🤖 ⛓️ 🛌🏾 História do raio de detecção de civilizações ☝🏾 🕢 🧑🏾

A que distância da Terra podemos ter em mente irmãos hipotéticos? Há muitas boas críticas sobre esse assunto (por exemplo, [ 1 , 2 , 10 ]). Segue-se, em particular, que com a ajuda do radiotelescópio mais poderoso de Arecibo atualmente, podemos enviar um sinal para outra civilização com o mesmo telescópio, a vários milhares de anos-luz de distância. Obviamente, para que essa comunicação ocorra, você precisa saber exatamente onde, quando e com que frequência transmitir e ouvir. Se você simplesmente escanear o céu inteiro, “escutando” cada ponto por um longo tempo para captar um sinal, a cobertura de nossa comunicação interestelar diminui para um raio de 5 a 10 anos-luz [ 10tabela 4]. É a tal distância que hoje podemos notar vizinhos cósmicos em um nível de desenvolvimento comparável a nós.

Pergunta: Como essa distância mudou no passado? É possível entender alguma coisa observando os valores desse parâmetro em uma perspectiva histórica global? Acontece que sim. E é isso que faremos. Vamos ver como o raio de auto-detecção de R _s , isto é, a distância em que a civilização terrestre poderia detectar uma outra civilização , ao mesmo nível de desenvolvimento, mudou ao longo do tempo.

Por que "no mesmo"? Porque é mais simples e mais definido. Não há necessidade de especular, provavelmente enganado se os antigos egípcios poderiam notar o satélite de outra pessoa (e se podemos reconhecer a super-tecnologia de outra pessoa, tê-la diante de nossos olhos).

Mesmo nessa simplificação, as estimativas quantitativas são extremamente difíceis e podem conter imprecisões significativas. Portanto, as emendas, é claro, são aceitas, mas somente se eu cometer um erro, pelo menos uma ordem de magnitude.

Então vamos começar.

Tempos primitivos: R _s ≈ 1000 km

A Austrália começou a povoar cerca de 40 mil anos atrás, e a Polinésia - 3-5. Entre esses marcos, as pessoas não conheciam cavalos nem nenhuma navegação séria.

Dê uma olhada no mapa dos idiomas nativos da Austrália [ 15 , Crédito de imagem: Wikipedia]: as

cores nele indicam não apenas idiomas, mas suas famílias . Ou seja, grupos de idiomas que diferem muito mais do que o russo do polonês. Uma imagem muito semelhante surge no mapa das línguas dos nativos da América do Norte [ 16 ].

Segundo esses cartões, o isolamento cultural entre pedaços coloridos era extremamente alto. Caso contrário, os idiomas, por milênios, provavelmente teriam se misturado. Portanto, o "raio de autodescoberta" característico da época era o tamanho do território onde eles falavam a mesma família de idiomas. Só porque se as pessoas conhecessem seus vizinhos imediatos de alguma forma, o que estava acontecendo atrás de suas terras continuava quase desconhecido.

Com base nestas considerações, tomamos R _s ≈ 10 ⁶ metros no intervalo entre o surgimento do homem moderno (50 mil anos atrás) e os primeiros estados (cerca de 6 mil anos atrás).

Império Romano: R _s = 8000 km

No mapa mundial da obra de Ptolomeu do século II dC, a China já está marcada com a palavra "Sinae" ([ 20 , Crédito de imagem: Wikipedia]):

Segundo a mesma fonte, a primeira troca de embaixadores entre os impérios romano e chinês ocorreu em 166. Assim, as duas maiores civilizações do planeta, em um nível semelhante de desenvolvimento, encontram-se a uma distância de R _s = 8 * 10 ⁶ m.

Viagem de Magalhães: R _s = 20.000 km

Em 1522, a expedição de Magalhães completa uma viagem ao redor do mundo ([ 30 , Crédito de imagem: Wikipedia]):

Se houvesse outra civilização européia na Terra, praticamente não haveria chance de ela passar despercebida neste momento. Ou seja, em 1522, R _s = 2 * 10 ⁷ m.

Observações da Lua, 1610-1820s. R _s = 384 mil km

Já em 1609, Galileu construiu um telescópio com um aumento de quase 30 vezes, o que possibilitou, com alguma sorte, distinguir detalhes da Lua com um tamanho de 8 a 10 quilômetros [ 40 ]. Infelizmente, Londres (uma das maiores cidades terrestres da época) alcançou apenas cerca de uma milha de tamanho [ 50 ].

