Har utomjordingars signaler redan passerat jorden utan att vi märkte det?

Så här jagar vi främmande liv idag

Forskare har ägnat årtionden åt att spana efter tecken på utomjordisk teknologi — och kommit tillbaka tomhänta varje gång. En ny studie ställer en obehaglig fråga: inte om signalerna existerar överhuvudtaget, utan om de möjligen redan passerade oss för länge sedan, medan våra teleskop inte registrerade minsta grej.

Den klassiska frågan ”är vi ensamma?” har sakta förvandlats till något mer konkret: ”kan vi spåra deras teknologi?”. Forskare pratar i det här sammanhanget om teknosignaturer — mätbara spår av teknologi som inte liknar något naturligt.

Det kan handla om en mängd olika saker, till exempel:

• konstgjorda radiosignaler som inte stämmer överens med kända kosmiska källor
• korta, fokuserade laserblixtar som fungerar som en sorts interstellär fyr
• onaturligt stora mängder infraröd värme, som om ett gigantprojekt omsluter en hel stjärna

Organisationer som SETI lyssnar konstant mot himlen. Radioteleskop skannar stora delar av rymden och letar efter mönster som skiljer sig från vanliga stjärnor eller gasmoln. Hittills utan avgörande bevis.

För att fånga en främmande signal måste två saker stämma exakt: den ska nå jorden vid rätt tidpunkt, och vi måste titta på precis rätt plats med en känslig mottagare.

Det första villkoret låter enkelt — signalen måste rent fysiskt passera vår planet. Det andra visar sig vara långt mer komplicerat. Våra teleskop täcker bara en mikroskopisk bråkdel av alla möjliga riktningar, frekvenser och tidpunkter. En signal kan vara kortvarig, försvagad efter tusentals ljusårs resa eller helt drunknad i universums bakgrundsbrus.

Ny studie: Långt färre signaler passerar kanske än väntat

En nyligen publicerad studie i The Astronomical Journal, genomförd av den teoretiske fysikern Claudio Grimaldi från École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), anlägger ett statistiskt perspektiv på denna sökning. Han beräknar inte sannolikheten för en specifik signal, utan snarare chansen att det överhuvudtaget passerar detekterbara teknosignaturer förbi jorden.

Grimaldis modell tar hänsyn till:

• hur länge teknosignaturer i genomsnitt existerar
• hur långt de kan sprida sig genom Vintergatan
• hur ofta och hur länge jorden befinner sig inuti ett sådant ”signalmoln”

Hans beräkningar leder till en anmärkningsvärd slutsats: för att vi idag ska ha en rimlig chans att fånga upp en främmande signal måste jorden tidigare ha korsats av ett mycket stort antal andra signaler. Så många att antalet teknologiska källor i vissa scenarier överstiger antalet beboeliga planeter i en del av vår galax. Det verkar orealistiskt.

Om vi antar att vi nu vill ha en god chans att fånga en signal måste det ha funnits extremt många signaler tidigare. Det stämmer dåligt överens med vad vi vet om beboeliga världar.

Studien sätter därmed en bromskloss på alltför optimistiska uppskattningar. Inte för att främmande intelligens inte skulle existera, utan för att chansen att deras utsändningar träffar precis vår planet vid en mätbar tidpunkt ser ut att vara långt mindre än ofta antagit.

Två typer av signaler — var och en med sina utmaningar

Grimaldi skiljer övergripande mellan två typer av teknosignaturer:

1. Allriktad utsändning: signaler i alla riktningar

Här kan man föreställa sig ”spillvärme” från enorma konstruktioner kring en stjärna, eller kraftfulla radiosignaler som sprider sig som en kosmisk sfär. Alla som befinner sig i vägen fångar upp en del av signalen.

Fördelar:

• man behöver inte sikta exakt mot ett mål
• en stor rymdvolym nås på en gång

Nackdelar:

• energin sprider sig, så på stort avstånd finns nästan ingenting kvar
• signalen blandas med naturliga källor som stjärnor och dimmor

2. Riktade strålar och laserblixtar

Den andra kategorin är betydligt mer fokuserad: tänk på en smal stråle av radiovågor eller laserljus, avsedd som en ”fyr” eller kanske som en kommunikationskanal mot en bestämd stjärna.

Här dyker andra problem upp:

• strålen är smal — missar man linjen ser man ingenting
• pulsen kan vara kortvarig, så man måste titta precis i det ögonblicket
• efter tusentals ljusår förlorar även en fokuserad stråle sin kraft

I båda fallen krävs det att våra instruments känslighet är extremt hög. Vi gör framsteg, men universum är stort och bullrigt.

