Kosmosetehnoloogia praeguse seisuga on maainimestel ainult üks viis kontaktide loomiseks teiste tsivilisatsioonidega - signaalide edastamine ja vastuvõtmine.
Mida otsida?
Milliseid sõnumeid saavad eri maailmade elanikud saata? Millised signaalid on nende teadete edastamiseks otstarbekad? Lepime kokku, et kutsume sõnumit edastatavaks semantiliseks informatsiooniks, signaaliks - sõnum konverteeritakse edastatavaks sobivaks vormiks ja edastatud signaali suurusele vastavate elektromagnetilise kiirguse parameetrite muutuseks - modulatsioon.
Soovime sõnumeid vastu võtta ja edastada, kuid vastu võtta ja edastada saab ainult signaale. Proovime läheneda signaali moodustumise küsimusele seda saatva tsivilisatsiooni vaatevinklist. Lõppude lõpuks otsustab ta, millist signaali tuleks saata. Signaali moodustamise üldkontseptsiooni väljendas hästi S. Horner: "… signaalide olemuse määrab täielikult nende teenitav eesmärk ja selle eesmärgi saavutamiseks kõige ökonoomsem viis" 1. Eeldatakse, et maaväliste tsivilisatsioonide signaale on soovitatav edastada ja vastavalt raadiosageduse vahemikus sagedustel vastu võtta. 100–10 000 MHz, see on tähtedevahelise ühendusega kõige ökonoomsem. Selles vahemikus on vastuvõtvate seadmete tundlikkust piiravad kõikumishäired ja signaali õige vastuvõtmise tõenäosus suureneb.
Teistele tsivilisatsioonidele mõeldud sõnumeid saab saata erinevatel eesmärkidel: teabe edastamiseks kindlale korrespondendile, kellega hoitakse kahesuunalist sidet (püsiliin), ja edastamiseks "kõigile, kes saavad". Kui käimas on kahesuunaline edastus, võib edastada signaali, mis teenib mõlemat eesmärki. Püsiliiniliinil teavad korrespondent ja adressaat sõnumite kodeerimise meetodit. Kodeerimissüsteem sõltub peamiselt ülekande spetsifikatsioonidest. Sellist signaali on väga raske pealt kuulata. Edastamine „kõigile, kes saavad” kodeeritakse kõige lihtsamal viisil, nii et tundmatu adressaat saab hõlpsalt kindlaks teha signaali kunstliku päritolu ja mõista selle tähendust. Kosmoses otsimisel on kõige tõenäolisem viimast tüüpi signaalide vastuvõtt, seetõttu peame järgnevas silmas täpselt neid.
Nõuded signaalile
Reklaamvideo:
On vaja, et tsivilisatsioonide vahelise suhtluse loomiseks ja teabe edastamiseks mõeldud signaalid oleksid hõlpsasti tuvastatavad, sõnumi hõlpsasti lahti dešifreeritav ja selle tähendust oleks võimalik mõista ilma kodeerimismeetodit tundmata. Pealegi tuleks signaalid ilmselt tuvastada ka siis, kui need võetakse vastu juhuslikult (võib eeldada, et intelligentsed olendid, nagu ka inimesed, uurivad kosmoset ja jälgivad loodusliku päritoluga kosmilisi kiirgusallikaid). "Praktiline ülesanne," ütleb akadeemik V. A. Ambartsumyan, "on leida kõige mõistlikumad lahendused ja ka keel maaväliste tsivilisatsioonidega suhtlemiseks palju kõrgemal tasemel, olles hällilaulus" 2. Esimeste tsivilisatsioonidega suhtlemise katsete käigus edastatava teabe tüüp ja hulk määratakse peamiselt sõnumit edastava ühiskonna energiavõimekuse järgi.
