SETI - Sökandet efter en utomjordisk civilisation

(c) Göran Jansson 2007

Avståndet till vårt närmaste solsystem är enormt. Att ta sig dit skulle kräva extremt mycket energi och så lång tid att en resa dit inte skulle vara möjlig att genomföra under en människas livstid. Det är en mycket liten chans att vi i framtiden ska upptäcka en annan civilisation genom direktkontakt. En möjlighet till att finna utomjordiskt liv är genom att söka efter en radiosignal som av en tillfällighet har sänts ut i universum av en främmande civilisation, eller att hitta en signal som har sänts ut för att andra civilisationer ska få veta att de finns där. Radiovågor förflyttar sig med högsta möjliga hastighet, ljusets hastighet. Rymdsonden Pioner 10 lämnade vårt solsystem efter att ha färdats i nära tio år, men för radiosignalerna tog det endast sex timmar att nå jorden från dess position. Radiovågor kan bära information, är lätta både att generera och upptäcka. De påverkas inte av magnetfält i rymden och många frekvenser har endast en liten risk att dämpas eller spridas. Radiovågor är därför bra på att föra information ostört över mycket stora avstånd. Det är bara inom mikrovågsområdet, 1.000 till 100.000 MHz, som universum är någorlunda tyst. Här finns endast ett svagt brus från "The Big Bang" som skapade hela universum. En sändare inom mikrovågsområdet behöver därför inte så hög effekt för att upptäckas över långa avstånd och över universums bakgrundsbrus. Det är inom detta frekvensområde som vi ska lyssna. Det är troligt att en eventuell främmande teknologisk civilisation också skulle använda sig av dessa frekvenser för att kommunicera över stora avstånd. Tekniken har nått så långt att forskarna kan bygga nära nog perfekta mottagare och antenner för att lyssna efter radiosignaler från en annan civilisation. Forskarna har också utvecklat datortekniken så att det är möjligt att använda den för att lyssna på miljontals radiokanaler samtidigt. Samma datorteknik används också till att skilja rymdens bakgrundsbrus från radiosignaler som sänds ut av en annan civilisation, även om signalerna skulle varierar i tid, frekvens och styrka. Sökandet efter utomjordisk intelligens pågår i en serie forskningsprojekt som drivs och administreras av olika länder med ett gemensamt mål: Att avsöka rymden efter radiosignaler som bevis för att det existerar andra intelligenta livsformer utanför vårt solsystem.

