Časopis Quark Ihly v kozmickej kôpke sena

Mliečna cesta nad sústavou ďalekohľadov VLT na Európskom južnom observatóriu v Čile. Pomocný laserový lúč pre adaptívnu optiku mieri na jej stred. Hocaký program SETI má v Mliečnej ceste miliardy možných cieľov. A to je len jedna z miliárd známych galaxií! Kredit ESO/Y. Beletsky

Po signáloch mimozemských civilizácií pátrame už vyše polstoročia. Márne. Máme si preto zúfať? Vonkoncom nie. Sotva sme začali.

Mnohých taká situácia frustruje. Poznanie vesmíru sa neustále rozširuje. Pozorovacími prístrojmi sme prenikli do vzdialeností miliárd svetelných rokov v priestore a rovnaký počet rokov aj v čase, vzhľadom na konečnú rýchlosť šírenia sa svetla. Zaznamenali sme nesmierny počet galaxií a hviezd. Podarilo sa nám objaviť tisíce planét obiehajúcich iné hviezdy. No zatiaľ sme nenašli ani najmenšiu stopu po inom živote vo vesmíre. Tobôž inteligentnom. Tak kde sú (mimozemšťania)? spýtal sa už v roku 1950 fyzik Enrico Fermi (1901 – 1954). Jeho kolega, tiež slávny fyzik a ešte aj vynálezca Leo Szilard (1898 – 1964), narodený v Maďarsku, mu odpovedal: Už sú dávno medzi nami. No sami seba volajú Maďarmi!

Projekty SETI často využívali rádioteleskopy observatória Green Bank v štáte Západná Virgínia (USA), kredit NRAO/AUI/NSF.

Zrejme predčasná otázka

Americký spisovateľ John McPhee (*1931), nositeľ Pulitzerovej ceny a jeden z priekopníkov tvorivej literatúry faktu, v knihe The Curve of Binding Energy (Krivka väzbovej energie, 1974) konštatuje, že na takú odpoveď boli dôvody. Fermiho napríklad v americkom azyle obklopovala celá plejáda priam nadpozemsky talentovaných a bystrých vedcov, všetko maďarského pôvodu. Popri Szilardovi ešte aj Edward Teller (1908 – 2003), teoretický fyzik, ale aj otec vodíkovej bomby, ktorý v tejto súvislosti povedal: Veď my sme Marťania, Eugene Wigner (Wigner Jenő Pál, 1902 – 1995), matematik, teoretický fyzik a inžinier, alebo John von Neumann (Neumann János Lajos, 1903 – 1957), matematik, fyzik, informatik a vlastne jeden z posledných skutočných polyhistorov.

Ďalším nástrojom pre SETI bývala anténna sústava VLA pri meste Socorro v štáte Nové Mexiko (USA), kredit John Fowler, VLA.

Pokračujme vážnejším tónom. Fermiho otázku, známejšiu ako Fermiho paradox, riešilo mnoho objektívne kvalifikovaných myslí. Prehľad aspoň najdôvtipnejších či dôsledkami najhlbších vysvetlení stojí za samostatný článok. Astronómovia Jason Wright, Shubham Kanodia a Emily Lubarová z Pennsylvania State University v University Park (USA) sa však teraz rozhodli dôkladne zanalyzovať, koľko úsilia sa už reálne vyvinulo pri pátraní po mimozemských civilizáciách (používa sa preň skratka SETI, z angl. Search for Extra-Terrestrial Intelligence) na pozadí spomenutého hlavného prúdu moderných poznatkov o vesmíre. Získané výsledky uverejnili v časopise The Astronomical Journal. Robiť z Fermiho paradoxu priveľmi striktné závery je podľa nich predčasné. Jednoducho sme zatiaľ nepátrali dosť. Prejdime si ich hlavné argumenty.

Astronómovia považujú galaxiu UGC 12158 za dokonalú analógiu našej Mliečnej cesty pri pohľade zhora. Nahrádza nám tak zatiaľ nerealizovateľné selfíčko nášho veľkého hviezdneho domova, kredit ESA/Hubble and NASA.

Aspoň jeden umelý signál

Predovšetkým si treba uvedomiť, že v rámci SETI sa pátra skôr po technologických znakoch ako po biologických. Technologické znaky môžu mať mnohorakú podobu, napríklad nadbytočné teplo vyžarované umelými štruktúrami na zachytávanie energie hviezdy (známa Tabbyina hviezda, nedávno astronómovia narazili na ďalší podobný objekt). Aktivity SETI sa však zameriavali najmä na umelé rádiové signály. Od priekopníckeho projektu Ozma, pri ktorom americký astronóm Frank Drake z Cornell University (USA) od roku 1960 hľadal také signály od blízkych hviezd slnečného typu tau Býka a epsilon Eridana, sa uskutočnilo veľa pátraní tohto druhu. Niektoré – teraz už v podstate výlučne financované súkromne – ešte vždy pokračujú, hoci v menšom rozsahu. Ani jedno však dosiaľ nezachytilo nič. Niektorí komentátori dospeli k záveru, že také signály ani neexistujú, že niet po čom pátrať. Môžeme sa však už o SETI odôvodnene vyjadriť ako o márnom úsilí? Jason Wright s kolegami urobil v tomto ohľade zaujímavé výpočty. Krútili sa okolo otázky, koľko z dostupného parametrového priestoru sa vlastne počas všetkých doterajších pátraní naozaj preskúmalo. Výpočty postavili na pojme kozmická kôpka sena, ktorý už skôr zaviedli viacerí vedci, osobitne tím Jill Tarterovej z kalifornského SETI Institute. Kozmickú kôpku sena definujú ako objem, ktorý obsahuje rádiové signály prirodzeného pôvodu a aspoň jeden signál umelého pôvodu vysielaný inteligentnou mimozemskou civilizáciou. Tento signál hrá v kozmickej analógii úlohu ihly stratenej v kôpke sena. Objem skúmaného priestoru je tu však iba jeden parameter. Ďalším je rádiová frekvencia, ktorá sa odpočúva. Obmedzenie sa na jednu frekvenciu či úzke rozpätie frekvencií by zodpovedalo obmedzeniu pátrania len na malý počet kandidátskych hviezd. Tím Jasona Wrighta k tomu pridal ešte citlivosť detektorov použitých pri pátraní, šírku sledovaného pásma, polarizáciu a moduláciu signálu a rýchlosť opakovania signálu. Keď s prvým parametrom (objemom priestoru) skombinujeme vzdialenosť a polohu zdroja (tri priestorové dimenzie), dostávame celkove deväťrozmernú kozmickú kôpku sena. Spomenutí traja vedci vyjadrili jej súhrnný objem ako 6,4 · 10¹¹⁶ m⁵ Hz² s W^-1. Nuž a z tohto objemu sme zatiaľ preskúmali nepatrných 2,4 · 1098 m⁵ Hz² s W^-1. To je však iba jeho 3,8 · 10^-19-tina! Vhodnú analógiu tu predstavuje voda v malom bazéne k súhrnu všetkých svetových oceánov.

Pátrať vôbec ďalej?

HXDF (Hubble Extreme Deep Field) je montáž snímok malého výseku oblohy z Hubblovho kozmického ďalekohľadu uverejnená v roku 2012. Ide o jeden z najpodrobnejších pohľadov do ďalekého vesmíru. Drvivá väčšina zachytených objektov sú galaxie, každá sama osebe je tvorená miliardami hviezd, kredit NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; and the HUDF09 Team.

Takmer 60 rokov úsilia od premiéry v projekte Ozma a taký chudobný výsledok! Má vôbec zmysel, aby sme pokračovali? Kerry Hensleyová, komentárka štúdie tímu Jasona Wrighta na portáli AAS Nova, si myslí, že určite áno. Prieskumy však bude treba dôkladne prispôsobiť parametrom kozmickej kôpky sena. Najväčšiu nádej majú multifrekvenčné prehliadky so širokým zorným poľom a opakovaným sledovaním tej istej časti oblohy. Okrem toho pribúdajú názory, že možno ani netreba veľa pozorovacích programov zameraných špecificky na SETI, ale všetky veľké astronomické prehliadky oblohy by mali rátať so SETI dimenziou. Teda zahŕňať algoritmy, ktoré by, hoci aj s pomocou prostriedkov umelej inteligencie, pri preosievaní dát rýchlo objavili čokoľvek zaujímavé pre SETI. Aby sme však neboli prekvapení, či dokonca šokovaní, keby sa znenazdajky čosi našlo. Mementom je nedávny prelet medzihviezdneho telesa ´Oumuamua stredovou časťou Slnečnej sústavy (najbližšie k Slnku bolo 9. septembra 2017), ktorý sme zachytili, až keď sa už od nás približne mesiac vzďaľovalo. Vedecká triezvosť a obmedzenosť našich poznatkov o tomto telese káže držať sa prirodzeného vysvetlenia. Teda že ide o planétku či kométu, ktorá priletela od inej hviezdy a zasa odlieta. Zrejme to tak aj je. No isté fakty sugestívne pripomínajú klasický sci-fi román Arthura Clarka Stretnutie s Rámom, v ktorom k nám zavítala loď mimozemšťanov.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 1/2019. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

Zdeněk Urban