Oumuamua is geen buitenaardse sonde, omdat buitenaardse wezens met telescopen alles kunnen leren wat ze nodig hebben over ons
In de herfst van 2017 ging het eerste bekende interstellaire object door het zonnestelsel, wat een revolutie in de astronomie teweegbracht. Vanwege de amonolische aard van het object konden astronomen van over de hele wereld niet verklaren wat het was. Noch komeet, noch asteroïde, noch enig ander conventioneel object leek bij de rekening te passen, wat leidde tot allerlei 'exotische' verklaringen.
Een bijzonder exotische verklaring werd geboden door Harvard-professor Avi Loeb en zijn voormalige postdoc (Dr. Shmuel Bialy), die veronderstelden dat 'Oumuamua een buitenaards lichtzeil had kunnen zijn. Terwijl de meeste weerleggingsdocumenten het gepresenteerde bewijs in twijfel trokken, a nieuwe studie door astrofysicus en UCLA emeritus professor Ben Zuckerman vroeg zich iets anders af: waarom zou een buitenaardse beschavingwilom een sonde onze kant op te sturen?
De studie, '' Oumuamua is geen sonde die door een buitenaardse beschaving naar ons zonnestelsel is gestuurd ”, verscheen onlangs online en is ingediend bij de Journals of the American Astronomical Society (AAS). Na de mogelijke motivaties voor het sturen van een verkenningsmissie te hebben bekeken, concludeert Zuckerman dat een ETI niet gemotiveerd zou zijn om een ruimtevaartuig naar ons zonnestelsel te sturen (waardoor de theorie van de 'buitenaardse sonde' in twijfel wordt getrokken).
De baan van Oumuamua bewees duidelijk zijn interstellaire oorsprong. Krediet: Tom Ruen, CC BY-SA 4.0
Een vraag waarom
Om zijn standpunt samen te vatten, begint Zuckerman met te erkennen dat de position paper van Loeb en Bialy bevat 22 vergelijkingen die hun argument ondersteunen dat 'Oumuamua een interstellaire sonde was. Deze omvatten de massa-tot-oppervlakteverhouding, de rotatie, de maximale afstand die het kan afleggen door het interstellaire medium (ISM), de treksterkte en energieoverdracht als gevolg van schokken.
Gecombineerd met zijn lichtkromme (wat consistent was met een schijf), zijn reflectiviteit en de manier waarop het uit het zonnestelsel versnelde onder invloed van niets anders dan zonnestraling, konden ze aantonen dat 'Oumuamua consistent was met een interstellair lichtzeil. Als reactie hierop reageerde Zuckerman met een baanbrekend citaat van de beroemde theoretisch fysicus Freeman Dyson:
'Het probleem van interstellaire reizen is een probleem van motivatie en niet van fysica.'
Net zoals Dysons voorstel voor een megastructuur die een heel sterrenstelsel (ook bekend als een Dyson Sphere) zou kunnen omsluiten, is het niet zozeer een kwestie van of je het kunt of niet, het is een kwestie van 'waarom zou je dat willen?' Zuckerman citeert specifiek recent onderzoek dat de wetenschappelijke haalbaarheid onderzocht van het sturen van een interstellaire sonde om informatie te verzamelen over potentieel bewoonbare planeten.
Met behulp van het Kosmologisch Principe (ook bekend als het Copernicaanse Principe) als toetssteen, overweegt Zuckerman waarom een buitenaards ras gemotiveerd zou zijn om een 'Oumuamua-achtig zeilvaartuig naar nabije sterrenstelsels te sturen, wat de implicaties hiervan zouden zijn en waarom het onlogisch lijkt om gaan ervan uit dat ze de golf van veel betere opties zouden willen hebben.
Inefficiënte exploratie
Deze omvatten een recent artikel getiteld '' Oumuamua is niet kunstmatig ”, door natuurkundige Jonathon Katz van het McDonnell Center for the Space Sciences aan de Washington University. Als weerlegging van het artikel van Loeb en Bialy, presenteerde Katz argumenten waarom een flyby-missie een inefficiënt middel zou zijn om gegevens te verzamelen. Dit geldt voor zowel ‘Oumuamua als’ Doorbraak Starshot 's voorstel voor een interstellaire lichtzeilmissie.
Volgens de berekeningen van Katz zou het met een snelheid van 26 km/s (93.600 km/u; 58.160 mph) 'Oumuamua ongeveer 400.000 jaar hebben gekost om binnen 32,6 lichtjaar (10 parsecs) te reizen van een willekeurig stersysteem uit de hoofdreeks. . Volgens Zuckerman betekent dit dat een technologisch geavanceerde soort inmiddels veel ouder zou moeten zijn en veel geavanceerdere middelen zou moeten ontwikkelen om de diepten van de ruimte te onderzoeken (waardoor zo'n sonde inefficiënt zou zijn).
Bovendien schat hij dat een soort, om zo'n sonde in ons zonnestelsel te laten verschijnen (behalve uitzonderlijk geluk), 100.000 van dergelijke sondes zou moeten lanceren (ook een zeer inefficiënte benadering). Interessant is dat dit aspect van Zuckermans weerleggingsdocument een soort keerzijde vertegenwoordigt van een punt dat Loeb en Bialy in hun originele paper maakten, waarin eerder onderzoek naar het aantal interstellaire objecten (ISO's) in de nabije ruimte wordt aangehaald.
Volgens een studie uit 2018 getiteld “ Interstellaire indringers: aantal dichtheid en oorsprong van 'Oumuamua-achtige objecten' ”, onderzoekers van de Instituut voor Astronomie aan de Universiteit van Hawaï toonde aan dat er binnen elke kubieke parsec (~35 kubieke lichtjaar) 2 biljard ISO's nodig zouden zijn - of 1 biljard objecten die per stersysteem worden uitgeworpen - om objecten als 'Oumuamua detecteerbaar te maken.
Oumuamua zoals het verscheen met behulp van de William Herschel-telescoop in de nacht van 29 oktober. Queen's University Belfast/William Herschel Telescope
Zuckerman zet dit argument op zijn kop en stelt dat de aanwezigheid van een kunstmatig object in ons zonnestelsel het bestaan van vele, VEEL meer impliceert. Het alternatief is, zoals Loeb betoogt, dat de detectie van een dergelijk object buitengewoon veel geluk heeft gehad (en uiterst onwaarschijnlijk).
Supertelescopen
Daarentegen, zegt Zuckerman, heeft een technologisch geavanceerde soort het moeilijk om de enorm superieure wetenschappelijke opbrengsten van geavanceerde telescopen niet te erkennen - met behulp van NASA's Aardse planeetzoeker (TPF) en de ESA's Darwin als voorbeelden. De TPF was een voorstel voor een constellatie van zeer gevoelige ruimtetelescopen die eerder in overweging was genomen door NASA's Onderzoekscommissie voor astronomie en astrofysica .
Darwin was ondertussen een voorstel voor een constellatie van vier of vijf vrij vliegende ruimtevaartuigen, ontworpen om naar aardachtige planeten rond andere sterren te zoeken en hun atmosferen te analyseren. Hoewel geen van beide concepten werd gerealiseerd (de TPF werd overgeslagen ten gunste van de James Webb Ruimtetelescoop ), blijft het principe hetzelfde. Op basis van de wetenschappelijke resultaten die telescopen van de volgende generatie zullen opleveren, concludeert Zuckerman het volgende:
“Als er werkelijk een technologische beschaving in de buurt zou bestaan... zouden zijn gigantische ruimtetelescopen elke motivatie voor de constructie van het type gerichte sonde dat ‘Oumuamua vertegenwoordigt in de afbeelding van Bialy & Loeb (2018) volledig vernietigen. Telescopen op aarde hebben een absoluut essentiële rol gespeeld in onze verkenning van ons zonnestelsel door ruimtevaartuigen.”
Artist's impression van de Darwin-telescoop. Krediet: ESA
Verkenningsdoelen
Een ander inzicht dat Zuckerman biedt, is de diepe verbinding die bestaat tussen telescopische onderzoeken en interstellaire sondes. Hierin gaat hij dieper in op een argument dat hij maakte in een 1981 studie waar hij beweerde dat ruimtetelescopen in de interplanetaire ruimte exoplaneetatmosferen konden onderzoeken (een vooruitziende observatie), de kosten van onbemande interstellaire missies konden verlagen en zelfs konden helpen bij gerichte panspermia-inspanningen.
'NASA's volharding is slechts de meest recente van een reeks ruimtevaartuigen die zijn gestuurd om Mars te verkennen, in plaats van bijvoorbeeld Mercurius of Venus; dit komt omdat onze telescopen lange tijd voldoende motivatie hebben gegeven om boven alle andere planeten naar Mars te gaan', betoogt Zuckerman in dit recente artikel. 'Vergelijkbare overwegingen, maar voor telescopen in de ruimte, gelden voor verkenning van planeten buiten het zonnestelsel.'
