Pada tahun 1961, astronom terkenal Frank Drake menciptakan formula untuk memperkirakan jumlah kecerdasan ekstra-terestrial (ETI) yang bisa ada di galaksi kita. Dikenal sebagai "Persamaan Drake", rumus ini menunjukkan bahwa bahkan dengan perkiraan paling konservatif, galaksi kita kemungkinan akan menampung setidaknya beberapa peradaban maju pada waktu tertentu. Sekitar satu dekade kemudian, NASA secara resmi memulai program pencariannya untuk kecerdasan ekstra-terestrial (SETI).
Upaya ini telah mengalami pemasukan besar dalam beberapa dekade terakhir berkat penemuan ribuan planet ekstrasurya. Untuk mengatasi kemungkinan bahwa kehidupan mungkin ada di luar sana, para ilmuwan juga bergantung pada alat canggih untuk mencari indikator proses biologis (alias biosignatures) dan aktivitas teknologi (technosignatures), yang dapat menunjukkan tidak hanya kehidupan tetapi kecerdasan canggih.
Untuk mengatasi minat yang tumbuh di bidang ini, NASA menjadi tuan rumah NASA Technosignatures Workshop pada bulan September. Tujuan dari lokakarya ini adalah untuk menilai keadaan penelitian teknolatur saat ini, di mana jalan yang paling menjanjikan, dan di mana kemajuan dapat dibuat. Baru-baru ini, laporan lokakarya dirilis, yang berisi semua temuan dan rekomendasi mereka untuk masa depan bidang ini.
Lokakarya ini muncul sebagai hasil dari RUU Pengalokasian Gedung Kongres yang disahkan pada April 2018, di mana NASA diarahkan untuk mulai mendukung pencarian ilmiah untuk tanda-tanda teknologi sebagai bagian dari pencarian mereka yang lebih besar untuk kehidupan ekstra-terestrial. Acara ini mempertemukan para ilmuwan dan peneliti utama dari berbagai bidang di Lunar and Planetary Institute (LPI) di Houston, sementara banyak lagi yang berpartisipasi melalui Adobe Connect.
Selama lokakarya tiga setengah hari, banyak presentasi dibuat yang membahas banyak topik yang relevan. Ini termasuk jenis teknologi yang berbeda, pencarian radio untuk kecerdasan ekstraterrestial (SETI), SETI tata surya, struktur megastruktur, penambangan data, dan pencarian cahaya optik dan inframerah dekat (NIL). Sesuai dengan RUU tentang Peruntukan Rumah, hasil lokakarya dikompilasi menjadi sebuah laporan yang diajukan pada 28 November 2018.
Pada akhirnya, tujuan dari lokakarya itu empat kali lipat:
- Definisikan keadaan saat ini dari bidang teknolatur teknologi. Eksperimen apa yang telah terjadi? Apa yang paling mutakhir untuk pendeteksian tanda tangan teknologi? Apa batasan yang kami miliki saat ini tentang tanda tangan teknologi?
- Memahami kemajuan yang akan datang dalam waktu dekat di bidang teknologi tanda tangan. Aset apa yang tersedia yang dapat diterapkan untuk mencari tanda-tanda teknologi? Proyek-proyek apa yang direncanakan dan didanai akan memajukan keadaan terkini di tahun-tahun mendatang, dan apa sifat dari kemajuan itu?
- Memahami potensi masa depan bidang technosignature. Apa survei baru, instrumen baru, pengembangan teknologi, algoritma penambangan data baru, teori dan pemodelan baru, dll., Yang penting untuk kemajuan di masa depan di lapangan?
- Apa peran yang dapat dimainkan kemitraan NASA dengan sektor swasta dan organisasi filantropi dalam memajukan pemahaman kita tentang bidang tanda tangan teknologi?
Laporan ini dimulai dengan memberikan info latar belakang tentang perburuan tanda tangan teknologi dan menawarkan definisi istilah tersebut. Untuk ini, penulis mengutip Jill Tarter, salah satu pemimpin terkemuka di bidang penelitian SETI dan orang yang menciptakan istilah itu sendiri. Selain menjadi direktur Pusat Penelitian SETI (bagian dari SETI Institute) selama 35 tahun, ia juga ilmuwan proyek untuk program SETI NASA sebelum dibatalkan pada tahun 1993.
