Nu willen astronomen chatten met ruimtewezens

Een radiosignaal met muziekfragmenten komt in 2030 voor het eerst aan bij een verre exoplaneet waar leven heel goed mogelijk is. En nieuwe berichten aan buitenaardse wezens worden opgesteld, gecodeerd en afgeleverd per ultraprecieze lasertelescoop.

Een radiosignaal met muziekfragmenten komt in 2030 voor het eerst aan bij een verre exoplaneet waar leven heel goed mogelijk is. En nieuwe berichten aan buitenaardse wezens worden opgesteld, gecodeerd en afgeleverd per ultraprecieze lasertelescoop.

'Wow!’ schrijft Jerry R. Ehman met een rode balpen op het papier.

De astronoom leest op een augustusdag in 1977 de data van de radiotelescoop Big Ear door als een ongewone code tussen de eindeloze reeksen enen, tweeën en drieën zijn blik vangt.

De reeks ‘6EQUJ5’ geeft radiogolven 30 keer zo krachtig weer als de gebruikelijke achtergrondstraling van de ruimte.

Ehman omcirkelt de reeks en zet er ‘Wow!’ bij, en zo gaat het signaal dan ook heten.

In de maand na het Wow!-signaal richten astronomen de Big Ear op het sterrenbeeld Boogschutter, waar de radiogolven vandaan komen.

Maar een signaal van 72 seconden komt niet meer.

Sindsdien zijn telescopen beter en krachtiger geworden en is er meer van de hemel uitgekamd, maar nog altijd is het Wow!-signaal de enige potentiële poging tot contact van vreemde wezens.

Eerdere berichten aan ruimtewezens focussen op cultuur en symbolen. De organisatie METI wil een nieuw bericht sturen met de nadruk op universele zaken als wis- en scheikunde.

© Lotte Fredslund/Henning Dahl Hoff/SPL

Vaststelling van inhoud

De elementen zijn overal in het heelal hetzelfde, dus het periodiek systeem ligt voor de hand om signalen mee te schrijven. Een beschaving die het signaal kan opvangen, kan mogelijk ook het model van de elementen aflezen.

© Lotte Fredslund/Henning Dahl Hoff/SPL

Codering van bericht

Het model wordt omgezet in witte velden met zwarte randen. Rode blokjes staan voor het atoomnummer als binair getal. Stikstof, nummer 1, heeft het binaire getal 1. Lithium met nummer 3 heeft het binaire getal 11, enzovoort.

© Lotte Fredslund/Henning Dahl Hoff/SPL

Omzetting van kleuren

Elke kleur wordt omgezet in radiogolven. De eerste frequentie staat voor de zwarte rand, de tweede voor het witte veld en de derde voor het rode nummer. Een radiotelescoop kan de frequenties tegelijkertijd versturen.

© Lotte Fredslund/Henning Dahl Hoff/SPL

Ontrafeling van kleuren

De frequentie van elke kleur wordt bijvoorbeeld een 10e seconde verhoogd om aan te geven dat een vierkantje rood moet worden. De frequentie van de andere kleuren blijft gelijk. Zo vormen de drie signalen de kolommen in het model.

De nieuwe organisatie METI wil nu niet meer wachten, maar zelf contact opnemen met de eventuele thuisplaneten van buitenaardse wezens.

Voor het doel – het instellen van een permanente hotline – zijn heldere berichten nodig, plus betere methoden om signalen te versturen en een duidelijk idee van exoplaneten met kans op leven.

En METI wil ook weten of die wezens vriendelijk zijn.

Op verre planeten moet leven zijn

De zoektocht naar buitenaards intelligent leven begon in 1960 pas goed met Project Ozma, waarbij de astronoom Frank Drake radiosignalen van twee zonachtige sterren onderzocht.

De alhele zoektocht heet SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) en het SETI Institute in Californië verankert sinds 1984 de internationale samenwerking.

Naast deze organisatie zijn verschillende onderzoekers, zoals Didier Queloz – die in 2019 de Nobelprijs voor de Natuurkunde kreeg –, ervan overtuigd dat we onmogelijk de enigen in het heelal kunnen zijn.

32 radiosignalen zijn nu op weg van de aarde naar exoplaneten en sterren.

In de Melkweg alleen al zijn er 10 miljard planeten die zich vermoedelijk in de bewoonbare zone bevinden, waar de ster niet te veel of te weinig warmte levert.

Al is de zone zelf na studies ingeperkt, in het hele heelal zijn er miljarden planeten waar het goed toeven is.