Last but not least vergelijkt Zuckerman de mogelijkheden van bestaande ruimtetelescopen met wat realistisch gezien zou kunnen worden verwacht aan boord van een ruimtevaartuig met de grootte en het profiel van 'Oumuamua. Bovendien zijn de wetenschappelijke motivaties voor ruimtetelescopen ook volkomen duidelijk, terwijl interstellaire missieconcepten vol zitten met allerlei vragen over validiteit en kosteneffectiviteit. Samengevat:
“De vluchtige capaciteiten van zo'n flyby-sonde zijn enorm inferieur aan de kracht van ruimtetelescopen die eeuwenlang operationeel zijn in de interplanetaire ruimte van de buitenaardse beschaving. Hoewel het voor astronomen moeilijk is gebleken om een overtuigend beeld van 'Oumuamua te construeren op basis van conventionele astronomische objecten, toont de discussie in dit artikel de logische onmogelijkheid aan van een verklaring waarbij langsvluchten van buitenaardse sondes nodig zijn.'
Zwerm laser-sail ruimtevaartuigen die het zonnestelsel verlaten. Krediet: Adrian Mann/i4is
Kosmologische tegenstoot
Natuurlijk zijn er meerdere tegenargumenten mogelijk. Om te beginnen gebruikt Zuckerman de snelheid van 'Oumuamua om te beweren dat het een geheel inefficiënte manier is om de ruimte te verkennen. Dit punt is echter gemakkelijk te weerleggen door het voorbeeld Project Libel , een ander voorgesteld lichtzeilvaartuig dat momenteel wordt ontwikkeld en dat een magnetisch zeil bevat om te vertragen na het doorkruisen van de interstellaire ruimte.
Kortom, alleen omdat 'Oumuamua met een snelheid van 26 km/s reed toen het werd gedetecteerd, wil nog niet zeggen dat het de hele tijd onderweg was. Zuckerman stelt ook dat een ETI lichte zeilen moet produceren in de orde van 105zodat een van hen een kans heeft om ontdekt te worden. Het kosmologische principe kan op dit punt echter worden teruggebracht tot aanvullende implicaties.
Als we aannemen dat één ETI in staat is om het concept van interstellaire lichtzeilen te onderzoeken en ze als de moeite waard te beschouwen, is het nauwelijks ongebruikelijk om aan te nemen dat meer dan één ETI in onze uithoek van de melkweg zou overwegen hetzelfde te doen in de loop van de tijd. Bovendien gaat Zuckermans paper ervan uit dat een 'Oumuamua-achtig object operationeel zou zijn, of dat de soort die het heeft gestuurd, nog steeds in leven zou zijn.
Dit is een vraag die Leob beantwoordde in zijn artikel uit 2018 met Bialy en vervolgens in zijn boek Buitenaards: het eerste teken van intelligent leven buiten de aarde .In beide gevallen suggereert prof. Loeb de zeer reële mogelijkheid dat als 'Oumuamua kunstmatig van oorsprong was, het een stuk ruimtepuin kan zijn geweest of de overblijfselen van een inmiddels ter ziele gegane ruimtevaartuig. Bij uitbreiding kan degene die het heeft uitgezonden al lang dood zijn en de missie al lang voorbij.
Project Starshot, een initiatief gesponsord door de Breakthrough Foundation, is bedoeld als de eerste interstellaire reis van de mensheid. Krediet: doorbraakinitiatives.org
Helaas heeft Zuckerman een zeer solide punt als het gaat om de kwestie van motivaties en kosten-batenanalyses. Als het erop aankomt, vereist interstellaire verkenning een enorme hoeveelheid energie en middelen. Er is ook hoe lang zou zo'n missie duren? om zijn bestemming te bereiken en de vertraging die aan de communicatie wordt opgelegd. Om deze reden is het begrijpelijk waarom wetenschappers thuisblijvende missies overwegen die minder kosten en die zeer binnenkort wetenschappelijk rendement kunnen beloven. Kortom, 'waarom moeite doen?'
Dit roept echter nog een belangrijk tegenargument op. Als het vertrouwen op telescopen van de volgende generatie voldoende motivatie is om geen interstellaire missie op te zetten, waarom probeert de mensheid dan zulke missies te realiseren terwijl we spreken? Sinds het begin van het ruimtetijdperk zijn er wetenschappers die zich toeleggen op het ontwikkelen van concepten voor interstellaire verkenning.
