Nel 1961, il famoso astronomo Frank Drake creò una formula per stimare il numero di intelligenze extra-terrestri (ETI) che potrebbero esistere all'interno della nostra galassia. Conosciuta come "equazione di Drake", questa formula ha dimostrato che anche secondo le stime più conservative, la nostra galassia avrebbe probabilmente ospitato almeno alcune civiltà avanzate in un dato momento. Circa un decennio più tardi, la NASA ha ufficialmente dato il via alla sua ricerca di programma di intelligenza extra-terrestre (SETI).
Questi sforzi hanno sperimentato un'importante infusione di interesse negli ultimi decenni grazie alla scoperta di migliaia di pianeti extrasolari. Per affrontare la possibilità che esista la vita là fuori, gli scienziati fanno anche affidamento su strumenti sofisticati per la ricerca di indicatori rivelatori di processi biologici (alias. Biosignature) e attività tecnologica (tecnosignature), che potrebbero indicare non solo la vita ma intelligenza avanzata.
Per rispondere al crescente interesse in questo campo, la NASA ha ospitato il NASA Technosignatures Workshop a settembre. Lo scopo di questo seminario era di valutare lo stato attuale della ricerca sulla tecno-firma, dove si trovano i viali più promettenti e dove si possono fare progressi. Di recente è stato pubblicato il rapporto del seminario, che conteneva tutti i risultati e le raccomandazioni per il futuro di questo campo.
Questo seminario è emerso in seguito al progetto di legge sugli stanziamenti della casa del Congresso, approvato nell'aprile 2018, in cui la NASA è stata indirizzata a iniziare a sostenere la ricerca scientifica di tecnosignature nell'ambito della sua più ampia ricerca di vita extra-terrestre. L'evento ha riunito scienziati e ricercatori principali provenienti da vari settori presso il Lunar and Planetary Institute (LPI) di Houston, mentre molti altri hanno partecipato tramite Adobe Connect.
Durante il seminario di tre giorni e mezzo, sono state fatte numerose presentazioni che hanno affrontato molti argomenti rilevanti. Questi includevano diversi tipi di tecno-firme, la ricerca radio di intelligenza extraterrestre (SETI), SETI del sistema solare, megastrutture, data mining e ricerche di luce ottica e vicino infrarosso (NIL). Secondo la legge sugli stanziamenti della Camera, i risultati del seminario sono stati compilati in un rapporto che è stato presentato il 28 novembre 2018.
Alla fine, lo scopo del seminario era di quattro volte:
- Definire lo stato corrente del campo della tecnosignatura. Quali esperimenti si sono verificati? Qual è lo stato dell'arte per il rilevamento della tecnosignatura? Quali limiti abbiamo attualmente sulle firme tecniche?
- Comprendi i progressi che si avvicinano nel breve periodo nel campo della tecnosignatura. Quali risorse sono disponibili per la ricerca di tecno-firme? Quali progetti pianificati e finanziati faranno avanzare lo stato dell'arte negli anni futuri e qual è la natura di tale avanzamento?
- Comprendere il potenziale futuro del campo della tecnosignatura. Quali nuovi sondaggi, nuovi strumenti, sviluppo tecnologico, nuovi algoritmi di data mining, nuove teorie e modelli, ecc., Sarebbero importanti per i futuri progressi nel settore?
- Quale ruolo possono svolgere le partnership della NASA con il settore privato e le organizzazioni filantropiche per far progredire la nostra comprensione del campo delle tecnosignature?
Il rapporto inizia fornendo informazioni di base sulla caccia alle tecnosignature e offrendo una definizione del termine. Per questo, gli autori citano Jill Tarter, uno dei principali leader nel campo della ricerca SETI e la persona che ha coniato il termine stesso. Oltre ad essere stata direttrice del Center for SETI Research (parte del SETI Institute) per 35 anni, è stata anche scienziata del progetto per il programma SETI della NASA prima che fosse cancellato nel 1993.
