uniVersI/O



Galaktinen kefeidi-internet

Törmäsin arXiv:ssa taannoin mielenkiintoiseen artikkeliin: Cepheid Galactic Internet. Ota siis galaktinen modeemi käteesi, joka teleskooppinakin tunnetaan, ja surffaa läpi Linnunradan sivilisaatioiden historian! Kyseessä on siis teoria, jonka mukaan on mahdollista, että vieraat, älykkäät sivilisaatiot ovat koodanneet informaatiota muuttuviin tähtiin, tarkemmin kefeideihin. Mutta kartoitetaanpa ensin hieman galaktisen yhteydenpidon taustoja.

Tähtien välinen kommunikaatio ei suinkaan ole mikään helppo toimenpide. Ensimmäiset ongelmat tulevat vastaan tarkastellessamme valtavia etäisyyksiä tähtien välillä. Linnunrata on noin satatuhatta valovuotta halkaisijaltaan ja tuhat valovuotta paksu. Koska mikään informaatio ei voi edetä valoa nopeammin, menisi viestin lähettämiseen galaksimme reunalta toiselle tuo hulppeat satatuhatta vuotta. Suhteellisen pitkä aika ihmisen mittapuulla mitaten. Vaikka katsellessa yötaivaalla hohtavan valkoista Linnunrataa vaikuttaisi siltä, että se on vähintäänkin vilkas metropoli, niin todellisuudessa tähdet on ripoteltu sinne melko harvakseltaan. Lähin tähti Aurinkoa, Proxima Centauri, on vasta 4.2 valovuoden päässä, joten kirjeenvaihto paikallisille centaurilaisille kestäisi 8.4 vuotta. Keskimäärin näitä pitkän matkan viestejä ehtisi lähettää kymmenisen kappaletta ihmisiässä. Pelkkä tähti ei kuitenkaan vielä riitä elämän edellytykseksi vaan se tarvitsee jonkun astetta rauhallisemman tyyssijan, esimerkiksi planeetan. Lähin Aurinkokunnan ulkopuolinen planeetta, eksoplaneetta, on havaittu n. 10.5 valovuoden päässä Epsilon Eridani b:n ympäriltä. Kyseessä on kuitenkin Jupiterin kaltainen kaasuplaneetta, ilman kiinteää pintaa, jonne monimutkaisen elämän kehittyminen olisi vähintäänkin haasteellista, ellei mahdotonta. Lähin maankaltainen planeetta on havaittu n. 20 valovuoden päästä punaisen kääpiön Gliese 581:n ympäriltä (kyseessä on melko tuore löytö vuodelta 2007). Havaittujen maankaltaisten planeettojen odotetaankin lisääntyvän suurella vauhdilla yhä kehittyvien havaintomenetelmien ansiosta. Esimerkiksi NASA:n juuri laukaiseman Kepler-satelliitin arvioidaan havaitsevan muutamia satoja maankaltaisia planeettoja. Jos oletetaan, että elämällä olisi hyvät mahdollisuudet kehittyä maankaltaisella planeetalla (meillä tietysti on yksi hyvä esimerkki siitä), päästään seuraavaan ongelmaan: valtava planeettojen määrä.

Tähän väliin muistutan, että maankaltaisten planeettojen havaitsemisen on vasta alkutekijöissään, joten niiden kokonaismäärää Linnunradassa on vaikea määrittää. Kuitenkin voidaan perustellusti osoittaa, että kiviplaneetan muodostuminen syntyvän tähden ympärille on kohtuullisen yleistä. Onhan esimerkkisysteemissämme, omassa Aurinkokunnassamme, kiviplaneettoja jo neljä kappaletta, eikä meillä ole mitään syytä olettaa, että olisimme sen asian suhteen mitenkään erityisasemassa. Karkeasti voidaan arvioida, että jos kiviplaneetta syntyy jokaisen tähden ympärille, jonka ympärille on ylipäätään mahdollista syntyä planeettoja, niiden määräksi saadaan arviolta kymmeniä miljardeja planeettoja. Tietysti älyllisen elämän syntyminen tällaiselle planeetalle vaatii miltei täydelliset olosuhteet: mm. oikea etäisyys tähdestä, Jupiterin kaltainen kaasujättiläinen siivoamaan vaaralliset asteroidit lähistöltä, laattatektoniikkaa ja oikea kaasukehän koostumus. Älykkäiden sivilisaatioiden määrää Linnunradassa voidaan arvioida nk. Draken kaavalla (tosin arviointi tässä on merkitykseltään enemmän akateeminen perstuntuma), ja optimaalisin tulos antaa viitisen tuhatta kommunikaatiokykyistä sivilisaatiota tällä hetkellä (pessimistisin tosin reilusti alle yhden). Viisituhatta sivilisaatiota ripoteltuna Linnunrataan on kuitenkin vain viisituhatta pisaraa meressä ja on erittäin todennäköistä, että mikään sivilisaatio ei ole sataa valovuotta lähempänä toisiaan. Ilman suurempaa melua galaktisilta naapureiltamme meidän täytyisi löytää elämän merkkejä yhdeltä per kymmenisen miljoonaa planeettaa, eli etsimme neulaa heinäsuovasta. Ja tämä oli kaikista optimistisin luku, huomauttaen vielä, että maankaltaisten planeettojen havaittu määrä voidaan laskea toistaiseksi yhden käden sormin.

