Százezer galaxisban keresték a földön kívüli hódítókat

Idegen űrhajók illusztrációja

"Ha egyedül vagyunk, akkor az borzasztó helypocsékolás" – írta a híres amerikai csillagász, Carl Sagan Kapcsolat című regényében. Valóban nehéz elképzelni, hogy egy ilyen roppant méretű univerzumban egymagunk lennénk, pedig a jelenlegi megfigyelések egyelőre emellett szólnak, dacára annak, hogy tudósok hada több mint fél évszázada kommunikációra utaló jeleket keresve kutatja a kozmoszt. Egy amerikai kutatócsoport legutóbb százezer galaxist böngészett át. Az új tanulmány eredményeiről az egyik szerzőt, Jason Thomas Wrightot, a Pennsylvania Állami Egyetem kutatóját is megkérdeztük.

Bármennyire is annak tűnik, a földön kívüli civilizációk keresése nem egy modern kori hóbort, amelyet unatkozó csillagászok űznek szabadidejükben, hanem egy nagyon is kiemelt figyelmet élvező tudományterület. Nagy lökést adott neki Frank Drake 1961-es híres formulája, amely elméletileg megadja, hogy hány civilizáció lehet a Tejútrendszerben – ha tudnánk az egyenlet összes ismeretlenének értékét. Drake eredetileg 50 ezerre tette ezt a számot, az egyenletet azóta viszont már korszerűsítették.

A SETI program (Search for Extra-Terrestrial Intelligence, azaz földön kívüli intelligencia keresése) már az 1960-as évek óta létezik, fő célpontját pedig továbbra is a rádióhullámoknak – mint a csillagközi kommunikáció feltételezett közvetítőinek – a figyelése jelenti, az utóbbi években viszont a fényjelek keresése (optikai SETI) is egyre nagyobb figyelmet kap.

Meghatározott frekvenciákon gigászi rádiótávcsövek kémlelik az ég különböző pontjait abban a reményben, hogy a természetestől elütő jelekre bukkannak. Ezt a „hallgatózást” hívjuk passzív SETI-nek. Ha nem akarunk ölbe tett kézzel várni, és meg vagyunk győződve arról, hogy élnek még hozzánk hasonlóan értelmes lények az univerzumban, mi is üzenhetünk. Ezt az elvet követve többek között rádióhullámokkal, lézersugarakkal, űrszondákkal próbáltak párbeszédet kezdeményezni az idegenekkel. Ez az úgynevezett aktív SETI lényege.

Az Arecibo Obszervatórium hatalmas, 300 méter átmérőjű rádiótávcsövével 1974-ben sugározták ki az emberiség első üzenetét egy távoli gömbhalmaz felé Forrás: Alessandro Cai

Tervekből és elképzelésekből tehát nincs hiány, értelmes életre utaló jelekből azonban annál inkább. Ez kicsit kínos, hiszen ha a Drake-egyenletet vesszük alapul, sok-sok ET-nek kellene hemzsegnie galaxisunkban, mégsem ez a helyzet (ez az úgynevezett Fermi-paradoxon). Lehet, hogy csak rossz helyen vagy rossz hullámhosszakon keresgélünk? Néhányan ezt gondolják, és fantasztikus filmekbe illő ötletekkel állnak elő.

Lehet, hogy mi vagyunk az elsők?

Fontos megkülönböztetni az életet és az értelmes civilizációt. Míg az első feltehetőleg sokkal könnyebben és több helyen alakul ki, csak ritka esetben juthat a fejlődése az értelmes civilizáció szintjéig. Erre a földi élet esetében sor került, de 3-4 milliárd év kellett hozzá bolygónkon.

Földön kívüli technológiát keresnek

Egyedileg közelítik meg a témát a Pennsylvania Állami Egyetem (PSU) kutatói is.

Ők nem csillagközi üzenetek után kutatnak, hanem a földönkívüliek technológiájának nyomait keresik.

A következő feltevésből indulnak ki: ha egy fejlett, űrutazó civilizáció kolonizál egy egész galaxist, akkor az eszközeik által előállított energiát észlelni lehet közepes hullámhosszú infravörös sugárzásként.

"Mindegy, hogy a fejlett faj az általa meghódított csillag energiáját kommunikációra, szuperszámítógépek üzemeltetésére, űrrepülésre vagy bármi egyébre használja, a termodinamika alapjai szerint az elhasznált energia hősugárzás formájában kell hogy kisugárzódjon" – írták a kutatók a kiadott sajtóközleményben.

Egy szupercivilizáció által készített szerkezet egy sci-fi filmből Forrás: AFP/Sciencec Photo Library

Szupercivilizációk nyomában: a Dyson-gömb

A kissé science fiction-szerű forgatókönyvet Freeman Dyson amerikai fizikus 1959-es feltevése alapozta meg. Ennek megértését nagyban segíti, ha előbb megismerkedünk Nyikolaj Kardasev orosz csillagász szupercivilizációkkal kapcsolatos elképzeléseivel.

Kardasev az emberiség energiafogyasztását vette alapul, mely az ipari forradalom óta exponenciálisan növekszik. Ha ez valamilyen mértékben mérséklődik is, de az évi kb. 1 százalékos növekedés nem változik, akkor pár ezer év elteltével fajunk energiafelhasználása közel ezermilliárdszorosára emelkedhet, amelyet csupán egyféleképpen lehet kielégíteni: ha alaposan megcsapoljuk bolygórendszerünk legjelentősebb energiaforrását, a Napot. Erre jelen pillanatban persze nem vagyunk képesek, hiszen nem rendelkezünk megfelelő technológiával (a földi napelemekkel kimutathatatlanul kis részét használjuk csak a sugárzásnak), egy szupercivilizáció számára viszont feltételezhetően nem jelentene gondot az általa birtokolt csillag hasznosítása.

A Kardasev-skála

Ahhoz, hogy a lehetséges földön kívüli civilizációk fejlettségét mérhetővé tegyük, szükség van a skálázhatóságra. Kardasev alapvetően három típusba sorolta a civilizációkat.

1-es típusú civilizáció: az egész bolygójának energiáját hasznosítja (erre tart az emberiség)

2-es típusú civilizáció: a saját csillagának és bolygórendszerének energiáját hasznosítja

3-as típusú civilizáció: saját galaxisának összes erőforrását uralja

Az orosz csillagász elképzelése szerint a 2-es és 3-as típus nevezhető szupercivilizációnak.

A feltételezett szupercivilizációk fejlettsége és energiaéhsége elképesztő mértékű lehet, amelyet bolygójuk forrásaiból már képtelenek kielégíteni.

Itt jön képbe Dyson elképzelése: az okos földönkívüliek arra kényszerülnek, hogy gyűrűszerűen elhelyezett napelemekkel (Dyson-gyűrű) vegyék körül a csillagukat. Ez egy ideig fedezné a szükségleteket, ám a fokozódó energiaigények miatt később egyre több és több napelemet kell építeniük, végül egy hatalmas gömbszerű építménybe börtönzik be az egész csillagot. A gömb akadályozza a látható fény kijutását, viszont valamilyen mértékben felmelegszik, a kisugárzott hő pedig az infravörös tartományban érzékelhető.

Ha tehát erős infrasugárzást észlelünk onnan, ahol a látható fény tartományában semmi sem látszik az égbolton, akkor előfordulhat, hogy idegen aktivitás nyomára bukkantunk.

A mesterséges objektum színképe megkülönböztethető a csillagközi por infravörös spektrumától.

Dyson-gömb Forrás: Wikimedia Commons

Amíg a 2-es típusú szupercivilizációk a Dyson-gömbbel csak egyetlen csillag hasznosítását tűzik ki célul, addig a 3-as típusúak egy lépéssel tovább mennek, és az egész galaxis erőforrásaira igényt tartanak.

Sehol senki?

A Glimpsing Heat from Alien Technologies Survey (G-HAT) nevű program keretében a PSU munkatársai tehát e rejtélyes infrasugárzás után kezdtek nyomozni. A vizsgálatok támogatásával kapcsolatban eredetileg a NASA-t és az amerikai Nemzeti Tudományos Alapot keresték meg, ők azonban nem voltak hajlandóak finanszírozni a rendhagyó kutatásokat. Végül egy privát szervezethez, a John Templeton Alapítványhoz fordultak, amely arról nevezetes, hogy előszeretettel veszi szárnyai alá az élet nagy kérdéseivel foglalkozó, merészebb vállalkozásokat.

Az egyetem csillagászainak tanulmányozniuk kellett a NASA által 2009-ben felbocsátott, rendkívül érzékeny WISE infravörös csillagászati műhold felvételeit. A rendelkezésre álló adattömeg hatalmas – közel 100 millió objektum bejegyzését tartalmazza.

Ebből a választékból bogarásztak ki 100 ezer galaxist.

A vizsgált rendszerek igen idősek, koruk sok milliárd évre rúg, így bőven volt idő egy intelligens faj felemelkedéséhez.

A WISE infravörös csillagászati műhold, melyet 2009. december 14-én indított a NASA a Medium-class Explorer program keretében Forrás: NASA/JPL-Caltech

Az eddigi eredmények azonban nem túlságosan kecsegtetők: a galaxisok túlnyomó többségében nyoma sincs a szupercivilizációk jelenlétének, ötven rendszer esetében azonban meglepően magas a közép-infravörös sugárzás szintje.

A WISE műhold felvétele az Androméda-galaxisról. Ez volt az egyik rendszer, amit vizsgáltak Forrás: NASA/JPL-Caltech/WISE Team

Közel sem jelenti azt, hogy egyedül vagyunk

A találatok hiánya első látásra lelombozónak tűnik, hiszen azt sugallja, hogy egyedül tengetjük mindennapjainkat a felfoghatatlanul nagy világegyetemben. A kutatás vezetője, Jason Thomas Wright a PSU asztrofizikusának véleménye alapján azonban korántsem ilyen egyértelmű a helyzet, észrevételeit az Origóval is megosztotta.

Tulajdonképpen nagyon izgalmasnak találom az eredményeket!

Ebben az előzetes tanulmányban sikerült először mennyiségileg limitálni a galaxison átívelő civilizációkat. Az általunk kizárt civilizációtípusok egyébként nagyon extrémek: az energiaként rendelkezésre álló csillagfény több mint ötven százalékát hasznosítaniuk kellene ahhoz, hogy detektálhatók legyenek a műszereinkkel. Még óvatosabb vizsgálatokkal azonban ezt a határértéket lenyomhatjuk mondjuk néhány százalékra. Ezzel azt akarom mondani, hogy nem a fejlett idegenek létezésének esélyét zártuk ki a tanulmányozott galaxisokban, csupán azt, ha ott vannak, akkor közel sem használják fel a kinyerhető összes energiát” – mondta kérdésünkre Wright.

Egy idegen civilizáció által felépített város illusztrációja Forrás: AFP/Sciencec Photo Library

Mi a helyzet az ígéretesnek tűnő ötven rendszerrel? Felfokozott várakozásainkat Wright professzor kissé lehűtötte. "Tudjuk, ha a galaxisokban a csillagkeletkezés nagy sebességgel zajlik, akkor igen erős közép-infravörös sugárzást képesek kibocsátani. A jelenség - amelyet csillagontásnak (starburst) nevezünk – akkor következik be, amikor a galaxisok túl közel kerülnek egymáshoz, vagy összeolvadnak. A folyamat összesűrűsíti gázaikat, és rengeteg kozmikus port hoz létre, amely elnyeli az újonnan formálódó csillagok fényét, és közép-infravörös tartományban sugározza ki újra. Az előbb vázolt jelenség nem számít gyakorinak, a projekt kezdetekor azonban tudtuk, hogy ez fogja a legtöbb fals pozitív eredményt adni. A szóban forgó ötven rendszer valószínűleg mind csillagontó galaxis” – magyarázta Wright.

Forrás: PhotoAlto/Milena Boniek

Ha fejlett szupercivilizációkat nem is sikerült találni, az eredmények tudományos szempontból mindenképpen értékesek.

"Hatékonyabban tudjuk tanulmányozni a galaxisokból érkező közép-infravörös kibocsátást abból a szempontból, hogy csillagközi anyagból származik-e, vagy valamilyen rendellenesség eredménye. Specifikusan vizsgálhatjuk, hogy az intersztelláris (csillagközi) anyagban szegény elliptikus galaxisokból érkeznek-e szokatlannak tekinthető közepes hullámhosszú infravörös sugarak, de ugyanezt szeretnénk megfigyelni a Tejútrendszer csillagai esetében is” - sorolta a terveket az Origónak Wright.

