Oumuamua není mimozemská sonda, protože mimozemšťané se o nás mohou pomocí teleskopů dozvědět vše, co potřebují

Na podzim roku 2017 prošel Sluneční soustavou první známý mezihvězdný objekt, který spustil revoluci v astronomii. Kvůli amonolní povaze objektu byli astronomové z celého světa bezradní vysvětlit, co to bylo. Zdálo se, že ani kometa, ani asteroid, ani žádný jiný konvenční objekt tomu nevyhovuje, což vedlo ke všem druhům „exotických“ vysvětlení.

Obzvláště exotické vysvětlení nabídl harvardský profesor Avi Loeb a jeho bývalý postdoktor (Dr. Shmuel Bialy), kteří předpokládali, že ‚Oumuamua mohla být mimozemská světelná plachta. Zatímco většina vyvracejících dokumentů zpochybňovala předložené důkazy, a nové studium Astrofyzik a emeritní profesor UCLA Ben Zuckerman se zeptal na něco jiného: proč by mimozemská civilizacechtítposlat k nám sondu?

Studie, '' Oumuamua není sonda vyslaná do naší sluneční soustavy mimozemskou civilizací “, se nedávno objevilo online a bylo odesláno do Journals of the Americká astronomická společnost (AAS). Po přezkoumání možných motivací pro vyslání průzkumné mise dochází Zuckerman k závěru, že ETI by neměl žádnou motivaci vyslat kosmickou loď do naší sluneční soustavy (čímž zpochybňuje teorii „mimozemské sondy“).

Dráha Oumuamua jasně prokázala svůj mezihvězdný původ. Kredit: Tom Ruen, CC BY-SA 4.0

Otázka Proč

Abychom shrnuli svůj postoj, Zuckerman začíná tím, že uznává, že poziční papír of Loeb and Bialy obsahuje plných 22 rovnic, které podporují jejich argument, že ‚Oumuamua byla mezihvězdná sonda. Patří mezi ně jeho poměr hmoty k ploše, jeho rotace, maximální vzdálenost, kterou může urazit mezihvězdným prostředím (ISM), jeho pevnost v tahu a přenos energie v důsledku nárazů.

V kombinaci s jeho světelná křivka (což bylo v souladu s diskem), jeho odrazivost a způsob, jakým se urychloval ze Sluneční soustavy pod vlivem ničeho jiného než slunečního záření, byli schopni prokázat, že ‚Oumuamua byla v souladu s mezihvězdnou světelnou plachtou. V reakci na to Zuckerman kontroval zásadním citátem slavného teoretického fyzika Freemana Dysona:

'Problém mezihvězdného cestování je problémem motivace a ne fyziky.'

Podobně jako u Dysonova návrhu na megastrukturu, která by mohla uzavřít celý hvězdný systém (aka. Dysonova koule), nejde ani tak o to, zda můžete, nebo nemůžete, ale o otázku „proč byste to chtěli?“ Konkrétně Zuckerman cituje nedávný výzkum, který zkoumal vědeckou životaschopnost vyslání mezihvězdné sondy ke sběru informací o potenciálně obyvatelných planetách.

Pomocí kosmologického principu (aka Koperníkova principu) jako zkušebního kamene Zuckerman uvažuje o tom, proč by mimozemská rasa byla motivována vyslat plachetnici podobnou 'Oumuamuovi do blízkých hvězdných systémů, jaké by to mělo důsledky a proč se to zdá nelogické. předpokládají, že by chtěli poskytnout spousty mnohem lepších možností.

Neefektivní průzkum

Patří mezi ně nedávný dokument s názvem „“ Oumuamua není umělá “ od fyzika Jonathona Katze z McDonnell Center for the Space Sciences na Washingtonské univerzitě. V vyvrácení Loebova a Bialyho článku Katz předložil argumenty, proč by průletová mise byla neefektivním prostředkem pro sběr dat. To platí jak pro ‘Oumuamua, tak pro Průlomový Starshot návrh na mezihvězdnou misi světelných plachet.

