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Historia del radio de detección de civilizaciones

¿A qué distancia de la Tierra podemos ver a hermanos hipotéticos en mente? Hay muchas buenas críticas sobre este tema (por ejemplo, [ 1 , 2 , 10 ]). De ellos se desprende, en particular, que con la ayuda del radiotelescopio más poderoso de Arecibo hoy, podemos enviar una señal a otra civilización con el mismo telescopio a una distancia de varios miles de años luz. Por supuesto, para que esta comunicación tenga lugar, necesita saber exactamente dónde, cuándo y con qué frecuencia transmitir y escuchar. Si simplemente escanea todo el cielo, "escuchando" cada punto durante mucho tiempo para captar una señal, entonces la cobertura de nuestra comunicación interestelar disminuye a un radio de 5-10 años luz [ 10tabla 4]. Está a tal distancia que hoy podemos notar vecinos cósmicos en un nivel de desarrollo comparable al nuestro.

Pregunta: ¿Cómo ha cambiado esta distancia en el pasado? ¿Es posible entender algo mirando los valores de este parámetro en una perspectiva histórica global? Resulta que si. Y eso es lo que haremos. Veremos cómo el radio de autodetección R s , es decir, la distancia a la cual la civilización terrestre podría detectar otra civilización en el mismo nivel de desarrollo, ha cambiado con el tiempo.

¿Por qué "en lo mismo"? Porque es más simple y más definido. No es necesario especular, probablemente se equivoque si los antiguos egipcios podían notar el satélite de otra persona (y si podemos reconocer la supertecnología de otra persona, tenerla ante nuestros ojos).

Incluso en tal simplificación, las estimaciones cuantitativas son extremadamente difíciles y pueden contener imprecisiones significativas. Por lo tanto, las enmiendas, por supuesto, son aceptadas, pero solo si cometí un error, al menos un orden de magnitud.

Entonces empecemos.

Tiempos primitivos: R s ≈ 1000 km


Australia comenzó a poblar hace unos 40 mil años, y Polinesia - 3-5. Entre estos hitos, la gente no conocía ni los caballos ni ninguna navegación seria.

Eche un vistazo al mapa de los idiomas de los aborígenes de Australia [ 15 , Crédito de la imagen: Wikipedia]: los



colores en él indican no solo los idiomas, sino sus familias . Es decir, grupos de idiomas que difieren mucho más que el ruso del polaco. Una imagen muy similar emerge en el mapa de los idiomas de los nativos de América del Norte [ 16 ].

Según estas tarjetas, el aislamiento cultural entre fragmentos coloridos era extremadamente alto. De lo contrario, los idiomas, durante milenios, probablemente se habrían confundido. Entonces, el "radio de autodescubrimiento" característico en esos días era el tamaño del territorio donde hablaban la misma familia de idiomas. Solo porque si la gente conocía a sus vecinos inmediatos de alguna manera, lo que sucedía detrás de sus tierras era casi desconocido.

En base a estas consideraciones, tomamos R s  ≈ 10 6 metros en el intervalo entre la aparición del hombre moderno (hace 50 mil años) y los primeros estados (hace aproximadamente 6 mil años).

Imperio Romano: R s = 8000 km


En el mapa mundial del trabajo de Ptolomeo del siglo II dC, China ya está marcada con la palabra "Sinae" ([ 20 , Crédito de la imagen: Wikipedia]):



Según la misma fuente, el primer intercambio de embajadores entre los imperios romano y chino tuvo lugar en 166. Por lo tanto, las dos civilizaciones más grandes del planeta, en un nivel similar de desarrollo, se encuentran a una distancia de R s  = 8 * 10 6 m.

El viaje de Magallanes: R s = 20,000 km


En 1522, la expedición de Magallanes completa un viaje alrededor del mundo ([ 30 , Crédito de la imagen: Wikipedia]):



si hubiera otra civilización europea en la Tierra, prácticamente no habría posibilidad de que pasara desapercibida en este momento. Es decir, en 1522, R s  = 2 * 10 7 m.

Observaciones de la luna, 1610-1820. R s = 384 mil km





Ya en 1609, Galileo construyó un telescopio con un aumento de casi 30 veces, lo que hizo posible, con un poco de suerte, distinguir detalles en la luna de 8-10 kilómetros [ 40 ]. Desafortunadamente, Londres (una de las ciudades terrestres más grandes en ese momento) alcanzó un tamaño de aproximadamente una milla [ 50 ].

