چه زمانی باید به سیگنال های بیگانگان گوش دهیم؟ دانشمندان به نظریه بازی ها روی می آورند

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

یافتن سیگنالی از یک تمدن فرازمینی به چیزی بیش از نشان دادن یک تلسکوپ در جهت درست نیاز دارد. همچنین ممکن است لازم باشد دقیقا در زمان مناسب گوش کنیم.

دانشمندان موسسه SETI در حال تلاش برای رویکرد جدیدی برای این چالش هستند. آنها در حال ترکیب نجوم و نظریه بازی هستند تا پیش بینی کنند که چه زمانی تمدن دیگری ممکن است تصمیم به ارسال پیام به زمین بگیرد.

با استفاده از آرایه تلسکوپ آلن مؤسسه SETI (ATA) در رصدخانه رادیویی Hat Creek در شمال کالیفرنیا، محققان جستجوی چند ساله را با تمرکز بر یک مکان خاص در آسمان به نام نقطه ضد خورشیدی آغاز کردند. رویکرد آنها بر این ایده استوار است که دو تمدن، حتی بدون ارتباط قبلی، ممکن است به طور مستقل زمان و مکان یکسانی را برای برقراری تماس شناسایی کنند.

مقاله جدیدی که در ژورنال نجومی منتشر شده است و با عنوان «بررسی تکنیکی در مقیاس بزرگ نقطه ضد خورشیدی با آرایه تلسکوپ آلن: طراحی پیمایش و نتایج آزمایشی» منتشر شده است، استراتژی کمپین را تشریح می کند و یافته های اولین مشاهدات آن را ارائه می دهد.

این مطالعه آزمایشی شواهدی از فناوری فرازمینی پیدا نکرد، اما نقطه عطف مهمی را رقم زد: اولین جستجوی رصدی نقطه ضد خورشید، آزمایش یک پیشنهاد علمی ده‌ها ساله برای اولین بار و ایجاد پایه‌ای برای بررسی بسیار بزرگ‌تر.

در تئوری بازی، نقطه شلینگ انتخابی است که دو طرف ممکن است به طور مستقل در زمانی که نیاز به هماهنگی بدون برقراری ارتباط داشته باشند، انجام دهند.

تصور کنید موافقت می کنید با شخصی در شهر نیویورک ملاقات کنید اما زمان یا مکان را تعیین نکنید. ممکن است هر دوی شما ظهر در ترمینال گرند سنترال ملاقات کنید، زیرا این یک مکان شناخته شده و یک مکان ملاقات مشترک است.

همین اصل می تواند برای ارتباطات در فواصل بین ستاره ای نیز اعمال شود.

یک تمدن فرازمینی که می خواهد با زمین تماس بگیرد، ممکن است با ارسال یک سیگنال رادیویی متمرکز در یک زمان خاص به جای پخش دائمی در هر جهت، در انرژی صرفه جویی کند. اما چگونه می توان زمانی را انتخاب کرد که یک نفر روی زمین ممکن است گوش کند؟

تیم تحقیقاتی پیشنهاد می کند که چیدمان منظومه شمسی می تواند به هر دو طرف نقطه مرجع مشترکی بدهد.

از مکان های خاصی در کهکشان، ناظری می تواند عبور زمین از مقابل خورشید را تشخیص دهد، رویدادی که اخترشناسان آن را گذر می نامند. این نه تنها وجود زمین، بلکه اطلاعاتی در مورد مدار و موقعیت آن در منطقه قابل سکونت خورشید را نیز آشکار می کند.

در نقطه میانی این گذر، زمین مستقیما بین ناظر دور و خورشید قرار می گیرد. از منظر زمین، فرستنده در جهت مخالف خورشید ظاهر می شود: نقطه ضد خورشید.

از آنجا که هر دو تمدن به طور مستقل می توانند این همسویی را تشخیص دهند، راه ممکنی برای هماهنگ کردن ارتباطات بدون رد و بدل کردن پیام ارائه می دهد.