Podle Katzových výpočtů by při rychlosti 26 km/s (93 600 km/h; 58 160 mph) trvalo 'Oumuamua asi 400 000 let, než by cestovala z jakéhokoli hvězdného systému hlavní posloupnosti do 32,6 světelných let (10 parseků) . Podle Zuckermana to znamená, že technologicky pokročilý druh by nyní musel být mnohem starší a musel by vyvinout mnohem pokročilejší prostředky pro sondování hlubin vesmíru (taková sonda by byla neefektivní).

A co víc, odhaduje, že aby se taková sonda objevila v naší Sluneční soustavě (s výjimkou výjimečného štěstí), musel by druh vypustit 100 000 takových sond (také velmi neefektivní přístup). Zajímavé je, že tento aspekt Zuckermanova vyvracecího článku představuje něco jako obrácenou stranu k bodu, který uvedli Loeb a Bialy ve svém původním článku, který cituje předchozí výzkum počtu mezihvězdných objektů (ISO) v blízkém vesmíru.

Podle studie z roku 2018 s názvem „ Mezihvězdní vetřelci: Hustota čísel a původ objektů podobných Oumuamua ,“ výzkumníci z Ústav pro astronomii na Havajské univerzitě ukázaly, že v každém krychlovém parseku (~35 kubických světelných let) by bylo potřeba 2 kvadriliony ISO – nebo 1 kvadrilion vyvržených objektů na hvězdný systém – aby byly objekty jako ‘Oumuamua detekovatelné.

Oumuamua, jak se objevila pomocí dalekohledu Williama Herschela v noci 29. října. Queen’s University Belfast/William Herschel Telescope

Když Zuckerman obrátil tento argument na hlavu, předpokládá, že přítomnost umělého objektu v naší sluneční soustavě implikuje existenci mnoha, MNOHO dalších. Alternativou, jak tvrdí Loeb, je, že detekce takového objektu byla extrémně šťastná (a extrémně nepravděpodobná).

Super dalekohledy

Naproti tomu, říká Zuckerman, je technologicky vyspělý druh těžce zkoušen, aby nerozpoznal mnohem lepší vědecké výsledky, které nabízejí sofistikované teleskopy – pomocí NASA Vyhledávač pozemských planet (TPF) a ESA Darwin jako příklady. TPF byl návrh na konstelaci vysoce citlivých vesmírných dalekohledů, který byl dříve zvažován NASA. Výbor pro průzkum astronomie a astrofyziky .

Darwin byl mezitím navržen jako konstelace čtyř nebo pěti volně létajících kosmických lodí navržených k hledání planet podobných Zemi kolem jiných hvězd a analýze jejich atmosféry. Zatímco ani jeden koncept nebyl realizován (TPF byl vynechán ve prospěch Vesmírný dalekohled Jamese Webba ), princip zůstává stejný. Na základě vědeckých výsledků, které přinesou teleskopy nové generace, dochází Zuckerman k následujícímu:

„Kdyby blízká technologická civilizace skutečně existovala... její obří vesmírné teleskopy by zcela zmařily jakoukoli motivaci pro konstrukci typu řízené sondy, kterou ‚Oumuamua představuje na snímku Bialy & Loeb (2018). Pozemské teleskopy sehrály naprosto zásadní roli v našem průzkumu naší Sluneční soustavy kosmickými loděmi.“

Umělecký dojem z Darwinova dalekohledu. Kredit: ESA

Cíle průzkumu

Dalším pohledem, který Zuckerman nabízí, je hluboké spojení, které existuje mezi teleskopickými průzkumy a mezihvězdnými sondami. V tomto rozvádí argument, který uvedl v a studie z roku 1981 kde tvrdil, že vesmírné dalekohledy v meziplanetárním prostoru by mohly zkoumat atmosféry exoplanet (předvídatelné pozorování), snížit náklady na mezihvězdné mise bez posádky a dokonce pomáhat při cíleném úsilí o panspermii.

„Perseverance NASA je pouze nejnovější z řady kosmických lodí vyslaných k průzkumu Marsu, spíše než, řekněme, Merkuru nebo Venuše; je to proto, že naše teleskopy již dlouho poskytují dostatečnou motivaci k tomu, abychom se dostali na Mars nad všechny ostatní planety,“ argumentuje Zuckerman v tomto nedávném článku. 'Podobné úvahy, ale pro vesmírné dalekohledy platí pro průzkum extrasolárních planet.'

