Dokąd dotarły sygnały radiowe z Ziemi?

Jakiś czas temu natrafiłem na taki obrazek ilustrujący maksymalny obszar naszej galaktyki, jaki przemierzyły fale radiowe emitowane przez naszą cywilizację.
https://kwejk.pl/obrazek/3586899/kosmos.html?fbclid=IwAR1YoHbjuvLHp9EdT1eNu0kI2vAf_ADjETVymht8xlscvzo7b5QkiZbic3U
Mała kropeczka pośród ogółu galaktyki, 200 lat świetlnych w stosunku do ok. 100 000 lat św. W rzeczywistości obszar ten jest o rząd wielkości mniejszy, ale o tym za chwilę.

Postulowane tutaj 200 lat świetlnych nie robi zbyt dużego wrażenia przy wielkości naszej galaktyki, co oznacza że wszystko to, co jest poza zaznaczoną kropką, w ogóle nie wie o istnieniu naszej cywilizacji. Analogicznie działa to w drugą stronę. Jeśli za tą kropką znajduje się jakaś wielka obca cywilizacja, to jeśli emituje ona fale radiowe od niedawna, to dla naszej aparatury ten obszar nadal wygląda na cywilizacyjnie pusty. Jeśli dookoła jest 20 cywilizacji funkcjonujących w taki sposób od paru set lat, to nam i tak będzie się wydawać, że nic tam nie ma „sztucznego”. Im bardziej oddalamy się od naszej małej kropeczki, tym bardziej musimy wydłużyć czas wstecz, aby dostrzec inną cywilizację. Parę średnic tej kropki dalej mamy już tysiąc lat św., a więc konieczność istnienia innej cywilizacji od tysiąca lat, abyśmy mogli ją zobaczyć.

Propagacja fal radiowych odbywa się oczywiście z tą samą prędkością co fala świetlna, są one bowiem tym samym zjawiskiem – falą elektromagnetyczną. Oznacza to, że jest to w ogóle prędkość informacji fizycznej, przynajmniej w takiej fizyce, jaką znamy. I, niestety na przekór fantazji, prawdopodobnie ogólnie w naszym wszechświecie jest to istotnie największa możliwa prędkość jeśli chodzi obiekty makroskopowe. „Głębsza” fizyka bowiem dotyczy obiektów kwantowych, których prawa są nieprzekładalne na duże obiekty, a „tunele czasoprzestrzenne”, nawet jeśli są możliwe przy spełnieniu pewnych warunków (pamiętajmy jednak, że nauka tego nie potwierdziła), raczej nie pozwalałyby na transport żywych istot. Niestety, jesteśmy w naszym własnym dołku i tak już pewnie zostanie, i tak też musi sobie zapewne radzić każda inna cywilizacja znajdująca się w tym wszechświecie. Jak to zwykłem mówić przy okazji tego problemu – zdumiewającą właściwością naszego wszechświata jest to, że w wyniku jego własnych praw nie ma on możliwości znać samego siebie.

W rzeczywistości obrazek z linku przedstawia niestety fałszywy obraz. Fale radiowe propagowane sferycznie, czyli równomiernie we wszystkich kierunkach, nikną w przestrzeni kosmicznej bardzo szybko. Ktoś mógłby powiedzieć: „Ale jak to? Przecież jest to propagacja swobodna, a w kosmosie nic im nie przeszkadza”. Faktycznie w przestrzeni kosmicznej nie napotykają one „oporu”. Jednak ich rozproszenie wynika z prostych właściwości fizycznych. Analogicznie jak fala na wodzie, gdy wrzucisz kamień, okręg wraz z odległością od kamienia robi się coraz większy. Będąc zatem dalej fala ma większą przestrzeń do „obsłużenia”, a zatem aby dla wybranego odcinka zachować swoją pierwotną moc, musiałaby uzyskać dodatkowe „zasilanie”. Tymczasem wyemitowana została raz, nie ma więc już dodatkowego „zasilania”. Oznacza to, że im dalej, tym bardziej traci ona moc, bo rozstaje rozproszona na większej przestrzeni. Nic więc nie musi jej przeszkadzać w kosmosie, wystarczy samo zwiększenie przestrzeni, aby… już po ok. 5-6 latach świetlnych być nieodróżnialna od kosmicznego tła.
Zobacz też: „Paradoks Fermiego – jeśli obcy są, a ich nie widzimy”.

Tak – nasze sygnały cywilizacyjne dolatują niewiele dalej niż do najbliższej gwiazdy. Lol.

Inaczej jest z emisją skupioną, tak aby propagacja następowała w wiązce punktowej. Takim sygnałem możemy celować w konkretne miejsce. I choć oczywiście po drodze trochę traci na mocy, zasięg takiej komunikacji jest nieporównanie większy, nie następuje bowiem takie rozproszenie fali w przestrzeni. Tę technikę wykorzystujemy w programie SETI, zarówno sami emitując komunikaty dla obcych, jak i nasłuchując takich z kosmosu.

Jednakże wówczas fala taka jest możliwa do zarejestrowania tylko wtedy, gdy konkretnie wceluje w dany glob i tylko o wyznaczonym czasie. Oznacza to, że nawet jeśli nasze poszczególne fale zaleciały dalej niż na 5 lat św., zauważyć może go tylko cywilizacja, która znajdzie się na naszym celowniku. I analogicznie w drugą stronę – zobaczymy w ten sposób obcych tylko wtedy, gdy w nas „strzelą” emisją, albo przez nieprawdopodobny przypadek. O tym, że program SETI niestety nie ma większego sensu, będę pisał innym razem.

Dokąd więc w rzeczywistości zaleciała informacja sugerująca istnienie naszej cywilizacji?
Pierwszy taki sygnał wysłaliśmy w 1974 roku. „Zaryliśmy” zatem we Wszechświat na porażające 46 lat świetlnych. Niektóre największe gwiazdy widoczne na naszych niebie już by zostały w ten sposób odhaczone, gdyby sygnały te zostały ukierunkowane wprost na nie. Ale najpewniej w naszym zaścianku nie dzieje się nic ciekawego jeśli chodzi o sprzyjanie narodzinom cywilizacji. Nasz pierwszy sygnał został wyemitowany do grupy gwiazd położonych 25 tysięcy lat św. od Ziemi. To wciąż blisko w skali samej Galaktyki, ale na razie od 1974 roku pokonał 1/543 odległości do celu. I nawet on jest ponad 4 razy bliżej niż zasięg kropki zaznaczonej na obrazku.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s