این ایده فرض نمی‌کند که تمدن‌های فرازمینی وجود داشته باشند یا از این استراتژی استفاده کنند. در عوض، به دانشمندان ایده واضح و قابل آزمایشی درباره مکان و زمان جستجو می دهد.

دکتر سوفیا شیخ، دانشمند پژوهشی موسسه SETI و یکی از نویسندگان مقاله، گفت: «چالش در SETI صرفا تصمیم‌گیری نیست که تلسکوپ را به کجا نشان دهیم. نقطه ضدخورشید راهی را به ما می‌دهد تا به این مشکل از منظر یک فرستنده بالقوه فکر کنیم، نه فقط از گیرنده.»

ATA مخصوصا برای آزمایش این ایده خوب است زیرا به طور خاص برای تحقیقات رادیویی SETI ساخته شده است. آنتن های متعدد آن می توانند با هم کار کنند تا به دنبال سیگنال های رادیویی بسیار باریکی بگردند که می توانند نشانه هایی از فناوری را نشان دهند.

همانطور که زمین به دور خورشید حرکت می کند، نقطه ضد خورشید در برابر ستاره های پس زمینه جابجا می شود. برای همگام شدن با آن، تیم تحقیقاتی مشاهدات مکرر در طول سال انجام می‌دهند و در طی چندین سال پوشش ایجاد می‌کنند.

این استراتژی با جستجوهای معمولی SETI که بر روی ستارگان خاص یا منظومه های سیاره ای تمرکز دارد، متفاوت است. به جای انتخاب اهداف خاص، محققان یک تراز متحرک در آسمان را دنبال می کنند که فرستنده احتمالی نیز ممکن است متوجه آن شود.

این نظرسنجی قرار است هر هفته دو تا سه شب اجرا شود و هدف آن پوشش تمام موقعیت های مهم در طول مدار زمین در طول حدود چهار سال است.

محققان همچنین یک فرآیند خودکار برای مدیریت حجم عظیمی از داده های مشاهدات خود ایجاد کرده اند.

ایزابل جرارد، محقق دانشگاه technosignature با Lifordathroathrostenxhor و محقق دانشگاه بریفورداثاثهور، می‌گوید: «توسعه اخیر سیستم تلسکوپ آلن Survey Agnostic Technosignature (ATSAT)، خط لوله جستجوی سیگنال دریفت باند باریک کارآمد SETI، یافتن و تجزیه و تحلیل فن‌آوری‌های بالقوه را در مجموعه داده‌های رادیویی بزرگی مانند بررسی ASP بسیار مؤثر کرده است.

یکی از بزرگترین چالش ها، گفتن سیگنال های جالب جدا از تداخل رادیویی ناشی از فناوری انسانی، مانند ماهواره ها و سیستم های ارتباطی است.

نرم افزار این تیم به دنبال سیگنال های رادیویی باند باریک می گردد، چگونگی تغییر فرکانس آنها را در طول زمان بررسی می کند و داده ها را از دو جهت متفاوت مقایسه می کند. این به آن‌ها کمک می‌کند سیگنال‌هایی را که به نظر می‌رسد از یک نقطه خاص در آسمان می‌آیند، از تداخلی که از منابع نزدیک می‌آید، تشخیص دهند.

Ananya Kalapatapu، دانش‌آموز در دبیرستان کوپرتینو و داوطلب موسسه SETI گفت: استفاده از قابلیت شکل‌دهی پرتو ATA برای مقایسه سیگنال‌های ASP با نقطه‌ای دیگر در آسمان به ما کمک می‌کند صدها میلیون سیگنال از تداخل انسانی را فیلتر کنیم.

سپس، محققان ما فقط باید مجموعه فشرده و قابل کنترلی از جالب‌ترین سیگنال‌ها را بررسی کنند که به ما کمک می‌کند روی سیگنال‌هایی با ویژگی‌هایی تمرکز کنیم که احتمالا با هوش فرازمینی سازگاری بیشتری دارند.»