Come indicato nell'articolo del 2007, intitolato "L'evoluzione della vita nell'universo: siamo soli?":
"Se riusciamo a trovare le tecno-firme - prove di alcune tecnologie che modificano il suo ambiente in modo che siano rilevabili - allora ci sarà permesso di dedurre l'esistenza, almeno in qualche momento, di tecnologi intelligenti. Come per le biosignature, non è possibile elencare tutte le potenziali tecnosignature della tecnologia come non sappiamo ancora, ma possiamo definire strategie di ricerca sistematiche per equivalenti di alcune tecnologie terrestri del 21 ° secolo. "
In altre parole, le tecnosignature sono ciò che noi umani riconosceremmo come segni di attività tecnologicamente avanzata. L'esempio più noto sono i segnali radio, che i ricercatori SETI hanno trascorso negli ultimi decenni a cercare. Ma ci sono molte altre firme che non sono state esplorate completamente e molte altre sono state concepite in ogni momento.
Questi includono le emissioni laser, che potrebbero essere utilizzate per comunicazioni ottiche o come mezzo di propulsione; segni di megastrutture, che alcuni credevano fossero la ragione dietro il misterioso oscuramento della Stella di Tabby; o un'atmosfera piena di anidride carbonica, metano, CFC e altri inquinanti noti (per prendere una pagina dal nostro libro).
Quando si tratta di cercare biosignature, gli scienziati sono limitati dal fatto che esiste un solo pianeta che conosciamo che supporta la vita: la Terra. Ma le sfide si estendono ben oltre per includere questioni di finanziamento e. Jason Wright - professore associato presso il PSU e il Center for Exoplanets and Habitable Worlds (CEHW) e uno degli autori del rapporto - ha dichiarato a Space Magazine via e-mail:
“Le sfide tecniche sono molte. Che tipo di tecnosignature genererebbe una specie tecnologica extraterrestre? Quali di questi sono rilevabili? Come sapremo se ne abbiamo trovato uno? Se lo troviamo, come possiamo essere sicuri che sia un segno di tecnologia e non qualcosa di inaspettato ma naturale? "
A questo proposito, i pianeti sono considerati "potenzialmente abitabili" in base al fatto che siano o meno "simili alla Terra". Allo stesso modo, la caccia alle tecno-firme è limitata alle tecnologie che sappiamo essere fattibili. Tuttavia, ci sono anche alcune differenze chiave tra le tecnosignature e le biosignature.
Come spiegano, molte delle tecnologie avanzate proposte sono o "auto-luminose" (cioè laser o onde radio) o comportano la manipolazione di energia da fonti naturali luminose (ad esempio Dyson Spheres e altre megastrutture attorno alle stelle). Esiste anche la possibilità che le tecno-firme saranno ampiamente distribuite perché le specie in questione potrebbero aver diffuso la loro civiltà ai sistemi stellari vicini e persino alle galassie.
Come ha spiegato Wright, ci sono molti tipi di tecno-firme, la più comunemente cercata è un segnale radio:
"Questi hanno molti vantaggi: sono ovviamente artificiali, sono uno dei modi più economici e semplici per trasmettere informazioni su lunghe distanze, non richiedono alcuna estrapolazione nella nostra tecnologia per generare e possiamo rilevare anche segnali abbastanza deboli a distanze interstellari. Altre tecnosignature comuni sono i laser, sia a impulsi che a raggi continui, che presentano molti degli stessi vantaggi. Entrambe le tecno-firme sono state proposte quasi 50 anni fa e la maggior parte del lavoro svolto finora sulle tecno-firme li ha cercati. "
Per ciascuna di queste firme, è quindi necessario stabilire limiti superiori, in modo che gli scienziati sappiano esattamente cosa non cercare. "Quando cerchi qualcosa e non lo trovi, devi documentare attentamente quali segnali hai dimostratonon fare esiste ", ha detto Wright. "Qualcosa del genere: nessun segnale più forte di un certo livello, a un certo momento, all'interno di un intervallo di determinate stelle, più stretto di una larghezza di banda, in un intervallo di frequenze."
