Hoe een interstellair communicatiesysteem te ontwerpen?

Hier is een interessante vraag. Als we ooit willen communiceren met beschavingen rond andere sterren, wat is dan de beste manier om een ​​bericht te verzenden, aangezien we niets weten over hoe ze het willen ontvangen?

Dat is de vraag die vandaag door David Messerschmitt aan de University of California, Berkeley wordt behandeld. Het blijkt dat de wetten van de fysica, de aard van de interstellaire ruimte en een beetje gezond verstand verrassend strikte grenzen stellen aan hoe communicatie kan plaatsvinden. Dus als buitenaardsen denken op een manier die op ons lijkt, is communicatie van een of andere soort duidelijk mogelijk.

Messerschmitt begint met een opsomming van de manier waarop elke vorm van communicatie waarschijnlijk beperkt zal zijn. Om te beginnen zegt hij dat de kracht van elk signaal valt met het kwadraat van de afgelegde afstand. Ervan uitgaande dat energie waarschijnlijk een beperkende factor is voor een beschaving, zal een belangrijke eigenschap van elke interstellaire zender zijn om de energie per bit in elk signaal te minimaliseren - terwijl het natuurlijk mogelijk blijft om de informatie die het bevat betrouwbaar te extraheren.

Het is mogelijk dat deze beschaving een manier had gevonden om heel goedkoop energie op te wekken. Maar zelfs als er meer energie is, zijn er veel andere manieren om meer energie te verbruiken dan opzettelijke inefficiëntie, zegt Messerschmitt. Ze kunnen de berichtlengte vergroten, de verzendtijd van berichten verkorten, gelijktijdig in meerdere richtingen zenden of een signaal uitzenden dat op grotere afstanden kan worden ontvangen.

Een andere belangrijke ontwerpvereiste zal zijn om eventuele problemen te overwinnen die verband houden met het verzenden van signalen door het interstellaire medium. Specifiek hebben bepaalde golflengten de neiging om te worden geabsorbeerd, terwijl andere ongehinderd reizen. Het interstellaire medium is bijvoorbeeld in wezen transparant voor grote delen van het microgolfspectrum.

Daarnaast, zegt Messerschmitt, is het een goed idee om gebruik te maken van de wetten van de fysica en in het bijzonder van Shannons wiskundige communicatietheorie, die bepaalt hoeveel informatie er met een bepaald vermogen naar een kanaal met veel ruis kan worden gestuurd. stoppen

Ten slotte dicteert het gezond verstand dat we de zaken eenvoudig moeten houden. Hoe complexer de wijze van verzending, hoe kleiner de kans dat deze overeenkomt met de ontvanger. Dingen eenvoudig houden lijkt de beste manier om de grootste kans op succes te garanderen.

Deze versie van Occam's scheermes suggereert ook dat er geen reden is om signalen met een smalle bandbreedte te verzenden, omdat deze meer energie en een grotere complexiteit vereisen om te verzenden. In plaats daarvan is de eenvoudigste benadering om breedbandsignalen te verzenden, bij voorkeur in het microgolfgedeelte van het spectrum. Het is onwaarschijnlijk dat een beschaving meer energie zou verbruiken dan nodig is, tenzij ze om de een of andere reden een vermindering van de bandbreedte als een hogere prioriteit beschouwen, zegt Messerschmitt.

Dus dat beperkt het enorme aantal potentiële signalen dat we zouden kunnen verzenden of waar we op moeten letten, tot slechts een paar. Op voorwaarde natuurlijk dat deze andere beschaving zal denken op een manier die ons voor de hand lijkt te liggen.

Een mogelijke tekortkoming is dat de wetenschap en technologieën waarop Messerschmitt zich beroept, allemaal in de vorige eeuw op aarde zijn ontwikkeld. Dat is een oogwenk in kosmologische termen.

In de jaren zeventig wees de Amerikaanse astronoom Carl Sagan erop dat elke buitenaardse beschaving zich waarschijnlijk in een heel ander stadium van haar evolutie bevindt. Mocht het echter minder volwassen zijn dan wij, dan zal deze beschaving in de eerste plaats geen radiotechnologie hebben ontwikkeld.

Dat betekent dat onze potentiële contacten waarschijnlijk veel geavanceerder zijn, waarschijnlijk eeuwen of millennia voor ons. Sagan vroeg of het mogelijk is dat deze beschavingen een betere vorm van interstellaire communicatietechnologie zijn tegengekomen, een vorm die voor ons magisch lijkt.

Dat is een moeilijke vraag om te beantwoorden. Maar als dat zo is, dan kunnen onze pogingen om ze met microgolven in contact te brengen, aan dovemansoren gericht zijn, ongeacht hoe goed onze zenders en ontvangers zijn ontworpen.

Referentie: arxiv.org/abs/1402.1215 : Ontwerp voor minimale energie in ruimteschepen en interstellaire communicatie

zich verstoppen