Eftersøgningen af udenjordisk intelligens

Carl Sagan og Frank Drake¹

Er menneskeheden alene i universet? Eller er der et eller andet sted andre intelligente skabninger, som kigger op i deres nattehimmel fra meget anderledes verdener og stiller den samme slags spørgsmål? Er der civilisationer, der er mere avancerede end vores, civilisationer, der har opnået interstellar kommunikation og har etableret et netværk af forbundne samfund gennem vor galakse? Sådanne spørgsmål, der går på naturen af menneskehedens dybeste problemer og skæbne, var længe udelukkende området for teologi og spekulativ fiktion. I dag er de, for første gang i menneskelig historie, gået ind i den eksperimentelle videnskabs område.
    Ud fra bevægelsen af et antal nærliggende stjerner har vi nu detekteret usete ledsagelegemer i kredsløb omkring dem, som er omkring så massive som store planeter. Ud fra vor viden om processerne, ved hvilke liv opstod her på Jorden, ved vi, at lignende processer må være temmelig almindelige i hele universet. Da intelligens og teknologi har en høj overlevelsesværdi, forekommer det sandsynligt, at primitive livsformer på andre stjerners planeter, der udvikler sig gennem milliarder år, ved lejlighed ville udvikle intelligens, civilisation og en høj teknologi. Desuden besidder vi på Jorden nu al den teknologi, der er nødvendig til kommunikation med andre civilisationer i rummets dybder. Vi kan faktisk nu stå på en tærskel til at tage det betydningsfulde skridt, et planetsamfund kun tager en gang: den første kontakt med en anden civilisation.
    I vor nuværende uvidenhed om hvor almindeligt udenjordisk liv i virkeligheden er, vil ethvert forsøg på at estimere antallet af tekniske civilisationer i vor galakse nødvendigvis være upålideligt. Vi har imidlertid nogle kendsgerninger. Der er grund til at tro, at solsystemer dannes temmelig let og at de er udbredte i nærheden af Solen. I vort eget solsystem er der f.eks. tre miniature "solsystemer": satellitsystemerne ved planeterne Jupiter, Saturn og Uranus. Det er klart, at uanset hvordan de dannedes, dannedes fire af dem i vor umiddelbare nærhed.
    Den eneste teknik, vi i øjeblikket har til at detektere nærliggende stjerners planetsystemer er studiet af de tyngdemæssige forstyrrelser sådanne planeter indfører i bevægelsen af deres forældrestjerne. Forestil dig en nærliggende stjerne, som over en periode på årtier bevæger sig måleligt med hensyn til baggrunden af fjernere stjerner. Antag, at den har en ikke-lysende ledsager, der kredser om den. Både stjernen og ledsageren kredser omkring et fælles massecenter. Massecenteret vil trække en lige linie mod stjernebaggrunden og således vil den lysende stjerne trække en sinusformet bane. Ud fra eksistensen af svingningen kan vi udlede eksistensen af ledsageren. Ydermere kan vi, ud fra perioden og amplituden af svingningen beregne både perioden og massen for ledsageren. Teknikken er imidlertid kun følsom nok til at detektere forstyrrelserne fra en massiv planet omkring de nærmeste stjerner.
    Vi ved, at de vigtigste molekyler i levende organismer på Jorden er proteinerne og aminosyrerne. Proteinerne er opbygget af aminosyrer og kernesyrerne er opbygget af nukleotider. Jordens oprindelige atmosfære var, som resten af universet, rig på hydrogen og hydrogenforbindelser. Fra laboratorieeksperimenter kan vi bestemme mængden af aminosyrer, der produceres pr. foton af ultraviolet stråling og fra vor viden om stjerneudvikling kan vi beregne mængden af ultraviolet stråling, der udsendes af Solen i løbet af den første milliard år af Jordens eksistens. Disse to hastigheder sætter os i stand til at beregne den totale mængde aminosyrer, der blev dannet på den primitive Jord. Aminosyrer kan også falde fra hinanden spontant med en hastighed, der afhænger af den omgivende temperatur. Derfor er det muligt at beregne den stadige mængde på tidspunktet for livets oprindelse. Hvis aminosyrer i den mængde blev blandet i nutidens oceaner ville resultatet være en 1 procents opløsning af aminosyrer. Det er omtrent koncentrationen af aminosyrer i de bedre mærker af kyllinge bouillon på dåse, en opløsning, der efter sigende skal kunne opretholde liv.