Vintergatan är enorm — vår lykta är liten

Vintergatan har en diameter på cirka 100 000 ljusår. Våra radioteleskop täcker på en gång bara en försvinnande liten del av detta, och dessutom inom ett begränsat frekvensområde. Även projekt som lyssnar år efter år håller i kosmisk målstod bara en kortvarig vakt.

Många forskare jämför det med att leta efter en specifik vattendroppe i alla jordens hav. Man öser upp lite vatten här och där, mäter ett par egenskaper och hoppas av en slump stöta på den ena avvikande droppen.

Att vi inte har hört något betyder inte nödvändigtvis att ingen sänder. Det kan också betyda att vi hittills har lyssnat på fel plats, på fel sätt och vid fel tidpunkt.

En signal som ett expanderande skal i rymden

Grimaldi använder i sin studie en bild som hjälper till att förstå problemet: föreställ dig att en främmande civilisation en gång sänder ut en kraftfull, kortvarig transmission. Denna signal bildar ett klotformigt skal som expanderar med ljusets hastighet. Inuti uppstår ett slags tomt rum — där har signalen redan passerat; utanför väntar den fortfarande.

Jorden kan befinna sig i tre situationer:

• utanför skalet: signalen har ännu inte anlänt
• i skalet: signalen passerar, och här ligger chansen för mottagning
• inuti hålrummet: signalen är redan förbi, och chansen är spilld

Hur lång tid jorden befinner sig i det skalet beror på transmissionens varaktighet och avståndet till sändaren. Är utsändningen kort blir vårt ”möjlighetsfönster” litet. Det är alltså fullt tänkbart att en signal korsade vår bana för tusen år sedan — långt innan vi hade känsliga mottagare.

Varför vi ändå fortsätter lyssna

Trots den dystra statistiken slutar forskare inte söka. Värdet av även den minsta antydan om främmande teknologi väger tungt: det skulle berätta något om hur ofta intelligent liv uppstår, hur länge civilisationer håller ut, och vilka teknologiska vägar som är möjliga.

Nya instrument förbättrar löpande våra chanser. Radioteleskop blir mer känsliga, optiska teleskop kan bättre registrera kortvariga ljusblixtar, och datoralgoritmer hittar mönster i enorma datamängder som en människa aldrig skulle upptäcka.

Vad betyder dessa resultat för Fermi-paradoxen?

Fermi-paradoxen ställer en enkel fråga: om universum är fyllt med stjärnor och potentiellt beboeliga planeter, var är då alla bevis för andra civilisationer? Grimaldis arbete framhäver ett möjligt svar: kanske opererar vi med alldeles för generösa uppskattningar av antalet signaler och underskattar hur sällsynta och flyktiga de faktiskt är.

Även om det existerar flera teknologiska kulturer kan de:

• sända bara under en kort tid innan de försvinner eller tystnar
• använda andra kommunikationsmedel än radio eller ljus
• medvetet undvika att sända brett av okända anledningar

Därmed blir vår nuvarande ”tystnad” långt mindre överraskande. Det betyder inte att det inte finns någon hemma — bara att vårt lyssningsfönster fortfarande är begränsat i tid, teknologi och riktning.

Tre grundläggande frågor bakom sökningen

Begrepp som teknosignatur, ljusår och signalstyrka kan låta abstrakta, men i grunden handlar det om tre enkla frågor:

• Finns det teknologi någon annanstans?
• Lämnar den teknologin spår som sipprar ut i rymden?
• Har vi rätt utrustning på rätt plats vid rätt tidpunkt?

Ett ljusår är det avstånd ljuset färdas på ett år — cirka 9,46 biljoner kilometer. En radiosignal som reser 1 000 ljusår har alltså tillryggalagt ungefär 9 460 biljoner kilometer. Undervejs försvagas den och blandas med alla möjliga naturliga källor. För att överhuvudtaget kunna fiska upp den ur det kosmiska bruset krävs enorma parabolantenner och avancerad programvara.

För intresserade finns det fortfarande flera medborgarforskningsprojekt där man till exempel via sin laptop kan hjälpa till att analysera dataset. Sådana citizen science-initiativ visar att jakten på främmande signaler inte bara pågår på avlägsna observatorier — den kan också fortsätta i vardagsrum och på studentrum världen över.