سپس محققان می توانند نامزدهای امیدوارکننده را بررسی کرده و مشاهدات بعدی را انجام دهند.

قبل از شروع کمپین بزرگتر، تیم یک نظرسنجی آزمایشی سه شبه در تابستان 2023 انجام داد.

با استفاده از 20 آنتن ATA، محققان تقریبا 17 ساعت مشاهدات را جمع آوری کردند و 32 ترابایت داده تولید کردند.

اولین تجزیه و تحلیل حدود 1.9 میلیون سیگنال رادیویی یا "Hit" را نشان داد. پس از فیلتر کردن و بررسی امیدوارکننده‌ترین آنها، تیم هیچ سیگنالی پیدا نکرد که با فناوری فرازمینی مطابقت داشته باشد. همه تشخیص ها را می توان با تداخل رادیویی از منابع انسانی توضیح داد.

حتی با وجود اینکه خلبان امضای فنی پیدا نکرد، اطلاعات مهمی را برای بررسی بزرگتر به تیم داد.

محققان از آموخته‌های خود برای تنظیم فرکانس‌های مشاهده، بهبود نحوه فیلتر کردن تداخل و بهبود روش‌های خود برای یافتن سیگنال‌ها از یک جهت خاص استفاده کردند.

خلبان همچنین اولین محدودیت های رصدی را برای فرستنده های رادیویی با استفاده از نقطه ضد خورشیدی به عنوان یک استراتژی ارتباطی ممکن ایجاد کرد. تحت مفروضات خاصی، مشاهدات به اندازه کافی حساس بودند تا سیگنال‌هایی را از یک فرستنده قابل مقایسه با رادار سیاره‌ای آرسیبو سابق در فواصل تا حدود 124 سال نوری شناسایی کنند.

جستجوی هوش فرازمینی یک چالش بزرگ است. دانشمندان نمی دانند که آیا تمدن های تکنولوژیکی دیگری وجود دارند، از چه فناوری استفاده می کنند یا می خواهند با هم ارتباط برقرار کنند.

به همین دلیل است که هر استراتژی جستجو با مفروضاتی شروع می شود که دانشمندان می توانند از طریق مشاهدات آزمایش کنند.

بررسی نقطه ضد خورشیدی یک امکان ساده را بررسی می کند: اینکه تمدن هایی که با فواصل بسیار زیاد از هم جدا شده اند، ممکن است همان لحظه را به عنوان فرصتی برای برقراری ارتباط تشخیص دهند.

این رویکرد همچنین نشان می‌دهد که چگونه تحقیقات SETI می‌تواند از ایده‌های حوزه‌های دیگر، مانند نظریه بازی و محاسبات پیشرفته، برای کشف احتمالات جدید استفاده کند.

این کمپین از زمان مطالعه آزمایشی تاکنون بیش از 121 شب مشاهدات را جمع آوری کرده است. نتایج مربوط به سال اول داده ها در انتشارات بعدی به اشتراک گذاشته خواهد شد.

حتی اگر این بررسی نشانه‌هایی از فناوری فرازمینی پیدا نکند، به دانشمندان کمک می‌کند تا محدودیت‌های جدیدی را برای انتقال‌های احتمالی تعیین کنند و نشان دهند که کدام بخش‌های فضای جستجو را قبلا بررسی کرده‌اند.

یافتن تمدن دیگر ممکن است نه تنها به دانستن اینکه کجا باید نگاه کرد، بلکه به دانستن زمان گوش دادن نیز بستگی دارد. با بررسی هر دو سؤال، مؤسسه SETI در حال آزمایش رویکرد جدیدی برای جستجوی بشر برای هوش فراتر از زمین است.

Sofia Z. Sheikh و همکاران، A Large-scale Technosignature Survey of the Antisolar Point with the Allen Telescope Array: Survey Design and Pilot Results, The Astronomical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-3881/aeaa59

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →