Forestil dig, at der findes en teknologisk civilisation omkring en fjern stjerne. Vi vil gerne sende den en besked.
Det første problem er afstanden. Det næste er næsten værre.
Vi kender ikke deres sprog. Vi ved ikke, hvordan de skriver, tæller eller opfatter verden. Vi ved ikke, hvilke frekvenser de lytter på, eller om de overhovedet bruger radio. Og selv hvis de opdager signalet, skal de først forstå, at det ikke bare er naturlig radiostøj.
Hvordan begynder man en samtale under de betingelser?
Det spørgsmål har optaget astronomer, fysikere og SETI-forskere i årtier. Og midt i alle spekulationerne gemmer der sig et meget konkret radioteknisk problem: En sender, en modtager, et signal, en enorm afstand – og en hel del støj imellem dem.
Først skal vi finde nogen at tale med
SETI står for Search for Extraterrestrial Intelligence og bruges om søgningen efter tegn på teknologisk aktivitet uden for Jorden.
Radio har længe spillet en vigtig rolle i denne søgning. Et radioteleskop kan undersøge radiosignaler fra rummet og lede efter egenskaber, som kunne være vanskelige at forklare med naturlige processer.
Det betyder ikke, at ethvert mærkeligt signal er interessant som tegn på en fremmed civilisation. Universet er i forvejen fuldt af radiokilder, og menneskeheden har desuden gjort vores eget radiomiljø temmelig støjende.
Satellitter, radar, kommunikationssystemer og jordbaserede sendere kan alle skabe signaler, der skal sorteres fra.
Derfor er spørgsmålet ikke bare:
Kan vi høre noget?
Det interessante spørgsmål er:
Kan vi finde noget, som bedst forklares ved, at nogen har konstrueret det?
SETI forbindes især med søgningen efter teknologiske signaler. Bevidste forsøg på selv at sende meddelelser til mulige udenjordiske civilisationer kaldes ofte METI – Messaging to Extraterrestrial Intelligence – eller aktiv SETI. Det er to meget forskellige aktiviteter: Den ene lytter. Den anden sender.
Hvorfor overhovedet bruge radio?
Hvis afstanden mellem to civilisationer skal måles i lysår, forsvinder de fleste velkendte kommunikationsformer hurtigt ud af billedet.
Elektromagnetiske bølger kan derimod bevæge sig gennem det næsten tomme rum med lysets hastighed. Radiobølger er elektromagnetisk stråling på samme måde som synligt lys, blot i et andet frekvensområde.
Radio har samtidig en praktisk fordel: Vi ved allerede, hvordan man genererer, modtager og analyserer radiosignaler med meget stor følsomhed.
Men det betyder ikke, at interstellar radiokommunikation er let.
Et udsendt signal spreder sig, og den effekttæthed, der når frem til modtageren, bliver mindre med afstanden. Ved astronomiske afstande kan et signal derfor være ekstremt svagt, når det når frem.
Store antenner, høj følsomhed, smalle frekvensområder og lang observationstid kan hjælpe. Men afstanden kan man ikke forhandle med.
Hvor skal man lytte?
En almindelig radiooperatør har normalt en betydelig fordel: Man ved nogenlunde, hvor den anden station sender.
Det gør SETI ikke.
En fremmed sender kunne i princippet benytte mange forskellige dele af det elektromagnetiske spektrum. Den kunne sende kontinuerligt eller kun lejlighedsvis. Signalet kunne være bredbåndet eller meget smalt. Det kunne være rettet direkte mod Jorden – eller slet ikke være beregnet til os.
Og hvis vi ikke lytter på det rigtige tidspunkt, i den rigtige retning og på den rigtige frekvens, opdager vi ingenting.
Forestil dig en radio med et enormt antal mulige frekvenser, men uden frekvensliste. Du ved heller ikke, hvornår stationen sender, hvor senderen befinder sig, eller hvilken type signal du leder efter. Det giver en idé om størrelsen på SETI's søgeproblem – blot med astronomiske afstande oveni.
Men hvordan viser man, at et signal er kunstigt?
Her bliver problemet endnu mere interessant.
Hvis vi ønsker at blive opdaget, er det ikke nok at sende energi ud i rummet. Signalet skal helst have en struktur, som får en ukendt modtager til at tænke: Det dér ser ikke tilfældigt ud.
Matematik er en oplagt mulighed.
Ikke fordi vi ved, hvordan en fremmed civilisation skriver tal, men fordi matematiske relationer ikke afhænger af dansk, kinesisk eller engelsk. Primtal er eksempelvis stadig primtal på den anden side af galaksen.