Em 1657, com um telescópio Huygens de 100 vezes na Lua, era possível observar detalhes de 2 a 3 quilômetros [ 40 ]. Londres atingiu essa marca por volta de 1677 [ 52 ]. Ou seja, se ele estivesse lá, eles já o teriam visto.

Tecnicamente, essa já é a data da inclusão da órbita lunar no círculo de nossa autodescoberta. No entanto, devido a dificuldades de observação, “descobertas” separadas dos traços da civilização na Lua ocorreram até o século 19 [ 60 ], enquanto os trabalhos espectrográficos de Fraunhofer em 1823 [ 70 ] encerraram completamente essa questão.

Sujeito a esta alteração, assumimos que R _s atingiu um valor de 4 * 10 ⁸ metros no ano de 1700.

Marte e Vênus, R _s ≈ 60 milhões de km

De 19 a meados do século 20, R _s cresceu principalmente devido à crescente influência de nossa civilização sobre a natureza. Nossos prédios, cidades, canais se tornaram maiores e mais perceptíveis.

Por exemplo, o Canal Karakum:

uma análise dos parâmetros dos telescópios [ 80 , 90 ] mostra que, na forma de uma faixa escura nesta imagem, poderia ser visto em Marte no ano de 1897. O que coincide aproximadamente com a abertura dos famosos "canais marcianos" (1877, [ 100]). E embora esses canais tenham se tornado uma ilusão de ótica, é importante entender: eles, em princípio, podem ser reais. A astronomia observacional tornou possível notar um canal real bastante grande devido ao escurecimento sazonal da vegetação adjacente. É verdade que o Canal Karakum começou a ser construído apenas em 1954, mas canais de tamanho comparável na Terra foram estabelecidos anteriormente.

Outro sinal é o brilho das luzes elétricas das cidades noturnas. Usando a calculadora [ 110 ] (ou recontando as conclusões de [ 1 15 ]), podemos estimar que, se Vênus tivesse sua própria Nova York, suas luzes noturnas no lado noturno poderiam ser vistas entre 1900 e 1960 th anos.

Com base na totalidade desses dados, tomamos 6 * 10 ¹⁰metros como o raio da autodescoberta da civilização terrestre até o ano 1930.

E então a radioastronomia entrou em cena.

Década de 1960 Vazamentos de radar, R _s = 0,7 anos-luz

Os Estados Unidos e a URSS, temendo um ataque nuclear repentino por um vizinho, criaram sistemas de alerta precoce de mísseis balísticos [ 120 , 122 ]. Esses sistemas se tornaram uma das fontes de rádio em operação contínua mais poderosas da Terra.

Eles são baseados em um radar comum que percorre o horizonte a cada poucos segundos e escuta se um sinal refletido vier de uma ogiva voadora (Crédito da imagem: Wikipedia):

O que acontece com um feixe de radar se ele não se deparar com uma ogiva? Corretamente. O raio continua. No espaço, além da Lua, planetas do Sistema Solar, estrelas e assim por diante até o infinito.

A força do feixe é tal que, se você souber com antecedência qual estrela “escutará”, poderá capturá-la com o telescópio Arecibo em 19 anos-luz e com boa probabilidade em 0,7 anos-luz, inspecionando todo o céu [de acordo com 10 , tabela 4].

Assim, já por volta de 1965, o parâmetro R _s atinge um valor de 0,7 anos-luz, ou 7 * 10 ¹⁵ metros.

2015. Aproximadamente 10 anos-luz

Dizer exatamente qual é esse raio hoje é bastante difícil. Muitas novas ferramentas, métodos, mas poucas descrições sistemáticas. As estimativas geralmente precisam ser feitas em fuga por evidências indiretas.

Então, a matriz do telescópio Allen [ 145], lembrando-se, ele deve detectar com segurança um radar equivalente ao Arecibo, a uma distância de até 300 parsecs (e 105 parsecs em sua forma atual). Isso está assumindo transmissão direcional. É claro que a essa distância a probabilidade de transmissão é pequena para nós. No entanto, se tomarmos os próximos 5 parsecs, as estrelas nessa esfera já terão apenas cinquenta, das quais a classe espectral "decente" é de apenas 30. Em geral, essa quantidade pode ser facilmente captada por transmissões direcionais. Portanto, se "eles" não são idiotas, querem se comunicar e vivem dentro de um raio de vários parsecs, então nossas chances de ouvi-los são muito altas.

O quê mais? No trabalho [ 150] as pessoas pesquisaram assinaturas espectrais de trítio na faixa de rádio em um raio de cerca de 20 anos-luz do Sol. O trítio, como você sabe, quase nunca é encontrado na natureza; portanto, qualquer descoberta dele certamente indica as atividades de uma civilização cósmica que usa ativamente a energia termonuclear. Digamos que para voos interplanetários em foguetes Orion do tipo ~~Hius~~ . O nível é um pouco mais alto que o nosso, mas ainda é comparável e compreensível.

Em [ 153] alega-se que a construção de radiotelescópios moderna ou quase esperada atingiu um nível suficiente para registrar o ruído de sinais de televisão alienígena a distâncias de 10 a 500 parsecs. Obviamente, no modo de ouvir atentamente as estrelas "interessantes", e não o céu inteiro consecutivo, o que, na prática, significa o limite inferior desse intervalo.

Além do rádio, outros canais interessantes se tornaram significativos recentemente.

Assim, transmissões a laser (também direcionais) com potência de apenas 90 watts são detectadas pelos métodos modernos a distâncias de até 100 anos-luz, de acordo com [ 155 ]. Isso, levando em conta o argumento já citado sobre o foco nos vizinhos mais próximos, se resume novamente a uma detecção altamente provável em unidades de parsecs.

As consequências de uma guerra nuclear global (na forma de uma luminescência do ar ionizado) estão no limite da detectabilidade por métodos modernos para estrelas próximas [ 156 ]. Também é relatado que o Telescópio Espacial James Webb, com lançamento previsto para 2018, será capaz de "sentir" a poluição das atmosferas planetárias com freons tecnogênicos a distâncias interestelares.

Finalmente, se "eles" pretendem despejar seus resíduos radioativos no sol local (temos esses projetos), então, ao longo das linhas espectrais dos mais raros "fragmentos de fissão" (Tc, Pr, Nd, Pu, Ba, Zr), atividade semelhante, com gravidade suficiente sua escala pode ser detectada em geral quase em milhares de anos-luz [ 160 , 156 ].

Resumindo toda essa diversidade, concluímos que se tivéssemos vizinhos a um raio de uma dúzia de anos-luz do Sol, provavelmente já os teríamos notado.

Observações e Conclusões

Para iniciantes, seria bom plotar um gráfico de R _s contra o tempo. Acontece que está longe de ser fácil! Nossas ferramentas e visão passam antes de um vício que se estende por mais de 20 mil anos e 11 ordens de magnitude, mas ganha seis delas em cerca de meio século. Mesmo em uma escala logarítmica, parece apenas uma "parede".

Para transmitir essa dependência, é preciso inventar sistemas de coordenadas não naturais. Por exemplo, o logaritmo do raio de autodescoberta em função do logaritmo do número de anos no passado a partir do ano (escolhido artificialmente) de 2016:

Desenhado. O crescimento, como você pode ver, é rápido e sempre acelerado. Curiosamente, em uma escala histórica global, parece um processo integral que começou muito antes do programa SETI ou da invenção do telescópio. Parece que a busca por outras civilizações é uma parte natural do crescimento de nossa civilização.

A segunda pergunta: qual é a forma analítica dessa dependência? E pode ser extrapolado para o futuro?

De uma maneira boa, isso não pode ser feito. Através de sete pontos, você pode desenhar quase tudo, e se queimar com extrapolação é mais fácil do que fácil. Da taxa de crescimento da criança nos primeiros 10 anos, não se segue que, aos 300 anos, ele começará a ultrapassar guindastes de torre.

Portanto, é impossível. Mas se muitoEu quero, então um pouco é possível. Pelo menos como um exercício para trabalhar com dependências tão acentuadas?

Desde os primeiros experimentos, fica claro que essa dependência é mais forte que exponencial. Uma tentativa de encaixar o expoente nele termina em falha (R ² = 0,227). Consequentemente, as funções de poder também são excluídas. Eles crescem mais lentamente que os expositores. Precisamos de algo que cresça, pelo contrário, mais rápido.

O que sabemos sobre o nosso vício? Que, por sua lógica, é sempre positivo, em todos os lugares cresce monotonamente e não possui características no passado. Portanto, nem a função Gamma (existem recursos) nem o expoente (deslocado) de um grau da forma R = exp ((AA ₀ ) ⁿ) - porque possui características e / ou não monotonia para qualquer n, exceto números inteiros ímpares, cuja adoção seria xamanismo e adequada para uma resposta.