Seperti yang ditunjukkannya dalam artikel 2007, berjudul "Evolusi kehidupan di Semesta: apakah kita sendirian?":
"Jika kita dapat menemukan tanda-tanda teknologi - bukti dari beberapa teknologi yang mengubah lingkungannya dengan cara yang dapat dideteksi - maka kita akan diizinkan untuk menyimpulkan keberadaan, setidaknya di beberapa waktu, dari teknologi cerdas. Seperti dengan biosignatures, tidak mungkin untuk menyebutkan semua potensi teknologi dari teknologi-as-we-we-not-yet-know-it, tetapi kita dapat mendefinisikan strategi pencarian sistematis untuk ekivalen dari beberapa teknologi terestrial abad ke-21. "
Dengan kata lain, tanda-tanda teknologi adalah apa yang kita manusia akan kenali sebagai tanda-tanda aktivitas yang maju secara teknologi. Contoh paling terkenal adalah sinyal radio, yang selama beberapa dekade terakhir dicari oleh peneliti SETI. Tetapi ada banyak tanda tangan lain yang belum dieksplorasi sepenuhnya, dan lebih banyak lagi yang dipahami sepanjang waktu.
Ini termasuk emisi laser, yang dapat digunakan untuk komunikasi optik atau sebagai sarana penggerak; tanda-tanda bangunan besar, yang diyakini sebagian orang adalah alasan di balik peredupan misterius Tabby's Star; atau atmosfer yang penuh karbon dioksida, metana, CFC, dan polutan lain yang diketahui (untuk mengambil satu halaman dari buku kami sendiri).
Ketika datang untuk mencari biosignatures, para ilmuwan dibatasi oleh fakta bahwa hanya ada satu planet yang kita ketahui yang mendukung kehidupan: Bumi. Tetapi tantangan meluas jauh melampaui untuk memasukkan masalah pendanaan dan. Seperti Jason Wright - seorang associate professor di PSU dan Center for Exoplanets and Habitable Worlds (CEHW) dan salah satu penulis dalam laporan tersebut - mengatakan kepada Space Magazine melalui email:
“Tantangan teknisnya banyak. Jenis teknologi apa yang akan dihasilkan oleh spesies teknologi luar angkasa? Manakah dari mereka yang terdeteksi? Bagaimana kita tahu kalau kita sudah menemukannya? Jika kami menemukannya, bagaimana kami bisa yakin itu pertanda teknologi dan bukan sesuatu yang tidak terduga tapi alami? "
Dalam hal ini, planet dianggap "berpotensi layak huni" berdasarkan apakah mereka "mirip bumi" atau tidak. Dalam banyak cara yang sama, perburuan untuk teknokatur teknologi terbatas pada teknologi yang kita tahu layak. Namun, ada juga beberapa perbedaan utama antara teknologi dan biosignatures.
Seperti yang mereka jelaskan, banyak teknologi canggih yang diusulkan adalah "self-luminous" (mis. Laser atau gelombang radio) atau melibatkan manipulasi energi dari sumber-sumber alami yang cerah (mis. Dyson Spheres dan megastruktur lain di sekitar bintang). Ada juga kemungkinan bahwa tanda tangan teknologi akan didistribusikan secara luas karena spesies tersebut mungkin telah menyebarkan peradaban mereka ke sistem bintang tetangga dan bahkan galaksi.
Seperti yang dijelaskan Wright, ada banyak jenis tanda tangan teknologi, yang paling sering dicari di antaranya adalah sinyal radio:
"Ini memiliki banyak keuntungan: mereka jelas buatan, mereka adalah salah satu cara termurah dan termudah untuk mengirimkan informasi jarak jauh, mereka tidak memerlukan ekstrapolasi dalam teknologi dari kami untuk menghasilkan, dan kami dapat mendeteksi bahkan sinyal yang sangat lemah di jarak antarbintang. Karakteristik umum lainnya adalah laser — baik pulsa atau sinar kontinu — yang memiliki banyak kelebihan yang sama. Kedua tanda tangan teknologi diusulkan hampir 50 tahun yang lalu, dan sebagian besar pekerjaan yang dilakukan pada tanda tangan teknologi sejauh ini telah mencari mereka. ”
Untuk setiap tanda tangan ini, oleh karena itu perlu untuk menetapkan batas atas, sehingga para ilmuwan tahu persis apa tidak untuk mencari. “Ketika Anda mencari sesuatu dan tidak menemukannya, Anda harus secara hati-hati mendokumentasikan dengan tepat sinyal apa yang telah Anda buktikantidak ada, ”kata Wright. "Sesuatu seperti: tidak ada sinyal yang lebih kuat dari level tertentu, pada suatu waktu, dalam beberapa rentang bintang tertentu, lebih sempit dari beberapa bandwidth, dalam beberapa rentang frekuensi."
