Maan ulkopuolisen älykkään elämän etsintä on perustunut siihen oletukseen, että mahdollisesti avaruudessa olevat kehittyneet sivilisaatiot lähettävät radioviestejä.
Vuosikymmenien ajan tutkijat ovat kuunnelleet maailmankaikkeutta suurilla radioteleskoopeilla toivoen vastaanottavansa avaruusolentojen lähettämän sanoman.
Ehkä perusoletus onkin ollut väärä. Osa tutkijoista uskoo, että galaksissamme kenties piilevä älykäs sivilisaatio viestii toisella tavalla. Ehdotettu keinovalikoima ulottuu kvanttikoodatuista röntgensäteistä aika-avaruuden keinuttamiseen.
Tämä juttu tutustuttaa sinut viiteen viestinnän välineeseen, joita avaruusolennot voivat käyttää yhteydenottoon.
Haamuhiukkaset
Suuret maanalaiset ilmaisimet paljastavat neutriinoja. Jotkut tähtitieteilijät uskovat, että avaruusolennot pystyvät lähettämään alkeishiukkasiin perustuvia viestejä valtavilla kiihdyttimillä.
Elämän merkit voivat kätkeytyä näkymättömiin hiukkasiin
Joka ainoa sekunti kehomme läpäisee huomaamattomasti noin 100 000 miljardia neutriinoa. Neutriinot ovat yhtä pieniä kuin elektronit, mutta koska niillä ei ole sähkövarausta, ne voivat läpäistä esteettömästi aineen kuin aineen.
Siksi on esitetty, että avaruuden älykkäät sivilisaatiot käyttävät minimaalisia ”haamuhiukkasia” viestintään niin sanottuina neutriinosäteinä.
Koska mikään ei pysäytä neutriinoja, viestit säilyvät. Haittapuolena on se, että hiukkasia on erittäin vaikea havaita nykyisillä laitteilla samaisen ominaisuuden vuoksi.
Neutriinoja syntyy muun muassa Auringon kaltaisissa tähdissä radioaktiivisen hajoamisen tuloksena, mutta niitä on mahdollista tuottaa keinotekoisesti maapallolla ydinvoimaloissa ja hiukkaskiihdyttimissä.
Neutriinonilmaisimet rakennetaan yleensä maan alle, jotta ne olisivat suojassa muilta avaruudesta tulevilta hiukkasilta, jotka voisivat haitata haamuhiukkasten havainnointia.
Laser
Mahdollisia avaruusolentojen lähettämiä laserviestejä aiotaan tarkkailla muun muassa Arizonassa toimivassa VERITAS-observatoriossa.
Laserpulssi voi olla avaruusolentojen tekstiviesti
Sen jälkeen, kun ensimmäinen toimiva laser rakennettiin vuonna 1960, tekniikan voittokulkua maailmalla ei ole estänyt mikään. Sitä sovelletaan niin optisissa asemissa, kuituverkoissa kuin robottiautojen antureissakin.
Voidaan aiheellisesti olettaa, että vähintään meidän tasollemme noussut vieras sivilisaatio tuntee lasertekniikan – ja siirtää sen avulla informaatiota pitkien matkojen päähän.
Laserpulssit kuljettavat digitaalista dataa valokuituja pitkin. Samalla tavalla säteitä voidaan käyttää viestintään hyvin harva-aineisessa avaruudessa.
Lasereilla on myös mahdollista painaa aurinko- eli valopurjetta. Se on avaruusalusten työntövoiman lähde, joka perustuu valon säteilypaineeseen.
Jos avaruusolennot ovat jo rakentaneet laserkäyttöisiä valopurjeita, ne saatetaan havaita Maasta käsin.
Muun muassa LaserSETI-hankkeessa etsitään Kaliforniaan ja Havaijille sijoitetuilla kameroilla laserpulsseja Tyynenmeren alueella näkyvältä yötaivaalta.
Gravitaatioaallot
Osa tutkijoista uskoo, että avaruuden älykkäät sivilisaatiot pystyvät koodaamaan viestejä aika-avaruuden pieniin siirtymiin – gravitaatioaaltoihin.
Gravitaatioaallot kuljettavat postia
Gravitaatioaallot ovat Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustama ilmiö. Niissä on kyse pienistä aika-avaruuden väreistä, jotka leviävät kaikkialle universumissa ja venyttävät avaruutta edetessään.
Gravitaatioaaltojen olemassaolo todistettiin vuonna 2015 LIGO-interferometrillä (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Se rekisteröi pienen aika-avaruuden loiskahduksen, jonka aiheutti kahden mustan aukon yhteentörmäys noin 1,3 miljardia vuotta sitten.
Kansainvälisen tutkimusryhmän vuonna 2019 tekemien laskelmien mukaan massaltaan Jupiterin kaltaista kaasujättiläistä vastaava eli noin 318 kertaa Maan massainen kappale voisi aiheuttaa gravitaatioaaltoja kiertäessään Linnunradan keskustan mustaa aukkoa.
Aallot olisivat kuitenkin erilaisia kuin siinä tapauksessa, että mustat aukot törmäävät toisiinsa. Aaltojen esiintymistiheys ja väli paljastaisivat, että ne ovat älykkään sivilisaation aikaansaamia.
Aallot voitaisiin havaita maapallolla LIGOn tapaisilla ilmaisimilla.
Tiedusteluluotain
Ehkä avaruusolentojen alukset vahtivat jo meitä Aurinkokunnassa. Siinä tapauksessa yhteydenotto lienee enää vain ajan kysymys.
Tiedusteluluotaimet etsivät eläviä planeettoja
Maailmankaikkeuden suuret etäisyydet tekevät eri sivilisaatioiden välisestä keskustelusta epäkäytännöllistä: vastauksen saaminen kestää niin kauan, että älykäs elämä ehtii pahimmassa tapauksessa hävitä.
Kalifornialaisen Stanfordin yliopiston professori Ronald Bracewell esitti vuonna 1960, että kehittyneet vieraat sivilisaatiot lähettävät avaruusluotaimia etsimään planeettoja, joilla esiintyy älykästä elämää.
Jos tiedusteluluotain on löytänyt tiensä Aurinkokuntaan, se kiertää Aurinkoa.
Jossain vaiheessa luotain saattaa lähettää viestin, joka voidaan ottaa vastaan tavallisella radiotekniikalla.
Bracewell arveli luotainten sisältävän runsaasti tietoa ne lähettäneestä sivilisaatiosta sekä tehokkaan tietokoneen, joka kykenee viestinvaihtoon toisen osapuolen kanssa.
Bracewellin luotain voitaisiin ehkä havaita Maassa toimivilla teleskoopeilla, sillä se liikkuisi eri tavalla kuin muut Aurinkokunnan kappaleet.
Kvanttisignaali
Nykyiset kvanttitietokoneet ovat monimutkaisia koneita, joiden toiminta vaatii lähellä absoluuttista nollapistettä pysyvää lämpötilaa.
Kvanttifysiikka mahdollistaa nopean ja salaisen viestinnän
Tavallisessa tietokoneessa informaation perusyksiköllä, bitillä, on kaksi mahdollista toisensa pois sulkevaa tilaa: 1 ja 0. Kvanttitietokoneessa bitti voi olla myös 1:n ja 0:n yhdistelmä. Siksi jokainen bitti voi edustaa useita tiedon osia, ja sen ansiosta kvanttitietokone pystyy suorittamaan paljon monimutkaisempia laskutoimituksia kuin tavallinen tietokone.
Kvanttitietokoneen ongelma piilee siinä, että kvanttibitti on altis ulkoisille häiriöille. Ilmiötä kutsutaan dekoherenssiksi. Kyse on kuitenkin ominaisuudesta, joka mahdollistaa turvallisen tiedonsiirron, sillä heti kun joku ulkopuolinen, kuten hakkeri, yrittää lukea kvanttibiteiksi koodattua viestiä, siitä ei saa enää selvää.
Kvanttibitin toinen teoreettinen etu perustuu siihen, että tietoa voidaan siirtää salamannopeasti valovuosien päähän.
Skotlantilaisen Edinburghin yliopiston tutkijat ovat todistaneet matemaattisesti, että älykäs sivilisaatio voi lähettää röntgensäteiden avulla kvanttiviestejä avaruuteen.
Röntgenaallot sisältävät kvanttiviestejä
1: Avaruusolento laatii kvanttikirjeen
Avaruusolento kirjoittaa viestin kvanttitietokoneella, jossa jokainen kvanttibitti voi olla paitsi 0 tai 1 myös niiden yhdistelmä. Siksi viesti voi sisältää enemmän tietoa bittiä kohti.
2: Aallot kuljettavat kirjeen
Kvanttiviesti lähetetään röntgensäteinä, joiden aallonpituus on paljon näkyvää valoa lyhyempi. Fotonit noudattavat kvanttimekaniikan lakeja ja voivat siksi toimia kvanttibitteinä. Jokainen fotoni edustaa siten tiedon osaa.
3: Ihminen lukee aallot
Kvanttitietokone voi purkaa kvanttikoodin – fotonit – aiheuttamatta ulkoista häiriötä, joka tuhoaa viestin. Jos onnistutaan rakentamaan kvanttitietokone, voidaan ottaa vastaan röntgenaaltoja ja lukea fotonien sisältämät tiedot.
Kvanttisignaalit pääsisivät perille paljon nopeammin kuin esimerkiksi radioaaltoihin perustuvat sanomat.
Tutkimustiedon valossa näyttää siltä, että hyvin harva-aineisessa avaruudessa on mahdollista lähettää kvanttiviestejä satojentuhansien valovuosien päähän ilman dekoherenssin ja tietojen tuhoutumisen riskiä.