Ritka Föld és csillagközi állatkert

A galaxisunkat behálózó „Nagy Csöndet" már számos módon próbálták megmagyarázni. Az egyik legrégebbi és legszélesebb körben ismert elmélet a „ritka Föld" hipotézis, amely azt sugallja, hogy a fejlett életnek kedvező feltételeket biztosító bolygók száma csekély az univerzumban. Szintén logikusnak tűnő feltevés, hogy a fejlett civilizációk sorsa önmaguk elpusztítása (sajnos ezt vetíti előre saját fajunk is), de az is elképzelhető, hogy a nagy távolságok akadályoznak minket a felfedezésükben, nem tudjuk olvasni az általuk küldött jeleket, vagy egyszerűen csak nem vagyunk elég érdekesek a számukra. Elrugaszkodottabb elgondolás, hogy egy kozmikus „valóságshow" szereplői vagyunk, akiket titokban megfigyelnek (állatkert-hipotézis), de az sem kevésbé meredekebb teória, hogy egy olyan számítógépes szimuláció részeiként létezünk, amely nem kreált nekünk társaságot. Szintén érdekes John Annis csillagász „fázis-átmenet" modellje. Eszerint a kozmikus múltban a pusztító gammakitörések gyakoribbnak számítottak, így még azelőtt leradírozták az életet a világegyetem térképéről, hogy az intelligenssé fejlődhetett volna. Az univerzum azonban egy olyan állapotba lép át, amely jelentősen mérsékli a gammafelvillanások előfordulását, lehetővé téve az űrutazó civilizációk megjelenését.

Egymást kell kiegészíteniük a különböző módszereknek

Wrightot a SETI más módszereiről is kérdeztük. "A tradicionális SETI-program a szándékosan küldött, esetleg kiszivárgott rádiójeleket keresi, vagy a lézeres adatátvitel nyomait kutatja. Mások a csillagok kémiai jellegzetességei alapján mutatnák ki az idegen intelligencia jelenlétét, de számos egyéb ötlet is van még a kutatók tarsolyában. A SETI elsősorban a Tejútrendszer csillagaira fókuszál, de további galaxisok felé is tekintget néha" – mondta Wright.

Idegen űrhajók illusztrációja Forrás: Science Photo Library/Victor Habbick Visions

"Az azonban bizonyos, hogy a hagyományos módszerekkel - vagyis a kommunikációs jelek keresésével - lehet legegyértelműbben beazonosítani a földön kívüli civilizációkat. A miénkhez hasonló metódusok csupán anomáliákat képesek felfedezni – azt azonban nehezen tudnánk megmondani, hogy ezek az anomáliák idegenektől származnak-e, vagy sem. Az egyes módszereknek tehát egymást kell kiegészíteniük" – mondta Wright.

Kiabáljunk, vagy hallgassunk?

Tételezzük fel, hogy valamilyen módon rábukkanunk az oly lázasan keresett idegenekre. Mit tegyünk: tartsunk ki az aktív SETI mellett, és létesítsünk kapcsolatot, vagy maradjunk csendben? Egyesek szerint a kérdésen eleve értelmetlen gondolkodni, hiszen az intelligens civilizációk olyan messze vannak egymástól, hogy a kontaktus sosem fog létrejönni.

Más gondolkodók – köztük Stephen Hawking – azon az állásponton vannak, hogy érdemesebb lenne az üzenetküldéseket beszüntetni, és rejtve maradni, hiszen

egy szupercivilizáció nagy valószínűséggel egy könnyen legyőzhető, alacsonyabb rendű fajnak titulálna bennünket,

és nem félne kihasználni erőfölényét, hogy érdekeit érvényesítse a mi kárunkra.

Nem biztos, hogy barátkozni jönnének Forrás: Science Photo Library/Victor Habbick Visions

Wright professzort is kérdeztük a kapcsolatfelvétel esetleges veszélyeiről, neki azonban nincs igazán határozott álláspontja.

Gyanítom, hogy ez a kapcsolatfelvétel az idegen civilizáció elhatározásán múlik, ha egyáltalán vannak ott kint a világűrben.

Nem hiszem, hogy a figyelemfelkeltő próbálkozásaink befolyásolnák azt, hogy észrevesznek-e minket vagy sem. Mindenesetre mi rengeteg erős rádióhullámot bocsátunk ki egyéb okokból, és nem gondolom, hogy az aktív SETI-t érintő megfontolásoknak bármilyen hatása lenne arra, hogy ezt folytatjuk-e, vagy sem."