과학자들은 태양계의 물체에서 인공 조명의 징후를 탐지하려고 합니다.

하버드 대학의 천문학자들은 태양계 궤도를 도는 물체에서 가능한 인공 광원을 식별하는 방법을 개발했습니다. 과학자 Avi Loeb와 그의 박사후 연구원 Omer Eldadi가 주도한 이 연구는 소위 Loeb-Turner 테스트를 해왕성 횡단 물체의 데이터에 적용하여 햇빛의 자연 반사와 기술로 생성된 자체 빛 방출을 구별합니다. 이번 연구는 지구 너머의 기술 문명에 대한 증거를 찾는 데 있어 상당한 진전을 이루었습니다.

이 개념은 약 10년 전 아부다비에서 열린 회의에서 Loeb와 그의 프린스턴 동료 Ed Turner 사이의 일상적인 대화에서 비롯되었습니다. 두 사람 모두 흥미로운 질문에 대해 생각해 보았습니다. 태양계에 있는 도시의 불빛을 어느 정도 거리에서 관찰할 수 있습니까? 초기 연구에서는 허블 우주 망원경의 심층 노출을 통해 도쿄와 같은 대도시의 빛을 명왕성에서 감지할 수 있다고 결론지었습니다.

탐지의 과학적 원리

Loeb-Turner 테스트는 두 가지 유형의 광원 사이의 근본적인 차이점을 기반으로 합니다. 전구나 기술 문명과 같은 자체 발광 광원은 거리의 제곱에 반비례하여 약해집니다. 그러나 반사된 햇빛에 의해서만 조명된 물체는 거리의 4제곱에 반비례하여 밝기가 감소합니다. 과학자들은 물체의 밝기가 태양으로부터의 거리에 따라 어떻게 달라지는지 측정함으로써 물체가 스스로 빛을 내는지 아니면 단순히 태양 복사를 반사하는지 추론할 수 있습니다.

이 방법의 우아함은 단순함에 있습니다. 천문 관측에서 중요한 기술적 과제인 약한 광원의 복잡한 분광학이 필요하지 않습니다. Loeb와 Turner는 2012년에 이 개념을 공식적으로 발표하여 향후 응용을 위한 이론적 토대를 마련했습니다.

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해왕성 횡단 데이터 분석에서 한계가 드러났습니다.

Eldadi는 최근 Minor Planet Center 아카이브에 저장된 해왕성 횡단 물체에서 사용 가능한 모든 밝기 데이터에 대한 자세한 분석을 완료했습니다. 결과는 현재 데이터 품질이 적절한 통계적 신뢰도를 가지고 테스트를 수행하기에 충분하지 않음을 나타냅니다. 조사 결과의 분포는 다음과 같습니다.

• 햇빛 반사와 일치하는 53개의 데이터 저장소
• 자체 발광 방출과 호환되는 24개의 빈
• 109개의 빈이 비정상적인 동작을 보였습니다.

변칙적 빈은 예상 범위를 벗어나는 경사를 나타냅니다. 연구자들은 이러한 이상 현상이 외계 기술을 암시하는 특정 물리적 메커니즘보다는 수정되지 않은 기기 교정 오류에 기인한다고 생각합니다. 이러한 예비 결과에도 불구하고 팀은 미래 데이터에 대해 여전히 낙관적입니다.

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루빈 천문대는 탐지 기술의 도약을 약속합니다

국립과학재단과 미국 에너지부가 자금을 지원하는 루빈 천문대는 이 방법을 매우 엄격하게 테스트할 수 있는 전례 없는 기회를 제공합니다. 망원경은 10배 더 큰 해왕성 횡단 물체 샘플에 대해 10년 동안 단일 장비로 균일한 교정 조사를 수행할 것입니다. 팀의 예측에 따르면 이를 통해 Loeb-Turner 테스트를 수백 개의 개체에 대해 10 표준 편차보다 큰 통계적 신뢰도로 적용할 수 있습니다.

우수한 데이터와 세련된 방법론의 융합은 태양계 내 빛나는 도시 규모의 기술 구조의 존재에 대한 확실한 답을 위한 길을 열어줍니다. 관찰 창을 통해 현재 조사에서 벗어나는 내용을 밝힐 수 있습니다.

과학적 효율성에 관한 역사적 맥락과 질문

Loeb는 천문학의 역사에 대해 흥미로운 질문을 제기합니다. 혁명적인 발견이 왜 그렇게 자주 지연되고 망각되는가? 1952년에 천문학자 Otto Struve는 태양과 같은 별 근처에 있는 목성 질량 행성을 발견하기 위한 실용적인 방법을 발표했습니다. 그의 아이디어는 미셸 마요르(Michel Mayor)와 디디에 쿠엘로즈(Didier Queloz)가 1995년에 처음으로 확인된 발견을 하고 발견으로 노벨상을 받을 때까지 43년 동안 무시되었습니다. 흥미롭게도 Queloz와 Mayor의 작업은 Struve의 기사를 참조하지 않습니다.

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Loeb는 또한 해왕성 횡단 물체 발견 전문가인 Caltech의 Mike Brown과의 대화를 언급합니다. 브라운은 이 물체들의 밝기가 태양 반사로 인해 예상대로 감소했는지 확인했는지 묻는 질문에 그것들이 햇빛만 반사하는 것이 분명하다고 대답하여 검증의 필요성을 배제했습니다. 이 예는 무의식적인 가정이 과학자들이 기존 데이터를 새로운 관점에서 검토하는 것을 어떻게 방해할 수 있는지 보여줍니다.

외계 행성과 지적 생명체 확대

작업은 태양계에만 국한되지 않습니다. 2001년에 롭(Loeb)은 우리 시스템에 가장 가까운 외계 행성이자 모항성의 거주 가능 구역에 위치한 프록시마 센타우리 b(Proxima Centauri b)의 밤 쪽에서 빛을 감지하는 아이디어를 구상했습니다. 학생 Elisa Tabor와 함께 수행한 계산은 행성에 외계 기술 문명이 거주하는 경우 탐지가 가능할 것이라고 제안했습니다. 이 조사 라인은 우리 행성계를 넘어 방법의 잠재적 범위를 확장합니다.

다음 단계 및 향후 영향

가장 즉각적인 결론은 최종 결론에 도달하기 전에 현재 데이터를 개선해야 한다는 것입니다. 루빈 천문대는 균일하고 통계적으로 견고한 데이터 세트를 제공함으로써 해왕성 너머 물체가 햇빛만 반사하는지 아니면 일부가 자체 방출과 일치하는 특성을 나타내는지 여부를 명확히 할 것을 약속합니다. 앞으로 몇 년 안에 천문학계는 현재 태양계 내에서 작동하는 도시 규모의 기술에 대한 관측 증거가 있는지 여부를 발견할 것입니다.