V neposlední řadě Zuckerman porovnává schopnosti stávajících vesmírných teleskopů s tím, co by se dalo reálně očekávat na palubě kosmické lodi, která měla velikost a profil ‚Oumuamua. Kromě toho jsou vědecké motivace pro vesmírné dalekohledy také zcela jasné, zatímco koncepty mezihvězdných misí jsou plné nejrůznějších otázek týkajících se platnosti a efektivnosti nákladů. Celkem:

„Pomíjivé schopnosti jakékoli takové průletové sondy jsou výrazně nižší než výkon vesmírných teleskopů fungujících po eóny času v meziplanetárním prostoru mimozemské civilizace. Ačkoli se ukázalo, že pro astronomy je obtížné sestavit přesvědčivý obrázek ‚Oumuamua na základě konvenčních astronomických objektů, diskuse v tomto článku ukazuje logickou nemožnost vysvětlení, které zahrnuje průlety mimozemských sond.

Roj kosmických lodí s laserovými plachtami opouštějící sluneční soustavu. Kredit: Adrian Mann/i4is

Kosmologický Counterpunch

Samozřejmě lze uvést několik protiargumentů. Pro začátek Zuckerman používá rychlost ‚Oumuamua, aby tvrdil, že je to zcela neefektivní způsob, jak zkoumat vesmír. Tento bod je však snadno vyvrácen příkladem Projekt Vážka , další navrhované plavidlo se světelnou plachetnicí, které se v současné době vyvíjí a které zahrnuje magnetickou plachtu ke zpomalení po překročení mezihvězdného prostoru.

Stručně řečeno, to, že ‚Oumuamua cestoval rychlostí 26 km/s, když byl detekován, neznamená, že se pohyboval po celou dobu, kdy byl v tranzitu. Zuckerman také tvrdí, že ETI by potřebovala vyrobit lehké plachty v řádu 10⁵aby jeden z nich měl šanci být odhalen. Kosmologický princip však lze v tomto bodě vrátit k dalším důsledkům.

Pokud předpokládáme, že jeden ETI je schopen prozkoumat koncept mezihvězdných světelných plachet a považovat je za užitečné, je stěží neobvyklé předpokládat, že více než jeden v našem koutě galaxie bude časem zvažovat totéž. A co víc, Zuckermanův článek předpokládá, že „objekt podobný Oumuamua by byl funkční nebo že by druh, který ho vyslal, stále žil.

To je otázka, kterou se Leob zabýval ve svém článku z roku 2018 s Bialym a následně ve své knize Mimozemšťan: První znamení inteligentního života mimo Zemi .V obou případech profesor Loeb navrhuje velmi reálnou možnost, že pokud ‚Oumuamua byl umělého původu, mohl to být kus vesmírného odpadu nebo pozůstatky dnes již zaniklé kosmické lodi. Ten, kdo to poslal, mohl být dávno mrtvý a mise dávno skončila.

Projekt Starshot, iniciativa sponzorovaná nadací Breakthrough Foundation, má být první mezihvězdnou cestou lidstva. Kredit: breakthroughinitiatives.org

Bohužel, Zuckerman má velmi pevný bod, pokud jde o otázku motivace a analýzy nákladů a přínosů. Když na to přijde, mezihvězdný průzkum vyžaduje obrovské množství energie a zdrojů. Existuje také jak dlouho by taková mise trvala k dosažení cíle a časové prodlevy způsobené komunikací. Z tohoto důvodu je pochopitelné, proč by vědci uvažovali o misích typu zůstat doma, které stojí méně a mohou slibovat vědecké návraty daleko brzy. Zkrátka 'proč se obtěžovat?'

To však vyvolává další veledůležitý protiargument. Jestliže spoléhání se na teleskopy nové generace je dostatečnou motivací k tomu, aby se nerealizovalo mezihvězdnou misi, proč se pak lidstvo pokouší realizovat takové mise, i když mluvíme? Již od úsvitu vesmírného věku existují vědci, kteří se zabývají vývojem konceptů pro mezihvězdný průzkum.

