science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Geavanceerde beschavingen kunnen communiceren met neutrinostralen

Artistieke weergave van een constellatie van versneller-zenders in een baan rond een neutronenster. Krediet:AA Jackson/Triton Systems LLC

1960, de beroemde theoretisch fysicus Freeman Dyson deed een radicaal voorstel. In een paper getiteld "Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation, " hij suggereerde dat geavanceerde buitenaardse intelligenties (ETI's) kunnen worden gevonden door te zoeken naar tekenen van kunstmatige structuren die zo groot zijn dat ze hele sterrenstelsels omvatten (ook bekend als megastructuren). Sindsdien, veel wetenschappers hebben hun eigen ideeën voor mogelijke megastructuren bedacht.

Zoals Dysons voorgestelde bol, deze ideeën werden gesuggereerd als een manier om wetenschappers die bezig zijn met het zoeken naar buitenaardse intelligentie (SETI) iets te geven om naar te zoeken. Naast dit fascinerende veld, Dr. Albert Jackson van het in Houston gevestigde technologiebedrijf Triton Systems heeft onlangs een studie gepubliceerd waarin hij voorstelde hoe een geavanceerde ETI zou kunnen vertrouwen op een neutronenster of een zwart gat om neutrinobundels te focussen om een ​​baken te creëren.

Om kort samen te vatten, het bestaan ​​van megastructuren hangt volledig af van waar een buitenaardse beschaving zou passen in de Kardashev-schaal (d.w.z. als ze een planetaire, stellair, of galactische beschaving). In dit geval, Jackson suggereert dat een Type II-beschaving in staat zou zijn om een ​​neutronenster of een zwart gat te omsluiten door een grote constellatie van neutrino-zendende satellieten te creëren.

Dr. Jackson begint zijn studie met een citaat uit Freeman Dysons essay uit 1966, "De zoektocht naar buitenaardse technologie, " waarin hij zijn doelstellingen samenvatte:"Dus de eerste regel van mijn spel is:denk aan de grootst mogelijke kunstmatige activiteiten met limieten die alleen door de wetten van de fysica zijn vastgesteld en zoek die op."

In een eerdere studie, Dr. Jackson suggereerde hoe geavanceerde ETI's een klein zwart gat als zwaartekrachtlens zouden kunnen gebruiken om zwaartekrachtgolfsignalen door de melkweg te sturen. Dit concept bouwt voort op recent werk van andere onderzoekers die hebben gesuggereerd dat zwaartekrachtsgolven (GW's), die de focus zijn geworden van veel onderzoek sinds ze voor het eerst werden ontdekt in 2016, gebruikt kunnen worden om informatie over te dragen.

Krediet:Universe Today

In een ander blad, hij stelde ook voor dat een voldoende geavanceerde beschaving hetzelfde type lens zou kunnen gebruiken om een ​​laserbaken te creëren. In beide gevallen, de technologische vereisten zouden enorm zijn, en zou een infrastructuur op sterrenschaal nodig hebben. Door hier een stap verder in te gaan, Dr. Jackson onderzoekt de mogelijkheid om neutrino's te gebruiken om informatie door te geven, aangezien ze, zoals GW's, goed door het interstellaire medium reizen.

Vergeleken met gefocusseerde bundels van fotonen (ook wel lasers genoemd), neutrino's hebben een aantal voordelen wat bakens betreft. Dr. Jackson vertelde universe Today via e-mail:"Neutrino's arriveren bijna zonder verzwakking vanuit welke bronrichting dan ook, [die] een groot voordeel zou hebben in het galactische vlak. Fotonen in golflengten zoals het infrarood zijn ook goed met gas en stof (waarom de Webb een IR-scope is). Nog altijd, er is enige absorptie. Neutrino's kunnen bijna zonder absorptie door het heelal reizen."

Wat betreft het proces waarmee zo'n baken kan worden gecreëerd, Jackson verwijst nogmaals naar de leidende regel van Freeman Dyson over hoe ETI's elk type megastructuur kunnen creëren. Deze regel is eenvoudig, "Als de natuurkunde het toelaat, het is mogelijk technologisch haalbaar." In het geval van een Type II-beschaving, de technische vereisten zouden ons begrip te boven gaan, maar het principe blijft goed.

In principe, het concept maakt gebruik van een fenomeen dat bekend staat als zwaartekrachtlensing, waarin een enorm tussenliggend object het licht van een verder wegliggend object focust en vergroot. In dit geval, de lichtbron zou neutrino's zijn, en het effect van het scherpstellen ervan zou zorgen voor een sterker bakensignaal. Zoals Jackson uitlegde:"Plaats een bron van neutrino's in een baan rond een zwart gat of een neutronenster. Het zwarte gat of [een] neutronenster is het beste, omdat het zeer compacte objecten zijn. Een zwart gat of neutronenster is een zwaartekrachtlens, [die] de neutrino's (het kunnen fotonen of gravitonen zijn) in een intense straal focust. Deze straal, als je het op afstand ziet, is zo 'strak, " men moet een constellatie van neutrino 'zenders' rond de zwaartekrachtlens plaatsen om een ​​benaderende isotrope zender te krijgen. In dit geval, het aantal 'zenders' is ongeveer [10 18 ], of ongeveer een miljard keer het aantal sterren in de Melkweg."

Net zoals het bouwen van een Dyson-bol, dit soort technische onderneming zou alleen mogelijk zijn voor een soort die in feite een Type II-beschaving was geworden. Met andere woorden, een beschaving die in staat is de energie van haar eigen ster te benutten en te kanaliseren, wat neerkomt op ongeveer ~4×10 33 erg/sec (of 4×10 26 watt) aan energie - meerdere biljoenen keren wat de mensheid momenteel op jaarbasis verbruikt.

Deze afbeelding toont een visuele weergave van een van de detecties van neutrino's met de hoogste energie, gesuperponeerd op een zicht op het IceCube Lab op de Zuidpool. Tegoed:IceCube-samenwerking

Dit heeft interessante implicaties voor SETI. Aangezien een voldoende geavanceerde buitenaardse soort zou kunnen communiceren via neutrino's, wetenschappers zouden bestaande detectoren kunnen gebruiken om de bronnen te lokaliseren. In dit opzicht, gefocusseerde neutrino-bundels zouden kunnen worden toegevoegd aan de lijst van mogelijke "technosignatures-d.w.z. tekenen van technologische activiteit - gezocht door SETI-onderzoekers.

"Er zijn een aantal 'neutrinotelescopen' over de hele wereld, "Zei Jackson. "Als er een geavanceerd beschavingsbaken bestaat, het zou een zeer abnormaal aantal neutrino-gebeurtenissen kunnen produceren, ver boven de natuurlijke bronnen van neutrino's zoals [zoals] de zon of supernova ... dit zou een aanvulling zijn op de kandidaten voor tekenen van geavanceerde technologische activiteit."

Om de zaken samen te vatten met een ander citaat uit een van Dysons beroemde essays:"Als we in het universum kijken naar tekenen van kunstmatige activiteiten, het is technologie en niet intelligentie waar we naar moeten zoeken. Het zou veel lonender zijn om rechtstreeks naar informatie te zoeken, maar technologie is het enige dat we kunnen zien."

Naarmate we meer over het universum leren en als soort verder gevorderd worden, het opent onze geest voor nieuwe mogelijkheden in de voortdurende zoektocht naar het leven. Als en wanneer we bewijs vinden van ETI's, het is heel goed mogelijk omdat we eindelijk hebben geleerd de handtekeningen van hun bestaan ​​correct te lezen. Ondertussen, de zoektocht gaat verder.