Tõenäoliselt saadetakse mitteinformatiivne signaal, kuna see ei vaja edastamise ajal palju energiat. Sellise suhtluse põhiülesanne on kontakt ja kõige olulisema teabe vahetamine. Seda tüüpi signaale võib oodata meie galaktika lähimatelt tähtedelt. Muidugi, kõige tõenäolisemalt võtab signaale vastu kõrge tehnoloogilise arengutasemega tsivilisatsioon. Seetõttu võib meieni jõuda signaal suurema võimsuse kohta, sest energiasektor ja majandus ei ole signaali moodustamisel enam määravad. Domineerivaks võivad muutuda otsimised, mis on seotud signaali avastamise tõenäosusega otsingu ajal ja selle dekodeerimine. Tähtede või galaktikate kiirgusenergiat õppinud tsivilisatsiooni poolt edastatud signaalid võivad edastada palju teavet. Eeldatav signaali spektri laius 105-1010 Hz 3.
Tsivilisatsioonide vaheliste ühenduste signaal (kui selle algsed parameetrid ja kodeerimismeetod pole teada) peaks otsingu ajal olema hästi tuvastatav ja suhteliselt kergesti dešifreeritav. Pole kerge ülesanne. Meenutagem signaalimoonutusi, mis kulgevad läbi tähtedevahelise plasma mittehomogeenseid kihte, mürahäiretest põhjustatud moonutusi. Võib ette kujutada sellist ebasoodsat juhtumit, kui sõnumit ei edastata edastamise algusest peale. Teabevahetuse keerulised tingimused sunnivad valima kõige vähem moonutatud sõnumi struktuuri ja kõige vähem moonutatud signaale nende edastamiseks. Signaali sagedus, selle polarisatsioon, saabumise suund ja edastamise aeg pole teada. Seetõttu tuleb signaali otsida kõigi nende parameetrite järgi.
Korrespondent võib vastuvõtva poole otsingutoimingut hõlbustada, kui ta edastab signaali enamikus otsinguruumis, kus on soovitatav signaali otsida (parameetreid, mille abil otsing tehakse, sarnaselt geomeetrilistele ruumilistele koordinaatidele, võib nimetada otsinguruumi moodustavateks koordinaatideks). Sõltuvalt ülekandetehnoloogia tasemest ja arengust võib signaali tüüp erineda. Signaali spetsiifilise rakendamise korral ilmuvad sekundaarsed parameetrid võnke genereerimise ja kiirgusprotsessi juhtimise iseärasuste tõttu. Teabe edastamiseks võite kasutada loodusliku kiirguse kunstlikku ergastamist (või vastupidi, summutamist). Tähtedevahelise suhtluse jaoks on täiesti võimalik kasutada väga lairiba signaali, millel on vähe infosisu.
Sõnum - edastatav
Sõnumi struktuur mõjutab märkimisväärselt dekodeerimise keerukust ja sellele omase tähenduse mõistmist. Praegu on tähtedevahelise suhtluse jaoks kõige sobivamad peamiselt kahte tüüpi teated: ühes maapealses keeles (või keeles "Lincos" 4, mille pakkus välja kuulus Hollandi matemaatik G. Freudenthal) mõeldud teated ja sõnumid, näiteks ruumipildid. "Lincos" (ruumi lingvistika) on puhtalt loogiline semantiline keel, mille elemendid tähistavad mõisteid, mida tähistatakse teatud sümbolitega või sümbolite jadaga. Eeldatakse, et adressaat ei tea ette, mida ja kuidas edastatakse. Vaja on "algõpet". Teatud arvu tähemärke saates saate vormida adressaadi mõisted „suurem kui”, „vähem“, „võrdne“, „lisada“, „tõene“, „vale“jne. Siin näitekskuidas saab kasutusele võtta mõiste "võrdne". Saadame suvalise arvu elementaarseid tähemärke. Siis sümbol, mida tähistame mõistega "võrdne". Siis jälle - sama palju tähti.
