Omamme kaltaiset sivilisaatiot on laskettu: voimme soittaa 36 planeetalle

Ei ole kyse vain siitä, onko avaruudessa elämää, vaan on kyse myös siitä, saadaanko siihen yhteys. Tätä mieltä ovat brittitähtitieteilijät, jotka ovat laskeneet, montako Linnunradan sivilisaatiota voi vastata soittoon.

Ei ole kyse vain siitä, onko avaruudessa elämää, vaan on kyse myös siitä, saadaanko siihen yhteys. Tätä mieltä ovat brittitähtitieteilijät, jotka ovat laskeneet, montako Linnunradan sivilisaatiota voi vastata soittoon.

Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Yli 30 radioviestiä on juuri nyt menossa valon nopeudella kohti vieraita tähtiä ja eksoplaneettoja. Signaaleja on lähetetty viimeisten 50 vuoden ajan maapallolta siinä tarkoituksessa, että toinen sivilisaatio ottaa ne vastaan, tulkitsee ne ja vastaa niihin.

Kaksi brittiläistä tähtitieteilijää on määrittänyt, kuinka todennäköinen tapahtuma on. He ovat laskeneet uusien tähtihavaintojen ja astrobiologisten laskentapojen pohjalta, kuinka monessa paikassa Linnunradalla on mahdollista olla yhteydessä älyllisen elämän kanssa. Tulokseksi tuli, että kotigalaksissamme on 36 muuta planeettaa, joilla avaruusolennot katselevat taivasta ja kysyvät niin kuin täkäläiset tähtitieteilijät ovat kysyneet jo vuosisatojen ajan: olemmekohan me ainoita?

Varustautuneena uusimmalla tiedolla elämän synnystä Maassa ja infrapunateleskoopeilla, jotka voivat siepata eksoplaneettojen elämän merkkejä, tähtitieteilijät ovat lähdössä kaikkien aikojen avaruusseikkailuun: etsimään galaktisten naapureidemme jälkiä ja antamaan niille vastauksen ottamalla yhteyttä.

© Ken Ikeda Madsen

Kaava kertoo Linnunradan asukastiheyden

Vuonna 1961 tähtitieteilijä Frank Drake esitti kaavan, jolla arvioidaan Maan ulkopuolisen elämän todennäköisyyttä. Sitä mukaa kuin käsitys yhtälön tekijöistä täsmentyy laskutoimituksen lopputulos tarkentuu ja luotettavuus kasvaa. Drake päätyi aikoinaan 20–50 miljoonaan sivilisaatioon. Nykyään Linnunrata tunnetaan paremmin ja tiedetään esimerkiksi, että joka vuosi syntyy 1,5–3 tähteä ja jokaista tähteä kiertää keskimäärin yksi planeetta. Tämä tarkentaa tuloksia, mutta esitetyt luvut sijoittuvat silti yhden ja useiden miljoonien haarukkaan.

Muiden laskentataulukot kiinnostavat

Avaruudesta on etsitty aktiivisesti viestivää älykästä elämää (Communication with extraterrestrial intelligence, CETI) 1960-luvulta asti. Eri puolilla maapalloa toimivat radioteleskoopit suunnataan yhä kaukaisiin tähdistöihin elämän merkkien löytämiseksi. Galaksissa on kuitenkin vallinnut haudanhiljaisuus.

Konkreettisten havaintojen puuttuessa tähtitieteilijät ovat alkaneet jäljittää Maan ulkopuolista elämää taulukkolaskennalla. Taulukossa on ensi sijalla Draken kaava, jonka tähtitieteilijä Frank Drake laati vuonna 1961. Hän esitti seitsemän tekijää, kuten nopeuden, jolla syntyy Auringon kaltaisia tähtiä, ja elämälle suotuisien planeettojen määrän, ja totesi kertolaskun tuloksen ilmaisevan, montako teknisesti kehittynyttä sivilisaatiota Linnunradalla tietyllä hetkellä on.

AIkaisemmin tähtitieteilijät etsivät elämää niukkojen tietojen varassa, mutta eksoplaneetoista ja galakseista voimakkailla teleskoopeilla tehtyjen havaintojen ansiosta brittiläiset tutkijat ovat voineet laskea, monenko sivilisaation kanssa on mahdollista päästä yhteyteen.

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Uudet laskelmat pienentävät elinkelpoista vyöhykettä

Elinkelpoinen vyöhyke tarkoittaa tähteä ympäröivää aluetta, jossa sijaitsevalla planeetalla vesi voi lämpötilan puolesta olla nestemäistä. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat kuitenkin, että vyöhykkeen laidalla planeetoilla pitää olla niin paljon lämpöä pidättävää hiilidioksidia tai -monoksidia, että kaasukehä on liian myrkyllinen tunnetuille elämänmuodoille. Siksi vyöhyke on nykytiedon valossa pienennettävä vihreäksi alueeksi.

Mahdollisia ehdokkaita: 16 miljardia planeettaa

X-akseli ilmaisee planeetalle tähdestä tulevan valon määrän – verrattuna Maan vastaanottamaan auringonsäteilyyn. Esimerkiksi punaiseksi planeetaksi kutsutun Marsin saama auringonvalon määrä on alle puolet Maahan tulevasta auringonvalosta. Y-akseli ilmaisee planeettakunnan tähden lämpötilan. Nasan mukaan Auringon lämpötila on 5 772 kelviniä eli noin 5 500 celsiusastetta.

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Valo paljastaa elämän tuntomerkit

Sellaiset aineet kuin otsoni, happi ja vesi heijastavat valon aallonpituuksia eri tavalla. Kun analysoidaan tähtien valoa, joka kulkee eksoplaneetan kaasukehän läpi, puuttuvat aallonpituudet erottuvat spektrissä mustina viivoina. 26 prosentilla planeetoista voi olla vettä.

Mahdollisia ehdokkaita: 4,16 miljardia planeettaa

© Ken Ikeda Madsen & Shutterstock

Avaruusolentojen pitää olla teknisesti meidän tasollamme

Monet Linnunradan planeetat ovat joko nuorempia tai vanhempia kuin Maa. Siksi vain harva sivilisaatio on teknisesti yhtä kehittynyt kuin oma sivilisaatiomme, ja osa on voinut tuhoutua. Jos oletetaan, että sivilisaatio lähettää radioviestejä 100 vuotta, lukumäärä on 36.

Mahdollisia ehdokkaita: 36 planeettaa

Aikajanan numerot ilmaisevat Maan iän miljardeina vuosina.

Draken kaava on tähän asti ollut sikäli tyhjän panttina, että tähtitieteilijät ovat voineet soveltaa sitä vain Maahan. Esimerkiksi se, voiko elämää syntyä muista alkuaineista kuin hiilestä, typestä, hapesta, fosforista, rikistä ja vedystä ja toisenlaisissa kuin maapallolla vallinneissa olosuhteissa, on vielä hämärän peitossa.

Sitä mukaa kuin teleskoopit kehittyvät tiedot galaksistamme karttuvat. Samalla Draken kaavan tekijöistä saadaan tarkemmat arvot ja lopputulos varmistuu. Havainnot ovat esimerkiksi paljastaneet, että 20 prosenttia Linnunradan tähdistä muistuttaa Aurinkoa. Noin joka neljännellä niistä on Maan kokoisia kiertolaisia, ja planeettojen kiertoaika on suunnilleen vuosi.

Ja melkein kaikilla näillä planeetoilla esiintyy ilmeisesti niitä aineksia, joita maapallon eliöt sisältävät.

Laske itse vieraiden sivilisaatioiden määrä

Alla voit itse muuttaa sen kaavan lukuja, jolla brittiläiset tähtitieteilijät ovat laskeneet Linnunradan yhteydenottoon kykenevien sivilisaatioiden määrän:

Nimenomaan karttuvat tiedot tähdistä ja planeetoista ovat saaneet kaksi brittiläisen Nottinghamin yliopiston astrofyysikkoa tarttumaan Draken kaavaan ja soveltamaan sitä tarkistetuilla tekijöillä, joista osa on ollut ennen täysin tuntemattomia.

Suurin epävarmuus koskee sitä, kuinka usein elämää syntyy Maan kaltaisilla planeetoilla. Nottinghamilaistutkijat kysyvätkin siksi, kauanko yleensä kestää, että Maan kaltaiselle planeetalle kehittyy elämää. Siihen kuluu vähintään 4,5 miljardia vuotta niin kuin Maassa ja enintään 5,5 miljardia vuotta.

Väli juontuu niin sanotusta astrobiologian kopernikaanisesta periaatteesta, jonka mukaan useimmat maailmankaikkeuden tähdet ja planeetat käyttäytyvät odotuksenmukaisesti Maan malliin. Koska täällä on syntynyt älyllistä elämää, sitä on todennäköisesti syntynyt myös toisaalla samankaltaisissa olosuhteissa.

Viime kädessä odotetaan, että sivilisaatio lähettää ja vastaanottaa viestejä vain 100 vuotta – eli yhtä pitkään kuin ihmiskunta on hallinnut vaadittavan tekniikan.

Uudet hankkeet voivat löytää elämää

Brittiläinen astrofyysikkokaksikko päätyi siihen tulokseen, että galaksissa on nykyään 36 elollista planeettaa, joilta viestitään radioaalloilla ja joihin voidaan periaatteessa olla yhteydessä. Kysymys kuuluu: missä ne ovat?

Vuonna 1950 italialainen fyysikko Enrico Fermi ihmetteli, miksi vieras sivilisaatio ei ole vielä ottanut yhteyttä ihmiskuntaan, vaikka todennäköisyys näyttää puhuvan yhteydenoton puolesta. Esimerkiksi Linnunradan 13,6 miljardia vuotta kestäneen olemassaolon aikana yhden sen planeetan sivilisaatio olisi voinut eräiden tutkijoiden arvioiden mukaan asuttaa koko galaksin 3,75 miljoonassa vuodessa. Silti on hiljaista.

VIDEO: Merkittävä muukalaisten etsijä arvostelee laskelmia

Asetelmaa kutsutaan myös Fermin paradoksiksi, ja siihen on kaksi vastausvaihtoehtoa. Muut sivilisaatiot eivät ota yhteyttä meihin joko siksi, että ne pelkäävät paljastaa sijaintinsa, koska Aurinkokunta sijaitsee galaksin autiossa kolkassa, tai siksi, että ne käyttävät radioaaltoja kehittyneempiä viestejä, joita meidän tekniikallamme ei voida vastaanottaa. Tai Maan elämä on ainutlaatuista.

Jos Maan elämä ei ole ainutlaatuista, hiljaisuus saattaa olla selitettävissä Suuri filtteri -nimisellä teorialla, jonka mukaan kaikki sivilisaatiot kohtaavat ennen pitkää ylitsepääsemättömän esteen, joka pysäyttää kehityksen.

Sitä, mikä ylitsepääsemätön este on, voidaan vain arvailla, eikä tiedetä, onko Maan elämä jo ohittanut sen vai onko se vasta edessä. Tapahtuma saattoi olla kahden yksisoluisen eliön kehittyminen tumaksi 2,7 miljardia vuotta sitten tai ihmisen kehityslinjan erkaantuminen apinoista evoluutiopuussa. Ehkä Linnunradan nuoruudessa tasaisin välein tapahtuneet gammapurkaukset tuhosivat kaiken elämän.

Tähtitieteilijät voivat vain arvailla, kuinka avaruusolennot viestivät, mutta todennäköisesti ne ovat meitä kehittyneempiä. Sivilisaatiot kehittyvät sitä mukaa kuin niiden kyky hyödyntää energiaa paranee, ja sivilisaatiot voidaan jakaa kolmeen kehitysryhmään Kardašovin asteikon mukaan.

©

Tyypin 1 sivilisaatio käyttää koko planeetan energiaa

Nämä yhteisöt hallitsevat kaikkia planeetan energiavaroja ja pystyvät siksi lähettämään määrätietoisesti radiosignaaleja satojen valovuosien päähän. Ihmiskunnasta voi tulla tyypin 1 sivilisaatio 100–200 vuodessa.