Laporan tersebut kemudian membahas apa batas deteksi maksimum untuk setiap tanda-tanda teknologi dan apa metode dan teknologi saat ini untuk mencari mereka. Untuk menempatkan ini dalam perspektif, mereka mengutip dari studi 2005 oleh Chyba and Hand:
"Fisikawan-Astro ... menghabiskan beberapa dekade mempelajari dan mencari lubang hitam sebelum mengumpulkan bukti kuat hari ini bahwa mereka ada. Hal yang sama dapat dikatakan untuk mencari superkonduktor suhu-kamar, peluruhan proton, pelanggaran relativitas khusus, atau dalam hal ini boson Higgs. Memang, banyak penelitian yang paling penting dan menarik dalam astronomi dan fisika berkaitan dengan studi objek atau fenomena yang keberadaannya belum ditunjukkan - dan itu mungkin, pada kenyataannya, ternyata tidak ada. Dalam hal ini astrobiologi hanya menghadapi apa yang sudah biasa, bahkan situasi yang biasa di banyak ilmu pengetahuannya. ”
Dengan kata lain, kemajuan di masa depan dalam bidang ini akan terdiri dari mengembangkan cara untuk mencari kemungkinan teknologi dan menentukan dalam bentuk apa tanda tangan ini tidak dapat dikesampingkan sebagai fenomena alam. Mereka mulai dengan mempertimbangkan pekerjaan luas yang telah dilakukan di bidang astronomi radio.
Ketika tiba saatnya, hanya sumber radio astronomi yang sangat sempit yang dapat dikatakan memiliki asal buatan, karena transmisi radio broadband adalah kejadian umum di galaksi kita. Akibatnya, para peneliti SETI telah melakukan survei yang mencari sumber gelombang dan gelombang radio berkelanjutan yang tidak dapat dijelaskan oleh fenomena alam.
Contoh yang baik dari ini adalah yang terkenal "WOW! Sinyal ”yang terdeteksi pada 15 Agustus 1977, oleh astronom Jerry R. Ehman menggunakan teleskop radio Big Ear di Ohio State University. Dalam perjalanan mensurvei rasi Sagitarius, dekat gugus bola M55, teleskop mencatat lompatan tiba-tiba dalam transmisi radio.
Sayangnya, beberapa survei lanjutan tidak dapat menemukan indikasi lebih lanjut dari sinyal radio dari sumber ini. Ini dan contoh-contoh lain mencirikan kerja keras dan sulit yang datang dengan mencari tanda-tanda teknologi gelombang radio, yang telah dicirikan sebagai mencari jarum di “Tumpukan Jerami Kosmik”.
Contoh instrumen dan metode survei yang ada termasuk Allen Telescope Array SETI Institute, Observatory Arecibo, Robert C. Byrd Green Bank Telescope, Parkes Telescope, dan Very Large Array (VLA), proyek [email protected] dan terobosan. Dengarkan . Tetapi mengingat bahwa volume ruang yang telah dicari untuk pencarian radio terus menerus dan berdenyut, batas atas saat ini pada tanda tangan gelombang radio cukup lemah.
Demikian pula, sinyal cahaya optik dan inframerah dekat (NIL) juga perlu dikompresi dalam hal frekuensi dan waktu untuk dianggap buatan aslinya. Di sini, contoh-contoh termasuk instrumen Near-Infrared Optical SETI (NIROSETI), Sistem Array Teleskop Pencitraan Radiasi Sangat Energik (VERITAS), Penjelajah Bidang Luas Obyek Bumi Dekat Bumi (NEOWISE), dan Spektrometer Echelle Keck / Resolusi Tinggi ( HIRES).
Ketika datang untuk mencari megastruktur (seperti Dyson Spheres), para astronom fokus pada kedua limbah panas dari bintang-bintang dan mencelupkan dalam luminositas mereka (obscurations). Dalam kasus yang pertama, survei telah dilakukan yang mencari kelebihan energi inframerah yang berasal dari bintang-bintang terdekat. Ini bisa dilihat sebagai indikasi bahwa cahaya bintang ditangkap oleh teknologi (seperti panel surya).
Konsisten dengan hukum termodinamika, sebagian dari energi ini akan dipancarkan sebagai panas "limbah". Dalam kasus yang terakhir, pengaburan telah dipelajari menggunakan data dari Kepler dan K2 misi untuk melihat apakah mereka dapat menunjukkan keberadaan struktur mengorbit besar - dengan cara yang sama mereka digunakan untuk mengkonfirmasi transit planet dan keberadaan planet ekstrasurya.