Radioteleskop

Historisk tillbakablick

Frågan om vi är ensamma i universum har fängslat människor i alla tider. Den moderna forskningen för att hitta liv i universum började så sent som i slutet av femtiotalet. Det var då som fysikerna Giuseppi Cocconi och Philip Morrison publicerade en artikel i tidskriften Nature där de förklarade möjligheterna att använda sig av mikrovågor för kommunikation mellan olika solsystem. En ung radioastronom, Frank Drake, hade ensam kommit fram till en liknande slutsats. Tidigt på våren 1960 började han sina första försök att hitta radiosignaler från en främmande civilisation. Under två månader riktade han en 25-meters parabol mot de närmaste solsystemen i hopp om att finna radiosignaler från en annan civilisation. Hans mottagare var inställd på frekvensen 1.420 MHz i det så kallade vätespektrat. Denna frekvens hade också Cocconi och Morrison föreslagit som lämplig på grund av att radiovågorna har lättare att tränga igenom jordatmosfären vid denna frekvens. Drake hittade aldrig några utomjordiska radiosignaler, men han inspirerade andra radioastronomer, framförallt i Sovjetunionen, att fortsätta lyssnandet. Under 60-talet kom Sovjetunionen att dominera sökandet efter utomjordiska radiosignaler. Forskningen var inte inriktad på att lyssna mot enstaka utvalda solsystem utan man använde sig av antenner som samtidigt riktade sig mot stora delar av himlen. Anledningen var att man ansåg att det måste existera ett flertal avancerade civilisationer i jordens närhet vilka hade möjlighet att sända med en så hög effekt som skulle behövas och därför behövde man inte rikta sig mot ett speciellt mål. I början på 70-talet, vid NASA's forskningscentrum i Mounting View, började man på allvar att utveckla den teknik som man räknade med skulle behövas för ett effektivt sökande. Under ledning av Bernard Oliver bildades en grupp med framstående forskare som hade till uppgift att mer detaljerat planera för ett framtida forskningsprojekt. Projektet fick namnet Project Cyclops. Gruppens rapport om vilken teknologi som skulle användas vid sökandet efter utomjordiska radiokällor är fortfarande styrande för dagens olika projekt. Allt eftersom förhoppningarna ökade att man skulle finna utomjordiska radiosignaler ökade också insatserna under 70-talet. Mycket av sökandet gjordes med befintliga radioteleskop. Några av försöken som då startades pågår än idag. De projekt som fortfarande pågår är bl a Project META, Project SERENDIP och ett långtidsprojekt vid Ohio State University. I slutet av 70-talet hade forskningen om utomjordiska radiosignaler etablerats vid NASA's Ames Research Center och vid Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, Californien. Man bestämde sig för två huvudlinjer i sökandet. Det första, Projekt Ames, skulle undersöka 1.000 solsystem med en sol som liknade vår egen och lyssna efter svaga och sporadiska signaler. I det andra projektet skulle JPL söka av hela rymden. 1988, efter nära tio år av forskning och konstruktion, godkände NASA's styrelse slutligen projektet och man startade det egentliga programmet. Fyra år senare, vid firandet av 500-års minnet av Columbus ankomst till den "Nya Världen", startades observationerna men på grund av besparingar drog kongressen inom ett år in alla anslag till forskningen. Då NASA inte längre fick sina pengar till fortsatt forskning var det många som befarade att möjligheten att inom en nära tid få svaret på frågan om vi är ensamma i universum snabbt skulle försvinna. Den enda möjligheten för fortsatt forskning var då om NASA skulle få privata bidrag. En mängd privatpersoner, däribland filmregissören Steven Spielberg, och olika företag har bidragit med donationer så att forskningen har kunnat fortsätta. Forskningen kommer att koncentrera sina resurser på att lyssna mot omkring 1.000 utvalda solsystem. Med några av världens största radioteleskop kommer man att noga lyssna i området kring dessa 1.000 solar. Man har redan givit projekten frikostigt med tid på radioteleskopen. Alla radioastronomer vet att man just nu har ett historiskt tillfälle till avsökning av rymden. Inom ett tiotal år kommer nämligen störningar från våra egna radiosändare att öka så kraftigt att det verkligen försvårar sökandet efter radiosignaler från universum.

Hur låter en signal som kommer från universum?

Man söker efter radiosignaler från en avlägsen civilisation. Hur ser en sådan signal ut? Hur kommer den att låta? Ja, det är nästan omöjligt att föreställa sig. Vi kan inte se radiosignaler och vi kan inte direkt med våra öron höra radiosignaler. Vi använder radiosignaler som vi senare omvandlar så att vi både kan se och höra den information som radiovågorna förmedlar. En enhet som i grunden definierar en radiosignal är dess frekvens. Frekvensen är hur många radiovågor vi tar emot per sekund. Precis på samma sätt som hur många havsvågor som når stranden per sekund. En våg per sekund kallar vi för en Hertz och förkortas Hz. Alltså motsvarar 1 Hz en våg per sekund. 1 megahertz (1 MHz) motsvarar 1 miljon vågor per sekund. FM radion sänder mellan 88 MHz och 108 MHz vilket motsvarar 88 till 108 miljoner vågor per sekund. Frekvensområdet som är intressant för att hitta signaler från universum ligger mellan 1.000 miljoner och 3.000 miljoner vågor per sekund (1.000 MHz - 3.000 MHz) Radiovågor från en radiosändare brukar i allmänhet hålla sig inom ett smalt frekvensområde. Radiosignaler från naturliga föremål ute i universum uppträder över ett brett frekvensområde. För att skilja på naturliga signaler och signaler som kan komma från en annan civilisation använder man sig av en speciell teknik. Man lyssnar inom ett mycket smalt frekvensområde och mäter styrkan på signalen. Frekvensområdet inom vilket man lyssnar är mindre än en Hertz. Om man enbart lyssnade inom ett så smalt frekvensområde skulle sökningen ta enormt lång tid. Tekniken man har utvecklat bygger på att man samtidigt lyssnar på nära 30 miljoner smalbandiga kanaler. Mätningen av dessa miljontals kanaler sker under knappt en sekund. Det är därför nödvändigt att behandlingen av mätresultatet sker i en mycket kraftfull dator. Det är helt omöjligt för en människa att hinna med att lyssna i den takten. Forskarna måste ha en överblick över resultatet från mottagarna och de vill se om en intressant signal dyker upp. Sättet att presentera resultatet kallar man för "vattenfall". Det är en teknik att visa omkring 1.000 utvalda kanaler. Man gör det genom att de utvalde kanalerna visas som en horisontell linje med prickar högst upp på en datorskärm. Varje liten prick representerar en kanal och ljusstyrkan på varje prick visar hur stark signal man tagit emot på kanalen. När en ny mätning har gjorts, efter knappt en sekund, flyttas den tidigare raden ner en bit på skärmen och den nya raden med det nya mätresultatet läggs överst på skärmen. Mätresultaten syns som ett "vattenfall" över skärmen.