Meer moderne voorbeelden (zoals al opgemerkt) omvatten:Doorbraak Starshot, die onder toezicht staat van een Raad van Bestuur onder voorzitterschap van Prof. Loeb zelf. Deze non-profit onderneming werd in 2016 gelanceerd door Yuri Milner, Stephen Hawking en Mark Zuckerberg met als doel een interstellaire missie te realiseren die naar Alpha Centauri zou kunnen reizen en daar alle exoplaneten tijdens ons leven zou kunnen observeren.
Er is ook het bovengenoemdeProject Libel, die naar voren kwam als onderdeel van een ontwerpwedstrijd uit 2013 die werd georganiseerd door de Initiatief voor interstellaire studies (i4is). Toevallig was Dragonfly het winnende concept bij de wedstrijd, maar het ontwerp dat de tweede prijs mee naar huis nam, was het ontwerpDoorbraak Starshotuiteindelijk aangenomen voor ontwikkeling.
Artist's concept van een Enzmann-ruimteschip, een fusieraketconcept voorgesteld in 1964. Credit: Rick Sternbach
Er is ook Icarus Interstellar , een internationale non-profitorganisatie die zich inzet voor de realisatie van interstellaire verkenning door middel van onderwijs en outreach. Deze organisatie houdt ook toezicht op de ontwikkeling van een aantal geavanceerde concepten, waaronder: Project Icarus , Project Persephone , Project Bifrost , Project vooruit (een ander lichtzeilconcept), en Project Hyperion (die wordt ontwikkeld in samenwerking met i4is).
Naast andere voorstellen zoals die van de British Interplanetary Society Project Daedalus , de Enzmann ruimteschip , en de 100 jaar ruimteschip , is er simpelweg geen tekort aan wetenschappers en dromers die interstellaire verkenning willen nastreven. Dit ondanks het feit dat de volgende generatie telescopen over slechts een paar jaar operationeel zullen zijn en die beloven de diepste mysteries van het heelal te onderzoeken.
Met alles van objecten in ons zonnestelsel en nabijgelegen exoplaneten tot de vroegste sterrenstelsels in het heelal voor observatie, waarom zouden we dan de moeite nemen om een ruimtevaartuig naar nabije sterren te sturen om er minderwaardige foto's van te maken? Goede vraag! Aan de andere kant, waarom was het nodig om astronauten naar de maan te sturen terwijl we perfect in staat waren om het van een afstand te bekijken?
Een voor de hand liggend antwoord zou de mogelijkheid zijn om monsters van maangesteente aan te schaffen voor analyse (die tot op de dag van vandaag nog steeds wetenschappelijke gegevens opleveren). Hetzelfde geldt voor het sturen van robotmissies en astronauten naar Mars. DeDoorzettingsvermogenrover is niet alleen de eerste missie die een monster-terugkeer van Mars mogelijk maakt, maar zal de weg vrijmaken voor bemande missies (die ook Mars-monsters naar huis zullen vervoeren).
Het Icarus Pathfinder-ruimteschip passeert Neptunus. Krediet: Adrian Mann
Een veel voor de hand liggende reden is echter dat persoonlijk naar de maan gaan zoveel zinvoller was. In die zin kunnen we zien hoe de kwestie van motivatie veel verder gaat dan de tastbare voordelen. Als het erop aankwam, was de grootste impact van het Apollo-tijdperk het gevoel van trots en prestatie dat het alle mensen bracht. En de grootste reden om in de eerste plaats te gaan, werd jaren van tevoren samengevat:
We kiezen ervoor om naar de maan te gaan! We kiezen ervoor om in dit decennium naar de maan te gaan en de andere dingen te doen, niet omdat ze gemakkelijk zijn, maar omdat ze moeilijk zijn; omdat dat doel zal dienen om het beste van onze energie en vaardigheden te organiseren en te meten, omdat die uitdaging er een is die we bereid zijn aan te gaan, een die we niet willen uitstellen en een die we van plan zijn te winnen ...'
Moeilijk te argumenteren met die van gepassioneerde logica, nietwaar? Als we aannemen dat het kosmologische principe in al deze gevallen van toepassing is, dan moeten we aannemen dat ETI's zich zorgen hebben gemaakt over exact dezelfde overwegingen als nu, en misschien tot vergelijkbare conclusies zijn gekomen. “Waarom een sonde (of duizenden sondes) sturen om andere planeten te onderzoeken op tekenen van leven? Omdat ze er zijn, dangit!'
Verder lezen: arXiv