När det gäller sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI) i universum, finns det den komplicerade frågan om vad du ska vara på jakt efter. Utöver den åldriga frågan om huruvida ett intelligent liv finns någon annanstans i universum (statistiskt sett är det mycket troligt att det gör det), det finns också frågan om vi skulle kunna känna igen det om och när vi såg den.
Med tanke på att mänskligheten bara är bekant med en form av civilisation (vår egen) tenderar vi att leta efter indikationer på tekniker som vi känner eller som verkar genomförbara. I en ny studie föreslog en forskare från Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) att leta efter stora band med satelliter i avlägsna stjärnsystem - ett koncept som föreslogs av den sena och stora Arthur C. Clarke (känd som en Clarke Belt) .
Studien - med titeln "Möjliga fotometriska signaturer av måttligt avancerade civilisationer: Clarke Exobelt" - genomfördes av Hector Socas-Navarro, en astrofysiker med IAC och Universidad de La Laguna. I det förespråkar han att använda nästa generations teleskop för att leta efter tecken på massiva bälten av geostationära kommunikationssatelliter i avlägsna stjärnsystem.
Detta förslag är delvis baserat på ett papper skriven av Arthur C. Clarke 1945 (med titeln "Peacetime Uses for V2"), där han föreslog att "artificiella satelliter" skulle skickas in i en geostationär bana runt jorden för att skapa ett globalt kommunikationsnätverk. För närvarande finns det cirka 400 sådana satelliter i ”Clarke Belt” - en region som heter honom till heder som ligger 36 000 km över jorden.
Detta nätverk utgör ryggraden i modern telekommunikation och i framtiden förväntas många fler satelliter distribueras - vilket kommer att utgöra ryggraden i det globala internet. Med tanke på satelliternas praktiska praktik och det faktum att mänskligheten har kommit att lita på dem så mycket, anser Socas-Navarro att ett bälte av konstgjorda satelliter naturligtvis kan betraktas som "teknikmarkörer" (analogerna till "biomarkörer", som indikerar livets närvaro) ).
Som Socas-Navarro förklarade till Space Magazine via e-post:
”I huvudsak är en teknikmarkör allt vi kan observera som skulle avslöja närvaron av teknik någon annanstans i universum. Det är den ultimata ledtrådan att hitta intelligent liv där ute. Tyvärr är de interstellära avstånden så stora att vi med vår nuvarande teknik bara kan hoppas på att upptäcka mycket stora föremål eller strukturer, något som kan jämföras med planets storlek. ”
I detta avseende är en Clarke Exobelt inte olika från en Dyson Sphere eller andra former av megastrukturer som föreslagits av forskare tidigare. Men till skillnad från dessa teoretiska strukturer är en Clarke Exobelt helt genomförbar med dagens teknik.
"Andra befintliga teknikmarkörer är baserade på science fiction-teknik som vi vet mycket lite om," sade Socas-Navarro. ”Vi vet inte om sådan teknik är möjlig eller om andra främmande arter kanske använder dem. Clarke Exobelt, å andra sidan, är en technomarker baserad på verklig, för närvarande befintlig teknik. Vi vet att vi kan skapa satelliter och om vi gör dem är det rimligt att anta att andra civilisationer kommer att göra dem också. ”
Enligt Socas-Navarro finns det en del "science fiction" när det gäller Clarke Exobelts som faktiskt skulle kunna upptäckas med hjälp av dessa instrument. Som nämnts har mänskligheten cirka 400 operativa satelliter som besätter jordens "Clarke Belt". Detta är ungefär en tredjedel av jordens befintliga satelliter, medan resten ligger på en höjd av 2000 km (1200 mi) eller mindre från ytan - den region som kallas Low Earth Orbit (LEO).
Detta innebär i huvudsak att utlänningar skulle behöva ha miljarder fler satelliter inom deras Clarke Belt - vilket står för ungefär 0,01% av bältearealet - för att det ska kunna upptäckas. När det gäller mänskligheten är vi ännu inte till den punkt där vårt eget bälte skulle kunna upptäckas av en utomjordisk intelligens (ETI). Detta bör emellertid inte ta lång tid eftersom antalet satelliter i omloppsbana har ökat exponentiellt under de senaste 15 åren.