    Livets oprindelse er ikke det samme som oprindelsen til de byggesten, det består af, men laboratoriestudier af forbindelsen af aminosyrer til molekyler, der minder om proteiner og af forbindelsen af nukleotider til molekyler, der minder om kernesyrer, skrider godt frem.
    Laboratorieeksperimenterne giver også en stor mængde af en brunlig polymer, der synes at bestå hovedsagelig af lange kulhydrat kæder. De spektroskopiske egenskaber af polymeren ligner dem fra de rødlige skyer på Jupiter, Saturn og Titan, den største satellit af Saturn. Fordi disse objekters atmosfærer er rige på hydrogen og ligner atmosfæren på den primitive Jord, er sammenfaldet ikke overraskende. Det er ikke desto mindre bemærkelsesværdigt. Jupiter, Saturn og Titan kan være enorme planetære laboratorier, der er i gang med førbiologisk organisk kemi.
    Andre vidnesbyrd om oprindelsen til liv kommer fra Jordens geologiske optegnelser. Tynde sektioner af sedimentære klipper som er mellem 2,7 og 3,5 milliarder år gamle afslører tilstedeværelsen af små indfatninger en hundrededel millimeter i diameter. Disse indfatninger er blevet identificeret af Elso S. Barghoorn fra Harvard University og J. William Schopf fra University of California at Los Angeles som bakterier og blå-grøn alger. Bakterier og blå-grøn alger er udviklede organismer og må selv være arvingerne efter en lang udviklingshistorie. Der er imidlertid ingen klipper på Jorden eller Månen der er mere end fire milliarder år gamle; før den tid menes overfladen af begge legemer at have været smeltet i de afsluttende trin af deres tilvækst. Således synes tiden, der har været til rådighed for livets oprindelse at have været kort: højst nogle få hundrede millioner år. Da livet opstod på Jorden i et tidsrum, der er meget kortere end Jordens nuværende alder, har vi yderligere vidnesbyrd om, at livets oprindelse har en stor sandsynlighed, i det mindste på planeter med en rigelig forsyning af hydrogenrige gasser, flydende vand og energikilder. Da disse forhold er almindelige i hele universet, kan livet også være almindeligt.
    Indtil vi har opdaget mindst et eksempel på udenjordisk liv, kan den konklusion imidlertid ikke betragtes som sikker. En sådan undersøgelse var et af formålene med Viking missionen, der landede på overfladen af Mars i 1976 for at udføre den første strenge eftersøgning af liv på en anden planet. Viking landeren bar tre separate eksperimenter på hypotetiske Mars mikroorganismers stofskifte, et eksperiment på Marsoverfladens organiske kemi og et kamerasystem, som tænkeligt kunne detektere makroskopiske organismer, hvis de fandtes. Resultaterne var ubestemte.
    Intelligens og teknologi har udviklet sig på Jorden omkring halvvejs gennem den stabile periode i Solens livsforløb. Der er indlysende selektive fordele ved intelligens og teknologi, i det mindste op til det nuværende udviklingstrin. Hvis der ikke indtræffer ulykker vil Jordens fysiske miljø forblive stabilt i mange flere milliarder år. Det er muligt, at antallet af individuelle trin, der kræves til udviklingen af intelligens og teknologi er så stort og usandsynligt, at ikke alle beboede planeter udvikler tekniske civilisationer. Det er også muligt - nogle ville sige sandsynligt - at civilisationer har tendens til at ødelægge sig selv på omkring vort niveau af teknologisk udvikling. Hvis der, på den anden side, er 100 milliarder passende planeter i vor galakse, hvis livets oprindelse er yderst sandsynlig, hvis der er milliarder af års udvikling til rådighed på hver sådan planet og hvis selv en lille brøkdel af tekniske civilisationer passerer sikkert gennem den teknologiske udviklings tidlige stadier, kunne antallet af teknologiske civilisationer i galaksen i dag være meget stort.
    Det er indlysende, at det er en yderst usikker øvelse at prøve på at estimere antallet af sådanne civilisationer. Meningerne hos dem der har overvejet problemet er vidt forskellige. Vores bedste gæt er, at der er en million civilisationer i vor galakse på eller hinsides Jordens nuværende niveau af teknologisk udvikling. Hvis de er fordelt tilfældigt gennem rummet, burde afstanden mellem os og den nærmeste civilisation være omkring 300 lysår. Derfor vil information, der overføres mellem den nærmeste civilisation og vor egen tage minimum 300 år for en envejs tur og 600 år for et spørgsmål og et svar.
    Elektromagnetisk stråling er den hurtigste og langt den billigste metode til at etablere en sådan kontakt. Interstellare rumfartøjer kan ikke udelukkes a priori, men i alle tilfælde ville de være langsommere, dyrere og vanskeligere kommunikationsmidler.
    Da vi først har opnået evnen til interstellar radiokommunikation i de sidste få årtier, er der faktisk ingen chance for at nogen civilisation, vi kommer i kontakt med, vil være så tilbagestående som os. Der synes heller ikke at være nogen mulighed for dialog undtaget mellem meget langlivede og tålmodige civilisationer. I lyset af disse omstændigheder, som burde være fælles for og til at udlede af alle civilisationer i vor galakse, forekommer det os helt muligt at envejs radiobudskaber udsendes mod Jorden i dette øjeblik af radiosendere på planeter i kredsløb omkring andre stjerner.
    For at modtage sådanne signaler må vi gætte eller udlede den frekvens på hvilken signalet sendes, frekvensbåndets bredde, typen af modulation og stjernen, der sender budskabet. Skønt det ikke er let at lave de korrekte gæt, er de ikke så svære som det kunne forekomme.
    Frekvensen af spin-flip overgangen for hydrogen ved 1.420 megahertz blev først foreslået som en kanal for interstellarkommunikation i 1959 af Philip Morrison og Giuseppe Cocconi. En sådan kanal kan være for støjende til kommunikation, præcis fordi hydrogen, den mest udbredte interstellare gas, absorberer og udsender stråling ved den frekvens. Antallet af andre plausible og til rådighed værende kommunikationskanaler er ikke stort, så det burde ikke være særlig vanskeligt at bestemme den rette.
    Vi kan ikke bruge en lignende logik til at gætte den båndbredde, der kunne bruges i interstellar kommunikation. Jo mere snæver båndbredden er, jo længere kan et signal transmitteres før det bliver for svagt til detektion. På den anden side, jo mere snæver båndbredden er, jo mindre information kan signalet bære. Der kræves derfor et kompromis mellem ønsket om at sende signalet den maksimale afstand og ønsket om at kommunikere den maksimale mængde information. Måske sendes der enkle signaler med smalle båndbredder for at forøge sandsynligheden for at signalerne bliver modtaget. Måske sendes der informationsrige signaler med store båndbredder for at opnå hurtig og udbredt kommunikation. Signalerne med store båndbredder ville være beregnet for de oplyste civilisationer, der har investeret store ressourcer i store modtagesystemer.
    Vi ved selvfølgelig ikke nu, hvilken stjerne vi burde lytte til. Den mest konservative indfaldsvinkel er at vende vore modtagere mod stjerner, der ligner Solen, begyndende med den nærmeste. To nærliggende stjerner, Epsilon Eridani og Tau Ceti, begge omkring 12 lysår borte, var kandidater for Project Ozma, den første søgen med et radioteleskop efter udenjordisk intelligens, udført af en af os (Drake) i 1960. Project Ozma, som fik navn efter regenten i Oz i L. Frank Baums børnefortællinger, var "i luften" i 4 uger ved 1420 megahertz. Resultaterne var negative. Siden da har der været et antal andre studier. Til trods for nogle falske alarmer om det modsatte har ingen været succesfulde. Manglen på succes er ikke uventet. Hvis der er en million tekniske civilisationer i en galakse med omkring 200 milliarder stjerner, skal vi vende vore modtagere mod 200.000 stjerner før vi har en rimelig statistisk chance for at detektere et enkelt udenjordisk budskab. Indtil nu har vi kun lyttet til lidt mere end 200 stjerner. Med andre ord har vi kun overkommet 0,1 procent af den krævede indsats.
    Vor nuværende teknik er fuldstændig tilstrækkelig til både at transmittere og modtage budskaber over umådelige interstellare afstande. Hvis, f.eks., 300 meter radioteleskopet på Arecibo Observatory i Puerto Rico transmitterede information med hastigheden af en bit (binært tal) pr. sekund med en båndbredde på en hertz, kunne signalet modtages af et identisk radioteleskop overalt i galaksen. Af samme grund kunne Arecibo teleskopet detektere et lignende signal transmitteret fra en afstand, der er hundreder af gange større end vort estimat af 300 lysår til den nærmeste udenjordiske civilisation.
    En eftersøgning af hundrede tusinder af stjerner i håbet om at detektere et budskab ville kræve bemærkelsesværdig hengivenhed og ville sandsynligvis tage adskillige årtier. Det forekommer usandsynligt, at noget eksisterende stort radioteleskop ville blive overgivet til et sådant intensivt program på bekostning af dets sædvanlige arbejde.
    Indtil videre har vi diskuteret modtagelsen af budskaber, som en civilisation med hensigt transmitterede til Jorden. En alternativ mulighed er, at vi kunne prøve at "lytte med" på den radiotrafik en udenjordisk civilisation anvender til sine egne formål. En sådan radiotrafik skulle være umiddelbar indlysende. På Jorden, f.eks., udstråler et nyt radarsystem som anvendes ved Arecibo Observatory til planetstudier et signal med lav båndbredde, der, hvis det blev detekteret fra en anden stjerne, ville være mellem en million og 10 milliarder gange lysere end Solen ved samme frekvens. Desuden er Jorden, på grund af radio og tv transmissioner, yderst lys på bølgelængder omkring en meter. Hvis andre planeters civilisationer har en radio lysstyrke, der er sammenlignelig med Jordens alene fra tv transmissioner, burde de kunne detekteres. På grund af signalernes kompleksitet og den kendsgerning at de ikke er udstrålet specielt mod Jorden, ville den modtager, vi ville behøve til at lytte med, imidlertid skulle være meget mere avanceret og følsom end noget radioteleskop system vi nu besidder.
    Et sådant er blevet forberedt af Bernard M. Oliver fra Hewlett-Packard Company, som ledede et studium sponsoreret af Ames Research Center fra National Areronautics and Space Administration. Systemet, kendt som Cyclops, ville bestå af et enormt radioteleskop forbundet med et komplekst computersystem. Computersystemet ville især være konstrueret til at gennemsøge data fra teleskopet efter signaler, der er mærket af intelligens, at kombinere talrige nærliggende kanaler for at konstruere signaler af forskellige effektive båndbredder og at præsentere resultaterne af de automatiske analyser af alle tænkelige former for interstellar kommunikation på en måde, som ville være forståelig for de forskere, der var involveret i projektet.
    At konstruere et radioteleskop med enorm åbning som en enkelt antenne ville være umuligt dyrt. Cyclops systemet ville i stedet drage fordel af vor evne til at forbinde mange individuelle antenner til at virke sammen. Denne ide er allerede grundlaget for Very Large Array i New Mexico. Denne opstilling består af 27 antenner, som hver er 82 fod i diameter, arrangeret i et Y-formet mønster, hvis tre arme hver er 16 kilometer lange. Cyclops systemet ville være meget større. Dets nuværende konstruktion regner med 1.500 antenner, som hver er 100 meter i diameter, alle elektronisk forbundne med hverandre og til computersystemet. Cyclops opstillingen ville være så kompakt som muligt, men ville ikke desto mindre dække 25 kvadratmiles.
    Systemets effektive signal-indsamlende areal ville være hundreder af gange arealet for noget eksisterende radioteleskop og det ville være i stand til at detektere selv relativt svage signaler som tv udsendelser fra civilisationer adskillige hundrede lysår borte. Desuden ville det være et perfekt instrument til modtagelse af signaler, der var specifikt rettet mod Jorden.
    Den estimerede omkostning til Cyclops systemet, op til 10 milliarder dollars, kan gøre det umuligt dyrt i øjeblikket. Desuden er argumentet for at lytte ikke helt overbevisende. For et halvt århundrede siden, før radiotransmissioner var almindelige, var Jorden stille ved radiobølgelængder. Om et halvt århundrede kan Jorden igen være stille på grund af udviklingen af kabel tv og kommunikationssatellitter, der sender signaler i en smal stråle. Derfor forekommer planeter som Jorden måske kun bemærkelsesværdigt lyse ved radiobølgelængder i et århundrede ud af milliarder af år. Chancen for at opdage en civilisation i løbet af denne korte periode i dens historie er måske ikke stor nok til at retfærdiggøre konstruktionen af et system som Cyclops.
