في عام 1961 ، ابتكر عالم الفلك الشهير فرانك دريك صيغة لتقدير عدد الذكاء خارج الأرض (ETIs) التي يمكن أن توجد داخل مجرتنا. تُعرف هذه الصيغة ، المعروفة باسم "معادلة دريك" ، أنه حتى من خلال التقديرات الأكثر تحفظًا ، من المرجح أن تستضيف مجرتنا بضع حضارات متقدمة على الأقل في أي وقت معين. بعد حوالي عقد من الزمان ، بدأت وكالة ناسا رسميًا بحثها عن برنامج الذكاء خارج الأرض (SETI).
وقد شهدت هذه الجهود ضخ اهتمام كبير في العقود الأخيرة بفضل اكتشاف الآلاف من الكواكب خارج المجموعة الشمسية. لمعالجة احتمال وجود الحياة هناك ، يعتمد العلماء أيضًا على أدوات معقدة للبحث عن مؤشرات منبهة للعمليات البيولوجية (المعروفة أيضًا باسم التوقيعات الحيوية) والنشاط التكنولوجي (التوقيعات التكنولوجية) ، والتي يمكن أن تشير ليس فقط إلى الحياة ولكن الذكاء المتقدم.
لمعالجة الاهتمام المتزايد في هذا المجال ، استضافت وكالة ناسا ورشة عمل NASA Technosignatures في سبتمبر. كان الغرض من ورشة العمل هذه تقييم الوضع الحالي لأبحاث التوقيع التقني ، حيث توجد أكثر السبل الواعدة ، وحيث يمكن إحراز تقدم. تم إصدار تقرير ورشة العمل مؤخرًا ، والذي تضمن جميع نتائجهم وتوصياتهم بشأن مستقبل هذا المجال.
ظهرت ورشة العمل هذه نتيجة لمشروع قانون الاعتمادات في الكونغرس الذي تم تمريره في أبريل 2018 ، حيث تم توجيه وكالة ناسا لبدء دعم البحث العلمي عن التوقيعات كجزء من بحثهم الأكبر عن الحياة خارج الأرض. جمع هذا الحدث العلماء والمحققين الأساسيين معًا من مختلف المجالات في معهد القمر والكواكب (LPI) في هيوستن ، بينما شارك الكثيرون عبر Adobe Connect.
خلال ورشة العمل التي استغرقت ثلاثة أيام ونصف ، تم تقديم العديد من العروض التي تناولت العديد من الموضوعات ذات الصلة. وشمل ذلك أنواعًا مختلفة من التوقيعات التقنية ، والبحث اللاسلكي عن الذكاء خارج كوكب الأرض (SETI) ، والنظام الشمسي SETI ، والبنى الضخمة ، واستخراج البيانات ، والبحث البصري والضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIL). وفقًا لمشروع قانون مخصصات مجلس النواب ، تم تجميع نتائج ورشة العمل في تقرير تم تقديمه في 28 نوفمبر 2018.
في نهاية المطاف ، كان الغرض من ورشة العمل أربعة أضعاف:
- تحديد الحالة الحالية لمجال التوقيع التقني. ما التجارب التي حدثت؟ ما هو أحدث ما توصل إليه الكشف عن التوقيعات التقنية؟ ما هي الحدود التي لدينا حاليًا على التوقيعات التقنية؟
- فهم التطورات القادمة على المدى القريب في مجال التوقيع التقني. ما هي الأصول الموجودة التي يمكن تطبيقها على البحث عن التوقيعات التقنية؟ ما هي المشاريع المخططة والممولة التي ستقدم أحدث التقنيات في السنوات المقبلة ، وما هي طبيعة هذا التقدم؟
- فهم الإمكانات المستقبلية لمجال التوقيع التقني. ما هي المسوحات الجديدة والأدوات الجديدة وتطوير التكنولوجيا وخوارزميات التنقيب عن البيانات الجديدة والنظرية الجديدة والنمذجة وما إلى ذلك ، والتي ستكون مهمة للتقدم المستقبلي في هذا المجال؟
- ما الدور الذي يمكن أن تلعبه شراكات ناسا مع القطاع الخاص والمنظمات الخيرية في تعزيز فهمنا لمجال التوقيعات التقنية؟
يبدأ التقرير بتقديم معلومات أساسية عن البحث عن التوقيعات التقنية وتقديم تعريف للمصطلح. لهذا ، يستشهد المؤلفون بجيل جيل تارتر ، أحد القادة الرئيسيين في مجال أبحاث SETI والشخص الذي صاغ المصطلح نفسه. بالإضافة إلى كونها مديرة مركز أبحاث SETI (جزء من معهد SETI) لمدة 35 عامًا ، كانت أيضًا عالمة مشروع لبرنامج SETI التابع لوكالة ناسا قبل إلغاؤه في عام 1993.
كما أشارت في مقال 2007 بعنوان "تطور الحياة في الكون: هل نحن وحدنا؟":
"إذا تمكنا من العثور على التوقيعات التقنية - دليل على بعض التقنيات التي تعدل بيئتها بطرق يمكن اكتشافها - فسوف يُسمح لنا باستنتاج وجود تقنيين أذكياء على الأقل في وقت ما. كما هو الحال مع التوقيعات الحيوية ، لا يمكن تعداد كل التواقيع التقنية المحتملة للتكنولوجيا - كما لم نكن نعرفها بعد ، ولكن يمكننا تحديد استراتيجيات بحث منهجية لمكافئات بعض تقنيات الأرض في القرن الحادي والعشرين. "
بعبارة أخرى ، التوقيعات التقنية هي ما نعترف به نحن البشر كعلامات على نشاط متقدم تقنيًا. المثال الأكثر شهرة هو الإشارات اللاسلكية ، التي أمضى باحثو SETI العقود القليلة الماضية في البحث عنها. ولكن هناك العديد من التوقيعات الأخرى التي لم يتم استكشافها بالكامل ، ويتم تصور المزيد منها طوال الوقت.
وتشمل هذه انبعاثات الليزر التي يمكن استخدامها للاتصالات البصرية أو كوسيلة للدفع ؛ علامات على الهياكل الضخمة ، التي يعتقد البعض أنها كانت السبب وراء التعتيم الغامض لنجمة Tabby. أو جو مليء بثاني أكسيد الكربون والميثان ومركبات الكربون الكلورية فلورية والملوثات المعروفة الأخرى (لأخذ صفحة من كتابنا).
عندما يتعلق الأمر بالبحث عن التوقيعات الحيوية ، فإن العلماء مقيدون بحقيقة أنه لا يوجد سوى كوكب واحد نعرفه يدعم الحياة: الأرض. ولكن التحديات تتجاوز بكثير لتشمل قضايا التمويل و. وكما أخبر جايسون رايت - الأستاذ المشارك في جامعة الأمير سلطان ومركز الكواكب الخارجية والعوالم المواتية (CEHW) وأحد المؤلفين في التقرير - لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"إن التحديات التقنية كثيرة. ما هي أنواع التوقيعات التكنولوجية التي يمكن أن تولدها الأنواع التكنولوجية خارج كوكب الأرض؟ أي من تلك يمكن الكشف عنها؟ كيف سنعرف إذا وجدنا واحدًا؟ إذا وجدنا ذلك ، كيف يمكننا التأكد من أنها علامة على التكنولوجيا وليست شيئًا غير متوقع ولكنه طبيعي؟ "
في هذا الصدد ، تعتبر الكواكب "من المحتمل أن تكون صالحة للسكن" بناءً على ما إذا كانت "شبيهة بالأرض" أم لا. وبنفس الطريقة تقريبًا ، يقتصر البحث عن التوقيعات التكنولوجية على التقنيات التي نعرف أنها مجدية. ومع ذلك ، هناك أيضًا بعض الاختلافات الرئيسية بين التوقيعات الفنية والتوقيعات الحيوية.
كما شرحوا ، فإن العديد من التقنيات المتقدمة المقترحة إما "ذاتية اللمعان" (أي أشعة الليزر أو الموجات الراديوية) أو تنطوي على معالجة الطاقة من مصادر طبيعية مشرقة (أي دايسون كروي وغيرها من الهياكل العملاقة حول النجوم). هناك أيضًا إمكانية توزيع التواقيع الفنية على نطاق واسع لأن الأنواع المعنية ربما نشرت حضارتها على أنظمة النجوم المجاورة وحتى المجرات.
كما أوضح رايت ، هناك العديد من أنواع التوقيعات التقنية ، وأكثرها شيوعًا هو الإشارة اللاسلكية:
"هذه لها العديد من المزايا: من الواضح أنها مصطنعة ، وهي واحدة من أرخص وأسهل الطرق لنقل المعلومات عبر مسافات طويلة ، ولا تتطلب أي استقراء تقني من التكنولوجيا لتوليدها ، ويمكننا اكتشاف حتى إشارات ضعيفة جدًا في المسافات بين النجوم. إن التكنوزوجيا الشائعة الأخرى هي الليزر - إما النبضات أو الحزم المستمرة - التي لها العديد من المزايا نفسها. تم اقتراح كلا التوقيعات التقنية قبل حوالي 50 عامًا ، وكان معظم العمل الذي تم إنجازه حتى الآن يبحث عن التواقيع التقنية ".
لكل من هذه التوقيعات ، من الضروري وضع حدود عليا ، بحيث يعرف العلماء بالضبط ما ليس للبحث عن. "عندما تبحث عن شيء ما ولا تجده ، يجب عليك توثيق الإشارات التي أثبتتها بدقةلا تفعل قال رايت. "شيء من هذا القبيل: لا توجد إشارات أقوى من مستوى ما ، في وقت ما ، ضمن نطاق من نجوم معينة ، أضيق من بعض النطاق الترددي ، ضمن نطاق من الترددات."
ثم يتناول التقرير الحدود القصوى للكشف لكل توقيع تقني وما هي الطريقة والتقنية الحالية للبحث عنها. لوضع هذا في المنظور ، اقتبسوا من دراسة عام 2005 بواسطة شيبا وهاند:
"علماء الفيزياء الفلكية ... أمضوا عقودًا في الدراسة والبحث عن الثقوب السوداء قبل جمع أدلة دامغة اليوم على وجودها. ويمكن قول الشيء نفسه عن البحث عن الموصلات الفائقة في درجة حرارة الغرفة ، أو انحلال البروتون ، أو انتهاكات النسبية الخاصة ، أو عن بوزون هيجز. وبالفعل ، فإن معظم الأبحاث الأكثر أهمية وإثارة في علم الفلك والفيزياء معنية تمامًا بدراسة الأشياء أو الظواهر التي لم يتم إثبات وجودها - والتي قد تتضح في الواقع أنها غير موجودة. وبهذا المعنى ، فإن علم الأحياء الفضائي لا يواجه سوى ما هو وضع مألوف ، بل ومألوف في العديد من العلوم الشقيقة. "
وبعبارة أخرى ، سيتكون التقدم المستقبلي في هذا المجال من تطوير طرق للبحث عن التوقيعات التقنية المحتملة وتحديد الشكل الذي لا يمكن استبعاد هذه التوقيعات كظواهر طبيعية. يبدأون بالنظر في العمل المكثف الذي تم القيام به في مجال علم الفلك الراديوي.
عندما يتعلق الأمر مباشرة بها ، يمكن القول فقط أن مصدرًا راديويًا فلكيًا ضيق النطاق للغاية له أصل اصطناعي ، نظرًا لأن الإرسال اللاسلكي واسع النطاق أمر شائع في مجرتنا. ونتيجة لذلك ، أجرى باحثو SETI مسوحات بحثت عن مصادر راديوية موجية ونبضية مستمرة لا يمكن تفسيرها بالظواهر الطبيعية.