En als er wezens op andere planeten zijn, waarom hebben ze ons dan niet bezocht? De vraag is bekend als de paradox van Fermi, naar de Italiaanse natuurkundige Enrico Fermi.

Eén verklaring is dat we alleen in het heelal zijn omdat andere levensvormen nog niet ontwikkeld zijn of niet meer bestaan.

Een andere verklaring is de zoo-hypothese: vreemde wezens kijken alleen naar andere planeten, net zoals wij dat zelf doen.

Astronomen berichten vreemde wezens volgens de wet van Zipf. Die stelt dat het meest gebruikte woord dubbel zo vaak voorkomt als het op een na frequentste – ook in de zang van bultruggen.

© Shutterstock

METI International, een afsplitsing van SETI Institute, wil de zoo-hypothese staven door buitenaards leven actief op de hoogte te brengen van ons bestaan.

METI staat voor Messaging Extraterrestrial Intelligence, en de onafhankelijke onderzoeksorganisatie verstuurde in 2017 het eerste signaal ooit naar een mogelijk bewoonbare planeet.

Signalen missen hun doel

Ruim 30 berichten gingen de laatste 50 jaar de ruimte in. Zo beantwoordde de 305 meter grote Arecibo-radiotelescoop in Puerto Rico in 2012 het Wow!-signaal met meer dan 10.000 tweets en filmpjes van zowel gewone als bekende mensen.

Het bericht had vooral ten doel mensen enthousiast te maken over buitenaards leven, maar ook reclame voor een ufo-programma van tv-zender National Geographic te maken.

Andere berichten zijn eveneens overwegend symbolisch, zoals het Beatles-lied Across The Universe, dat NASA in 2008 naar de Poolster zond.

Zelfs het Arecibo-bericht, dat in 1974 door de gelijknamige telescoop verstuurd is, moest vooral laten zien wat de telescoop allemaal kon.

Het signaal zal overigens zijn bestemming, de sterrenhoop M13, missen, want als het daar in het jaar 22155 aankomt, heeft deze zich verplaatst.

Toch was dit de eerste poging van de mens om intelligent leven buiten het zonnestelsel te laten weten dat wij er zijn.

Het bericht, opgesteld door de beroemde NASA-astronoom Carl Sagan, Frank Drake en anderen, bevatte een binair gecodeerde tekening vol kennis over de aarde, zoals ons getallensysteem, het menselijk lichaam en de DNA-moleculen.

De directeur van METI International, Douglas Vakoch, is echter van mening dat het Arecibo-bericht te veel informatie bevat en denkt dat onze symboliek sowieso aan ruimtewezens voorbijgaat.

Daarom werken er bij METI linguïsten en psychologen met als hoofdtaak berichten op te stellen die elk intelligent wezen moet kunnen begrijpen.

Laser opent chatvenster naar vreemde werelden

/ 3

Aarde verzendt Laserlicht

Een infraroodlaser van 2 megawatt belicht een kleine spiegel. De straal kaatst terug naar een telescoop van 30 meter. Zijn signaal is tien keer zo krachtig als de infrarode straling van de zon.

1

Buurster pikt het signaal op

De laser kan wel 20.000 lichtjaar ver komen, maar zijn trefkans is het grootst bij onder meer Proxima Centauri op 4,2 lichtjaar afstand. Hier kan de laser de exoplaneet Proxima b vrij precies raken.

2

Kosmische chat gaat van start

Het is de bedoeling een flits te versturen die ook wordt beantwoord. Dit allereerste contact kan de verbinding tot stand brengen. Daarna kunnen we morseberichten versturen met laserpulsen.

3
© Claus Lunau/Shutterstock

Bultruggen creëren zee-internet

Uiteraard hebben we geen idee hoe buitenaards leven communiceert.

Daarom kijken de onderzoekers van METI naar bultruggen, die aantoonbaar informatie uitwisselen, maar op een manier die we niet begrijpen.

De walvissen zingen met gebruikmaking van technieken en volgens vaste patronen.

Zo gebruiken ze de zee als internet: geluiden trekken vijf keer zo snel door het water als door de lucht.

Daarmee kunnen de enorme dieren een oproep versturen over duizenden kilometers.

De onderzoekers proberen nu te achterhalen hoe de bultruggen een bericht omzetten in geluidsgolven.

De walvissen kunnen kennelijk ook een onvolledig bericht begrijpen, net zoals wij zinnen begrijpen na het horen van een paar woorden.

Hun zang verloopt vermoedelijk volgens de wet van Zipf, genoemd naar de linguïst George Zipf.