Demikian pula, survei telah dilakukan terhadap galaksi lain menggunakan Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) dan Two Micron All-Sky Survey (2MASS) untuk mencari tanda-tanda ketidakjelasan. Pencarian yang sedang berlangsung lainnya sedang dilakukan dengan Infrared Astronomical Satellite (IRAS) dan Sumber Vanishing & Muncul selama Century of Observations (VASCO).
Laporan ini juga membahas tanda-tanda teknologi yang mungkin ada di Tata Surya kita sendiri. Di sini, kasus ‘Oumuamua dinaikkan. Menurut penelitian terbaru, ada kemungkinan bahwa objek ini sebenarnya adalah alien probe, dan bahwa ribuan objek seperti itu bisa ada di Tata Surya (beberapa di antaranya dapat dipelajari dalam waktu dekat).
Bahkan ada upaya untuk menemukan bukti peradaban masa lalu di Bumi ini melalui teknologi kimia dan industri, mirip dengan bagaimana indikator seperti itu di planet ekstra surya dapat dianggap sebagai bukti peradaban maju.
Kemungkinan lain adalah keberadaan artefak alien berbasis ruang atau "pesan botol". Ini bisa mengambil bentuk pesawat ruang angkasa yang berisi pesan yang mirip dengan "Plakat Pioneer" dari Pelopor 10 dan 11 misi, atau "Catatan Emas" dari Voyager 1 dan 2 misi.
Pada akhirnya, batas atas pada teknologi ini bervariasi, dan tidak ada upaya untuk menemukan yang telah berhasil sejauh ini. Namun, ketika mereka melanjutkan untuk mencatat, ada peluang yang cukup besar untuk deteksi teknolatur masa depan berkat pengembangan instrumen generasi berikutnya, metode pencarian yang disempurnakan dan kemitraan yang menguntungkan.
Ini akan memungkinkan kepekaan yang lebih besar ketika mencari contoh teknologi komunikasi, serta tanda-tanda kimia dan tanda tangan industri berkat kemampuan untuk secara langsung gambar planet ekstrasurya.
Contohnya termasuk instrumen berbasis darat seperti Extremely Large Telescope (ELT), Large Synoptic Survey Telescope (LSST), dan Giant Magellan Telescope (GMT). Ada juga instrumen berbasis ruang yang ada, termasuk yang baru saja pensiun Kepler misi (yang datanya masih mengarah ke penemuan berharga), the Gaia misi, dan Satelit Transit Planet Satelit Transit (TESS).
Proyek berbasis ruang yang saat ini sedang dalam pengembangan meliputi James Webb Space Telescope (JWST), yang Teleskop Survei Inframerah Lapangan Luas (WFIRST), dan Transit PLAnetary dan Osilasi bintang (PLATO) misi. Instrumen ini, dikombinasikan dengan perangkat lunak yang ditingkatkan dan metode berbagi data diharapkan untuk menghasilkan hasil yang baru dan menarik di masa depan yang tidak terlalu jauh.
Tetapi seperti yang dirangkum Wright, hal yang akan membuat perbedaan terbesar adalah banyak waktu dan kesabaran:
“Meskipun berusia 50 tahun, SETI (atau, jika Anda suka, mencari tanda-tanda teknologi) dalam banyak hal masih dalam masa pertumbuhan. Belum ada banyak pencarian dibandingkan dengan mencari hal-hal lain (materi gelap, lubang hitam, kehidupan mikroba, dll) karena kurangnya dana historis; bahkan belum ada banyak pekerjaan kuantitatif dan mendasar tentang teknologi apa yang harus dicari! Sebagian besar pekerjaan sejauh ini adalah orang-orang yang berpikir tentang pekerjaan apa yang akan mereka lakukan jika mereka memiliki dana. Mudah-mudahan, kita akan segera dapat mulai mempraktikkan ide-ide itu! "
Setelah setengah abad, pencarian kecerdasan ekstra-terestrial masih belum menemukan bukti kehidupan cerdas di luar Tata Surya kita - yaitu pertanyaan terkenal Fermi, "Di mana semua orang?", Masih bertahan. Tapi itu hal yang baik tentang Fermi Paradox, Anda hanya perlu menyelesaikannya sekali. Semua kebutuhan manusia adalah untuk menemukan satu contoh, dan pertanyaan yang sama-sama dihormati waktu, "Apakah kita sendirian?", Akhirnya akan dijawab.
Laporan akhir, "NASA dan Pencarian untuk Technosignatures", dikompilasi oleh Jason Wright dan Dawn Gelino - seorang profesor di PSU dan Pusat untuk Exoplanets dan Habitable Worlds (CEHW) dan seorang peneliti dengan NASA Exoplanet Science Institute (NExScI) masing-masing.