Para 1657, con un telescopio Huygens de 100 veces en la luna, era posible observar detalles de 2-3 kilómetros [ 40 ]. Londres alcanzó esta marca alrededor de 1677 [ 52 ]. Es decir, si él hubiera estado allí, ya lo habrían visto.

Técnicamente, esta ya es la fecha de inclusión de la órbita lunar en el círculo de nuestro autodescubrimiento. Sin embargo, debido a dificultades de observación, se produjeron "descubrimientos" separados de las huellas de la civilización en la luna hasta el siglo XIX [ 60 ], mientras que las obras espectrográficas de Fraunhofer en 1823 [ 70 ] cerraron por completo esta cuestión.

Sujeto a esta enmienda, suponemos que R s alcanzó un valor de 4 * 10 8 metros para el año 1700.

Marte y Venus, R s ≈ 60 millones de km


Desde el siglo XIX hasta mediados del siglo XX, R s creció principalmente debido a la creciente influencia de nuestra civilización en la naturaleza. Nuestros edificios, ciudades, canales se hicieron más grandes y más notables.

Por ejemplo, el Canal de Karakum:



un análisis de los parámetros de los telescopios [ 80 , 90 ] muestra que, en forma de una franja oscura en esta imagen, podría verse en Marte para el año 1897. Lo que coincide aproximadamente con la apertura de los famosos "canales marcianos" (1877, [ 100]). Y aunque esos canales resultaron ser una ilusión óptica, es importante entenderlo: en principio, podrían ser reales. La astronomía de observación incluso entonces permitió notar un canal real bastante grande debido al oscurecimiento estacional de la vegetación adyacente. Es cierto que el Canal Karakum comenzó a construirse solo en 1954, pero los canales de tamaño comparable en la Tierra se establecieron antes.

Otra señal es el resplandor de las luces eléctricas de las ciudades nocturnas. Usando la calculadora [ 110 ] (o relatando las conclusiones de [ 1 15 ]), podemos estimar que si Venus tuviera su propia Nueva York, entonces sus luces nocturnas en el lado nocturno podrían verse en algún lugar entre 1900 y 1960 th años.

En base a la totalidad de estos datos, tomamos 6 * 10 10metros como el radio de autodescubrimiento de la civilización terrestre para el año 1930.

Y luego la radioastronomía entró en escena.

1960 Radar Leaks, R s = 0.7 años luz


Estados Unidos y la URSS, temiendo un ataque nuclear repentino de un vecino, crearon los Sistemas de alerta temprana de misiles balísticos, [ 120 , 122 ]. Estos sistemas se han convertido en una de las fuentes de radio de funcionamiento continuo más potentes de la Tierra.

Se basan en un radar ordinario que corre alrededor del horizonte cada pocos segundos y escucha si una señal reflejada proviene de una ojiva voladora (Crédito de la imagen: Wikipedia):



¿Qué sucede con un rayo de radar si no se cruza con una ojiva? Correctamente. El rayo vuela. Hacia el espacio, pasando la Luna, los planetas del Sistema Solar, las estrellas, y así hasta el infinito.

La intensidad del haz es tal que si sabe de antemano qué estrella "escuchar", puede atraparla con el telescopio de Arecibo en 19 años luz, y con buena probabilidad en 0.7 años luz, inspeccionando todo el cielo [de acuerdo con 10 , tabla 4].

Por lo tanto, alrededor de 1965, el parámetro R s alcanza un valor de 0.7 años luz, o 7 * 10 15 metros.

2015. Aproximadamente 10 años luz


Decir exactamente cuál es este radio hoy es bastante difícil. Muchas herramientas, métodos nuevos, pero pocas descripciones sistemáticas. Las estimaciones a menudo tienen que hacerse sobre la marcha con evidencia indirecta.

Entonces, matriz de telescopio Allen [ 145], recordándolo, debe detectar con confianza un radar equivalente a Arecibo, a una distancia de hasta 300 parsecs (y 105 parsecs en su forma actual). Esto supone una transmisión direccional. Está claro que a tal distancia la probabilidad de transmisión es pequeña para nosotros. Sin embargo, si tomamos los siguientes 5 parsecs, entonces las estrellas en esta esfera ya son solo cincuenta, de las cuales la clase espectral "decente" es solo 30 en general. Esta cantidad puede ser fácilmente captada por transmisiones direccionales. En consecuencia, si "ellos" no son idiotas, quieren comunicarse y viven dentro de un radio de varios parsecs, entonces nuestras posibilidades de escuchar "ellos" resultan ser muy altas.

¿Qué más? En el trabajo [ 150] personas buscaron firmas de tritio espectral en el radio en un radio de unos 20 años luz del Sol. El tritio, como saben, casi nunca se encuentra en la naturaleza, por lo que cualquier descubrimiento del mismo indicaría casi con certeza la actividad de una civilización cósmica que utiliza activamente la energía termonuclear. Digamos para vuelos interplanetarios en cohetes Orion tipo Hius . El nivel es ligeramente más alto que el nuestro, pero sigue siendo comparable y comprensible.

En [ 153] se alega que la construcción moderna o casi esperada del radiotelescopio ha alcanzado un nivel suficiente para registrar el ruido de las señales de televisión extraterrestre a distancias de 10-500 parsecs. Por supuesto, en el modo de escuchar con atención las estrellas "interesantes", y no todo el cielo en una fila, lo que en la práctica significa más bien el límite inferior de este rango.

Además de la radio, otros canales interesantes se han vuelto importantes recientemente.

Por lo tanto, las transmisiones láser (también direccionales) con una potencia de solo 90 vatios se detectan mediante métodos modernos desde distancias de hasta 100 años luz, según [ 155 ]. Eso, teniendo en cuenta el argumento ya citado sobre centrarse en los vecinos más cercanos, nuevamente se reduce a una detección altamente probable en unidades de parsecs.

Las consecuencias de una guerra nuclear global (en forma de una luminiscencia de aire ionizado) están en el límite de detectabilidad por métodos modernos para las estrellas cercanas [ 156 ]. También se informa que el telescopio espacial James Webb, programado para su lanzamiento en 2018, podrá "sentir" la contaminación de atmósferas planetarias con freones tecnogénicos a distancias interestelares.

Finalmente, si "ellos" suponen arrojar sus desechos radiactivos al sol local (tenemos tales proyectos), entonces a lo largo de las líneas espectrales de los "fragmentos de fisión" más raros (Tc, Pr, Nd, Pu, Ba, Zr), actividad similar, con suficiente gravedad su escala se puede detectar en general casi en miles de años luz [ 160 , 156 ].

Resumiendo toda esta diversidad, concluimos que si tuviéramos vecinos en un radio de una docena de años luz del Sol, probablemente ya los habríamos notado.

Observaciones y conclusiones


Para empezar, sería bueno trazar una gráfica de R s contra el tiempo. Resulta estar lejos de ser fácil! Nuestras herramientas y nuestra vista pasan ante una adicción que se extiende por más de 20 mil años y 11 órdenes de magnitud, pero que gana seis de ellas en aproximadamente medio siglo. Incluso en una escala logarítmica, solo parece una "pared".

Para transmitir esta dependencia, uno tiene que inventar sistemas de coordenadas muy poco naturales. Por ejemplo, el logaritmo del radio de autodescubrimiento en función del logaritmo del número de años en el pasado desde el año 2016 (elegido artificialmente):



Dibujado. El crecimiento, como puede ver, es rápido y siempre se acelera. Curiosamente, en una escala histórica global, parece un proceso integral que comenzó mucho antes del programa SETI o la invención del telescopio. Parece que la búsqueda de otras civilizaciones es una parte natural del crecimiento de nuestra civilización.

La segunda pregunta: ¿cuál es la forma analítica de esta dependencia? ¿Y se puede extrapolar al futuro?

En el buen sentido, esto no se puede hacer. A través de siete puntos, puede dibujar casi cualquier cosa, y quemarse por extrapolación es más fácil que fácil. A partir de la tasa de crecimiento del niño en los primeros 10 años, no se deduce en absoluto que a la edad de 300 años comenzará a pisar grúas torre.

Por eso es imposible. Pero si muyLo quiero, entonces un poco es posible. ¿Al menos como un ejercicio para trabajar con dependencias tan agudas?

Desde los primeros experimentos, queda claro que esta dependencia es más fuerte que exponencial. Un intento de encajar el exponente en él termina en fracaso (R 2 = 0.227). En consecuencia, las funciones de poder también están excluidas. Crecen más lentamente que los expositores. Necesitamos algo que crezca, por el contrario, más rápido.

¿Qué sabemos sobre nuestra adicción? Que, por su lógica, siempre es positivo, en todas partes está creciendo de manera monótona y no tiene características en el pasado. Por lo tanto, ni la función Gamma (hay características) ni el exponente (desplazado) de un grado de la forma R = exp ((YY 0 ) n) - porque tiene características y / o no monotonía para cualquier n, excepto para enteros impares, cuya adopción sería chamanismo y adecuada para una respuesta.

