|
Развитые цивилизации общаются подобно светлячкам
|
|
|
|
Задолго до того, как ученые обнаружили, что у других звезд во Вселенной есть свои планетные системы, человечество задумывалось о существовании жизни за пределами Земли. По мере развития наших технологий и начала наблюдения за ночным небом в различных диапазонах длин волн (например, радиоволн), это любопытство превратилось в настоящее научное исследование. К 1960-м годам появилось научное направление, посвященное поиску высокоразвитой жизни (подобной нашей): поиск внеземного разума (SETI). С тех пор было проведено множество исследований SETI для поиска потенциальных признаков технологической активности (так называемых "техносигнатур").
|
|
|
|
На сегодняшний день большинство поисковых систем были направлены на выявление признаков возможных радиопередач, включая самый амбициозный на сегодняшний день проект SETI — Breakthrough Listen. Другие исследования включали поиск тепловых излучений, которые могут быть инопланетными мегаструктурами. До сих пор эти поиски не привели к обнаружению убедительных свидетельств наличия техносигнатур или развитой жизни. Согласно новому исследованию, проведенному Школой исследований Земли и космоса (SESE) при Университете штата Аризона (ASU), усилия человечества в области SETI на сегодняшний день, возможно, были ограничены антропоцентрическим уклоном.
|
|
|
|
В состав команды также входили исследователи из Beyond Center АГУ, Школы сложных адаптивных систем (SCAS) и Центра биодизайна для биокомпьютеров, безопасности и общества. Дополнительные материалы были предоставлены учеными из Института Санта-Фе, Института Биофронтье и различных факультетов Университета Колорадо. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
|
|
|
Как отмечает команда в своей статье, поиск внеземного разума (SETI) был поиском знакомого. По сути, мы искали сигналы и техносигнатуры, которые отражают наш нынешний этап технологического развития. Например, проект "Озма" был основан на достижениях человечества в области радиосвязи, которые к 1960-м годам достигли такого уровня, что наши сигналы можно было обнаруживать из космоса. Этот подход не лишен достоинств, поскольку радиосигналы могут передаваться на огромные космические расстояния.
|
|
|
|
Однако в последующие десятилетия Земля стала менее "радиошумной" благодаря развитию спутниковой связи, Интернета и других технологий передачи, которые не полагаются на радио. Следовательно, поиск радиопередач равносилен поиску свидетельств существования высокоразвитых цивилизаций в течение короткого периода технологического развития. В последние годы исследователи SETI расширили возможный диапазон техносигнатур, включив в них оптические передачи (лазеры), нейтрино, гравитационные волны (ГВ) и другие экзотические идеи.
|
|
|
|
Увы, нашим усилиям по-прежнему мешает тот факт, что мы заранее не знаем, что искать. "SETI традиционно объединяет две крайности: антропоцентрический поиск техносигналов, похожих на человеческие, и основанный на аномалиях поиск сигналов, которые отличаются от известных астрофизических", - объяснила соавтор и кандидат наук SESE Эстель Мари Жанен в интервью Universe Today по электронной почте.
|
|
|
|
"Поскольку мы не знаем, может ли интеллект выглядеть привычным или по своей сути "странным", в этой области необходимы более прочные теоретические основы, которые выявляли бы обобщаемые особенности жизни и интеллектуального общения, не требуя ни полных предварительных знаний, ни вообще каких-либо предположений".
|
|
|
|
В качестве альтернативного подхода она и ее команда рекомендуют расширить поиск, включив в него представителей других видов, отличных от человека, и их соответствующие методы коммуникации. Как они объясняют, основной задачей как SETI, так и развивающейся области обмена сообщениями с внеземным разумом (METI) является идентификация сигналов, которые могут быть поняты всеми.
|
|
|
|
В частности, команда использовала коммуникационные паттерны светлячков, которые состоят из эволюционирующих вспышек, отличающихся от их визуального фона. Это расширение перспективы также решает другую постоянную проблему в исследованиях SETI: то, как слабо ограничен "интеллект".
|
|
|
|
Жанен говорит: "Коммуникация является фундаментальной чертой жизни разных поколений и проявляется в удивительном разнообразии форм и стратегий. Учет нечеловеческого общения необходим, если мы хотим расширить нашу интуицию и понимание того, как может выглядеть общение с инопланетянами и что должна объяснять теория жизни.
|
|
|
|
"Это также делает поиск эмпирически обоснованным: вместо того, чтобы полагаться исключительно на неопределенные аномалии, мы можем исходить из того, что жизнь на Земле явно имеет место — не только у людей — и задаться вопросом, какие аспекты могут отражать более универсальные, обобщаемые закономерности, основанные на эволюции и отборе".
|
|
|
|
Методы
|
|
|
|
Как они резюмируют в своей статье, во время брачного сезона светлячки периодически испускают вспышки, которые являются видоспецифичными. Когда несколько видов светлячков присутствуют в одном и том же месте в одно и то же время, их вспышки позволяют другим членам сообщества различать другие виды, сводя к минимуму риск хищничества. Их исследование основано на коммуникационной модели firefly, которая моделирует эволюцию последовательностей вспышек светлячков на протяжении нескольких поколений. Затем они исследовали, как такая передача сигналов может повлиять на возможность обнаружения внеземного разума (ETI) на фоне космоса.
|
|
|
|
Они также разработали собственную модель, которая генерировала эволюционировавший сигнал, отличный от естественных сигналов пульсаров. Полученный в результате сигнал сводит к минимуму потребление энергии таким образом, чтобы имитировать вспышки светлячков, повышая их четкость и сводя к минимуму риск привлечения хищников.
|
|
|
|
Команда выбрала пульсары, потому что они распространены по всей нашей галактике и производят высокоупорядоченное излучение через регулярные промежутки времени. Вот почему, когда они были впервые обнаружены в 1967 году, многие в астрономическом сообществе подумали, что они могут представлять собой сигналы ETI, и почему многие сегодня считают их жизнеспособными "навигационными маяками".
|
|
|
|
Кроме того, они были выбраны потому, что пульсары являются подходящим аналогом вспышек светлячков и представляют собой практичный и наблюдаемый фон, на котором можно различить сигналы ETI. В этом отношении их подход сохраняет стратегию поиска жизни, "подобной нашей", но расширяет ее значение, исследуя коммуникацию во всей биосфере Земли. По словам Жанен, он также использует преимущества достижений, достигнутых в области изучения коммуникации животных и цифровой биоакустики, которые еще предстоит применить в SETI и усилиях по обнаружению жизни:
|
|
|
|
"Наше исследование задумано как провокационный мысленный эксперимент и приглашение к более непосредственному взаимодействию SETI и исследователей коммуникации на животных и более систематическому использованию идей друг друга. В более широком смысле, астробиология дистанционного зондирования часто изо всех сил старалась идти в ногу с прогрессом в биологии, особенно когда дело касалось оценки и интеграции всего разнообразия живых систем Земли, и, как правило, уделяла больше внимания вопросам, связанным с природой астрофизических данных, а не свойствам жизни, которые она стремится обнаружить. делайте выводы."
|
|
|
|
Результаты
|
|
|
|
Их модель состояла из фона из 158 пульсаров в радиусе 5 килопарсек (~16 300 световых лет) с центром в Земле. Пульсары были сгенерированы с использованием данных из базы данных Австралийского национального телескопа (ATNF). Затем они добавили искусственные сигналы, модулированные на основе различных соотношений между различиями и затратами энергии. Профили "импульс" и "вспышка" были сгруппированы на основе состояний включения/выключения, при этом в качестве граничной величины использовалась средняя плотность потока. Они выполнили несколько перестановок в этой установке, учитывая различные уровни энергии.
|
|
|
|
Их результаты показали, что у большей части популяции пульсаров затраты энергии намного выше (от ~84% до 99,78%), чем у оптимизированных искусственных сигналов. Их модель также учитывала энергетические ограничения наряду с различиями, что позволило им сравнить, как каждый из них влияет на структуру выходной последовательности.
|
|
|
|
Как резюмировал Жанен, "Мы показываем, что инопланетные сигналы не обязательно должны быть сложными или семантически расшифровываемыми, чтобы их можно было распознать; скорее, их внутренняя структура может быть идентифицирована как продукт отбора и эволюции, однозначно указывающий на присутствие жизни. Этот подход заставляет SETI рассматривать биосферу Земли в целом и применять менее антропоцентрические методы, основанные на вездесущих структурных свойствах жизни и коммуникации".
|
|
|
|
Это исследование является частью растущего движения, направленного на расширение сферы применения SETI за счет включения в нее более экзотических технологий, форм жизни и средств коммуникации. По мере того как технологии и инструменты для SETI становятся все более изощренными, соответственно расширяются и возможные рамки (то есть то, что мы должны искать).
|
|
|
|
В недалеком будущем могут появиться проекты SETI, посвященные поиску "побочных эффектов от использования направленных энергетических двигателей и средств связи, квантовых коммуникаций и нейтринных сигналов с использованием всего, от радиоантенн и инфракрасных телескопов до солнечных гравитационных линз".
|
|
|
|
"Изучение нечеловеческих сигналов может эмпирически обосновать SETI и в то же время расширить наши представления о том, как может выглядеть общение с инопланетянами", - сказал Янин. "Используя вспышки светлячков в качестве примера сигналов, эволюционно оптимизированных для того, чтобы выделяться на фоне окружающей среды, мы утверждаем, что SETI следует более активно заниматься коммуникацией с животными и цифровой биоакустикой — областями, которые быстро развиваются, но остаются недостаточно связанными с усилиями по обнаружению жизни".
|
|
|
|
Источник
|
