What An Alien Civilization Could Learn About Earth From Our Mobile Phone Signals

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

เราอยู่คนเดียวในจักรวาล? เป็นคำถามที่คาใจนักวิทยาศาสตร์และประชาชนทั่วไป ในทางวิทยาศาสตร์ จุดเน้นมักจะอยู่ที่ตัวเรา ค้นหาชีวิตที่อื่น. อย่างไรก็ตาม แนวคิดที่ว่าเราอาจถูกจับตามองโดยอารยธรรมต่างดาวที่อยู่ห่างไกลนั้นมักจะเป็นเช่นนั้น ถูกจำกัดอยู่ในขอบเขตของนิยายวิทยาศาสตร์.

แต่ถ้ามีอารยธรรมทางเทคโนโลยีอื่น ๆ อยู่ที่นั่น พวกเขาอาจจะพัฒนามากกว่าที่เราเป็นอยู่มาก ท้ายที่สุด เราเพิ่งถือกำเนิดขึ้นในฐานะอารยธรรมทางเทคนิค (อุตสาหกรรม) ที่ยังใหม่ในช่วง 200 ปีที่ผ่านมา อารยธรรมทางเทคนิคอื่นๆ อาจก้าวหน้ากว่าเรา 1,000 หรือ 10,000 หรือ 100,000 ปีได้อย่างง่ายดาย

และคงไม่มีใครปฏิเสธได้ว่าการ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของเราเองกำลังเร่งตัวขึ้นในบางพื้นที่อย่างรวดเร็ว เพื่อถอดความผู้เขียนนิยายวิทยาศาสตร์ กฎข้อที่สามของ Arthur C. Clarke—อารยธรรมขั้นสูงจะปรากฏแก่เราว่ามีความสามารถในการใช้เวทมนตร์ในแง่ของความสามารถทางเทคนิคของพวกเขา

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันเริ่มคิดว่าอารยธรรมขั้นสูงจะสามารถตรวจจับลายเซ็นเทคโนโลยีได้หรือไม่ (“ลายเซ็นเทคโน”) เช่น การปล่อยคลื่นวิทยุจากโลก และถ้าเป็นเช่นนั้น พวกเขาจะตรวจจับอะไรได้บ้าง

Our การศึกษาล่าสุด ให้เงื่อนงำ

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่มีการดำเนินการวิจัยดังกล่าว แต่ตอนนี้เป็นเวลากว่า 50 ปีแล้วที่หัวข้อคือ พิจารณาอย่างถูกต้อง. แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงมากมายตั้งแต่กลางทศวรรษที่ 1970 แต่การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่สุดก็เกิดขึ้นในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาพร้อมกับการกำเนิดของโทรศัพท์มือถือ เหล่านี้ อุปกรณ์และหอคอยที่เชื่อมต่อ ได้สร้างลายเซ็นเทคโนโลยีการปล่อยคลื่นวิทยุบรอดแบนด์ใหม่

แม้ว่าโทรศัพท์มือถือ 4G และเสาส่งสัญญาณจะใช้พลังงานค่อนข้างต่ำ (0.1-200 วัตต์) แต่ก็มีโทรศัพท์หลายพันล้านเครื่องและเสาส่งสัญญาณหลายล้านเสา และการปล่อยคลื่นวิทยุสะสมจากสิ่งเหล่านี้เริ่มมีความสำคัญมาก แต่อารยธรรมต่างดาวที่เฝ้ามองจากระยะไกลจะสังเกตเห็นได้หรือไม่? เราต้องการทราบ

การค้นหาฐานข้อมูลสาธารณะที่แสดงตำแหน่งและลักษณะการส่งสัญญาณของเสาสัญญาณเคลื่อนที่ทั้งหมดทั่วโลกนั้นค่อนข้างยาก แต่ด้วยการใช้ ฐานข้อมูล OpenCellIDด้วยข้อมูลที่รวบรวมโดยฝูงชน เราสามารถสร้างแบบจำลองง่ายๆ ที่ประเมินการกระจายเสาสัญญาณมือถือทั่วโลก

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าแบบจำลองของเรานั้นหยาบและไม่สมบูรณ์ แต่เป็นค่าประมาณที่ดีที่สุดของเราในการรั่วไหลของเสาส่งสัญญาณเทคโนซิกเนเจอร์ ช่องว่าง.

เนื่องจากโลกหมุนตามแกนของมัน อารยธรรมขั้นสูงที่อยู่ที่ไหนสักแห่งในกาแลคซีของเราจะวัดการแผ่รังสีคลื่นวิทยุจากเสาสัญญาณเคลื่อนที่เพื่อขึ้นและลงอย่างเข้มข้นเมื่อส่วนต่างๆ ของโลกหมุนเข้าหามุมมอง

แบบจำลองนี้มีความซับซ้อนเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าการส่งสัญญาณของเสาสัญญาณเคลื่อนที่มักจะถูกฉายแสงไปที่ขอบฟ้า ซึ่งหมายความว่า ณ เวลาใด ๆ หอคอยที่ถูกมองว่าตั้งหรือสูงขึ้นบนขอบฟ้าของโลกจะส่งผลต่อสัญญาณที่วัดได้มากที่สุด

สรุปเอเลี่ยน?

อารยธรรมขั้นสูงที่ทำการวัดการรั่วไหลของคลื่นวิทยุได้อย่างแม่นยำเมื่อเวลาผ่านไปอาจสรุปได้ว่าโลกของเราปกคลุมด้วยน้ำเป็นส่วนใหญ่และถูกแยกออกเป็นผืนดินหลักหลายส่วน การรั่วไหลของคลื่นวิทยุมักมาจากมวลแผ่นดินมากกว่าในน้ำ

พวกเขาอาจบอกได้ว่าแม้ว่าการรั่วไหลของคลื่นวิทยุเคลื่อนที่ส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับมวลแผ่นดิน แต่หอคอย (และสันนิษฐานว่าผู้ใช้ที่ชาญฉลาด) มักจะตั้งอยู่ตามแนวชายฝั่ง

พวกเขายังจะเห็นว่าเครือข่ายเสาสัญญาณเคลื่อนที่มีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วโลก ซึ่งแตกต่างจากการรั่วไหลของคลื่นวิทยุแบบเดิมที่เคยรู้จักในชื่อเทคโนซิกเนเจอร์ที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เครื่องส่งสัญญาณเรดาร์และโทรทัศน์

การจำลองของเราแสดงให้เห็นว่าการมีส่วนสำคัญต่อการแผ่รังสีเคลื่อนที่ของโลกเกิดขึ้นจากภูมิภาคกำลังพัฒนา เช่น แอฟริกาและเอเชีย ไม่น่าแปลกใจเลยที่ ความสำคัญของระบบมือถือ ในทุกด้านของสังคมในประเทศกำลังพัฒนา

เราคำนวณพลังงานที่ปล่อยออกมาจากโลก ซึ่งมีทั้งหมดประมาณ 4 กิกะวัตต์ (GW) ที่จุดสูงสุด (หนึ่ง GW สามารถให้พลังงานแก่บ้านประมาณ 750,000 หลังต่อชั่วโมง) เราประเมินการส่งสัญญาณเมื่อมองจากดาวฤกษ์สามดวงในดาราจักรของเรา—95735 HD, ดาวของบาร์นาร์ด, และ อัลฟา เซ็นทอรี เอ.

เราค้นพบว่าอารยธรรมมนุษย์ต่างดาวที่อยู่ใกล้สถานที่เหล่านี้ต้องการกล้องโทรทรรศน์ที่ดีกว่ามากในการตรวจจับการรั่วไหลของคลื่นวิทยุเคลื่อนที่ของโลก แต่นั่นก็ค่อนข้างเป็นไปได้ เนื่องจากอารยธรรมทางเทคนิคส่วนใหญ่คาดว่าจะก้าวหน้ากว่าที่เราเป็นมาก

นอกจากนี้ยังมีการปล่อยก๊าซประเภทอื่นๆ ที่พวกเขาสามารถมองเห็นได้ เช่น ระบบเรดาร์ทางทหารและการสื่อสารในอวกาศลึกไปยังยานอวกาศที่อยู่ห่างไกล เช่น ยานสำรวจอวกาศโวเอเจอร์ แม้ว่าสัญญาณเหล่านี้จะเป็นเหตุการณ์ที่ค่อนข้างหายากสำหรับมนุษย์ต่างดาวที่สังเกตการณ์ แต่สัญญาณเหล่านี้ก็มีข้อดีตรงที่มีพลังมหาศาล

ลายเซ็นเทคโนวิทยุอาจเป็นลักษณะเฉพาะของการดำรงอยู่ของอารยธรรมของเราเอง อย่างน้อยก็จากมุมมองของมนุษย์ต่างดาว แต่สปีชีส์นอกโลกก็จะพบรังสีรั่วไหลในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า (รวมถึงแสงที่ตามองเห็น) ด้วย

หากเรายังคงเพิ่มการใช้พลังงานในอัตราปัจจุบัน “ความร้อนทิ้ง”—ผลสุดท้ายของการใช้พลังงานที่หลีกเลี่ยงไม่ได้—จะถูกระบายออกสู่อวกาศด้วย ที่นั่นมันจะแสดงตัวเป็นส่วนเกินผิดปกติที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งบอกถึงอารยธรรมทางเทคนิคที่ตื่นตัว

ลายเซ็นเทคโนอื่น ๆ รวมถึง สารมลพิษจากอุตสาหกรรม ในชั้นบรรยากาศของโลกจะสังเกตเห็นได้เมื่อมนุษย์ต่างดาวติดตั้งกล้องโทรทรรศน์อันทรงพลังและระบบวิเคราะห์สเปกตรัม (ซึ่งแบ่งแสงตามความยาวคลื่น) อารยธรรมมนุษย์ต่างดาวขั้นสูงไม่ต้องสงสัยเลยว่าจะเดาได้ดีในขั้นตอนเฉพาะของการพัฒนาอุตสาหกรรมและการใช้พลังงานของเรา

บนโลกเราใช้ สเกลคาร์ดาเชฟ สำหรับการประมาณการพัฒนาของอารยธรรมต่างดาวตามการใช้พลังงานของพวกมัน—ในระดับนั้น เราจะดูเหมือนเป็นอารยธรรมทางเทคนิคที่เกิดขึ้นใหม่ ซึ่งยังไม่ได้อยู่ในขั้นล่างสุดของขั้นบันได

และแม้ว่าเอเลี่ยนสปีชีส์จะตรวจไม่พบทั้งหมดนี้ในตอนนี้ แต่พวกมันก็อาจจะทำได้ดีขึ้นในเร็วๆ นี้ เราวางแผนที่จะขยายงานนี้ให้ครอบคลุมเทคโนโลยีวิทยุแบบดั้งเดิมและแหล่งที่มาของการรั่วไหลของคลื่นวิทยุที่เกิดขึ้นใหม่ รวมถึงระบบ 5G, WiFi, การส่งสัญญาณดิจิทัล และการสื่อสารในห้วงอวกาศ

นอกจากนี้ยังรวมถึงรังไหมของการปล่อยคลื่นวิทยุที่จะล้อมรอบโลกในไม่ช้าเมื่อเติบโตอย่างมหาศาล กลุ่มดาวดาวเทียม เช่น Starlink และ OneWeb ให้บริการทั่วโลก ความครอบคลุม wifi.

ใครจะไปรู้ มันอาจเป็นไปได้ที่มนุษย์ต่างดาวจะถอดรหัสการมอดูเลตที่ซับซ้อนของระบบสื่อสารเคลื่อนที่ของเรา ในท้ายที่สุด เมื่อโลกสว่างขึ้นอย่างไร้เทียมทานในทุกช่วงความยาวคลื่น โอกาสที่พวกมันจะตรวจจับเราก่อนที่เราจะตรวจจับพวกมันได้นั้นไม่สามารถตัดออกไปได้

Tบทความของเขาได้รับการเผยแพร่ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

เครดิตรูปภาพ: Crescent Earth เมื่อมองจากดวงจันทร์ / นาซา