El siguiente en la clase de velocidad es el exponente del exponente. Finalmente es posible entrar en la dependencia (R 2 ≈ 0.92). En el loco sistema de coordenadas elegido, se ve así:



en coordenadas más naturales para él "el logaritmo del radio, el exponente de un siglo", todo resulta casi incluso elegante:



la expresión analítica toma la forma:

Ln ( R s ( t )) = (4.2878708257 * 10 -8 ) * e ( Y / 100 ) + 16.0063874034

Donde Y es el año actual y R s se expresa en metros.

De una manera más conveniente para la percepción, esta dependencia se puede reescribir de la siguiente manera:

Ln ( R s / 8940  km) = e -16.9648904452

Donde C es el momento actual, expresado en siglos (es decir, por ejemplo, para 2015, C = 20.15). Las divertidas "coincidencias" llaman la atención:

  1. El radio del autodescubrimiento se expresa "naturalmente" en unidades comparables al radio del planeta.
  2. 1696 es un punto de inflexión. Antes, el crecimiento de R s (t) también podría describirse como exponencial. Después, como fundamentalmente más rápido.
  3. La escala característica de actualización de la tasa de crecimiento de nuestra revisión es de 100 años.

Por desgracia, no está claro si estas cifras corresponden a alguna realidad objetiva, o si son artefactos de aproximación en muy pocos puntos.

Al extrapolar esta dependencia hacia el futuro, se puede obtener que el radio de autodetección cubre nuestra galaxia (180 mil años luz) para el año 2046, y el universo visible (14 mil millones de años luz), para el 2075. ¿Se pueden creer estos números? Por supuesto no. Pero se puede argumentar confiablemente que el radio de autodetección está creciendo muy rápidamente. Y si nosotros, como civilización, no nos arruinamos con una guerra nuclear o un colapso vergonzoso de la educación, entonces tendremos todas las oportunidades de aprender muchas cosas nuevas e interesantes incluso durante la vida de la generación actual.

Referencias y fuentes


[ 1 ] Un hecho interesante sobre las posibilidades modernas de la comunicación interestelar .
[ 2 ] Estimación de la probabilidad de detectar una señal de radio aleatoria de una civilización extraterrestre .
[ 10 ] Detectabilidad de actividades tecnológicas extraterrestres por Guillermo A. Lemarchand .
[ 15 ] Lista de lenguas aborígenes australianas (Wikipedia) .
[ 16 ] Lenguas nativas americanas .
[ 20 ] Relaciones sino-romanas (Wikipedia) .
[ 30 ] Fernando de Magallanes (Wikipedia).
[ 40 ] La historia del desarrollo del telescopio .
[ 50 ] Historia de Londres (Wikipedia) .
[ 52 ] Mapa de Londres 1677 (Ciudad de Londres Ogilby y Morgan's Map of 1677.jpg) (Wikipedia) .
[ 60 ] Comunicación con inteligencia extraterrestre, #History (Wikipedia) .
[ 70 ] HABITACIÓN DE LUNA, p 277 .
[ 80 ] Cronología de la tecnología del telescopio (Wikipedia) .
[ 90 ] Observatorio Yerkes (Wikipedia) .
[ 100 ] Canal marciano (Wikipedia) .
[ 110 ] Calculadora de magnitud límite telescópica .
[ 150 ] Técnica de detección de objetos iluminados artificialmente en el sistema solar exterior y más allá .
[ 120 ] Sistema de alerta temprana de misiles balísticos (Wikipedia) .
[ 122 ] Radares para la detección y seguimiento de misiles balísticos, satélites y planetas .
[ 145 ] Allen Telescope Array, # Objetivos científicos clave (Wikipedia) .
[ 150 ]Una búsqueda de la línea hiperfina fina de tritio de las estrellas cercanas .
[ 153 ] Espiar en emisiones de radio de civilizaciones galácticas con Próximos Observatorios de corrimiento al rojo de 21 cm radiación .
[ 155 ] Una búsqueda de emisión de láser óptico con Keck HIRES5 .
[ 156 ] Firmas de observación de civilizaciones autodestructivas .
[ 160 ] Espectro de residuos nucleares como evidencia de civilizaciones tecnológicas extraterrestres .

Evgeny Bobukh, 18/10/2015.

Source: https://habr.com/ru/post/es385543/

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