Die stelt dat het frequentste woord – of geluid – twee zo vaak voorkomt als het op een na frequentste, drie keer zo vaak als het op twee na meest gebruikte, enzovoort.

Al zegt de wet van Zipf niet wat de zang betekent, het patroon duidt op een fenomeen in de taal dat METI kan gebruiken om berichten aan buitenaards leven op te stellen.

Signaal gedecodeerd

Als een vreemde beschaving de technologie in huis heeft om radiosignalen op te vangen, moet ook wiskunde bekend zijn.

Daarom gebruikt METI het binaire systeem van nullen en enen om de inhoud van de boodschappen te coderen in beeldjes van heel weinig pixels, bitmaps geheten.

‘Het is te laat om ons in het heelal te verstoppen, dus we moeten besluiten hoe we onszelf presenteren.’ Douglas Vakoch directeur METI

De binaire code wordt omgezet in radiogolven, waarbij de basisfrequentie voor een nul staat en een hogere frequentie voor een één.

Door het wisselen tussen deze frequenties tekent de bitmap zich pixel voor pixel af.

Toen METI zijn eerste bericht verstuurde met de EISCAT-telescoop in Tromsø in het noorden van Noorwegen, bestond de inhoud uit muziekfragmenten.

Die waren gecodeerd als bitmaps van geluidsfrequenties, waar ruimtewezens muziek van kunnen maken.

Het bericht moet laten zien dat het muzieksysteem een soort universele taal is.

Astronomen waarschuwen dat we onze geheimen niet moeten delen, maar het leed is al geschied: 50 jaar berichten en radiosignalen geven van alles prijs over onze positie, grondstoffen en bevolking.

© NASA

Aliens ontvangen naaktplaatjes

In 1972 en 1973 zetten de sondes Pioneer 10 en 11 koers naar buiten het zonnestelsel. Als ze ooit gevonden worden door buitenaardse wezens, zien ze op twee vergulde aluminiumplaten een tekening van een man en een vrouw. Ook geven de platen de route van de sondes weer zoals ze het zonnestelsel verlieten.

Aankomsttijd: onbekend – evenals de bestemming

© Dutil & Dumas

Symbolen komen zeker aan

In 1999 en 2003 stuurde de Jevpatorija-radar in Oekraïne negen berichten naar negen sterren. Elk bericht van deze ‘Cosmic Call’ bevatte 23 pagina’s met onder meer de grootte van Jupiter ten opzichte van de zon, codes voor de getallen 0 t/m 9 en de verklaring van pi en de stelling van Pythagoras. De ontvanger zal de symbolen van elkaar kunnen onderscheiden, ook als de reis het signaal heeft verstoord.

Aankomsttijd: 2036-2069

© NASA

Gouden lp gaat naar de sterren

De sondes Voyager 1 en 2 gingen in 1977 op pad met elk een lp aan boord. De gouden plaat bevat beelden en geluiden van de aarde zoals vogelzang, onweer en hartslagen. Aan de ene kant staat hoe je de plaat kunt afspelen, hoe je beelden kunt afleiden uit de geluiden en hoe je de positie van het zonnestelsel kunt vinden op basis van knipperende neutronensterren, pulsars geheten.

Aankomsttijd: onbekend – evenals de bestemming

© NASA/Arne Nordmann/Shutterstock

Tekenserie over het leven op aarde

Het Arecibo-bericht uit 1974 was het eerste radiosignaal voor buiten het zonnestelsel. Het bestaat uit 73 regels van elk 23 tekens, die een grafisch bericht vormen over met name de chemie achter het leven op aarde. Het signaal scheerde echter langs zijn bestemming: sterrenhoop M13.

Aankomsttijd: 22155.

Bij het bericht zat een klein interstellair woordenboek, dat de ontvangers kan helpen de inhoud te ontcijferen.

Het bevat basiskennis over het leven op aarde, zoals de getallen 0 t/m 9, rekensommen, elementen en natuurkundige eenheden als meter en seconde.

De complexiteit neemt geleidelijk toe, tot de ontvanger kan begrijpen wat de curven van geluidsfrequenties betekenen. Zo probeert METI kennis door te geven.

Nieuwe berichten reizen niet ver

De grote uitdaging bij het contact met verre planeten zit ’m in de grote afstanden in het heelal.

Al reizen berichten met de snelheid van het licht, de meeste hebben honderden lichtjaren te gaan.

Een lichtjaar is de afstand die het licht en andere elektromagnetische straling als radiogolven in een jaar afleggen.

Zo is het antwoord op het Wow!-signaal nog zo’n 15.500 lichtjaar van de sterrenhoop M55 vandaan, en op z’n vroegst over 31.000 jaar krijgen we antwoord – als iemand dus het signaal oppikt.

Voor een permanente hotline tussen planeten moeten de berichten naar nabijere exo­planeten worden gestuurd.

Grote onderaardse detectoren registreren neutrino’s. Volgens astronomen kunnen aliens signalen versturen met deeltjes uit enorme versnellers.

© The Daya Bay Antineutrino Detector

Sinds de eerste exoplaneet in 1992 werd ontdekt, zijn er nog 4100 gevonden met de Hubble, Kepler en andere ruimtetelescopen.

Op basis van de grootte van de exoplaneet en zijn ster, hun onderlinge afstand en de samenstelling van de atmosfeer valt in te schatten of de planeet zich bevindt in de bewoonbare zone, of het een rotsplaneet is en daarmee ook of intelligent leven er een goede thuisbasis aan kan hebben.

De muziekfragmenten die METI in 2017 en 2018 heeft verstuurd, vliegen op GJ 273 b af, een exoplaneet op 12,4 lichtjaar van de aarde vandaan.

Het eerste bericht komt in november 2030 aan. Als er een intelligente beschaving is die radiotelescopen heeft, kunnen we in 2043 al antwoord verwachten.

Of er leven van wat voor soort dan ook is, weet niemand, maar nieuwe apparatuur geeft de zoektocht van METI meer focus.

4,2 lichtjaar ver is de volgende bewoonbare planeet, Proxima Centauri b.

Zo heeft NASA-satelliet TESS sinds 2018 nabije rotsplaneten geïdentificeerd.

Als de volgende enorme ruimtetelescoop, James Webb, in 2021 wordt gelanceerd, zoomt zijn enorme spiegel van 6,5 meter doorsnee in op de moleculaire samenstelling van de atmosfeer van planeten.

En vindt hij water, zuurstof en methaan, dan kan er leven zijn.

METI’s ambitie op termijn is precies uit te zoeken op welke planeten leven kan zijn, maar ook te schieten met hagel en signalen naar miljoenen exoplaneten in de buurt van de aarde te sturen, in de hoop dat er relatief snel een antwoord onze kant op komt.

Aarde heeft zichzelf verraden

Haaks op de doelstelling van METI staat een verklaring op schrift uit 2015, ondertekend door onder andere onderzoekers van SETI Institute en SpaceX-oprichter Elon Musk.

Ze spreken hun zorg uit over de mogelijkheid dat ruimtewezens vijandig zijn. ‘Er moet een mondiale wetenschappelijke, politieke en humanitaire discussie gevoerd worden voor we berichten sturen,’ luidt de boodschap.

Tientallen jaren van golven voor radio en tv hullen de aarde echter al in een bel van signalen, die met de snelheid van het licht rondrazen.

Een vreemde beschaving kan op 85 lichtjaar afstand een zwak radiosignaal opvangen van een hit van Bing Crosby uit 1933.

‘Het is te laat om ons in het heelal te verstoppen, dus we moeten besluiten hoe we onszelf presenteren,’ zei METI-directeur Douglas Vakoch in 2018 in een interview.

Terwijl de discussie gevoerd wordt, plant METI zijn volgende bericht: een visualisatie van het periodiek systeem, die laat zien hoe wij elementen rangschikken.

De organisatie hoopt het bericht te kunnen versturen met een krachtige radiotelescoop.

Telescopen gaan nieuwe kant op

Het Wow!-signaal is nog altijd de meest waarschijnlijke aanwijzing van een vreemde intelligentie.

De astronoom Antonio Paris beweerde in 2017 dat het signaal van twee kometen komt, maar Jerry Ehman, die het ontdekte, denkt niet dat kometen zo’n kort signaal afgeven.

Maar dat het niet van de aarde komt, daarover zijn ze het eens.

SETI Institute zoekt verder naar sporen van intelligent leven. De komende jaren gaan de 350 telescopen van de Amerikaanse Allen Telescope Array ruim 1 miljoen sterren onderzoeken op sporen van radiogolven.

En andere astronomen zoeken ook naar andere signalen dan radiogolven, zoals infrarode straling van lasers of neutrino’s: deeltjes die in theorie met gigantische buitenaardse deeltjesversnellers verstuurd kunnen zijn.

Volgens Didier Queloz hebben we binnen 30 jaar de technologie om leven te vinden op verre planeten en stuiten we binnen 100 jaar op de eerste ruimtewezens.

Tot die tijd is het genieten van de grote stilte van het heelal.