Un tempo la Terra manifestava la sua presenza nello spazio con potenti segnali radio e TV, poi è diventata quasi silenziosa con il passaggio al digitale e alla TV via cavo. Nel giro di pochi decenni, la "bolla di trasmissione" del nostro pianeta, un tempo in piena espansione, si è ridotta a deboli sussurri, modificando la firma radio della Terra. Questo rimodella la nostra visione dell'equazione di Drake e del paradosso di Fermi. Scopri perché quella breve finestra di trasmissione è importante. È ora che l'umanità passi dall'ascolto passivo (SETI) al saluto attivo alle stelle con potenti fari deliberati (METI)?

1. Storia e speculazioni sulla radio antica

Le prime trasmissioni radio erano generalmente deboli. Pertanto, probabilmente non penetravano la ionosfera. Tuttavia, con il progresso tecnologico, la firma radio della Terra è aumentata, segnando la presenza cosmica del nostro pianeta.

Nei primi anni del XX secolo, si ipotizzava che gli extraterrestri cercassero di contattare gli esseri umani tramite segnali radio. Nel 1919, lo stesso Marconi incoraggiò questa ipotesi, affermando di ricevere strane trasmissioni simili al codice Morse, probabilmente provenienti dallo spazio.

RKO Radio Pictures Inc., Comunemente noto come RKO, fu una delle prime società di produzione e distribuzione cinematografica dell'età d'oro di Hollywood. La RKO espanse poi le sue attività includendo anche la trasmissione televisiva.

Fin dall'inizio, il loro logo raffigurava una torre di trasmissione che trasmetteva una sequenza in codice Morse: VVV UN FILM RADIOFONICO VVVV"VVV" in codice Morse significa "attenzione, messaggio in arrivo". "VVVV" può significare: Vi Veri Veniversum Vivus "La forza della verità prende vita".

2. L'ascesa dei segnali rilevabili

Nel 1931, circa 25 stazioni televisive negli Stati Uniti trasmettevano programmi televisivi. E chi si preoccupa del romanzo di Carl Sagan “Contact”: La Germania iniziò a trasmettere in TV nel 1935. Gli alieni che guardavano Hitler parlare nel 1936 potrebbero essere rimasti più colpiti da Dolores Del Rio, Ginger Rogers, Fred Astaire e King Kong. (Foto: La troupe degli effetti speciali dietro il set di "A Radio Picture" nel 1929.)

L'"Età d'Oro della Radio" e la successiva ascesa della televisione analogica a metà del XX secolo hanno segnato il primo contributo sostanziale alla tecnofirma terrestre. La potenza radio totale stimata che si disperdeva nello spazio raggiunse decine o centinaia di megawatt entro gli anni '20. Potenti segnali analogici omnidirezionali caratterizzarono questo periodo. Ciò creò una "bolla radio" facilmente rilevabile attorno alla Terra.

3. La Terra come specchio cosmico

Nella ricerca di intelligenza extraterrestre (SETI), le emissioni radio della Terra servono come "specchio cosmico,” offrendo un riferimento tangibile per i tipi di segnali che una civiltà distante e tecnologicamente avanzata potrebbe trasmettere, segnali che, a nostra volta, potremmo ipoteticamente rilevare.

4. Il declino delle perdite diffuse

Le emittenti televisive stanno crescendo, ma la dispersione del segnale nello spazio si sta riducendo con l'abbandono delle trasmissioni via etere. Il picco di dispersione del segnale ad ampio raggio – fondamentale per l'equazione di Drake – ha iniziato a diminuire con l'emergere di tecnologie di comunicazione mirate e meno soggette a dispersione. Questa transizione include:

• Comunicazioni satellitari: Diffuse a partire dagli anni '1970 e '1980, le trasmissioni satellitari sono generalmente dirette da punto a punto, riducendo così le perdite su larga scala.
• Televisione via cavo e fibra ottica: Il crescente utilizzo della TV via cavo (che ha ridotto le trasmissioni televisive in chiaro) e, in seguito, dei cavi in ​​fibra ottica per la trasmissione di un'enorme quantità di dati. Internet ha ridotto significativamente la quantità di energia a radiofrequenza che si disperde nello spazio. Questo cambiamento si è accentuato tra la fine del XX e l'inizio del XXI secolo.
• Trasmissioni digitali: Le trasmissioni analogiche, un tempo più facilmente rilevabili, stanno venendo sostituite da segnali digitali. Questi segnali digitali sono spesso più compressi e meno inclini a disperdersi nello spazio, contribuendo a rendere la Terra "radio silente" in termini di dispersione delle trasmissioni tradizionali.

