SETI-tutkimus

SETI-havainto-ohjelman ensimmäinen kysymys on, mitä kohteita pitäisi havaita. Linnunradassa on niin paljon tähitä, että kaikkien seuraaminen on toivoton tehtävä. Jos yritämme löytää elämänmuotoja, jotka jotenkin muistuttavat omaamme, kannattaa keskittyä auringonkaltaisiin (ja siis varsin tavanomaisiin) tähtiin. Signaalit ovat luonnollisesti sitä helpompia havaita mitä lähempää ne tulevat, joten erityisesti kannattaa tutkia lähinaapureita. Jo muutaman kymmenen valovuoden laajuisesta lähiympäristöstä löytyy useita sopivia kohteita.

Mitä säteilymuotoja sitten kannattaa havaita? On muistettava, että samat luonnonlait sitovat myös näitä vieraita sivilisaatioita. Heillekin helpointa on havaita ja lähettää radiosanomia. Siksi radiolähetysten etsiminen on varsin luonnollinen valinta.

Radiosäteily ulottuu kuitenkin hyvin laajalle aallonpituuskaistalle millimetreistä ylöspäin. Äärimmäisen heikkojen signaalien etsiminen kaikilta mahdollisilta aallonpituuksilta on toistaiseksi liian vaativa tehtävä. Olisiko olemassa jokin sellainen luonollinen aallonpituus, jota radioastronomiaan perehtynyt sivilisaatio saattaisi käyttää?

Vety on maailmankaikkeuden runsain alkuaine. Tähtienvälisessä avaruudessa on runsaasti neutraalia vetyä, joka säteilee radiosäteilyä 21 cm:n aallonpituudella. Neutraalin vedyn radiosäteilyllä on ollut hyvin merkittävä asema Linnunratamme kokonaisrakenteen kartoituksessa. Yksittäisistä aallonpituuksista 21 cm on yksi maailmankaikkeuden luonnollisimpia ja merkittävimpiä aallonpituuksia. Siksi se on parhaalta tuntuva vaihtoehto, jos halutaan keskittyä vain tietyn aallonpituuden kuunteluun.

Käytännössä pelkkä yhden aallonpituuden kuuntelu ei kuitenkaan riitä. Lähettäjän tähti liikkuu jollakin nopeudella aurinkokunnan suhteen, ja tämä liike aiheuttaa aallonpituuden Doppler-siirtymän. Jos lähetin on tähteä kiertävällä planeetalla, planeetan rataliike ja pyöriminen aiheuttavat lisäksi jaksollisia heilahteluja keskimääräisen aallonpituuden molemmin puolin. Samantyyppisiä heilahteluja aiheutuu myös vastaanottimen sijainnista Aurinkoa kiertävällä ja akselinsa ympäri pyörivällä planeetalla.

Keinotekoisen signaalin havaitsemiseksi on siis seurattava kokonaista aallonpituuskaistaa 21 cm:n molemmin puolin. Toisaalta jos havaitaan signaali, jonka aallonpituudessa esiintyy sopivaa jaksollista vaihtelua, se voi antaa vahvistuksen sille, että lähetin on tähteä kiertävälle planeetalla.

Ensimmäinen yritys keinotekoisten radiolähetysten havaitsemiseksi tehtiin 1960. Frank Draken johtama Project Ozma havaitsi kahta lähitähteä, juuri tuolla 21 cm:n aallonpituudella. Sittemmin monia muitakin vastaavia projekteja on käynnistetty. Suurilta radioteleskoopeilta on kuitenkin vaikea saada aikaa havainnoille, joiden todennäköinen hyöty on olematon. Tässä mielessä mielenkiintoinen projekti on Berkeleyn yliopiston 1970-luvun lopulla alkanut Serendip. Se ei vaadi varsinaista omaa havaintoaikaa, vaan vastaanotin toimii radioteleskoopin lisälaitteena ja tekee muiden havaintojen ohessa omia havaintojaan kohteesta, johon antenni sattuu osoittamaan.

Jos joskus onnistutaan vastaanottamaan viesti, joka on selvästi keinotekoinen, onko meillä mitään toiveita ymmärtää sitä? Jos kyseessä on paikallinen pesuainemainos, sen sisällöstä lienee mahdoton saada selvää. Jos taas viesti on todella lähetetty siinä toivossa, että joku toinen sivilisaatio ottaa sen vastaan, se on todennäköisesti muotoiltu mahdollisimman ymmärrettävään muotoon.

Tulkittavissa olevan viestin muotoiluun löytyy keinoja matematiikasta. Oletetaan, että otamme vastaan viestin, joka koostuu 1679 pulssista, jotka toistuvat useaan kertaan täsmälleen samassa järjestyksessä. Voimme siten päätellä, että kyseessä on viesti, jonka pituus on 1679 pulssia. Koska luvulla 1679 on täsmälleen kaksi alkutekijää, 23 ja 73, pulssijono esittää suurella todennäköisyydellä kaksiulotteista kuvaa. Jos tekijöitä olisi kolme, kyseessä olisi luultavasti jonkin kappaleen kolmiulotteinen malli. Esimerkkitapauksessa kuvan muodon täytyy olla 23 × 73 kuvaelementtiä, koska millään muulla tavalla lukua 1679 ei voi jakaa tekijöihin.

Oheinen kuva esittää juuri tällaista Arecibon radioteleskoopilla lähetettyä viestiä, jolla ihmiskunta on yrittänyt tiedottaa olemassaolostaan. Jos joku onnistuu sen vastaanottamaan, hän luultavasti pystyy selvittämään, millaista kuvaa viesti esittää. Kuvan tulkinta onkin sitten toinen juttu.

Toistaiseksi ei ole saatu yhtään todistetta maapallon ulkopuolisen sivilisaation olemassaolosta. Tilanteeseen voisi kuitenkin soveltaa sanontaa, että kyseessä on niin iso kala, että sitä kannattaa pyytää, vaikkei saisikaan.