Har utomjordingar redan kontaktat oss – utan att vi märkt det?

Radioteleskop spanar av himlen, men räcker det?

Radioteleskop avsöker ständigt rymden medan datorer går igenom enorma datamängder i jakt på tydliga signaler från främmande civilisationer. En färsk undersökning från Lausanne ställer nu en obehaglig fråga: Kan det eftertraktade samtalet från universum redan ha passerat jorden – rentav rakt igenom oss – utan att vår teknologi reagerade det minsta?

Därför är jakten på främmande teknosignaturer så svår

Astrofysiker använder begreppet teknosignaturer när de talar om spår av främmande teknologi. Det kan omfatta många saker:

• Konstgjorda radiosignaler med tydliga, icke-naturliga mönster
• Laserblixter som verkar som korta, precisa ljusnålar
• Värmespår från gigantiska konstruktioner som sänder ut mer energi än stjärnor

För att överhuvudtaget registrera en sådan signatur måste två villkor uppfyllas samtidigt: Signalen måste faktiskt nå fram till jorden – och våra mätinstrument måste vara känsliga nog för att fånga den just i det ögonblicket. Det låter enkelt, men det är det långtifrån.

Signaler kan vara extremt kortvariga, bara några få millisekunder. De kan vara svaga och försvinna i universums bakgrundsbrus. Våra teleskop observerar aldrig hela himlen på en gång, utan bara bittesmå utsnitt. Dessutom avsöker de inte alla våglängder med samma känslighet.

En rymdsignal kan vara där, klar och stark – men precis i det ögonblick vi tittar åt fel håll eller lyssnar på fel frekvens.

I fackretsar har det i åratal funnits en förmodan om att vi kanske redan har haft träffar i vår data, men avfärdat dem som ”brus” eller ”interferens”. Studien av fysikern Claudio Grimaldi från EPFL går nu ett steg vidare och vänder på perspektivet: Kanske har det inte ens funnits så många chanser att höra något.

Den nya EPFL-studien: Statistik framför science fiction

Grimaldi använder en statistisk modell för att uppskatta den typiska livslängden för teknosignaturer och deras utbredning i universum. Grundidén är denna: Varje signal bildar i rymden ett expanderande klotskall som sprider sig med ljusets hastighet. Jorden rör sig med solen genom Vintergatan. Om vi träffar en signal beror på om vi tillfälligtvis befinner oss på rätt plats vid rätt tidpunkt.

Studien fokuserar särskilt på två frågor:

• Hur länge sänder främmande civilisationer överhuvudtaget? Århundraden, årtusenden – eller bara några få decennier?
• Från vilka avstånd kan deras signaler realistiskt nå oss utan att bli fullständigt upplösta?

Resultatet är nedslående. För att vi idag skulle ha en hög sannolikhet att ta emot en signal, måste det tidigare ha passerat enormt många signaler genom den del av galaxen som jorden rör sig i. Så många att deras antal ställvis skulle överskrida antalet potentiellt beboeliga planeter i det området. Det verkar orealistiskt.

Den nya beräkningen antyder: ”Signalflödet” från universum är troligtvis långt mindre än många hittills har hoppats.

Grimaldi skiljer i sin analys mellan två signaltyper:

• Allriktad utsändning, som avger energi i alla riktningar, precis som en radiostation som sänder åt alla håll
• Riktade signaler, exempelvis laser- eller radiofyrar, som sänds i smala strålar och bara träffar ett mycket litet område av himlen

Allriktade signaler har fördelen att de täcker många möjliga mottagare på en gång, men tappar snabbt styrka med avståndet. Riktade signaler bevarar intensiteten mycket längre, men träffar bara oss om den främmande civilisationen medvetet siktar mot jorden – eller tillfälligtvis pekar precis i vår riktning.

Tidsfrågan: Tunna klotskall i det kosmiska havet

Modellen beskriver varje signal som ett tunt skal som sprider sig som en såpbubbla. Med tiden växer radien, medan själva skalet bara har en begränsad tjocklek motsvarande utsändningens varaktighet. Sänder en civilisation exempelvis i 100 år är skalet 100 ljusår ”tjockt” – inte mer.

Ju äldre signalen är, desto större blir klotet och desto tunnare fördelas energin över enorma ytor. Jorden kan vid en given tidpunkt befinna sig inuti, utanför eller på detta skal. Det tidsfönster då skalet skär vår position är begränsat. Missar vi detta fönster är signalen borta för evigt – även om civilisationen för länge sedan har dött ut eller nu gör något helt annat.

Grimaldi visar med sina beräkningar: Även om många teknologiska civilisationer existerar eller har existerat i Vintergatan är överlappet med vår position och tidslinje förvånansvärt litet. Vintergatan mäter omkring 100 000 ljusår i diameter, medan vår aktiva sökning med radioteleskop bara täcker bittesmå utsnitt av himlen och typiskt begränsade perioder på timmar eller dagar.