Hvis et radiosignal indeholder tydelige, gentagne matematiske mønstre, kan selve strukturen derfor være et fingerpeg om, at signalet er konstrueret.
Men at vise at man er intelligent er stadig meget lettere end at forklare hvad man vil sige.
1.679 bits sendt mod stjernerne
Den 16. november 1974 blev et af de mest berømte forsøg på en sådan besked sendt fra Arecibo-radioteleskopet i Puerto Rico.
Målet var kuglehoben Messier 13 – M13 – omkring 25.000 lysår fra Jorden.
Meddelelsen bestod af 1.679 binære cifre.
Det antal var ikke valgt tilfældigt.
1.679 kan opdeles i de to primtal 23 og 73. Hvis modtageren arrangerer de binære værdier i et gitter med disse dimensioner – og vælger den rigtige orientering – fremkommer et mønster.
Informationen repræsenterede blandt andet tal, kemiske grundstoffer med betydning for jordisk liv, DNA, et menneske, Solsystemet og selve Arecibo-teleskopet.
Vi sendte med andre ord ikke:
Goddag. Hvordan går det?
Vi forsøgte først at forklare, hvem og hvad vi var.
Hvis man modtager 1.679 værdier uden instruktioner, er der ikke ret mange meningsfulde måder at arrangere dem som et rektangel på. Tallet er produktet af 23 og 73. Selve længden på beskeden giver dermed et matematisk fingerpeg om, hvordan informationen kan organiseres.
Så hvornår kommer svaret?
Her bliver universets størrelse næsten komisk.
M13 befinder sig omkring 25.000 lysår væk. Radiobølger bevæger sig med lysets hastighed, så Arecibo-meddelelsen skal bruge omkring 25.000 år på at nå området.
Hvis nogen modtog den med det samme og svarede øjeblikkeligt, skulle svaret derefter bruge omtrent lige så lang tid tilbage.
En samtale ville altså begynde med omkring 50.000 års ventetid.
Og det er endda et meget optimistisk regnestykke.
Arecibo-meddelelsen var derfor ikke et realistisk forsøg på at begynde en samtale, hvor afsenderne forventede et svar. Transmissionen var i høj grad en demonstration af, at en struktureret interstellar radiobesked kunne konstrueres og sendes.
Ved interstellar kommunikation er lysets hastighed ikke bare en imponerende høj fart. Den er også en begrænsning. Selv med en perfekt radioforbindelse kan samtalen være så langsom, at civilisationer kan nå at opstå, forandre sig eller forsvinde mellem besked og svar.
Den langsomste besked er måske den mest holdbare
Der findes en helt anden måde at sende en besked til en fremmed civilisation på.
I stedet for at sende informationen som elektromagnetiske bølger kan man sende selve beskeden.
Det gjorde menneskeheden med rumsonderne Pioneer 10 og 11 og senere langt mere omfattende med Voyager 1 og Voyager 2.
Hver Voyager-sonde, opsendt i 1977, bærer en guldbelagt kobberplade – den såkaldte Golden Record.
På pladen findes billeder, naturlyde, musik og hilsener på 55 sprog. På beskyttelsescoveret findes symbolske instruktioner, der forsøger at vise, hvordan pladen skal afspilles, og hvor den kommer fra.
Det er en slags interstellar flaskepost.
Der er bare ingen strand i nærheden.
Voyager 1 befinder sig ganske vist i det interstellare rum, men sammenlignet med afstandene mellem stjerner bevæger rumsonden sig langsomt. Hvor en radiobesked bevæger sig med lysets hastighed, vil en fysisk genstand bruge enorme tidsrum på at krydse afstandene mellem stjernerne.
Til gengæld har den fysiske besked en mærkelig fordel: Den behøver ikke blive modtaget på det rigtige tidspunkt.
Hvis nogen en fjern dag finder Voyager og kan afkode pladen, ligger beskeden stadig dér.
Arecibo-meddelelsen og Voyager viser to helt forskellige strategier. Et radiosignal bevæger sig med lysets hastighed, men skal opdages, mens det passerer modtageren. Voyager bevæger sig ekstremt langsomt mellem stjernerne, men den fysiske besked kan i princippet ligge og vente på den, der en dag måtte finde den.
Hvordan forklarer man Jorden uden at bruge jordiske ord?
Voyager-pladen afslører et problem, som også gælder radiobeskeder.
Hvordan forklarer man noget til en modtager, man intet ved om?
Et fotografi virker indlysende for os, fordi vi er vant til billeder. Men vil en helt anderledes intelligens automatisk forstå, at en todimensional repræsentation viser en tredimensional verden?
Vil musik blive opfattet som musik?
Vil matematiske symboler blive forstået som matematik?
Selv noget så tilsyneladende universelt som tid kræver en reference, hvis to civilisationer ikke allerede har aftalt en enhed.
På Jorden kan en radioprotokol beskrive frekvens, modulation, tegnsæt og format på forhånd. Ved interstellar kommunikation findes ingen fælles standard. En eventuel modtager skal derfor både opdage signalet, erkende at det er kunstigt og finde ud af, hvordan informationen er organiseret.
Det gør interstellar kommunikation til mere end et spørgsmål om sendeeffekt og antenner.
Først skal beskeden nå frem.
Derefter begynder det virkelig vanskelige arbejde.
Vi har allerede sendt radio ud i rummet
Menneskeheden behøver ikke bevidst at rette en besked mod en stjerne for at sende elektromagnetisk energi ud i rummet.
Radar og forskellige radiosendere har gennem årtier udsendt signaler, hvor noget af energien fortsætter væk fra Jorden.
Det betyder dog ikke, at en fjern civilisation uden videre kan sidde med en almindelig modtager og høre gamle jordiske radioprogrammer.
Signaler bliver svagere med afstanden, og det kræver en tilstrækkelig følsom modtager at opdage dem. En kraftig, målrettet transmission er noget ganske andet end svag udstråling, der tilfældigvis forlader Jorden.
At radiobølger fortsætter ud i rummet betyder ikke, at de kan modtages vilkårligt langt væk. Muligheden for at opdage et signal afhænger blandt andet af sendeeffekt, antenneretning, frekvens, signalets båndbredde samt modtagerens antenne, følsomhed og signalbehandling. En kraftig, målrettet transmission kan derfor være langt lettere at opdage end almindelig radioudstråling fra Jorden.
Det er en vigtig forskel, når spørgsmålet bliver, om menneskeheden aktivt bør forsøge at gøre sig bemærket.
Skal vi lytte – eller skal vi råbe?
Passiv SETI har et enkelt princip: Vi lytter efter andre.
METI rejser et vanskeligere spørgsmål: Skal vi også aktivt fortælle universet, at vi er her?
Fortalere kan pege på, at kommunikation kræver, at nogen på et tidspunkt sender. Hvis alle civilisationer kun lytter, bliver universet meget stille.
Kritikere peger på, at vi ikke ved, hvem der eventuelt modtager beskeden. En målrettet interstellar transmission kan desuden principielt repræsentere hele Jorden, selv om beslutningen om at sende træffes af ganske få mennesker.
Der ligger et paradoks i SETI. En civilisation kan bruge århundreder på at lytte uden at finde noget, hvis alle andre gør det samme. Men beslutningen om selv at sende en kraftig, målrettet besked rejser spørgsmål, der rækker ud over radioteknik: Hvem beslutter, hvad der skal sendes – og hvem taler egentlig på vegne af en hel planet?
Dermed bliver spørgsmålet ikke længere kun teknisk.
Hvem må tale på menneskehedens vegne?
Hvad skal vi fortælle?
Og bør vi overhovedet fortælle noget?
Den største radioforbindelse, vi endnu ikke har etableret
Indtil videre har vi ingen bekræftet radiokontakt med en udenjordisk civilisation.
Det kan skyldes, at der ikke findes nogen i nærheden. Det kan skyldes, at vi lytter efter det forkerte. Det kan skyldes, at deres teknologi ikke ligner vores. Eller ganske enkelt at universet er så stort, at to teknologiske civilisationer meget sjældent befinder sig det rigtige sted på det rigtige tidspunkt.
Når en SETI-observation ikke finder et kunstigt signal, betyder det ikke, at man har bevist, at der ikke findes andre civilisationer. Man har kun undersøgt bestemte områder af himlen, bestemte frekvenser og bestemte tidspunkter med en given følsomhed. Det kosmiske søgerum er enormt.
Men forsøget fortæller noget interessant om radio.
De samme grundlæggende problemer, som findes i jordisk radiokommunikation, forsvinder ikke, fordi antennen bliver et radioteleskop og modtageren måske befinder sig ved en anden stjerne.
Der skal være et signal. Det skal kunne skelnes fra støjen. Modtageren skal lytte det rigtige sted. Informationen skal kunne afkodes.
Og afstanden betyder noget.
Meget.
En dag finder vi måske et kunstigt signal blandt universets radiostøj. Hvis det sker, vil det sandsynligvis begynde langt mindre dramatisk end i science fiction.
Nogen opdager et mønster.
De kontrollerer instrumenterne. Måler igen. Udelukker forstyrrelser. Andre observatorier forsøger at finde det samme signal.
Og først derefter kan det største spørgsmål i radioens historie måske stilles:
Er der nogen i den anden ende?
Copyright © Kinaradio.dk