Baserat på simuleringar utförda av Socas-Navarro kommer mänskligheten att nå tröskeln där dess satellitband kommer att bli upptäckt av ETIs år 2200. Att veta att mänskligheten kommer att nå denna tröskel i en inte alltför avlägsen framtid gör Clarke Belt till ett genomförbart alternativ för SETI . Som Socas-Navarro förklarade:
”I den här meningen är Clarke Exobelt intressant eftersom det är den första teknikmarkören som letar efter befintlig teknik. Och det går båda vägarna också. Humanitys Clarke Belt är förmodligen för glesbefolkat för att detekteras från andra stjärnor just nu (åtminstone med teknik som vår). Men under de senaste decennierna har vi befolkat det i en exponentiell takt. Om denna trend skulle fortsätta skulle vår Clarke Belt vara upptäckbar från andra stjärnor år 2200. Vill vi vara upptäckbar? Detta är en intressant debatt som mänskligheten måste lösa snart.
När det gäller när vi kanske kan börja leta efter Exobelts, indikerar Socas-Navarro att detta är möjligt inom det kommande decenniet. Med hjälp av instrument som James Webb Space Telescope (JWST), Giant Magellan Telescope (GMT), European Extremely Large Telescope (E-ELT) och Thirty Meter Telescope (TMT) kommer forskare att ha markbaserat och rymdbaserat teleskop med den nödvändiga upplösningen för att upptäcka dessa band runt exoplaneter.
När det gäller hur dessa bälten skulle detekteras, skulle det komma till de mest populära och effektiva sätten att hitta exoplaneter hittills - Transitmetoden (alias Transit Photometry). För denna metod övervakar astronomer avlägsna stjärnor för periodiska dopp i ljusstyrka, vilket är tecken på en exoplanet som passerar framför stjärnan. Med hjälp av nästa generations teleskoper kan astronomer också kunna upptäcka reflekterat ljus från ett tätt band med satelliter i omloppsbana.
"Innan vi riktar våra superteleskop mot en planet måste vi dock identifiera bra kandidater," sade Socas-Navarro. ”Det finns för många stjärnor att kontrollera och vi kan inte gå en efter en. Vi måste lita på exoplanet-sökprojekt, till exempel den nyligen lanserade satelliten TESS, för att hitta intressanta kandidater. Då kan vi göra uppföljningsobservationer med superteleskop för att bekräfta eller motbevisa dessa kandidater. ”
I detta avseende teleskop som Kepler rymdteleskop och den Transiting Exoplanet Survey Telescope (TESS) kommer fortfarande att tjäna en viktig funktion när du söker efter teknikmarkörer. Medan det tidigare teleskopet snart kommer att gå i pension, kommer det senare att planeras lanseras 2018.
Medan dessa rymdteleskoper skulle leta efter steniga planeter som ligger inom de bebodda zonerna av tusentals stjärnor, kunde nästa generations teleskop söka efter tecken på Clarke Exobelts och andra teknikmarkörer som annars skulle vara svåra att upptäcka. Men som Socas-Navarro antydde, kunde astronomer också hitta bevis på Exobands genom att sifta igenom befintliga data också.
"När vi gör SETI har vi ingen aning om vad vi letar efter eftersom vi inte vet vad utlänningarna gör," sade han. ”Så vi måste undersöka alla möjligheter som vi kan tänka på. Att leta efter Clarke Exobelts är ett nytt sätt att söka, det verkar åtminstone rimligt troligt och, viktigast av allt, det är gratis. Vi kan leta efter signaturer av Clarke Exobelts i befintliga uppdrag som söker efter exoplaneter, exoreringar eller exomoner. Vi behöver inte bygga dyra nya teleskop eller satelliter. Vi behöver helt enkelt hålla ögonen öppna för att se om vi kan upptäcka signaturerna som presenteras i simuleringen i flödet av data från alla dessa projekt. ”
Mänskligheten har aktivt letat efter tecken på utomjordisk intelligens i årtionden. Att veta att vår teknik och våra metoder blir mer förfinade och att mer sofistikerade sökningar kan börja inom ett decennium är verkligen uppmuntrande. Att veta att vi inte kommer att vara synliga för några ETI som finns där ute i ytterligare två århundraden, det är också uppmuntrande!
Och se till att kolla in den här coola videon av vår vän, Jean Michael Godier, där han förklarar konceptet med en Clarke Exobelt:
