA je tento rozptyl minimální. Signál zůstává čistý.
Kompromisem je technická složitost. Vysoké frekvence se obtížněji detekují a jsou náchylnější k rušení z pozemních zdrojů, jako jsou satelity a mobilní sítě. ALMA, která se nachází na jednom z nejsušších míst na Zemi, minimalizuje vodní páru, která tyto vlny blokuje.
Mason žádné mimozemšťany nenašel. Archivy mlčely. Ale snažit se je důležité. Rozsah milimetrových vln je pro detekci inteligentního života téměř zcela neprozkoumaný. Otevírá nový parametrický prostor. Nové místo, kam se podívat.
Signál, který jsme minuli
Posloucháme více hvězd, než jsme si mysleli. Využíváme širší pásma, než se dříve považovalo za nutné. Ale čas je stále náš nepřítel.
Radioteleskopy stráví pouze zlomek sekundy na jednom cíli. Skenují, nahrávají, jdou dál. Signál z jiné civilizace může být krátký záblesk, opakující se pulz nebo stabilní nosná vlna. Pokud k nám mimozemský vysílač vysílá pouze v úzkém okně své rotace, nebo pokud pracuje na frekvenci, kterou právě netestujeme, bude nám chybět.
Kolosální rozsah Galaxie činí falešně negativní výsledky nevyhnutelné. Prošli jsme po obloze kolem 6 milionů hvězd, možná i více. To zní působivě, dokud si nepamatujete, že v naší Galaxii je 100 miliard hvězd. A miliony dalších galaxií za nimi.
Rozšiřujeme naši síť. Kontrolujeme hlouběji. Ale oceán je stále obrovský. Ticho nemusí být prázdnota. Může to jednoduše znamenat, že neposloucháme dostatečně hlasitě, na nesprávném místě nebo ve špatnou chvíli.
Masonova práce mění matematiku. Říká nám, že jsme udělali více práce, než jsme očekávali. Na výsledku to ale nic nemění. Stále čekáme. Vesmír mezitím pokračuje ve svém tichém, neoddělitelném hučení.