Därför har vi hittills kommit tomhänta hem

Frågan melder sig naturligt: När signaler är så sällsynta och kortvarigt tillgängliga faller träfffrekvensen dramatiskt. Det beror på flera förhållanden:

• Vi har hittills bara systematiskt avlyssnat en bråkdel av himlen i hög upplösning.
• Många sökprogram körde bara några få år och bytte därefter frekvenser eller strategier.
• Naturliga källor som pulsarer eller magnetarer producerar signaler som lätt förväxlas med teknosignaturer – eller överröstar allt annat.
• Vår databehandling filtrerar bort det ”ovanliga” som brus – precis det vi egentligen letar efter.

En riktad laserpuls från en avlägsen civilisation kunde landa hos oss som en enda datapunkt i ett jättelikt dataset – och snabbt bli raderad eftersom den inte passar in i mönstret. En brett utsänd värmesignal från en galaktisk megastruktur kunde likna en ospektakulär infraröd källa, nästan omöjlig att skilja från dammfyllda stjärnbildningsregioner.

Kombinationen av sällsynta signaler, bittesmå observationsfönster och begränsade instrument gör sökningen till ett kosmiskt lotteri – med extremt låga vinstodds.

Vad detta betyder för jakten på rymdvarelser

Studien sänder inte en signal om resignation utan om omjustering. Den som seriöst söker efter främmande civilisationer måste räkna in dessa låga sannolikheter och dra konsekvenser:

• Längre observationstider av samma himmelregioner framför att ständigt byta utsnitt
• Bredare frekvensintervall så att inte bara klassiska radiosignaler utan även laser, mikrovågor och infrarött hålls under uppsikt
• Automatiserade system med artificiell intelligens (AI) som känner igen ovanliga mönster utan att förhastat radera dem som brus
• Ökat samarbete mellan observatorier världen över för att snabbt korskolla misstänkta signaler

Parallellt med detta växer intresset för så kallade passiva teknosignaturer: Spår som inte har något med aktiva meddelanden att göra utan snarare med biverkningarna av teknologisk aktivitet. Exempel på detta kunde vara ovanliga kemiska sammansättningar i exoplanetatmosfärer – till exempel höga koncentrationer av industriella gaser – eller värmeöverskott som pekar på gigantiska solcellsanläggningar.

Vad man som icke-expert bör veta om teknosignaturer

Många förknippar fortfarande jakten på rymdvarelser med idén om en tydlig ”Vi hälsar er”-signal som en dag dyker upp klart och tydligt i ett radioteleskop. Verkligheten är långt mer rörig och långt mer brusfylld. Den som intresserar sig för ämnet bör känna till tre punkter:

• Ingen signal betyder inte ”Vi är ensamma”. Det hittillsvarande fyndet säger mer om vår teknologi, vår observationsstrategi och statistiken än om den faktiska frekvensen av liv.
• Signaler behöver inte likna Hollywood. Ett till synes obetydligt brus med svag rytm kan vara långt mer intressant än en klar ”ping”.
• Tålamod är en central resurs. Vintergatan är gammal, vi är kosmiska senfödingar. Vår systematiska sökning är i grund och botten bara några få decennier gammal.

Den som dyker djupare ner i ämnet stöter snabbt på begrepp som Drake-ekvationen – en berömd uppskattning av antalet kommunicerande civilisationer – eller Fermi-paradoxen, frågan: ”Var är alla?” Grimaldis arbete knyter indirekt an till dessa genom att visa att även med flera civilisationer kan överlappet med vår korta observationsfas vara mikroskopiskt litet.

Risker, möjligheter och en realistisk blick framåt

En risk med den nya studien är att den kan användas som argument för att skära ner på jakten efter teknosignaturer. Med logiken: När chanserna är så små är insatsen inte insatsen värd. Många forskare ser det annorlunda. Just eftersom sannolikheterna är låga krävs det långa, kontinuerliga program för att överhuvudtaget kunna dra trovärdiga slutsatser.

Å andra sidan ligger det en möjlighet i att förfina strategin. Istället för att blint avsöka alla frekvenser kan man gå mer målinriktat till väga: Fokus på stjärnsystem med kända exoplaneter i den beboeliga zonen, på gamla stjärnpopulationer där teknologiskt mogna civilisationer kan ha utvecklats, eller på regioner där ovanliga infraröda källor redan har väckt uppmärksamhet.

För den breda allmänheten förblir kärnbudskapet förvånansvärt nykter: Det är fullt möjligt att signaler för länge sedan har passerat förbi oss – vi hade bara inte rätt öra vid rätt tidpunkt. Frågan om ett kosmiskt motspel förblir öppen, men den ställs nu långt mer precist. Och det är just det som gör forskningen så fascinerande: Inte garantin för att snart höra ett ”hej” från universum, utan det tålmodiga försöket att i ett våldsamt, brusfyllt universum överhuvudtaget lära sig att lyssna.