O próximo na classe de velocidade é o expoente do expoente. Finalmente, é possível entrar na dependência (R ² ≈ 0,92). No sistema de coordenadas maluco escolhido, fica assim:

Nas coordenadas mais naturais para ele, “o logaritmo do raio, expoente de um século”, tudo fica quase elegante: a

expressão analítica assume a forma:

Ln ( R _s ( t )) = (4.2878708257 * 10 ^-8 ) * e ^{( Y / 100 )} + 16,0063874034

Onde Y é o ano atual e R _s é expresso em metros.

De uma forma mais conveniente para a percepção, essa dependência pode ser reescrita da seguinte forma:

Ln ( R _s / 8940 km) = e ^{-16,9648904452}

Onde C é o momento atual, expresso em séculos (isto é, para 2015, por exemplo, C = 20,15). "Coincidências" divertidas atraem a atenção:

O raio da autodescoberta é "naturalmente" expresso em unidades comparáveis ao raio do planeta.
1696 é um ponto de virada. Antes disso, o crescimento de R _s (t) também poderia ser descrito como exponencial. Depois - fundamentalmente mais rápido.
A escala característica de atualização da taxa de crescimento de nossa revisão é de 100 anos.

Infelizmente, ainda não está claro se esses números correspondem a alguma realidade objetiva ou se são artefatos de aproximação em poucos pontos.

Extrapolando essa dependência para o futuro, pode-se obter que o raio de autodetecção cubra nossa galáxia (180 mil anos-luz) até 2046 e o universo visível (14 bilhões de anos-luz) - até 2075. Esses números podem ser acreditados? Claro que não. Mas pode-se argumentar com segurança que o raio da autodetecção está crescendo muito rapidamente. E se nós, como civilização, não nos arruinarmos com uma guerra nuclear ou algum colapso vergonhoso da educação, teremos todas as chances de aprender muitas coisas novas e interessantes, mesmo durante a vida da geração atual.

Referências e fontes

[ 1 ] Um fato interessante sobre as possibilidades modernas de comunicação interestelar .
[ 2 ] Estimativa da probabilidade de detectar um sinal de rádio aleatório de uma civilização extraterrestre .
[ 10 ] Detectabilidade de atividades tecnológicas extraterrestres por Guillermo A. Lemarchand .
[ 15 ] Lista de idiomas aborígines australianos (Wikipedia) .
[ 16 ] Línguas nativas americanas .
[ 20 ] Relações sino-romanas (Wikipedia) .
[ 30 ] Fernando Magalhães (Wikipedia).
[ 40 ] A história do desenvolvimento do telescópio .
[ 50 ] História de Londres (Wikipedia) .
[ 52 ] Mapa de Londres 1677 (Cidade de Londres Ogilby e Mapa de Morgan de 1677.jpg) (Wikipedia) .
[ 60 ] Comunicação com inteligência extraterrestre, #History (Wikipedia) .
[ 70 ] INHABITAÇÃO DA LUA, p . 277 .
[ 80 ] Linha do tempo da tecnologia do telescópio (Wikipedia) .
[ 90 ] Observatório de Yerkes (Wikipedia) .
[ 100 ] Canal marciano (Wikipedia) .
[ 110 ] Calculadora de magnitude limite do telescópio .
[ 150 ] Técnica de detecção de objetos artificialmente iluminados no sistema solar exterior e além .
[ 120 ] Sistema de alerta precoce de mísseis balísticos (Wikipedia) .
[ 122 ] Radares para a detecção e rastreamento de mísseis balísticos, satélites e planetas .
[ 145 ] Matriz do telescópio Allen, # Principais objetivos científicos (Wikipedia) .
[ 150 ]Uma pesquisa para a linha Tritium Hyperfine de estrelas próximas .
[ 153 ] Bisbilhotando transmissões de rádio de civilizações galácticas com próximos observatórios para radiação com 21 cm de desvio para o vermelho .
[ 155 ] Uma pesquisa por emissão de laser óptico usando o Keck HIRES5 .
[ 156 ] Assinaturas observacionais de civilizações autodestrutivas .
[ 160 ] Espectro de resíduos nucleares como evidência de civilizações extraterrestres tecnológicas .

Evgeny Bobukh, 18/10/2015.

História do raio de detecção de civilizações

Tempos primitivos: R s ≈ 1000 km

Império Romano: R s = 8000 km

Viagem de Magalhães: R s = 20.000 km

Observações da Lua, 1610-1820s. R s = 384 mil km

Marte e Vênus, R s ≈ 60 milhões de km

Década de 1960 Vazamentos de radar, R s = 0,7 anos-luz