Seejärel korratakse toimingut väikese muudatusega: edastatakse sarnane jada, kuid erineva arvu elementaarsümbolitega. Ja nii mitu korda. Sellise signaali analüüsimisel saab vastuvõtja omistada meie sümbolile konkreetse semantilise sisu, mis tähistab mõistet võrdne. Järk-järgult võetakse materjali assimileerimisel kasutusele keerukamad ja isegi väga abstraktsed mõisted. Sõnumi "Linkos" keeles kodeerimiseks piisab ühest parameetrist, mis muutub ajafunktsioonina (ühemõõtmeline teade), ja selle edastamiseks võite kasutada lihtsamat tüüpi signaali, näiteks telegraafisõnumeid.
"Linkos" eeliseks on konstruktsiooni lihtsus, signaali dekodeerimise lihtsus, võime mõista keerukat teavet. Tuntud miinuseks võib pidada pikka õppeprotsessi, tugevaid moonutusi koos signaali kadumise ja häiretega, arvamisvajadust keerukamate mõistete sisestamisel. Signaali dekodeerimise ja sõnumi mõistmise seisukohast on ruumiline teade sisuliselt mitmemõõtmeline teade, mis on lahti ruumalatud koordinaatides ja ajas (nagu televisioonis). Sellisel sõnumil on selge ettekujutus, üksikute pildielementide suured sisemised ühendused ja järelikult vastuvõtuhäirete korral märkimisväärne diskrimineerimisulatus.
Seetõttu suureneb müra immuunsus edastuse ajal ja dekrüptimine muutub lihtsamaks. Korrespondendid, kes suudavad analüüsida ümbritseva maailma ruumipilti, saavad pildi elemendid omavahel seostada ja mõista selle tähendust. Niisiis, inimesed, kes räägivad erinevaid keeli ja on sunnitud rääkima ilma tõlgita, püüavad vastastikust mõistmist luua piltide - joonistuste abil, mis väljendavad oma mõtteid. Enamik teadlasi juhib konkreetselt tähelepanu sellele, et visuaalsed pildid aitavad luua kontakte tsivilisatsioonide vahel. Kuid visuaalse sõnumi edastamiseks eeldatakse tavaliselt (analoogselt televisiooniga) meetodit mitmemõõtmelise pildi skaneerimiseks ridade ja kaadrite kaupa ühemõõtmeliseks signaaliks, mida seejärel moduleerib elektromagnetiline kiirgus. Seda signaali tuleb pikka aega vastu võtta,et saaksite aru saada kodeerimismeetodist.
Kui edastate visuaalse pildi korrespondendile, kes ei tunne kodeerimismeetodit, on parem valida sõnumi teisendamise lihtsaim meetod, signaali struktuuri sobitamine sõnumi struktuuriga (televisioonis erineb signaali struktuur sõnumi struktuurist: mitmemõõtmeline sõnum edastatakse ühemõõtmelise signaali abil). Võimalik on näiteks rakendada pildi skaneerimist naturaalsetes koordinaatides - signaali parameetrites, mis eksisteerivad objektiivselt nii edastamise kohas kui ka vastuvõtu kohas. Mitmemõõtmelist skaneerimist signaaliparameetrite järgi on palju lihtsam dešifreerida kui tavalist pildi skannimist televiisori videosignaaliks. Kujutise skaneerimise meetodi kasutamisel vastavalt signaali sagedusele on veel üks eelis - signaali koguvõimsus jaotatakse erinevate sageduste vahel, mis on mugav signaali eraldamiseks selle loomise ajal.
Peab otsima
Eeldame tsivilisatsioonide vaheliste kontaktide humanistlikku olemust erineval arengutasemel, isegi nende olemasolu tingimustes esinevate oluliste erinevuste korral. Kahjuks pole veel teada, milliseid signaale tsivilisatsioonide vaheliseks suhtluseks kasutatakse. Kosmose kuulamine, mille eesmärk oli otsida kunstliku päritoluga signaale lähedalasuvatelt tähtedelt 1960. aastal USA-s ja 1969. aastal NSV Liidus, ei andnud positiivseid tulemusi. Kuid pole mõistlik teha sellest pessimistlikku järeldust maaväliste tsivilisatsioonide puudumise kohta; ju viidi vaatlused läbi lühikest aega ja need hõlmasid otsinguruumi ebaoluliselt palju. Tulevikus on kavas seda geoloogilise luure tööd jätkata tundlikumate seadmete abil.
Kannatamatule lugejale on ilmselt valmis viimane küsimus: „Mis siis saab, kui me seda ei leia? Kas see on vaatamist väärt? " Muidugi ei saa te otsida ja nõustudes väidetega Maa elu ainulaadsuse ja selle mujal universumis ilmumise lõpmatuseni väikese tõenäosuse kohta, elada rahus. Kuid inimkond on alati püüdnud lahendada probleemid, mis tekivad enne seda. Varem oli probleem kuulmine ja kaugusest nägemine, lendaval vaibal lendamine. Nüüd unistavad nad kuulda intelligentsete olendite tervitamist kosmosest. Ilma otsimata ei leia. Kui teaduslikult püstitada küsimus, "… saab mingeid tõsiseid järeldusi teha alles pärast seda, kui on läbi viidud piisavalt täielik programm teistest tsivilisatsioonidest signaalide otsimiseks. Seetõttu usume, et selline otsing on hädavajalik."
Võib eeldada, et esimesed katsed intelligentsete olenditega suhtlemiseks luuakse raadioraadiuses, kuna kosmilist müra on vähem. Muude levilainete signaalide väljastamise ja vastuvõtmise tehnoloogia arenguga saab tsivilisatsioonide vaheliseks suhtluseks kasutada ka teisi elektromagnetilise kiirguse vahemikke. Kuid kõrgem arenguetapp hõlmab mingil määral ka eelnevaid etappe. Ilmselt jääb raadiosagedusala kui signaali edastuskanal alles ka siis, kui tsivilisatsioonide vahelise peamise sidevahendina kasutatakse muid kiirgusi.
Vaja riistvara
Raadioastronoomiaseadmete loomisel ja raadioastronoomia uuringute tegemisel tuleks arvestada võimalusega saada maavälistelt tsivilisatsioonidelt signaale ja luua vajalikud seadmed nende signaalide eraldamiseks ja töötlemiseks. Mõnikord avaldatakse arvamust, et maaväliste tsivilisatsioonide signaale on võimalik tuvastada juba olemasolevate raadioastronoomia süsteemide abil. Sellega on keeruline leppida, kuna iga seade on mõeldud teatud tüüpi signaali vastuvõtmiseks ja selle teatud parameetrite analüüsimiseks. Olemasolevad seadmed on võimelised samaaegselt määrama ainult väga piiratud arvu raadioemissiooniparameetreid. On asjakohane meenutada, et pulsaarid avastati juhuslikult 1967. aasta augustis alles pärast punktallikatest pärit raadioemissiooni stsintillatsiooni uurimist. Keskkonna ebahomogeensuskus signaal levib, tekitab raadioemissiooni punktallikate "virvenduse", mis on sarnane nähtavate tähtede vilkumisega.
Seetõttu tuleb väikese ajakonstandiga raadioteleskoopide abil jälgida punktraadioallikaid. Varem kasutasid raadioteleskoobid pika keskmistamisajaga vastuvõtjaid, mis suurendasid nende tundlikkust, kuid vähendasid nende eraldusvõimet. Loomulikult ei olnud paljusid signaale üldse võimalik tuvastada. Maaväliste tsivilisatsioonide signaalide otsimiseks on vaja seadmeid, mis suudavad kõik olulised signaali parameetrid üheaegselt kindlaks teha ja neid analüüsida. Seda kasutatakse edukalt tavapärases raadioastronoomia töös.