مثال جيد على ذلك هو "WOW! إشارة "تم الكشف عنها في 15 أغسطس 1977 من قبل الفلكي جيري ر. إيمان باستخدام تلسكوب راديو الأذن الكبيرة في جامعة ولاية أوهايو. في سياق مسح كوكبة القوس ، بالقرب من الكتلة الكروية M55 ، لاحظ التلسكوب قفزة مفاجئة في الإرسال اللاسلكي.
لسوء الحظ ، لم تتمكن مسوحات المتابعة المتعددة من العثور على أي إشارات أخرى للإشارات اللاسلكية من هذا المصدر. يميز هذا وأمثلة أخرى العمل المضني والصعب الذي يأتي مع البحث عن التواقيع التقنية للموجات الراديوية ، والتي تم وصفها بأنها تبحث عن إبرة في "الكومة الكونية".
تشمل الأمثلة على أدوات المسح وطرقه الحالية صفيف Allen Telescope Array من معهد SETI ، ومرصد Arecibo ، وتلسكوب Robert C. Byrd Green Bank ، و Telesope Parkes ، و Array Large Array (VLA) ، ومشروع [البريد الإلكتروني المحمي] و Breakthrough Listen . ولكن بالنظر إلى أن حجم المساحة التي تم البحث عنها لكل من عمليات البحث الراديوي المستمر والنبضي ، فإن الحدود العليا الحالية لتوقيعات الموجات اللاسلكية ضعيفة للغاية.
وبالمثل ، يجب أيضًا ضغط إشارات الضوء البصري وقريب من الأشعة تحت الحمراء (NIL) من حيث التردد والوقت حتى يتم اعتبارها اصطناعية في الأصل. هنا ، تتضمن الأمثلة جهاز SETI البصري القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIROSETI) ، ونظام مصفوفة تلسكوب التصوير الإشعاعي النشط للغاية (VERITAS) ، ومستكشف المسح الميداني واسع النطاق للأجسام القريبة من الأرض (NEOWISE) ، و Keck / High Resolution Echelle Spectrometer ( HIRES).
عندما يتعلق الأمر بالبحث عن الهياكل الضخمة (مثل Dyson Spheres) ، يركز الفلكيون على كل من الحرارة المهدورة من النجوم والانخفاضات في لمعانهم (التعتيم). في حالة الأولى ، أجريت مسوحات بحثت عن طاقة الأشعة تحت الحمراء الزائدة القادمة من النجوم القريبة. يمكن اعتبار ذلك مؤشراً على أن ضوء النجوم يتم التقاطه بواسطة التكنولوجيا (مثل الألواح الشمسية).
تماشيًا مع قوانين الديناميكا الحرارية ، سيتم إشعاع جزء من هذه الطاقة على أنها حرارة "مهدرة". في حالة الأخيرة ، تم دراسة التعتيم باستخدام بيانات من كبلر و K2 البعثات لمعرفة ما إذا كان يمكن أن تشير إلى وجود هياكل مدارية ضخمة - بنفس الطريقة التي تم استخدامها لتأكيد العبور الكواكب ووجود الكواكب الخارجية.
وبالمثل ، تم إجراء مسوحات لمجرات أخرى باستخدام مستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع النطاق (WISE) ومسح ميكرون لجميع السماء (2MASS) للبحث عن علامات التعتيم. يتم إجراء عمليات بحث أخرى جارية باستخدام القمر الصناعي الفلكي بالأشعة تحت الحمراء (IRAS) ومصادر التلاشي والمظهر خلال قرن من الملاحظات (VASCO).
يتناول التقرير أيضًا التوقيعات التكنولوجية التي قد تكون موجودة في نظامنا الشمسي. هنا ، أثيرت قضية أوموموا. وفقًا لدراسات حديثة ، من الممكن أن يكون هذا الكائن في الواقع مسبارًا غريبًا ، وأن الآلاف من هذه الأجسام يمكن أن توجد في النظام الشمسي (بعضها يمكن دراسته في المستقبل القريب).
حتى أنه كانت هناك محاولات للعثور على أدلة على الحضارات الماضية هنا على الأرض من خلال التواقيع الكيميائية والصناعية ، على غرار كيف يمكن اعتبار هذه المؤشرات على كوكب خارج الطاقة الشمسية دليلاً على حضارة متقدمة.
