Egzotikus üzenethordozók
Optikai SETI és egyéb "eretnekségek" - A SETI szépsége /Almár Iván/

Frank Drake mondta egy alkalommal: "Számomra semmi nem olyan szívfájdító, mint az a gondolat, hogy idegen civilizációk üzenetei e pillanatban is terjednek észrevétlenül irodáinkon és lakásainkon keresztül." Lehet, hogy észrevétlenül, de nem észrevehetetlenül. Már a SETI kutatások kezdetén többen rámutattak, hogy nemcsak az elektromágneses, és ezen belül a rádiósugárzás alkalmas üzenetek továbbítására. A lengyel Subotowicz volt az első, aki felvetette a neutrinó-kommunikációt, mint lehetőséget. Lemarchand egy 1997-es cikkében megpróbálta áttekinteni ezeket az "egzotikus üzenethordozókat" és lehetséges hasznosítási lehetőségeiket.

Mindenekelőtt alapfeltevésként felteszi, hogy a fizika törvényei "számukra" ugyanúgy korlátot jelentenek, mint számunkra. Sőt az is feltételezhető, hogy bizonyos értelemben hasonlóan gondolkodnak, mint mi, ugyanis életük során hasonló korlátokkal találkoznak a térben, az időben és az erőforrások tekintetében. Ahhoz, hogy "kezelni tudják" a helyzetüket az Univerzumban, nekik is meg kell ismerniük a környező világot; ehhez viszont elvonatkoztatási képesség, racionális gondolkodás és ésszerű szimbólumrendszer, vagyis aritmetika kell. A természet egyetemességét feltételezve a rendelkezésükre álló, lehetséges információhordozók száma sem végtelen. Használhatják az elektromágneses sugárzást, a kozmikus sugárzást, a jóformán mindenen áthatolni képes neutrinókat és gravitációs hullámokat, továbbá a világűr vándorait, a meteorokat, végül maguk is küldhetnek automatákat, esetleg űrhajókat a kijelölt célhoz. A lehetőségek száma tehát korlátozottnak tűnik - feltéve, hogy jelenlegi fizikai ismereteink a kozmoszról helytállóak. (Egy további érdekes, újabban felvetett, és Lemarchand által nem említett információátviteli lehetőségről nemsokára külön lesz szó.)

Gazdasági megfontolások miatt az ideális információhordozó esetében

- legyen minimális az az energia, amelyet a kozmikus zajhatár túllépése igényel,
- terjedjen a fényét megközelítő sebességgel,
- ne térítsék el útközben a Tejútrendszer elektromágneses terei,
- legyen könnyű előállítani, illetve a sugárzást sugárnyalábbá alakítani, és detektálni,
- ne abszorbeálódjon az intersztelláris közegben vagy egy bolygó légkörében.

E szempontok alapján az elektromágneses sugárzás, ha nem is tökéletes, de jó információhordozó csillagközi távolságokon. A töltött részecskéket (kozmikus sugárzás) jelentősen eltérítik útközben a galaktikus terek, vagyis terjedési irányuk kiszámíthatatlan. A neutrinókat és gravitációs hullámokat mai tudásunk szerint csak ritka kozmikus katasztrófák (például szupernóvakitörések) állítják elő kellő mennyiségben, továbbá nyalábbá alakításuk, modulálásuk és detektálásuk bár elképzelhető, de egy alacsonyabb szintű civilizáció számára biztos megoldhatatlan feladat. A meteorok vagy az űrszondák nem a kommunikáció eszközei, nem terjednek a fényét megközelítő sebességgel.

Természetesen az elektromágneses sugárzásnak, mint üzenethordozónak szintén vannak korlátjai. Terjedését végső soron megszabja a Világegyetem görbülete, vagyis anyageloszlása, bár ez a Tejútrendszeren belül általában nem jelentős. Bizonyos frekvenciákon elnyelődik a csillagközi anyagban, például a 912 Angström alatti sugárzást abszorbeálja a hidrogén, az 1 km-nél hosszabb hullámhosszú rádióhullámok terjedését pedig az intersztelláris plazma gátolja. A gamma- és röntgensugárzást a Compton-effektus gyengíti. Mivel a jelek amplitúdóját például a csillagközi anyag okozta szcintilláció is befolyásolja, az üzenetek útközben szükségképpen torzulnak.

A földi detektorok ezért az üzeneteket nyilván nem eredeti formában fogják fel, a beérkező jel az útközben elszenvedett torzulások miatt módosul. Ha tényleg üzenetet tartalmaz, akkor megértéséhez egyértelműen segítségre van szükségünk a küldő fél részéről. Lemarchand ezt az "ellen-titkosítás elvének" nevezi, vagyis elvárja, hogy partnerünk mindent megtegyen azért, hogy üzenete a torzulások után is érthető maradjon. Ha viszont véletlenül olyan sugárzást fogunk fel, amelyet nem figyelemfelhívásra szántak, akkor tartalmának megfejtése reménytelen (sőt azt is igen nehéz lenne bizonyítani, hogy üzenetről van szó).

Több szerző, köztük Donald Tarter felhívta a figyelmet egy újabban felismert, fantasztikus információátviteli lehetőségre, amelyet a kvantumfizika tárt fel. Fizikai alapja régi, mert az 1935-ből származó Einstein-, Podolsky-, Rosen-kísérleten nyugszik. Eszerint, ha egy atom egy adott pillanatban fotonokat bocsát ki, akkor azok bizonyos értelemben megtartják egységüket, miközben fénysebességgel különböző irányokba repülnek. Ha a megfigyelő valahol méri a beérkező foton tulajdonságait, akkor ez a tény azonnal befolyásolja a vele egyszerre kibocsátott másik foton állapotát függetlenül attól, hogy a szoba másik felében van-e vagy túl a galaxison. A fotonok, mint ismeretes, egyszerre a fény részecskéi és hullámtermészetűek is. Az EPR jelenség leírásánál a fizikusok általában két fotonról beszélnek, amelyeket egy atom bocsátott ki egyszerre két ellentétes irányba. De talán helyesebb lenne egyetlen fotonról szólni, amelynek kiterjedése fénysebességgel nő. Vagyis amíg ez a foton zavartalanul terjed, addig fenntartja egységét és kapcsolatát a háromdimenziós tér mindazon pontjai között, amelyeket éppen elfoglal. Ha a fotont hatás éri a tér egy pontjában, akkor ez jelentkezni fog az összes többi ponton is. Például a fénysebességgel terjedő fotonnak nincs meghatározott polarizációja mindaddig, amíg valahol egy detektorral nem találkozik. A mérés pillanatában a foton ott a helyszínen felvesz egy meghatározott polarizációt, míg a másik foton, amely ellentétes irányba repül, abban a pillanatban felveszi az ellentétes polarizációt. Ez a meglehetősen kísérteties, "azonnali távhatás" elvben lehetővé teszi egymástól távoli civilizációk késésidő nélküli beszélgetését!

Megvalósítható-e a kommunikációnak ez a fénysebességet felülmúló módja? A probléma bonyolult és két nehézségre okvetlenül utalni kell. Az egyik az, hogy a két távoli pont hogyan választja ki ugyanazt a fotont. A fotonáram származhat valamilyen különleges égi jelenségből (például pulzárok, gammaviharok), amelyet az egyik civilizáció valamilyen módon mesterségesen modulálni tud. Egyelőre elképzelni is nehéz, hogyan tudhatná a másik civilizáció kiválasztani a megfelelő fotont a milliárdnyi természetes közül.

A másik nehézség az, hogy a kvantumvilág meghatározhatatlan módon "randomizálja", összekuszálja a jelenségeket. Valamiféle rend pedig okvetlenül szükséges ahhoz, hogy üzeneteket továbbíthassunk. De a kvantumvilág tele van véletlenszerű folyamatokkal, például a foton polarizációja is véletlenszerűen ingadozik terjedés közben. Hogyan lehet megkülönböztetni a mesterségesen előidézett polarizációváltozást a természetes ingadozástól? Ma még nem tudjuk, de a feladat megoldása mégsem tűnik teljesen reménytelennek. Néhány évvel ezelőtt IBM kutatók kimutatták, hogy a kvantumvilág véletlenszerű folyamatai üzenetek titkos kódolására is felhasználhatók. A kódolás és annak megfejtése sikerült, bebizonyítva, hogy ezeket az ijesztő, véletlen folyamatokat hasznosítani lehet. Bár fontos megjegyezni, hogy ez még nem a fénysebességet meghaladó, kvantum-információátvitel problémájának a megoldása! Annyi bizonyos, vagy legalábbis annak látszik, hogy az EPR jelenségen alapuló azonnali kommunikáció, ha egyáltalán lehetséges, akkor is csak utólag, közös megállapodással működtethető, miután a két fejlett civilizáció a "hagyományos", vagyis a legfeljebb fénysebességgel terjedő üzenetváltás (vagy a helyszínre küldött űrszonda) segítségével már felvette egymással a kapcsolatot, és megállapodott a további kommunikáció módszereiben.

Az persze döbbenetes a kvantumkommunikációban, hogy van lehetőség információátvitelre a fényét messze meghaladó sebességgel, sőt azonnal két távoli pont között. Lehet, hogy ez a lehetőség fennáll, és a relativitáselmélet még sincs megdöntve, mert a fotonáram valóban csak fénysebességgel terjed. Ma még nem lehet kimondani, hogy "íme itt az igazi megoldás" a fejlett civilizációk kapcsolattartására a Galaxison keresztül, de ezt a lehetőséget tudományosan vizsgálni kétségkívül érdemes. Az eredménytől nagy mértékben függhet az is, hogy milyen irányba folytassuk a SETI kutatásokat.

Előző fejezet - Tartalomjegyzék - Következő fejezet

SETI - Földönkívüli Intelligens Élet Kutatás
tudományos módszerekkel
Frissítve: 2000-10-04 Távkapcsolat Co.