Een krachtige laser is precies wat we moeten aankondigen als onze technologische soort in deze arm van de melkweg. Ingenieurs zouden in de rij staan om aan dat project te werken. Maar is het een goed idee om mysterieuze galactische buren te laten weten dat we hier zijn?
Een paar wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben een paper gepubliceerd waarin wordt geschetst hoe een krachtige laser kan worden gebouwd om onze aanwezigheid te communiceren met andere technologische beschavingen in onze galactische omgeving. James R. Clark, een van de auteurs van het artikel, en een afgestudeerde student aan de afdeling Aeronautics and Astronautics van MIT, zegt dat een dergelijke laser kan worden gebouwd met technologie die binnen ons bereik ligt. Clark benadrukt dat de paper een ‘haalbaarheidsstudie’ is en geen plan voor actie.
"Ik wilde zien of ik de soorten telescopen en lasers die we vandaag bouwen kan nemen en er een detecteerbaar baken van kan maken." James Clark, afgestudeerd student, MIT Dept. of Aeronautics and Astronautics.
De laser zou krachtig moeten zijn, tussen 1 en 2 megawatt. Dat is behoorlijk krachtig, maar niet in de buurt van 's werelds krachtigste. Japan heeft in 2015 een laser van 2 petawatt (2 quadriljoen watt) afgevuurd, maar slechts voor 1 biljoenste van een seconde. En andere onderzoekers over de hele wereld werken aan krachtigere lasers dan dat. Clark wijst op het Airborne Laser-project van de Amerikaanse luchtmacht, dat is ontworpen om ballistische raketten neer te schieten. Het zat in hetzelfde vermogensbereik dat nodig was voor het systeem van Clark en werd met succes getest, dus het idee is niet vergezocht.
Het Airborne Laser antiraketsysteem van de Amerikaanse luchtmacht in de koepel van de Boeing 747. Image Credit: Air Force-foto door Bobby Jones - http://news.com.com/2300-1008_3-6192767-4.html?tag= ne.gall.pg, publiek domeinMaar deze haalbaarheidsstudie gaat niet alleen over de laser. Het gaat ook om telescopen. De krachtige laser zou worden afgevuurd door een telescoop met een diameter van 30 tot 45 meter. Een beetje zoals het bakken van insecten op de stoep met een vergrootglas toen je klein was. (Doen kinderen dat nog steeds?)
In dat bereik zijn telescopen in aanbouw. De Thirty Meter Telescope (TMT) en de European Extremely Large Telescope (EELT), die een primaire spiegel van 39,3 meter heeft. De telescooptechnologie is dus niet vergezocht.
De laser moet zo krachtig zijn, want voor elke verre buitenaardse astronoom zou het licht van onze zon een laser met een lager vermogen overstemmen. De laser zou worden afgestemd op het infraroodbereik en zou zich onderscheiden van de natuurlijke variatie van infraroodemissies van de zon. Het signaal zou binnen ongeveer 20.000 lichtjaar zichtbaar zijn voor buitenaardse waarnemers als ze goed genoeg zouden kijken.
Buitenaardse astronomen in onze eigen buurt zouden het baken zien als ze slechts een vluchtig onderzoek zouden uitvoeren. De bekende TRAPPIST-1-ster is slechts ongeveer 40 lichtjaar verwijderd en herbergt 7 exoplaneten, waarvan sommige in de bewoonbare zone. Onze dichtstbijzijnde stellaire buur, Proxima Centauri, is slechts ongeveer 4 lichtjaar verwijderd en heeft een planeet die zich mogelijk in de bewoonbare zone bevindt.
"Als we met succes een handdruk zouden sluiten en zouden beginnen te communiceren, zouden we een boodschap kunnen uitzenden ..." - James Clark, afstudeerder, MIT-afdeling van Aeronautics and Astronautics.
Het baken kan worden gebruikt als communicatiesysteem door pulsen te verzenden die vergelijkbaar zijn met de morsecode. "Als we een handdruk met succes zouden sluiten en zouden beginnen te communiceren, zouden we een bericht kunnen flitsen met een gegevenssnelheid van ongeveer een paar honderd bits per seconde, die binnen een paar jaar zou zijn bereikt", zegt Clark, een afgestudeerde student bij MIT's Department of Aeronautics and Astronautics en auteur van de studie.
Clark analyseerde welke combinaties van laserkrachten en telescoopafmetingen nodig zouden zijn om een baken te produceren dat opvalt tegen de verblindende schittering van de zon. Hij concludeerde dat een laser van 2 megawatt, gericht door een telescoop van 30 meter, een sterk genoeg signaal zou kunnen produceren om Proxima Centauri B te bereiken. Een laser met de helft van dat vermogen - slechts 1 megawatt - zou, indien gericht door een telescoop van 45 meter, zichtbaar zijn voor buitenaardse astronomen in het TRAPPIST-1-systeem.
Maar het is een beetje te vroeg om aan specifieke doelen voor dit baken te denken, en het hele idee lijkt op het eerste gezicht twijfelachtig. Het is meer een gedachte-experiment dan een plan. Het idee was om de noodzakelijke combinaties van lasers en telescopen te bestuderen en te zien hoe ze zouden presteren. "Ik wilde zien of ik de soorten telescopen en lasers die we vandaag bouwen kan gebruiken en er een detecteerbaar baken van kan maken", zegt Clark.
Als zo'n systeem ooit zou zijn gebouwd, zou het bovenop een berg worden geplaatst, net als onze beste observatoria. Dit zou atmosferische interferentie beperken. Logisch, maar er zit ook een gevaarlijk element in het hele idee.
Een laser van 2 megawatt is niets om je mee bezig te houden. Een typische laser bij oogchirurgie is slechts 40 watt. De krachtige laser in dit interstellaire bakensysteem zou zeer destructief zijn, als iemand ernaar zou kijken. Omdat het in het infrarood zou zijn, zouden we het niet kunnen zien, maar het zou nog steeds oogbollen kunnen beschadigen. Het vormt een realistischer gevaar voor ruimtevaartuigen of satellieten die direct boven het hoofd zijn gepasseerd. De straal kan alle op de aarde gerichte camerasystemen door elkaar gooien.
Maar beide problemen zouden waarschijnlijk kunnen worden gepland en aangepakt. Misschien door het op de maan te bouwen?
"Als je dit ding aan de andere kant van de maan zou willen bouwen waar niemand veel leeft of in een baan om de aarde draait, dan zou dat een veiligere plek kunnen zijn", zegt Clark. “Over het algemeen was dit een haalbaarheidsstudie. Of dit een goed idee is of niet, dat is een discussie voor toekomstig werk. "
Toen Clark eenmaal de soorten technologie had vastgesteld die nodig waren om dit krachtige laserbaken te bouwen, bekeek hij het vanaf de andere kant. Welke technologie is nodig om het te zien? Hoe ver zouden buitenaardse waarnemers moeten zijn om het te detecteren? Hoe waarschijnlijk is het dat ze zelfs in onze richting zouden kijken?
Clark concludeerde dat een telescoop met slechts een primaire telescoop van 1 meter het signaal zou detecteren, maar, en dit is een grote, maar het zou direct op de bron moeten worden gericht. Hij zegt dat dat vrij onwaarschijnlijk is. 'Het is onwaarschijnlijk dat een telescooponderzoek een buitenaardse laser zou waarnemen, tenzij we ons onderzoek beperken tot de meest nabije sterren', zegt Clark.
Volgens Clark sluit dit hele idee aan bij onze andere wetenschappelijke doelstellingen rond exoplaneten. Hij hoopt dat de studie de ontwikkeling van infraroodbeeldvormingstechnieken zal aanmoedigen, niet alleen om laserbakens op te sporen die mogelijk door buitenaardse astronomen worden geproduceerd, maar ook om gassen in de atmosfeer van een verre planeet te identificeren die indicaties van leven kunnen zijn. We bouwen al technologie om te zoeken naar bio-markers in de atmosfeer van exoplaneten, dus als we daar beter in worden, hebben we misschien geluk en zien we het infraroodbaken van iemand anders.
"Met de huidige onderzoeksmethoden en -instrumenten is het onwaarschijnlijk dat we het geluk hebben om ons een bakenflits voor te stellen, ervan uitgaande dat buitenaardse wezens bestaan en deze maken." - James Clark, afgestudeerd student, MIT Dept. of Aeronautics and Astronautics.
"Met de huidige onderzoeksmethoden en -instrumenten is het onwaarschijnlijk dat we het geluk hebben om ons een bakenflits voor te stellen, ervan uitgaande dat buitenaardse wezens bestaan en deze maken", zegt Clark. “Maar aangezien de infraroodspectra van exoplaneten worden onderzocht op sporen van gassen die de levensvatbaarheid van het leven aangeven, en naarmate grotere luchtonderzoeken een grotere dekking krijgen en sneller worden, kunnen we er zeker van zijn dat, als E.T. belt, we zullen het detecteren. '
Maar wacht even. Zelfs als we dit baken kunnen bouwen, of een nog krachtiger, toch? Iedereen die sciencefiction heeft gelezen, is waarschijnlijk voorzichtig.
Als we dit grote licht bouwen, bestaat er dan een risico om een soort afzichtelijke motensoort aan te trekken? Moeten we een andere, krachtigere 'bug-zapper'-laser bouwen om ze aan te pakken? Waar zal dit lasergebouw eindigen? Zal de mensheid meegesleurd worden in een soort galactische wapenwedloop?
Stephen Hawking waarschuwde ons ervoor op onze hoede te zijn om gretig reclame te maken voor onze aanwezigheid. Ervan uitgaande dat het leven op een andere wereld door natuurlijke selectie aan evolutie onderhevig was, kunnen we ook aannemen dat elke dominante soort een uitgesproken agressieve eigenschap zou hebben, net als mensen. Hoe zouden ze anders naar het technologische stadium zijn gevorderd?
"Of dit een goed idee is of niet, dat is een discussie voor toekomstig werk." - James Clark, afgestudeerd student, MIT Dept. of Aeronautics and Astronautics.
Laat de discussie beginnen!
- MIT-persbericht: "E.T., we zijn thuis"
- Onderzoeksartikel: "Optische detectie van lasers met kortetermijntechnologie op interstellaire afstanden"
- Wikipedia-pagina: Boeing YAL-1 ″