"vattenfall"

Efter en tid fylls hela skärmen med prickar. Det färskaste resultatet kommer högst upp och det äldsta försvinner ut nertill på skärmen. Om det inte finns någon signal kommer datorskärmen att se ut som en vanlig TV som inte har något program - det "snöar" på skärmen. Men om datorn hittar en signal i bruset kommer den att synas på skärmen som en linje. En signal som har samma frekvens hela tiden kommer att få en vertikal linje, medan en signal som varierar i frekvens kommer att göra linjen lutande eller böjd. För att kontrollera radiomottagarna och antennerna använder sig forskarna av signalen från rymdsonden Pioner 10. Den passerade utanför planeten Neptunus bana för drygt tio år sedan. Pioners signal har visat sig lämplig för att kontrollera de högkänsliga mottagarna med. Den befinner sig nu på drygt 10.000.000.000 kilometers avstånd från jorden och har en sändare på omkring 6 watt. Man kan förstå vilka känsliga mottagare forskarna har tillgång till då de kan höra rymdsonden Pioner. Det motsvarar att man skulle kunna ringa till jorden med en vanlig mobiltelefon, om man befann sig utanför planeten Plutos bana. Pioners signal är nu faktiskt en signal utanför vårt solsystem. Har forskarna hittat någon signal? Vid ett antal tillfällen har datorerna registrerat signaler som skulle kunna komma från en främmande civilisation. På grund av att signalerna har varit så kortvariga har man aldrig kunnat påvisa varifrån de kom. Vid Ohio State Radio Telescope gjorde man bl a under 70-talet en del observationer. Under 1977 observerade man en signal som man kallade "WOW"-signalen.

"wow"-signalen

Signalen fick sitt namn efter det att Jerry Ehman skrev kommentaren "wow" på datautskriften från observationen. WOW kan ungefär översättas till OJ På svenska. Signalen var stark och hade alla detaljer som man antog att den signal man letade efter skulle ha. Det var en smalbandig signal och att döma av antennsignalen kom den från en avlägsen källa. En signal från jorden eller dess närhet skulle ha visat ett helt annat mönster. Den märkliga signalen kom inte från någon stjärna i vår närhet. Vid en kontroll av möjliga störningar från kända satelliter fann man ingen som skulle kunna ge en liknande signal. Signalen låg mycket nära frekvensen 1.420 MHz, det så kallade vätespektrat, där alla sändningar på jorden är förbjudna genom en internationell överenskommelse. Efter denna händelse sökte man hundratals gånger i samma riktning och inom ett bredare frekvensområde. Man hittade aldrig signalen igen - den var försvunnen. Faktum var att redan första gången signalen upptäcktes försvann den under tiden man lyssnade. Vad var då "wow"-signalen? Förmodligen kommer vi aldrig att få reda på det. Signalens egenskaper utesluter möjligheten av att den kom från jorden eller från en satellit i omloppsbana kring jorden. Det kan ha varit en sändning från en främmande civilisation. En annan typ av signal förekom vid flera tillfällen. Signalen var en kortvarig och smalbandig signal som varade mindre än 10 sekunder. Det har förekommit tusentals liknande signaler från olika områden i universum men aldrig från samma riktning. Uppenbart kommer dessa signaler inte från samma källa. Kanske kommer de från något okänt astrofysiskt fenomen. Men om det vore så skulle signalerna ses som slumpvis placerade i universum. Det intressanta med dessa signaler är att de inte är spridda över hela himlen utan de kommer från vissa områden i rymden. Det är möjligt att signalerna störs av okända fält i universum och därför förefaller att komma från vissa riktningar. I dag har vi inga kunskaper om något sådant förhållande. Vid fortsatta studier av signalerna visar de samma egenskaper. Fenomenet är repeterbart , alltså en bra förutsättning för att man ska kunna fortsätta att studera det. Under 1967 upptäckte forskare en signal som man först trodde kom från en annan civilisation, men som senare visade sig komma från en pulsar. Pulsarer är mycket snabbt roterande neutronstjärnor som är rester av en supernova - en stjärna som har exploderat.

Vad händer om vi hittar en signal?

Under flera årtionden har vi accepterat möjligheten av att vi inte är ensamma i universum. Kommer upptäckten av en annan civilisation att utplåna vår egen? Kommer upptäckten att ge hopp eller rädsla? Om sökandet lyckas kommer mänskligheten att stå inför vår allra största upptäckt. Kommer vi att bli optimistiska eller pessimistiska? Hur kommer upptäckten att påverka vårt samhälle? Hur kommer religionerna att reagera på att vi upptäckt en annan civilisation ljusår från vår egen? Tror den civilisationen på samma Gud? Under ett par årtionden har en mängd tankar cirkulerat kring dessa frågor. Hur kommer upptäckten att påverka mänskligheten på kort och lång sikt? Man har försökt att se hur liknande upptäckter har påverkat människors tänkande och handlande. Oberoende av de omedelbara konsekvenserna av en sådan upptäckt är det värt att påpeka att forskare och politiker är överens om att upptäckten ska offentliggöras och inget ska hållas hemligt. Man kan förutse att en sådan upptäckt kommer att bli alla tiders största nyhet. Flera undersökningar visar att en majoritet av oss tror att det finns intelligent liv utanför vårt solsystem. Tyvärr har massmedias koncentration på UFO-historier gjort att människor förväntar sig att en radiosignal från en annan civilisation ska innehålla något budskap. Denna förväntan kommer förmodligen inte att infrias. Det primära målet för forskningen är endast att påvisa en signal - inte att uttyda eventuella budskap. För att lyckas med någonting sådant skulle det krävas vidareutveckling av radioteleskopen och datorerna. Studier visar att folk skulle reagera med förvåning och spänning och med en önskan att få veta mer. Man tror inte att det skulle leda till panik och hysteri. Man kan säkert förvänta sig att vissa religiösa grupper skulle förneka upptäckten och några skulle använda sig av upptäckten för att ytterligare bevisa att just deras tro är den rätta. De långsiktiga effekterna är svårare att förutse. Man kan kanske jämföra den med Copernicus dramatiska upptäckt att jorden inte var världens medelpunkt. Förmodligen kommer de långsiktiga effekterna att bli mer av en långsam förändring än av en dramatisk från dag till dag förändring.

Kontrollrum

Varför är sökandet så viktigt?

Forskarna har nu blivit mer kompetenta och kan kanske ge oss det svar som vi alla ställt: Hur började det hela? Vart är vi på väg? Quo vadimus? Alla stjärnor är solar. Några är större och några är mindre än den sol som värmer vår jord. En del är yngre, men de flesta är äldre. Stjärnorna ligger inte slumpmässigt utspridda i universum utan förekommer i stora hopar som vi kallar galaxer. En del galaxer har formen av spiraler andra har formen av en ellips. Vår galax, Vintergatan, är en spiralformad galax som innehåller flera hundra miljarder solar. Hela universum innehåller över en miljard galaxer. Stjärnornas antal i hela universum är fler än sandkornen på jordens alla stränder. Från vetenskaper, som strävar efter att ge oss större kunskap om universum, kan vi dra en del slutsatser om möjligheten att finna något intelligent liv där ute. Det vi vet idag är att planetsystem kring solar förmodligen är en regel mer än ett undantag. Utifrån vad vi vet om hur solar bildas så kan vi anta att det finns jordliknande planeter i de flesta solsystem. Vi kan grovt uppskatta antalet jordliknande planeter till omkring 10.000.000.000 i vår galax. Ursprunget och den tidigaste utvecklingen av livet på jorden styrs av grundläggande fysiska och kemiska förutsättningar som också kan finnas i andra planeters ursprungliga miljö. Fysikens och kemins lagar är lika i hela universum. Vidare är grundmaterialet från vilket livet på jorden utvecklades vanligt i hela universum. De faktorer som bidrog till att intelligent liv utvecklades på jorden borde vara vanliga även på andra planeter. Om intelligent liv skall kunna utvecklas borde det enligt utvecklingslagarna favoriseras. På jorden ledde intelligensen till en önskan att förändra miljön runt omkring oss, vilket var början på den tekniska utvecklingen. Den inriktning av utvecklingen förefaller mycket trolig även på andra planeter som liknar jorden. Förutsättningar till att liv ska uppstå finns på så många ställen att det skulle vara ett under om inte intelligenta livsformer finns även på andra planeter. Det finns inga speciella förutsättningar här på jorden som inte skulle kunna finnas på någon annan planet i ett annat solsystem. Vi får dock inte anta att livsformerna liknar jordens. Vi kan inte anta att liv spontant skulle uppstå bara för att förhållandena liknar de på jorden. Eller att om liv uppstår detta skulle utveckla sig till varelser som kan bygga radiosändare. Men efter som de fysiska och kemiska grundlagarna är desamma i hela universum så finns det skäl att anta att andra intelligenta livsformer kommer att göra samma upptäckter som vi har gjort. Man kommer att upptäcka att det går att kommunicera på långa avstånd med radiovågor. Det är inte nödvändigt, även om samma förutsättningar finns på någon annan planet, att utvecklingen ska gå samma väg som på jorden. Det som räknas är resultatet av utvecklingen. Den viktiga frågan är inte om samma förutsättningar finns utan om förutsättningarna kan leda till samma resultat. Vad vi bör fråga oss är om det finns andra vägar till samma mål. Ursprunget och utvecklingen av liv förefaller att bli gynnat om miljön varierar. En planet måste ha ett varierande klimat från polen till ekvatorn. Förmodligen har de flesta planeterna en lutande axel som gör att den får varierande årstider. Vatten förekommer i hela universum och därför måste vatten också förekomma i varierande mängd på olika planeter. Detta gör att vi kan anta att det finns hav av vatten på många planeter som liknar jorden. Dessa hav bidrar också till variationerna i planeternas klimat. Vi vet att livet på jorden vid flera tillfällen nära nog utplånats och måste ha startat om på nytt med en ny inriktning. Senast var det för 64 miljoner år sedan då en meteor träffade jorden och alla jätteödlor dog ut. Om inte meteoren hade träffat jorden skulle vi då ha funnits? Skulle jätteödlorna varit de som styrde jorden med en intelligens som kanske vida överträffade vår? Vi kan naturligtvis fortsätta att undersöka universum och oss själva. Men så länge vår kosmologi är begränsad och vi inte förstår hur liv uppkommer, så länge kommer vi alltid att ställa oss frågor som: Är vi ensamma? Är jorden helt unik som en del i det enda solsystem med liv som finns i universum? Hur vanligt är liv i universum? Är de biokemiska förutsättningarna desamma eller finns det alternativ till DNA? Hur länge överlever intelligent liv innan det utplånar sig själv? Är mekanismen att utplåna sin egen civilisation inbyggd i generna och lika självklar som åldrandet i våra celler och att vi kommer att dö? Hur länge kommer mänskligheten att överleva? Kommer någon att upptäcka oss innan vi utplånas? Förekommer det idag kommunikation mellan andra civilisationer? Finns det genvägar i universum som kan göra det möjligt att besöka andra solsystem? Spelar livet på jorden en roll i universums helhet? Vilket är vårt öde? Finns det en mening eller är livet på jorden en ren tillfällighet? Är livet på jorden ett resultat av en livsform från en annan planet? Svaret på dessa frågor kanske vi endast kan få genom kontakt med en främmande civilisation på en annan planet. Den dag vi upptäcker radiosignaler från universum kan också vara den dag då vi får insikt om varför vi är här?

Fortsatt sökande

Vilka letar vi efter? Andra livsformer är kanske uppbyggda av en helt annan kemi; dem har aldrig sett vår sol; dem har inte något biologiskt gemensamt med oss. Det dem har gemensamt med oss är vetenskapen och lusten att utforska universum. De kan ha utvecklat en teknisk kultur som är så olik vår så att vi kanske inte skulle se det som en kultur eller se dem som en livsform. Kanske även dem sitter och undrar över meningen med livet och om de är ensamma i universum.

"Likt havets vågor når sandkornet på stranden med budskap från främmande länder når rymdens vågor jorden med livets kunskap."