الاحتمال الآخر هو وجود التحف الغريبة القائمة على الفضاء أو "الرسائل المعبأة". يمكن أن تأخذ هذه على شكل مركبة فضائية تحتوي على رسائل مشابهة ل "اللوحة الرائدة" في بايونير 10 و 11 البعثات ، أو "السجل الذهبي" لل فوييجر 1 و 2 البعثات.
في نهاية المطاف ، تختلف الحدود العليا لهذه التوقيعات التقنية ، ولم تنجح أي محاولات للعثور على أي منها حتى الآن. ومع ذلك ، كما يلاحظون ، هناك فرص كبيرة للكشف عن التوقيع الفني في المستقبل بفضل تطوير أدوات الجيل التالي ، وطرق البحث المحسنة والشراكات المربحة.
سيسمح ذلك بمزيد من الحساسية عند البحث عن أمثلة لتكنولوجيا الاتصالات ، بالإضافة إلى علامات التوقيعات الكيميائية والصناعية بفضل القدرة على تصوير الكواكب الخارجية مباشرة.
تشمل الأمثلة أدوات أرضية مثل التلسكوب الكبير للغاية (ELT) ، وتلسكوب المسح السينوبتيكي الكبير (LSST) ، وتلسكوب ماجلان العملاق (GMT). هناك أيضا أدوات فضائية موجودة ، بما في ذلك المتقاعدين مؤخرا كبلر المهمة (التي لا تزال بياناتها تؤدي إلى اكتشافات قيمة) ، جايا المهمة و ساتل مسح الكواكب الخارجية العابر (تيس).
وتشمل المشاريع الفضائية قيد التطوير حاليا تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) ، تلسكوب المسح الميداني بالأشعة تحت الحمراء الواسع (WFIRST) و PLAnetary ترانزيت وتذبذبات النجوم (PLATO) البعثات. من المتوقع أن تسفر هذه الأداة ، إلى جانب البرامج المحسنة وأساليب مشاركة البيانات ، عن نتائج جديدة ومثيرة في المستقبل غير البعيد.
ولكن كما أوجز رايت ، فإن الشيء الذي سيحدث الفرق الأكبر هو الكثير من الوقت والصبر:
"على الرغم من كونه يبلغ من العمر 50 عامًا ، فإن SETI (أو ، إذا كنت ترغب في ذلك ، البحث عن التوقيعات التقنية) لا تزال في مراحلها الأولى في مراحلها الأولى. لم يكن هناك الكثير من البحث مقارنة بعمليات البحث عن أشياء أخرى (المادة المظلمة ، والثقوب السوداء ، والحياة الميكروبية ، وما إلى ذلك) بسبب النقص التاريخي في التمويل ؛ لم يكن هناك الكثير من العمل التأسيسي الكمي حول التوقيعات التقنية التي تبحث عنها! كان معظم العمل حتى الآن يفكر الناس في العمل الذي سيقومون به إذا كان لديهم تمويل. نأمل أن نتمكن قريبًا من البدء في تطبيق هذه الأفكار! "
بعد نصف قرن ، لم يعثر البحث عن ذكاء خارج الأرض على أي دليل على وجود حياة ذكية خارج نظامنا الشمسي - أي سؤال فيرمي الشهير ، "أين الجميع؟" ، لا يزال قائماً. لكن هذا هو الشيء الجيد في مفارقة فيرمي ، ما عليك سوى حلها مرة واحدة. كل ما تحتاجه البشرية هو العثور على مثال واحد ، وسيتم الإجابة على السؤال العريق ، "هل نحن وحدنا؟".
تم إعداد التقرير النهائي ، "وكالة ناسا والبحث عن التكنوزوجيا" ، من قبل جايسون رايت وداون جيلينو - أستاذ مشارك في جامعة الأمير سلطان ومركز الكواكب الخارجية والعوالم الصالحة (CEHW) وباحث في معهد ناسا لعلوم الكواكب الخارجية (NExScI) على التوالي.
