Wetenschappers bespreken waarom we mogelijk geen zonne-energie technosignaturen opmerken

2 augustus 2024

Dit artikel is beoordeeld volgens Science X's redactioneel proces en beleid. Redacteuren hebben de volgende kenmerken benadrukt terwijl ze de geloofwaardigheid van de inhoud waarborgden:

• gecontroleerd op feiten
• door vakgenoten beoordeelde publicatie
• betrouwbare bron
• nagekeken

door William Steigerwald, NASA's Goddard Space Flight Center

Een van de belangrijkste prioriteiten van NASA is het begrijpen van de mogelijke aanwezigheid van leven elders in het universum. NASA heeft geen geloofwaardig bewijs van buitenaards leven gevonden, maar NASA verkent het zonnestelsel en daarbuiten om ons te helpen fundamentele vragen te beantwoorden, waaronder of we alleen zijn in het universum.

Voor degenen die de mogelijkheid van leven buiten de aarde bestuderen, is een van de langdurige vragen proberen de waarschijnlijkheid van microbieel leven versus complex leven versus een beschaving zo geavanceerd dat we tekenen ervan kunnen zien, technosignaturen genaamd, van hieraf proberen vast te stellen. Het bestuderen van de antwoorden op vragen als die kan helpen bij het suggereren van nieuwe telescopen of missies om de meest waarschijnlijke plaatsen en manieren om naar leven te zoeken te benadrukken.

Nu postuleert een recent artikel gepubliceerd op 24 mei in The Astrophysical Journal dat als geavanceerde buitenaardse beschavingen bestaan, een reden waarom ze moeilijk te detecteren kunnen zijn met telescopen vanuit ons perspectief is omdat hun energiebehoeften relatief bescheiden kunnen zijn. Als hun cultuur, technologie en bevolkingsgrootte geen enorme hoeveelheden energie nodig hebben, zouden ze niet verplicht zijn om enorme structuren voor het oogsten van stellar-energie te bouwen die door huidige of voorgestelde telescopen kunnen worden gedetecteerd. Dergelijke structuren, gebaseerd op onze eigen aardse ervaring, zouden zonnepanelenarrays kunnen zijn die een aanzienlijk deel van het oppervlak van hun planeet bedekken of in een baan om de planeet draaiende megastructuren om het merendeel van de energie van hun moederster te benutten—beide die we misschien kunnen zien vanuit ons eigen zonnestelsel.

'We ontdekten dat zelfs als onze huidige bevolking van ongeveer 8 miljard stabiliseert op 30 miljard met een hoge levensstandaard, en we alleen zonne-energie gebruiken voor kracht, we nog steeds veel minder energie gebruiken dan die geleverd wordt door al het zonlicht dat onze planeet verlicht,' zei Ravi Kopparapu van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, hoofdauteur van het artikel.

De studie heeft implicaties voor de Fermi paradox, gepostuleerd door natuurkundige Enrico Fermi, die de vraag stelt waarom, aangezien onze melkweg oud en enorm is, en interstellaire reizen moeilijk maar mogelijk zijn, een buitenaardse beschaving zich nog niet over de melkweg heeft verspreid?

'De implicatie is dat beschavingen mogelijk geen verplichting voelen om zich over de hele melkweg uit te breiden omdat ze duurzame bevolkings- en energiegebruiksniveaus kunnen bereiken, zelfs als ze een zeer hoge levensstandaard kiezen,' zei Kopparapu. 'Ze kunnen zich uitbreiden binnen hun eigen stellaire systeem, of zelfs binnen nabijgelegen stersystemen, maar een beschaving die de hele melkweg omvat, bestaat mogelijk niet.'

Bovendien zou onze eigen technologische expertise mogelijk nog niet in staat kunnen zijn om te voorspellen wat meer geavanceerde beschavingen zouden kunnen doen.

'Grootschalige stellar-energie oogststructuren kunnen met name achterhaald zijn bij het overwegen van technologische vooruitgang,' voegt Vincent Kofman, een medeauteur van het artikel bij NASA Goddard en American University, Washington, D.C., toe. 'Zeker een samenleving die enorme structuren in de ruimte kan plaatsen, zou toegang hebben tot kernfusie of andere ruimte-efficiënte methoden om energie op te wekken.'

De onderzoekers gebruikten computmodellen en NASA satellietgegevens om een aardachtige planeet met verschillende niveaus van silicium zonne-paneel dekking te simuleren. Het team modelleerde vervolgens een geavanceerde telescoop zoals de voorgestelde NASA Habitable Worlds Observatory om te zien of het zonne-panelen op de planeet ongeveer 30 lichtjaar verderop zou kunnen detecteren, wat relatief dichtbij is in een melkweg die meer dan 100.000 lichtjaar overspant. Ze ontdekten dat het meerdere honderden uren observatietijd met dat type telescoop zou vereisen om signaturen van zonnepanelen te detecteren die ongeveer 23% van het landgebied van een aardachtige exoplaneet bedekken. De vereiste voor 30 miljard mensen op een hoge levensstandaard was echter slechts ongeveer 8,9% zonne-paneel dekking.

Buitenaardse beschavingen met geavanceerde technologie zouden ontdekt kunnen worden door hun technosignaturen—waarnemingsmanifestaties van buitenaardse technologie die gedetecteerd of afgeleid zouden kunnen worden via astronomische zoekopdrachten. Wetenschappers gebruiken al tientallen jaren radiotelescopen om te zoeken naar mogelijke buitenaardse radiotransmissies. Meer recentelijk hebben astronomen voorgesteld om een telescoop zoals de Habitable Worlds Observatory te gebruiken om te zoeken naar andere soorten technosignaturen, zoals chemische 'vingerafdrukken' in exoplaneet atmosferen of specifieke kenmerken in het licht dat wordt gereflecteerd door een exoplaneet die de aanwezigheid van uitgestrekte silicium zonnepaneelarrays zou kunnen aankondigen.

De nieuwe studie gaat ervan uit dat buitenaardse wezens zonnepanelen zouden bouwen van silicium omdat het relatief overvloedig is in vergelijking met andere elementen die worden gebruikt in zonne-energie, zoals germanium, gallium of arseen. Bovendien is silicium goed in staat om het licht dat wordt uitgezonden door zonachtige sterren om te zetten in elektriciteit en het is kosteneffectief om te delven en te verwerken tot zonnecellen.

De onderzoekers gaan er ook van uit dat een hypothetische buitenaardse beschaving uitsluitend zou vertrouwen op zonne-energie. Echter, als er andere energiebronnen worden gebruikt, zoals kernfusie, zou dit de silicium technosignatuur verminderen, waardoor de beschaving nog moeilijker te detecteren is. De studie gaat verder uit van de stabilisatie van de bevolking van de beschaving op een gegeven moment. Als dit om wat voor reden dan ook niet gebeurt, worden ze misschien gedreven om steeds verder uit te breiden in de diepe ruimte. Tot slot is het onmogelijk om te weten of een geavanceerde beschaving iets gebruikt dat we nog niet hebben bedacht en dat enorme hoeveelheden energie vereist.

Meer informatie: Ravi Kopparapu et al, Detectability of Solar Panels as a Technosignature, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad43d7

Tijdschriftinformatie: Astrophysical Journal

Verstrekt door NASA's Goddard Space Flight Center