    Hvordan kunne vi være sikre på at et bestemt radiosignal med vilje blev sendt af en intelligent skabning? Det er let at konstruere et budskab der utvivlsomt er kunstigt. De første 30 primtal, f.eks., ville være vanskelige at tilskrive et naturligt astrofysisk fænomen. Et enkelt budskab af denne slags kunne være et fyr eller bekendtgørende signal. Et efterfølgende informationsbudskab kunne have mange former og kunne bestå af et enormt antal bits. En metode til at transmittere information, som begynder enkelt og skrider frem til mere avancerede begreber, er billeder.
    En sidste indfaldsvinkel i eftersøgningen af udenjordisk intelligens fortjener at blive nævnt. Hvis der virkelig er civilisationer, der er tusinder eller millioner år mere avancerede end vores, er det helt muligt at de kunne udsende radiokommunikationer over umådelige afstande, måske endda over det intergalaktiske rums afstande. Vi ved ikke hvor mange avancerede civilisationer, der kunne være sammenlignet med antallet af mere primitive jordlignende civilisationer, men mange af disse ældre civilisationer må være i galakser, der er ældre end vor egen. Af denne grund kan de mest tilgængelige detekterbare radiosignaler fra en anden civilisation komme fra et sted udenfor vor egen galakse. Det relativt lille antal sådanne udengalaktiske sendere kan blive mere end kompenseret for ved deres signalers større styrke. Ved den passende frekvens kunne de endda være de lyseste radiosignaler på himlen. Derfor er et alternativ til at undersøge de nærmeste stjerner af samme spektraltype som Solen at undersøge de nærmeste galakser. Spiralgalakser som Store Tåge i Andromeda er indlysende kandidater, men de elliptiske galakser er meget ældre og højere udviklede og de kunne derfor tænkes at være hjemsted for et stort antal ekstremt avancerede civilisationer.
    Burde vi selv sende budskaber? Det er indlysende, at vi endnu ikke ved, hvorhen vi bedst kunne rette dem. Et budskab er allerede blevet transmitteret til Store Hob i Hercules af Arecibo radioteleskopet, men kun som en slags symbol for vor eksisterende radioteknologis evner. Ethvert radiosignal, vi sender, ville være detekterbart over interstellare afstande, hvis det er mere end 1 procent så lyst som Solen ved samme frekvens. I virkeligheden har tæt på 1.000 sådanne signaler fra vor daglige interne kommunikation forladt Jorden hvert sekund i de sidste to årtier. Denne menneskehedens elektromagnetiske front er nu omkring 20 lysår væk og den bevæger sig udad med lysets hastighed. Dens kugleformede bølgefront, der udvider sig som en bølge fra en forstyrrelse i en vandpyt, bærer uundgåeligt nyheden om, at menneskelige væsener har opnået evnen til interstellar diskussion og den indhyller omkring 20 nye stjerner hvert år.
    Hvor meget betyder det for os? Nok til at hellige en betydelig arbejdsindsats med eksisterende teleskoper til at lede efter liv andetsteds i universet? Nok til at tage et stort skridt som Project Cyclops, der giver en større chance for at tage os over tærsklen, til omsider at kommunikere med en variation af udenjordiske skabninger, som, hvis de eksisterer, uundgåeligt ville berige menneskeheden på uforstilbar måde? Det virkelige spørgsmål er ikke hvordan, fordi vi ved hvordan; spørgsmålet er hvornår. Hvis nok af skabningerne på Jorden tillagde det betydning kunne tærsklen overskrides indenfor levetiden af de fleste af os, der er i live i dag.

¹ Carl Sagan (1934-1996) og Frank Drake er astronomer. Sagan var professor i astronomi på Cornell University og direktør for Laboratory for Planetary Studies der. Drake er professor i astronomi og astrofysik på University of California, Santa Cruz, hvor han også tjener som udførende associeret kansler for universitets avancement. Han bor i Ithaca, New York.

Fra The Search for Extraterrestrial Intelligence, The Scientific American Book of the Cosmos, Macmillan, London 2000, ss. 301-309.

9. juli, 2002.

Index