Kolmas ongelma on tekninen. Miten lähettää koherentti viesti satojen tai tuhansien valovuosien päähän? Tähän asti on päädytty tulokseen, että radioaallot ovat ratkaisu ongelmaan, johtuen niiden luonnollisesta kyvystä olla välittämättä eteen joutuneista kaasu- ja pölykertymistä. Jatkuva lähetys kuitenkin syö energiaa, ja koska energia on universumin valuutta, on epätodennäköistä, että älykäs sivilisaatio harrastaisi tällaista tuhlausta. Huomattavasti energiatehokkaampaa olisi lähettää lyhyt optinen pulssi tai neutronisuihku, mutta se vaatisi äärimmäistä tarkkuutta (Maan läpimitta nähtynä sadan valovuoden päästä vastaa n. asteen sadasmiljardisosaa). Tämän lisäksi galaktisen magneettikentän ja muiden häiriötä aiheuttavien kohteiden tunteminen on hyödyllistä, jottei arvokas viesti kiepsahda sivuun reitiltään tai muuta muotoaan. Mikä siis avuksi keskustelunhaluisille alieneille? Apuun tulevat kefeidit.

Kefeidit ovat säännöllisesti sykkiviä tähtiä, joilla on tarkoin määritelty kirkkaus/sykkimisjakso-suhde. Näin ollen niiden etäisyys voidaan määrittää erittäin tarkasti ja niitä käytetäänkin tähtitieteessä nk. standardikynttilöinä. Voidaan olettaa, että mikä tahansa tähtitieteestä kiinnostunut sivilisaatio huomaa ennemmin tai myöhemmin nämä kohteet ja monitoroi niitä säännöllisesti verraten niitä jatkuvasti uusiin havaintoihin. Yo. artikkeli ehdottaakin, että moduloimalla keinotekoisesti kefeidin sykkimisjaksoa, siihen saadaan poikkeamia perusjaksosta, jotka voidaan helposti havaita kaukaakin.

Syy kefeidien sykkimiselle löytyy niiden sisällä olevista ionisaatiokerroksista. Normaalisti tähden sisuksissa syntyvä fuusioenergia pääsee vapaasti etenemään keskusosista kohti pintaa luoden tähden kaasulle paineen, joka vastustaa painovoiman kokoon puristavaa vaikutusta. Näin ollen tähti on tasapainossa. Jos tähdellä on sisäosissaan ionisaatiokerroksia, ne voivat sopivissa olosuhteissa ionisoitua, muuttaen kaasun vähemmän säteilyä läpipäästäväksi. Tällöin energiaa varastoituu tähden kaasuun, joka lämmetessään laajenee, jolloin se laajentaa samalla koko tähteä. Laajetessaan kaasu jäähtyy, ionisaatiotila purkautuu ja tähti kutistuu takaisin alkutilaansa. Tärkeä seikka tässä on, että kyseinen sykli on hyvin herkkä epätasapainolle. Hyvin pienellä määrällä energiaa voidaan käynnistää ennenaikainen ionisaatio ja aiheuttaa modulaatiota kefeidin sykliin. Kyseinen tähden kutittaminen onnistuu vaikkapa n. 1 TeV:n (teraelektronivoltti) neutrinosäteellä. Näin ollen jollakin algoritmilla saadaan koodattua vaikka koko sivilisaation historia kaikille nähtäväksi tässä galaktisessa keifeidi-internetissä. Ei kun vaan putki kouraan ja katse kohti kefeidejä sekä kone raksuttamaan Fourier-muunnoksia, niin voit olla juuri se henkilö, joka saa ensikosketuksen vieraaseen sivilisaatioon.

Advertisements

Trackbacks & Pingbacks

  1. Tiedeviikko 12+13/11 « uniVersI/O pingbacked : 6 years, 3 months ago

Kommentit



Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: