นักวิทยาศาสตร์พยายามตรวจจับสัญญาณของแสงประดิษฐ์ในวัตถุในระบบสุริยะ

นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้พัฒนาวิธีการระบุแหล่งที่มาของแสงประดิษฐ์ที่เป็นไปได้ในวัตถุที่โคจรรอบระบบสุริยะ การศึกษานี้นำโดยนักวิทยาศาสตร์ Avi Loeb และเพื่อนนักศึกษาหลังปริญญาเอกของเขา Omer Eldadi ใช้สิ่งที่เรียกว่าการทดสอบ Loeb-Turner กับข้อมูลจากวัตถุทรานส์เนปจูน เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างการสะท้อนตามธรรมชาติของแสงอาทิตย์และการเปล่งแสงที่เทคโนโลยีสร้างขึ้นเอง การวิจัยครั้งนี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการค้นหาหลักฐานของอารยธรรมทางเทคโนโลยีที่อยู่นอกโลก

แนวคิดนี้เกิดขึ้นจากการสนทนาแบบเป็นกันเองระหว่าง Loeb และ Ed Turner เพื่อนร่วมงานของเขาใน Princeton ระหว่างการประชุมที่อาบูดาบีเมื่อประมาณหนึ่งทศวรรษที่แล้ว ทั้งสองสะท้อนคำถามที่น่าสนใจว่า จะสามารถสังเกตแสงของเมืองในระบบสุริยะได้จากระยะไกลเท่าใด การวิจัยเบื้องต้นสรุปว่าแสงของมหานครอย่างโตเกียวสามารถตรวจจับได้จากดาวพลูโตด้วยการมองเห็นในระยะไกลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

หลักการทางวิทยาศาสตร์เบื้องหลังการตรวจจับ

การทดสอบ Loeb-Turner ขึ้นอยู่กับความแตกต่างพื้นฐานระหว่างแหล่งกำเนิดแสงสองประเภท แหล่งกำเนิดที่ส่องสว่างได้เอง เช่น หลอดไฟหรืออารยธรรมทางเทคโนโลยี จะอ่อนลงผกผันกับกำลังสองของระยะห่าง อย่างไรก็ตาม วัตถุที่ได้รับแสงสว่างจากแสงแดดที่สะท้อนกลับจะลดความสว่างลงโดยผกผันกับกำลังที่สี่ของระยะทาง นักวิทยาศาสตร์สามารถสรุปได้ว่าวัตถุนั้นสร้างแสงขึ้นมาเองหรือเพียงสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์ด้วยการวัดความสว่างของวัตถุซึ่งแปรผันตามระยะห่างจากดวงอาทิตย์

ความสง่างามของวิธีการนี้อยู่ที่ความเรียบง่าย ไม่จำเป็นต้องใช้สเปกโทรสโกปีที่ซับซ้อนสำหรับแหล่งกำเนิดแสงที่อ่อนแอ ซึ่งเป็นความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ Loeb และ Turner เผยแพร่แนวคิดนี้อย่างเป็นทางการในปี 2012 โดยวางรากฐานทางทฤษฎีสำหรับการใช้งานในอนาคต

การวิเคราะห์ข้อมูลทรานส์เนปจูนเผยให้เห็นข้อจำกัด

เมื่อเร็วๆ นี้ Eldadi ได้เสร็จสิ้นการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับข้อมูลความสว่างที่มีอยู่ทั้งหมดจากวัตถุทรานส์เนปจูนที่จัดเก็บไว้ในเอกสารสำคัญของ Minor Planet Center ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าคุณภาพข้อมูลในปัจจุบันไม่เพียงพอที่จะทำการทดสอบด้วยความเชื่อมั่นทางสถิติที่เพียงพอ การกระจายตัวของการค้นพบพบว่า:

• 53 ช่องข้อมูลสอดคล้องกับการสะท้อนแสงแดด
• ถังขยะ 24 อันเข้ากันได้กับการปล่อยแสงในตัว
• ถังขยะ 109 ใบแสดงพฤติกรรมผิดปกติ

ถังขยะที่ผิดปกติแสดงความลาดเอียงนอกช่วงที่คาดไว้ นักวิจัยระบุว่าความผิดปกติเหล่านี้เกิดจากข้อผิดพลาดในการสอบเทียบเครื่องมือที่ยังไม่ได้แก้ไข แทนที่จะเป็นกลไกทางกายภาพเฉพาะที่จะแนะนำเทคโนโลยีนอกโลก แม้จะมีผลลัพธ์เบื้องต้น แต่ทีมงานยังคงมองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับข้อมูลในอนาคต

หอดูดาวรูบินสัญญาว่าจะก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีในการตรวจจับ

หอดูดาวรูบินซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา มอบโอกาสที่ไม่เคยมีมาก่อนในการทดสอบวิธีการนี้ด้วยความเข้มงวดที่เหนือกว่า กล้องโทรทรรศน์จะทำการสำรวจวัตถุทรานส์เนปจูนโดยใช้เครื่องมือเดียวเป็นระยะเวลาสิบปี เพื่อสำรวจตัวอย่างวัตถุทรานส์เนปจูนที่มีขนาดใหญ่กว่าสิบเท่า ตามการคาดการณ์ของทีม สิ่งนี้จะช่วยให้การทดสอบ Loeb-Turner Test สามารถนำไปใช้โดยมีความเชื่อมั่นทางสถิติมากกว่าค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานสิบค่าบนวัตถุหลายร้อยชิ้น

การบรรจบกันของข้อมูลที่เหนือกว่าและวิธีการที่ได้รับการขัดเกลาได้ปูทางไปสู่คำตอบที่แน่ชัดเกี่ยวกับการมีอยู่ของโครงสร้างทางเทคโนโลยีระดับเมืองที่ส่องสว่างภายในระบบสุริยะ หน้าต่างสังเกตการณ์อาจเผยให้เห็นบางสิ่งที่หลุดรอดจากการสำรวจในปัจจุบัน

บริบททางประวัติศาสตร์และคำถามเกี่ยวกับประสิทธิภาพทางวิทยาศาสตร์

Loeb ตั้งคำถามที่น่าสนใจเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์: เหตุใดการค้นพบเชิงปฏิวัติจึงมักเผชิญกับความล่าช้าและการลืมเลือน ในปี พ.ศ. 2495 นักดาราศาสตร์ ออตโต สทรูฟ เผยแพร่วิธีการปฏิบัติในการค้นพบดาวเคราะห์มวลดาวพฤหัสบดีใกล้ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ ความคิดของเขาถูกเพิกเฉยมาเป็นเวลา 43 ปี จนกระทั่งมิเชล เมเยอร์ และดิดิเยร์ เควลอซ ได้รับการยืนยันการค้นพบครั้งแรกในปี 1995 และได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบนี้ สิ่งที่น่าสนใจคืองานของ Queloz และ Mayor ไม่ได้อ้างอิงถึงบทความของ Struve

Loeb ยังกล่าวถึงการสนทนากับ Mike Brown จาก Caltech ผู้เชี่ยวชาญด้านการค้นพบวัตถุทรานส์เนปจูน เมื่อถูกถามว่าเขาได้ตรวจสอบว่าความสว่างของวัตถุเหล่านี้ลดลงตามที่คาดไว้จากการสะท้อนของดวงอาทิตย์หรือไม่ บราวน์ตอบว่าเห็นได้ชัดว่าวัตถุเหล่านี้สะท้อนแสงอาทิตย์เท่านั้น โดยไม่จำเป็นต้องตรวจสอบ ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่าสมมติฐานโดยไม่รู้ตัวสามารถป้องกันไม่ให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบข้อมูลที่มีอยู่จากมุมมองใหม่ได้อย่างไร

ขยายไปสู่ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะและสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาด

งานนี้ไม่ได้จำกัดอยู่เพียงระบบสุริยะเท่านั้น ในปี พ.ศ. 2544 Loeb ได้เกิดแนวคิดในการตรวจจับแสงในด้านกลางคืนของ Proxima Centauri b ซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อยู่ใกล้ระบบของเรามากที่สุดและตั้งอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ของดาวฤกษ์แม่ การคำนวณร่วมกับนักเรียน Elisa Tabor ชี้ให้เห็นว่าการตรวจจับจะเป็นไปได้หากมีอารยธรรมทางเทคโนโลยีของมนุษย์ต่างดาวอาศัยอยู่บนโลกนี้ แนวสืบสวนนี้ขยายขอบเขตการเข้าถึงวิธีการนี้ให้ไกลกว่าระบบดาวเคราะห์ของเราเอง

ขั้นตอนต่อไปและผลกระทบในอนาคต

ข้อสรุปทันทีที่สุดคือข้อมูลปัจจุบันต้องมีการปรับปรุงก่อนที่จะถึงข้อสรุปที่แน่ชัด หอดูดาวรูบินได้จัดเตรียมชุดข้อมูลที่สม่ำเสมอและมีสถิติที่แข็งแกร่ง สัญญาว่าจะให้ความกระจ่างว่าวัตถุทรานส์เนปจูนสะท้อนเพียงแสงแดดหรือไม่ หรือลักษณะการจัดแสดงบางอย่างสอดคล้องกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในตัวเองหรือไม่ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ชุมชนดาราศาสตร์จะค้นพบว่ามีหลักฐานเชิงสังเกตเกี่ยวกับเทคโนโลยีระดับเมืองที่ทำงานอยู่ในระบบสุริยะในปัจจุบันหรือไม่