Nền văn minh ngoài hành tinh có thể tìm hiểu gì về Trái đất từ tín hiệu điện thoại di động của chúng ta

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Có phải chúng ta một mình trong vũ trụ? Đó là một câu hỏi làm say mê các nhà khoa học cũng như công chúng. Trong khoa học, trọng tâm có xu hướng tập trung vào tìm kiếm sự sống ở nơi khác. Tuy nhiên, ý tưởng rằng chúng ta có thể bị theo dõi bởi một nền văn minh ngoài hành tinh xa xôi thường là giới hạn trong lĩnh vực khoa học viễn tưởng.

Nhưng nếu có những nền văn minh công nghệ khác ngoài kia, thì có lẽ họ sẽ phát triển hơn chúng ta rất nhiều. Xét cho cùng, chúng ta chỉ mới nổi lên như một nền văn minh kỹ thuật (công nghiệp) non trẻ trong 200 năm qua—các nền văn minh kỹ thuật khác có thể dễ dàng tiến bộ hơn chúng ta 1,000 hoặc 10,000 hoặc thậm chí 100,000 năm.

Và không ai có thể phủ nhận rằng tốc độ tiến bộ công nghệ của chính chúng ta đang tăng tốc, ở một số khu vực với tốc độ chóng mặt. Để diễn giải tác giả khoa học viễn tưởng Định luật thứ ba của Arthur C. Clarke—một nền văn minh tiên tiến đối với chúng ta dường như có khả năng sử dụng phép thuật xét về năng lực kỹ thuật của họ.

Trong vài năm qua, tôi và các đồng nghiệp đã bắt đầu suy nghĩ về việc liệu một nền văn minh tiên tiến có thể phát hiện ra các dấu hiệu công nghệ hay không (“chữ ký kỹ thuật”), chẳng hạn như phát xạ vô tuyến, từ Trái đất. Và nếu vậy, những gì họ có thể phát hiện?

Của chúng tôi nghiên cứu mới nhất cung cấp một đầu mối.

Đây không phải là lần đầu tiên nghiên cứu như vậy được thực hiện. Nhưng bây giờ đã hơn 50 năm kể từ khi chủ đề này được xem xét đúng đắn. Mặc dù đã có nhiều thay đổi kể từ giữa những năm 1970, nhưng cho đến nay, thay đổi lớn nhất đã xảy ra trong hai thập kỷ qua với sự ra đời của điện thoại di động. Những cái này các thiết bị và các tháp kết nối chúng đã tạo ra một chữ ký kỹ thuật phát xạ vô tuyến băng thông rộng mới.

Mặc dù thiết bị cầm tay di động 4G và tháp truyền phát có công suất tương đối thấp (0.1-200 watt), nhưng có rất nhiều trong số chúng—hàng tỷ điện thoại và nhiều triệu tháp. Và sự phát xạ vô tuyến tích lũy từ những thứ này đang bắt đầu trở nên khá đáng kể. Nhưng nó có đáng chú ý đối với một nền văn minh ngoài hành tinh đang quan sát từ xa không? Chúng tôi muốn tìm hiểu.

Hóa ra khá khó để tìm một cơ sở dữ liệu công cộng liệt kê vị trí và đặc điểm truyền của tất cả các tháp di động trên khắp thế giới. Nhưng bằng cách sử dụng Cơ sở dữ liệu OpenCellID, với dữ liệu được cung cấp bởi cộng đồng, chúng tôi có thể xây dựng một mô hình đơn giản ước tính sự phân bố toàn cầu của các tháp di động.

Mô hình của chúng tôi chắc chắn là thô và chưa hoàn chỉnh, nhưng đó là ước tính tốt nhất của chúng tôi về các tháp di động có chữ ký kỹ thuật rò rỉ vào không gian.

Do Trái đất quay quanh trục của nó nên một nền văn minh tiên tiến nằm ở đâu đó trong thiên hà của chúng ta sẽ đo cường độ phát xạ vô tuyến từ các tháp di động tăng và giảm khi các phần khác nhau của Trái đất quay vào tầm nhìn.

Mô hình phức tạp bởi thực tế là việc truyền sóng của các tháp di động thường hướng về phía chân trời. Điều này có nghĩa là tại bất kỳ thời điểm nào, các tòa tháp được cho là đang mọc hoặc mọc trên đường chân trời của Trái đất sẽ đóng góp nhiều nhất vào tín hiệu đo được.

Kết luận về người ngoài hành tinh?

Một nền văn minh tiên tiến thực hiện nhiều phép đo chính xác về sự rò rỉ vô tuyến này theo thời gian có thể có thể kết luận rằng hành tinh của chúng ta chủ yếu được bao phủ bởi nước và được chia thành nhiều vùng đất lớn. Rò rỉ vô tuyến thường đến từ các vùng đất hơn là nước.

Họ cũng có thể nói rằng trong khi hầu hết rò rỉ vô tuyến di động có liên quan đến các khối đất, thì các tòa tháp (và có lẽ là những người dùng thông minh của họ) có xu hướng nằm dọc theo bờ biển.

Họ cũng sẽ thấy rằng các mạng tháp di động được phân bổ khá đồng đều trên khắp hành tinh. Điều đó khác với rò rỉ vô tuyến truyền thống trước đây được công nhận là dấu hiệu kỹ thuật chính—đặc biệt là máy phát radar và TV.

Các mô phỏng của chúng tôi cho thấy rằng các khu vực đang phát triển, chẳng hạn như Châu Phi và Châu Á, đang đóng góp đáng kể vào bức xạ rò rỉ di động của Trái đất. Điều này không có gì ngạc nhiên khi Tầm quan trọng của hệ thống di động mọi mặt của xã hội ở các nước đang phát triển.

Chúng tôi đã tính toán năng lượng phát ra từ Trái đất—tổng cộng khoảng 4 gigawatt (GW) vào thời điểm cực đại (một GW có thể cung cấp năng lượng cho khoảng 750,000 ngôi nhà trong một giờ). Chúng tôi ước tính đường truyền khi nhìn từ ba ngôi sao khác nhau trong thiên hà của chúng ta—HD 95735, Ngôi sao của Barnard, và Alpha Nhân Mã A.

Tuy nhiên, chúng tôi đã phát hiện ra rằng một nền văn minh ngoài hành tinh ở gần những địa điểm này sẽ cần những chiếc kính thiên văn tốt hơn nhiều so với chúng tôi để phát hiện ra sự rò rỉ vô tuyến di động của Trái đất. Nhưng điều đó hoàn toàn có thể xảy ra, vì hầu hết các nền văn minh kỹ thuật được cho là tiên tiến hơn chúng ta rất nhiều.

Ngoài ra còn có các loại phát xạ khác mà họ có thể nhìn thấy, chẳng hạn như hệ thống radar quân sự và truyền thông tin liên lạc trong không gian sâu tới tàu vũ trụ ở xa, chẳng hạn như tàu thăm dò không gian Du hành. Mặc dù những tín hiệu này sẽ là những sự kiện tương đối hiếm đối với một người ngoài hành tinh đang quan sát, nhưng chúng có ưu điểm là cực kỳ mạnh mẽ.

Chữ ký kỹ thuật vô tuyến có lẽ là đặc điểm xác định sự tồn tại của nền văn minh của chúng ta, ít nhất là từ quan điểm của người ngoài hành tinh. Nhưng một loài ngoài trái đất cũng sẽ tìm thấy bức xạ rò rỉ trên phổ điện từ (bao gồm cả ánh sáng nhìn thấy được).

Nếu chúng ta tiếp tục tăng mức tiêu thụ năng lượng với tốc độ hiện tại, “nhiệt thải”—một sản phẩm cuối cùng không thể tránh khỏi của việc sử dụng năng lượng—cũng sẽ được thải vào không gian. Ở đó, nó sẽ tự biểu hiện như một sự dư thừa dị thường ở bước sóng hồng ngoại—một dấu hiệu nhận biết của một nền văn minh kỹ thuật đang hoạt động.

Chữ ký kỹ thuật khác bao gồm chất ô nhiễm công nghiệp trong bầu khí quyển của Trái đất cũng sẽ gây chú ý đối với người ngoài hành tinh được trang bị kính viễn vọng mạnh mẽ và hệ thống phân tích quang phổ (phá vỡ ánh sáng theo bước sóng). Một nền văn minh tiên tiến ngoài hành tinh chắc chắn có thể đoán chính xác giai đoạn công nghiệp hóa cụ thể và mức tiêu thụ năng lượng của chúng ta.

Trên trái đất, chúng ta sử dụng Thang đo Kardashev để ước tính sự phát triển của các nền văn minh ngoài hành tinh dựa trên mức sử dụng năng lượng của họ—ở quy mô đó, chúng ta sẽ xuất hiện như một nền văn minh kỹ thuật mới nổi, chưa ở nấc thang cuối cùng.

Và ngay cả khi một loài ngoại lai không thể phát hiện ra tất cả những điều này vào lúc này, thì chúng cũng có thể sớm làm tốt hơn. Chúng tôi dự định mở rộng công việc này để bao gồm các chữ ký kỹ thuật vô tuyến truyền thống và các nguồn bức xạ rò rỉ vô tuyến mới nổi khác, bao gồm hệ thống 5G, WiFi, truyền kỹ thuật số và liên lạc trong không gian sâu.

Điều này cũng sẽ bao gồm cái kén phát xạ vô tuyến sẽ sớm bao quanh Trái đất khi sự phát triển của khối lượng lớn các chòm sao vệ tinh chẳng hạn như Starlink và OneWeb cung cấp toàn cầu phủ sóng wifi.

Ai biết được, người ngoài hành tinh thậm chí có thể giải mã được điều chế phức tạp của hệ thống liên lạc di động của chúng ta. Cuối cùng, khi Trái đất trở nên sáng hơn một cách nhân tạo ở tất cả các bước sóng, không thể loại trừ khả năng chúng phát hiện ra chúng ta trước khi chúng ta phát hiện ra chúng.

Tbài báo của anh ấy được đăng lại từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Tín dụng hình ảnh: Trái đất hình lưỡi liềm khi nhìn từ mặt trăng / NASA