Il rapporto affronta quindi quali sono i limiti massimi di rilevazione per ciascuna tecnosignatura e quali metodi e tecnologie attuali esistono per cercarli. Per metterlo in prospettiva, citano uno studio del 2005 di Chyba e Hand:
"Gli astrofisici ... hanno trascorso decenni a studiare e cercare i buchi neri prima di accumulare le prove convincenti di oggi che esistono. Lo stesso si può dire per la ricerca di superconduttori a temperatura ambiente, decadimento del protone, violazioni della relatività speciale, o per quella materia il bosone di Higgs. In effetti, gran parte della ricerca più importante ed eccitante in astronomia e fisica si occupa esattamente dello studio di oggetti o fenomeni la cui esistenza non è stata dimostrata - e che, di fatto, potrebbe non esistere. In questo senso l'astrobiologia si limita a confrontare quella che è una situazione familiare, persino banale, in molte delle sue scienze sorelle. "
In altre parole, i progressi futuri in questo campo consisteranno nello sviluppo di modi per cercare possibili tecno-firme e nel determinare in quale forma queste firme non possano essere escluse come fenomeni naturali. Iniziano considerando l'ampio lavoro svolto nel campo della radioastronomia.
Quando si arriva ad esso, si può dire che solo una sorgente radio astronomica a banda estremamente stretta abbia un'origine artificiale, poiché le trasmissioni radio a banda larga sono un evento comune nella nostra galassia. Di conseguenza, i ricercatori SETI hanno condotto sondaggi che hanno cercato fonti radio sia ad onda continua che a impulsi che non potevano essere spiegate da fenomeni naturali.
Un buon esempio di questo è il famoso “WOW! Segnale ”che fu rilevato il 15 agosto 1977 dall'astronomo Jerry R. Ehman usando il radiotelescopio Big Ear presso la Ohio State University. Nel corso del rilevamento della costellazione del Sagittario, vicino all'ammasso globulare M55, il telescopio notò un improvviso salto nelle trasmissioni radio.
Sfortunatamente, più sondaggi di follow-up non sono stati in grado di trovare ulteriori indicazioni di segnali radio da questa fonte. Questo e altri esempi caratterizzano il lavoro accurato e difficile che viene fornito con la ricerca di tecno-firme delle onde radio, che è stato caratterizzato come la ricerca di un ago nel "pagliaio cosmico".
Esempi di strumenti e metodi di rilevamento esistenti includono l'Allen Telescope Array del SETI Institute, l'Osservatorio di Arecibo, il Robert C. Byrd Green Bank Telescope, il Parkes Telescope e il Very Large Array (VLA), il progetto [e-mail protetto] e Breakthrough Listen . Ma dato che il volume di spazio che è stato cercato per ricerche radio sia continue che pulsate, gli attuali limiti superiori sulle firme delle onde radio sono piuttosto deboli.
Allo stesso modo, anche i segnali di luce ottica e del vicino infrarosso (NIL) devono essere compressi in termini di frequenza e tempo per essere considerati di origine artificiale. Qui, esempi includono lo strumento SETI ottico vicino all'infrarosso (NIROSETI), il sistema di array di telescopi per imaging a radiazione molto energetica (VERITAS), il Survey Explorer a largo campo di oggetti vicino alla Terra (NEOWISE) e lo spettrometro Keck / Echelle ad alta risoluzione ( HIRES).
Quando si tratta di cercare megastrutture (come Dyson Spheres), gli astronomi si concentrano sia sul calore di scarto delle stelle sia sui tuffi nella loro luminosità (oscurazioni). Nel primo caso, sono stati condotti sondaggi per cercare l'energia a infrarossi in eccesso proveniente dalle stelle vicine. Questo potrebbe essere visto come un'indicazione che la luce delle stelle viene catturata dalla tecnologia (come i pannelli solari).
Coerentemente con le leggi della termodinamica, parte di questa energia verrebbe irradiata come calore "di scarto". Nel caso di quest'ultimo, le oscurazioni sono state studiate utilizzando i dati del Kepler e K2 missioni per vedere se potevano indicare la presenza di enormi strutture orbitanti, nello stesso modo in cui venivano usate per confermare i transiti planetari e l'esistenza di esopianeti.
