Je leest:

Communicatie met buitenaardse beschavingen

Communicatie met buitenaardse beschavingen

Auteur: | 1 juli 2002

Miljoenen mensen hun PC ter beschikking stellen om via het [email protected] te zoeken naar radiosignalen van buitenaardse beschavingen. Hoe zoeken wetenschappers naar die signalen en komt er ooit communicatie op gang?

Internationaal geniet de Scientific Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) als een multidisciplinaire activiteit tegenwoordig veel wetenschappelijke belangstelling. Het SETI Institute in Mountain View, Californië neemt daarbij een belangrijke positie in. Astronomen van naam zoals Frank Drake, Carl Sagan (in 1996 overleden), Seth Shostak en Jill Tarter hebben het vak internationale erkenning bezorgd en de International Astronautical Academy (IAA) heeft dan ook een officiële SETI-commissie, waarin de genoemde astronomen en andere bekende onderzoekers op dit gebied zitting hebben of gehad hebben. Daar zijn radioastronomen bij, zoals Jean Heidmann (in 2000 overleden) die het boek Extra Terrestrial Intelligence schreef, natuur- en scheikundigen, maar ook psychologen, technici, kunstenaars en mensen die wetenschappelijk onderzoek doen naar de mogelijke ontwikkeling van de menselijke samenleving in de toekomst (future studies).

SETI is lange tijd gedomineerd geweest door radioastronomische waarnemingen. Men zou kunnen zeggen dat het onderzoek op gang kwam met het pionierswerk van Frank Drake, die in 1960 enkele nabije sterren met op de zon lijkende spectraaltypen in de emissielijn van neutrale waterstof (21 cm) bestudeerde, om te zien of er straling van onnatuurlijke oorsprong vandaan kwam. Hij gebruikte de 26-m radiotelescoop van Greenbank, één kanaal met een bandbreedte van 100 Hz en de gevoeligheid van 10-22 Watt/m2. Drake wordt nu dan ook beschouwd als de peetvader van het gebied. Zoals bekend zijn er sindsdien projecten geweest die wat verder weg gelegen sterren en delen van de hemel op een dergelijke manier hebben onderzocht met steeds meer verfijnde technieken: groter oplossend vermogen (bandbreedte, verlaagd tot 1 Hz), een enorm aantal kanalen (tot enkele miljoenen) en sterk verbeterde gevoeligheid van de ontvangers (tot 10-26 Watt/m2), stuk voor stuk hoogstandjes in ontvangertechniek. Het SETI Institute gebruikt anno 2000 regelmatig de 306-m Arecibo radiotelescoop voor het ‘scannen’ van nabije sterren in het golflengtegebied van het ‘watergat’: 21 cm (emissie H) – 18 cm (emissie OH). Dit is het door particulieren en bedrijven financieel gesteunde project Phoenix. Na jarenlange scans van individuele sterren en delen van de hemel is echter tot op de dag van vandaag geen enkel ‘teken van leven’ van buitenaardse beschavingen ontvangen.

De laatste jaren worden alternatieve strategieën besproken, aangespoord door o.a. Prof. Allen Tough uit Toronto:

• zoektochten in het zonnestelsel naar sporen van buitenaardse sondes;

• uitnodigingen aan buitenaardse beschavingen (ETI) om een dialoog met ons te beginnen: de eerste werd op 28 oktober 1998 op het WWW gezet, ondertekend door 38 deelnemers uit allerlei sectoren van de samenleving, wel eens de Invitation to ETI group genoemd; de groep is inmiddels gegroeid tot 76 mensen, waarvan de jongste Erica Halpern (15) uit Canada is (zij ontwierp een bekroonde ETI website) en Sir Arthur C. Clarke (83) uit Sri Lanka, de oudste en voorbereidingen op de mogelijkheid dat een buitenaardse beschaving op andere wijze contact zoekt;

• onderzoek naar tekenen van projecten op het gebied van buitenaardse grootschalige astroengineering, en naar eventueel uitgezonden gemoduleerd laserlicht (SETI in het optische gebied).

Deel van het Ozma-team, dat in 1959 de eerste pogingen deed om buitenaardse signalen op te vangen met de radioschotel op de achtergrond. Frank Drake (staand) is tweede van rechts. (Foto: NRAO/AUI)

ET bestaat niet?

Bij dit alles heeft men te maken met de onzekerheid van het bestaan van buitenaardse beschavingen. De Amerikaanse theoretisch fysicus F.J. Tipler schreef in 1980 een invloedrijk artikel: Extraterrestrial intelligent beings do not exist. Volgens hem zijn astronomen en fysici de huidige ‘voorstanders’ van het bestaan van ETI, terwijl evolutiebiologen geneigd zijn te denken dat de technologische beschaving die de planeet aarde nu herbergt, uniek is (tenminste in het Melkwegstelsel). De laatste achten de kans op een evolutionaire weg op een aardachtige planeet van eencelligen naar intelligente wezens zeer gering. Tipler meent dat deze kans minder dan 10-10 is. Bovendien denkt hij dat een geavanceerde technologische samenleving intelligente zichzelf reproducerende robots op weg zal sturen op kolonisatiemissies. Daarmee ontstaat een exponentieel groeiende golf van robots in het Melkwegstelsel. Omdat we in het zonnestelsel geen tekenen hebben gezien van buitenaardse ruimteschepen, concludeert Tipler dat buitenaardse intelligente wezens, die een vergelijkbaar niveau van technologische ontwikkeling hebben bereikt als de onze, niet bestaan.

Hier staat tegenover dat Ray Morris, radioastronoom te Sydney, tijdens het IAA Congres in Amsterdam in oktober 1999 berekende dat in het Melkwegstelsel de kans op het bestaan van een buitenaardse beschaving die veel ouder is dan de onze niet onaanzienlijk is. Onder de titel How old is ET? gaf hij een schatting van de kans dat het eventuele leven op een aarde-achtige planeet, cata-strofes zoals inslaande planetoïden, het optreden van een nabije supernova of een gammaflits in het Melkwegstelsel zou overleven. Mochten wij een teken van leven van ET ontvangen, dan is de kans groot dat de afzender een samenleving is die een miljard jaren ouder is dan de onze.

Al jaren zijn sterrenkundigen bezig met het opsporen van planeten die om sterren cirkelen. De positie en snelheid van een ster die begeleiders heeft, is onderhevig aan minieme storingen. Deze zijn voor nabije sterren meetbaar met spectrometrische technieken. Tot nu toe is op deze manier een zestigtal planeten ontdekt, maar geen ervan is qua massa vergelijkbaar met de aarde of Mars. Het nieuwe ESA-project DARWIN beoogt aarde-achtige planeten te vinden vanuit de interplanetaire ruimte. Het idee is een klein aantal spiegeltelescopen in min of meer stabiele banen in het evenwichtspunt van Lagrange tussen de aarde en de zon te stationeren (ca. 1,5 miljoen km van de aarde). Met het stelsel worden op de zon lijkende sterren in het infrarood waargenomen. Het sterlicht van een waar te nemen ster wordt via een interferentietechniek gedoofd, zodat het (reflectie)licht van eventuele planeten als restspectrum overblijft. Iedere planeet heeft in het infrarood een ‘signatuur’ en een ‘blauwe planeet’ waarop leven is ontstaan, zal aan het ontlede spectrum herkenbaar zijn. Als het op deze manier lukt aarde-achtige planeten te vinden, zou met hogere resolutie gekeken kunnen worden naar cong- lomeraten zoals steden en grootschalige wegenstelsels op de planeet – bewijsmateriaal voor het bestaan van hoogontwikkelde samen-levingen.

Het SETI Institute gebruikt regel-matig de 306-m Arecibo radiotelescoop voor het ‘scannen’ van nabije sterren, (Foto: Seth Shostak/SETI)

Een universele taal

SETI kent een betrekkelijk nieuw onderzoeksgebied dat Communication with ExtraTerrestrial Intelligence (CETI) heet – communiceren met buitenaardse beschavingen. Toevalligerwijs kan het beginpunt van CETI ook in 1960 gelegd worden: in dat jaar werd het boek Language for Cosmic Intercourse van de Nederlandse wiskundige Hans Freudenthal gepubliceerd. Zijn LINCOS (Lingua Cosmica) is niet op bestaande natuurlijke of kunstmatige talen gebaseerd, maar gebruikt een symboliek waarin begrippen uit de wiskunde goed kunnen worden uitgelegd. Met behulp van deze symboliek kunnen wiskundige relaties worden uitgedrukt, bijvoorbeeld over de gehele getallen en operaties daarop, maar ook meer algemene algebraïsche relaties waarin variabelen optreden. Een ontvanger van een boodschap in LINCOS, die elementaire wiskunde kent, zal de conventies van de symboliek kunnen begrijpen en vertalen in het eigen systeem. Het systeem is in de praktijk echter niet voor CETI gebruikt, terwijl de ontwikkeling van alternatieve systemen voor communicatie met buitenaardse beschavingen sindsdien langs andere wegen is verlopen. De voornaamste reden hiervoor is dat het niet goed mogelijk is menselijk gedrag en sociale aspecten van de aardse samenleving(en) in LINCOS uit te drukken. Bovendien is er de overweging dat de ontvanger van een met moeite te ontcijferen boodschap vermoedelijk teleurgesteld zal zijn een behandeling van elementaire wiskunde voorgeschoteld te krijgen.

Multidisciplinair CETI-onderzoek is een bij uitstek multidisciplinaire onderneming, die twee hoofdproblemen kent:

• mocht een signaal gedetecteerd worden, dat onmiskenbaar afkomstig is van een buitenaardse samenleving die ongeveer ons niveau van technologische ontwikkeling bereikt heeft of verder gevorderd is, hoe kunnen we dan vaststellen of het bericht wel voor ons ‘bestemd’ is, en hoe krijgen we een idee van de betekenis ervan (het ontcijferingsprobleem);

• en indien wijzelf zouden besluiten een bericht voor ETI ‘uit te zenden’, welke inhoud moet het hebben en op welke manier moeten we een bericht bestemd voor ETI coderen?

Wat het laatste betreft: in de SETI-commissie van de IAA is onlangs een beginselverklaring aanvaard waarin gesteld wordt, dat boodschappen niet verstuurd zullen worden tenzij daar overeenstemming over is of als een antwoord vereist wordt op een ontvangen bericht van een buitenaardse beschaving. Maar dit wil niet zeggen dat we ons geen zorgen hoeven te maken over het te hanteren codeersysteem – integendeel. Alle onderzoekers op dit gebied zijn het met elkaar eens dat hiervoor een systeem gebruikt moet worden dat als het ware zichzelf uit kan leggen.

We hebben hier het omgekeerde probleem van de cryptoanalyse, omdat er geen sprake is van versleuteling. Onderzoek op dit gebied verloopt langs verschillende wegen. Voor communicatie met buitenaardse beschavingen moet gezocht worden naar een gemeenschappelijke noemer, maar welke? Er zijn verschillende voorstellen. Men zou die in de wiskunde kunnen vinden (het LINCOS van Freudenthal), maar ook aspecten van de astronomie, natuurkunde en scheikunde komen in aanmerking. Ondergetekende heeft in de SETI-commissie voorgesteld voor een geschikte logica te kiezen. Andere collega’s in de commissie zien meer heil in het gebruik van beschrijvingen van menselijk gedrag met behulp van literatuur en afbeeldingen.

Een meer algemene Language for Cosmic Intercourse (LCI) moet naar mijn idee uit twee niveaus bestaan: • Basisniveau: een vrij omvangrijke tekst in een natuurlijke taal met een lineaire notatie voor het schrift (eventueel aangevuld met een cursus in die taal), verluchtigd met illustraties • Metaniveau: een abstracte beschrijving van relaties tussen objecten, personen en gebeurtenissen in geselecteerde delen van de tekst en/of cursus. Beschrijvingen van logische- en functionele relaties, causale en tijdsafhankelijke aspecten van gebeurtenissen kunnen apart, maar ook in combinatie met elkaar behandeld worden. Welk systeem op metaniveau? Hier kan een symboliek uit de logica gebruikt worden waarin niet alleen wiskundige relaties, maar ook meer algemene relaties die in de werkelijkheid optreden, kunnen worden uitgedrukt. De gebruikte symboliek wordt hier gemakshalve ook LCI genoemd.

De ontvanger van een bericht in LCI heeft natuurlijk met twee problemen te maken: hij/zij/het kent noch de gebruikte natuurlijke taal noch het abstracte logische systeem dat eraan ten grondslag ligt. Beide moeten geleerd worden, maar tijdens het leerproces helpt het (partieel) begrijpen van delen van het ene niveau het andere te interpreteren. Daarbij helpt het feit dat er geen ‘sleutel’ in het spel is. Verwacht mag worden dat een ontvanger die logische principes kent geen moeite zal hebben met onze conventies.

In voorgaand kader (‘LCI voor beginners’) geef ik een aantal voorbeelden van de gebruikte logica in de LCI. Het betreft natuurlijk slechts enkele fragmenten van het (enorme) scala van mogelijkheden, ook al omdat de beschrijvingen beperkt blijven tot kwalitatieve aspecten van het zonnestelsel. Op vergelijkbare wijze kunnen allerlei andere objecten in het zonnestelsel en hun onderlinge relaties worden weergegeven. Maar dat zou ook op een andere manieren kunnen, bijvoorbeeld door middel van beeldende kunst. Het kunstwerk Gaia/Vger, dat dit artikel illustreert, werd in het voorjaar van 2000 door de Amerikaanse kunstenares C. Bangs** gemaakt, naar aanleiding van de Gentle Introduction to Type Theory van de auteur. De kunstenares gaf daarbij een schriftelijke toelichting:

‘The piece shows the figure of Gaia with part of a drawing of Voyager interlocking with the figure with some of your equations over and around the image. As Gaia voyages out into the solar system she does so both through messages received as well as actual travel through rockets and satellites. Gaia is of course one of the Greek names for the Earth as well as James Lovelock and Lynn Margolis’s name for our Earth as a concept of the Earth as a living being.’

Er is geen reden om toepassingen van de twee niveaus omvattende Lingua Cosmica te beperken tot de formalisering van kwalitatieve uitspraken. Zo kunnen de wetten van Kepler voor planetenbanen als hypothesen worden opgenomen, of zelfs afgeleid worden uit de gravitatiewetten van Newton, ongeveer op de wijze zoals dat in de computeralgebra kan worden gedaan. Voor een eerste kennismaking met het LCI-systeem zijn dergelijke meer geavanceerde formaliseringen echter minder geschikt.

Artist’s impression van het Europese DARWIN-project. (Ill. ESA)

<A HREF=“http://www.astro.uu.nl/~wwwzenit/”_new">Kijk ook bij Zenit

Dit artikel is een publicatie van Zenit.
© Zenit, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 juli 2002

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.