©

Tyypin 2 sivilisaatio käyttää koko aurinkokunnan energiaa

Sivilisaatio voi teoriassa ottaa käyttöön tähden kaiken energian esimerkiksi valtavilla energiaa talteen ottavilla rakenteilla, jotka ympäröivät tähteä. Energialla on mahdollista pyörittää "majakkaa", joka lähettää radiosignaaleja joka suuntaan. Maahan saattaa kehittyä tyypin 2 sivilisaatio 3 000–5 000 vuodessa.

©

Tyypin 3 sivilisaatio käyttää koko galaksin energiaa

Tällä tasolla sivilisaatio hallitsee galaksin kaikkea energiaa. Sen signaalit voivat olla yhtä voimakkaita kuin vaikkapa kaukaisten pulsareiden, jotka Maassa toimivat radioteleskoopit havaitsevat helposti. Maassa voidaan siirtyä kolmosvaiheeseen 100 000–1 000 000 vuoden kuluttua.

On vaikea sanoa, kuinka onnellinen sattuma elämän syntyminen maapallolla on ollut. Siksi kahden brittiläisen astrofyysikon ajatus 36 mahdollisesta yhteydenottajasta on herättänyt kiivasta keskustelua.

Osa tutkijoista pitää näkemystä määrästä kovin pessimistisenä sitä taustaa vasten tarkasteltuna, että takana on vasta 100 vuotta radioviestintää. Nottinghamilaistutkijat ovat myös itse tätä mieltä. Vastapuoli sen sijaan pitää laskelman lähtökohtaa liian epävarmana, koska siinä esimerkiksi oletetaan, että elämää voi syntyä myös punaisia kääpiöitä kiertävillä planeetoilla. Asia on kiistanalainen tähtitieteessä, eikä siitäkään ole takeita, että kehittyneitä sivilisaatioita syntyy nimenomaan 4,5–5,5 miljardissa vuodessa.

Jos 36 on oikea määrä, meidän täytyy toivoa, että onni potkaisee ja avaruusolennot ottavat yhteyttä. Jos kaikki 36 sivilisaatiota ovat jakautuneet jokseenkin tasaisesti galaksiin, lähin viestivä planeetta sijaitsee ehkä jopa 17 000 valovuoden päässä Maasta, osoittavat tutkijoiden laskelmat. Viestinvaihto on siinä tapauksessa pitkäaikainen projekti – mikäli kumpikin sivilisaatio ylipäänsä käyttää radioaaltoja niin kauan.

Monet tutkijat ovat kuitenkin yhä optimistisia. Nasan tähtitieteilijät pitävät elämän etsintää tämän sukupolven Apollo-ohjelmana. Ja tulevat avaruusteleskoopit James Webb ja Nancy Grace Roman on suunniteltu nimenomaan ottamaan vastaan ja mittaamaan infrapunasäteilyä, joka voi paljastaa eksoplaneetoilta konkreettisia elämän merkkejä. Niinpä muutaman vuoden kuluttua saattaa olla tiedossa tarkka osoite, johon meidän kannattaa lähettää viestimme.

Ehkä vastausta kysymykseen, onko Maan elämä ainutlaatuista, ei tarvitse edes etsiä Aurinkokunnan ulkopuolelta. Marsin kanssa tekee helmikuussa tuttavuutta kolme merkittävää elämän etsijää. Venuksen kaasukehästä on jo löydetty mahdollisia elämän merkkejä. Ja Saturnuksen kuut Titan ja Enceladus ja Jupiterin kuu Europa saavat pian vieraakseen elämää etsiviä luotaimia ja kulkijoita.

Kun tutkimushankkeissa tietoa alkaa välittyä Maahan, tähtitieteilijät voivat päivittää laskentataulukkonsa ja tehdä entistä tarkemman laskelman. Onko mahdollisesti kuulolla nolla, 36 vai ehkä 36 miljoonaa sivilisaatiota?