Allo stesso modo, sono state condotte indagini su altre galassie utilizzando il Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) e Two Micron All-Sky Survey (2MASS) per cercare segni di oscurazioni. Altre ricerche in corso sono in corso con il satellite astronomico a infrarossi (IRAS) e le fonti di sparizione e apparizione durante un secolo di osservazioni (VASCO).
Il rapporto affronta anche le tecno-firme che potrebbero esistere nel nostro sistema solare. Qui viene sollevato il caso di "Oumuamua. Secondo recenti studi, è possibile che questo oggetto sia in realtà una sonda aliena e che migliaia di tali oggetti possano esistere nel Sistema Solare (alcuni dei quali potrebbero essere studiati nel prossimo futuro).
Ci sono stati anche tentativi di trovare prove di civiltà passate qui sulla Terra attraverso le tecno-firme chimiche e industriali, simili a come tali indicatori su un pianeta extra-solare potrebbero essere considerati prove di una civiltà avanzata.
Un'altra possibilità è l'esistenza di artefatti alieni basati sullo spazio o "messaggi in bottiglia". Questi potrebbero assumere la forma di veicoli spaziali che contengono messaggi simili alla "Placca Pioneer" del Pioneer 10 e 11 missioni, o il "Golden Record" del Voyager 1 e 2 missioni.
Alla fine, i limiti superiori di queste tecno-firme variano e finora nessun tentativo di trovarne è riuscito. Tuttavia, come continuano a notare, ci sono considerevoli opportunità per il futuro rilevamento della tecnosignatura grazie allo sviluppo di strumenti di prossima generazione, metodi di ricerca raffinati e partenariati redditizi.
Ciò consentirà una maggiore sensibilità nella ricerca di esempi di tecnologia di comunicazione, nonché segni di firme chimiche e industriali grazie alla capacità di rappresentare direttamente gli esopianeti.
Esempi includono strumenti terrestri come l'Extremely Large Telescope (ELT), il Large Synoptic Survey Telescope (LSST) e il Giant Magellan Telescope (GMT). Esistono anche strumenti spaziali esistenti, incluso quello recentemente ritirato Kepler missione (i cui dati stanno ancora portando a scoperte preziose), il Gaia missione, e il Satellite in transito per l'esopianeta (TESS).
I progetti spaziali attualmente in fase di sviluppo comprendono: James Webb Space Telescope (JWST), il Telescopio per rilevamento a infrarossi ad ampio campo (WFIRST) e Transiti e oscillazioni di stelle PLAnetary (PLATO) missioni. Questi strumenti, combinati con software migliorato e metodi di condivisione dei dati, dovrebbero produrre risultati nuovi ed entusiasmanti in un futuro non troppo lontano.
Ma come ha riassunto Wright, la cosa che farà la differenza più grande è molto tempo e pazienza:
“Nonostante abbia 50 anni, SETI (o, se lo desideri, cerca le tecno-firme) è per molti versi ancora agli inizi. Non c'è stata molta ricerca rispetto alle ricerche di altre cose (materia oscura, buchi neri, vita microbica, ecc.) A causa della mancanza storica di finanziamenti; non c'è nemmeno stato un lavoro così quantitativo e fondamentale su quali tecnosignature cercare! La maggior parte del lavoro finora è stata fatta da persone che pensavano a quale lavoro avrebbero fatto se avessero finanziamenti. Speriamo di riuscire presto a mettere in pratica queste idee! "
Dopo mezzo secolo, la ricerca dell'intelligenza extraterrestre non ha ancora trovato prove di vita intelligente al di là del nostro Sistema Solare, vale a dire la famosa domanda di Fermi, "Where is Everyone?", Continua a sussistere. Ma questo è il bello del paradosso di Fermi, devi risolverlo solo una volta. Tutto ciò di cui l'umanità ha bisogno è trovare un singolo esempio, e alla domanda altrettanto onorata dal tempo, "Siamo soli?", Alla fine verrà data risposta.
Il rapporto finale, "NASA and the Search for Technosignatures", è stato compilato da Jason Wright e Dawn Gelino - professore associato al PSU e al Center for Exoplanets and Habitable Worlds (CEHW) e ricercatore presso il NASA Exoplanet Science Institute (NExScI) , rispettivamente.