Mezi modernější příklady (jak již bylo uvedeno) patříPrůlomový Starshot, na kterou dohlíží představenstvo, kterému předsedá sám prof. Loeb. Tento neziskový podnik byl zahájen Yuri Milnerem, Stephenem Hawkingem a Markem Zuckerbergem v roce 2016 za účelem realizace mezihvězdné mise, která by mohla cestovat do Alfa Centauri a pozorovat jakékoli exoplanety tam za našich životů.

Existuje také výše uvedenéProjekt Vážka, který se objevil jako součást designové soutěže v roce 2013, kterou pořádal Iniciativa pro mezihvězdná studia (i4is). Shodou okolností, zatímco Dragonfly byl vítězným konceptem soutěže, design, který získal druhé místo, byl ten.Průlomový Starshotnakonec přijata pro vývoj.

Umělecký koncept hvězdné lodi Enzmann, koncept fúzní rakety navržený v roce 1964. Uznání: Rick Sternbach

Existuje také Icarus Interstellar , mezinárodní nezisková organizace věnující se realizaci mezihvězdného průzkumu prostřednictvím vzdělávání a dosahu. Tato organizace také dohlíží na vývoj řady pokročilých konceptů, mezi které patří Projekt Icarus , Projekt Persephone , Projekt Bifrost , Projekt vpřed (další koncept světelné plachty) a Projekt Hyperion (který je vyvíjen ve spolupráci s i4is).

Spolu s dalšími návrhy, jako je Britská meziplanetární společnost Projekt Daedalus , Hvězdná loď Enzmann a 100letá hvězdná loď , prostě není nouze o vědce a snílky, kteří se chtějí věnovat mezihvězdnému průzkumu. A to navzdory skutečnosti, že za několik let budou v provozu teleskopy nové generace, které slibují prozkoumat nejhlubší záhady vesmíru.

Když je k pozorování vše od objektů v naší Sluneční soustavě a blízkých exoplanet až po nejstarší galaxie ve vesmíru, proč bychom se obtěžovali posílat kosmickou loď k blízkým hvězdám, aby je pořídily podřadné snímky? Dobrá otázka! Pak znovu, proč bylo nutné posílat astronauty na Měsíc, když jsme byli dokonale schopni jej prozkoumat z dálky?

Jasnou odpovědí by byla příležitost získat vzorky měsíční horniny pro analýzu (které dodnes poskytují vědecká data). Totéž platí pro vysílání robotických misí a astronautů na Mars. TheVytrvalostrover není jen první misí, která umožní návrat vzorků z Marsu, ale také připraví cestu pro mise s posádkou (které také dopraví vzorky z Marsu domů).

Hvězdná loď Icarus Pathfinder prolétá kolem Neptunu. Kredit: Adrian Mann

Mnohem zjevnějším důvodem však je, že osobní cesta na Měsíc byla mnohem smysluplnější. V tomto smyslu můžeme vidět, jak otázka motivace daleko přesahuje hmatatelné výhody. Když na to došlo, největším dopadem éry Apollo byl pocit hrdosti a úspěchu, který přinesla všem lidským bytostem. A největší důvod, proč jít na prvním místě, byl shrnut roky dopředu:

Rozhodli jsme se jít na Měsíc! Rozhodli jsme se jít v tomto desetiletí na Měsíc a dělat ostatní věci ne proto, že jsou snadné, ale proto, že jsou těžké; protože tento cíl bude sloužit k organizaci a měření toho nejlepšího z naší energie a dovedností, protože tato výzva je ta, kterou jsme ochotni přijmout, kterou nejsme ochotni odložit a kterou hodláme vyhrát…“

Těžko se hádat s tou vášnivou logikou, že? Pokud předpokládáme, že kosmologický princip platí ve všech těchto případech, pak musíme předpokládat, že ETI trpěli přesně stejnými úvahami jako my nyní, a možná dospěli k podobným závěrům. „Proč posílat sondu (nebo tisíce sond), aby prozkoumala jiné planety a zjistila známky života? Protože tam jsou, dangit!'

Další čtení: arXiv