5. Una breve critica del parametro “L” dell’equazione di Drake

L'equazione di Drake ipotizza l'esistenza di civiltà aliene. Nella formulazione originale di Drake, spesso si interpreta "L" come la durata totale della vita di una civiltà tecnologica.

L – NON è semplicemente la longevità delle civiltà! È piuttosto l'intervallo di tempo in cui una civiltà rilascia semplici segnali rilevabili.

Le diffuse perdite di segnali radio sulla Terra durarono all'incirca dagli anni '1930 fino agli anni '1980-'90.
Pertanto, il nostro pianeta ha trasmesso segnali simili all'equazione di Drake solo per circa 40-60 anni.
Poi siamo passati alle comunicazioni digitali a spettro diffuso, satellitari, via cavo e Internet. Ora solo segnali radar casuali e segnali digitali si diffondono nello spazio, confondendosi rapidamente con il rumore cosmico di fondo (CMB).

Sebbene l' Equazione di Drake era una pratica giocosa nell'ultimo millennio, secondo la sua stessa metrica l'umanità non esisterebbe più, perché non rilasciamo più perdite radio significative. Quindi, l'equazione di Drake è un po' obsoletaSe la civiltà terrestre è una tipica civiltà tecnologica, allora possiamo aspettarci che altre civiltà lascino un'impronta simile di "L", ovvero circa cinquant'anni. Questo non lascia praticamente alcun tempo a un astronomo per rilevare un segnale.

Ti sei mai chiesto del Paradosso di Fermi e perché non sentiamo nulla dei nostri vicini cosmici nello spettro radio? Ecco una possibile spiegazione:

Ormai siamo quasi in silenzio radio nel cosmo!

Ma poiché la nostra "L" ha avuto una vita media di soli 50 anni, non significa che siamo estinti! È solo che abbiamo migliorato il nostro sistema di comunicazione. Questo spiega perché l'attenzione di Il SETI si sta spostando, allontanandosi dai segnali radio, verso le firme biologiche e altre tecnofirme, non solo le onde radio.

La variabile “L” (Longevità) nell’equazione di Drake non è quindi una costante semplice, nemmeno per una singola civiltà.

In realtà, cercare di rilevare civiltà extraterrestri interstellari tramite le firme radio è un'impresa vana: è come scorrere le immagini statiche su una vecchia TV e sperare di catturare un episodio intergalattico di I Love Lucy che rimbalza nello spazio da un miliardo di anni. Nessuna civiltà tecnologicamente avanzata userebbe onde radio che viaggiano a soli 300000 km/sec per le comunicazioni interstellari. Sarebbe come inviare segnali di fumo attraverso l'oceano. Le uniche onde radio aliene che possiamo sperare di ricevere sono segnali planetari trapelati e forse fari di navigazione.

6. Analisi della firma radio attuale della Terra

L'ultimo studio sulla firma radio della Terra è di Sofia Z. Sheikh et al 2025 AJ 169 118: La Terra che rileva la Terra: a quale distanza potrebbe essere rilevata la costellazione di tecnofirme della Terra con la tecnologia attuale?

Sheikh ha calcolato la rilevabilità di quattro tipi di emissioni radio provenienti dalla Terra. Una delle conclusioni è stata che un osservatore può rilevare il radar planetario (messaggio di Arecibo del 1975) dalla massima distanza. Questo grafico ne è un esempio:

Sheikh trascura il fatto che il messaggio radar di Arecibo era altamente direzionale, rilevabile solo lungo il suo percorso stretto e mirato.

Il messaggio di Arecibo

Il "Messaggio di Arecibo"del 1974 durò solo 168 secondi. Frank Drake, Carl Sagan e gli altri organizzatori del talk show hanno chiarito che il messaggio non era inteso come un genuino tentativo di contattare gli extraterrestri, ma come una manifestazione simbolica della capacità tecnologica umana.

Qualsiasi serio tentativo di comunicazione con l'ETI avrebbe richiesto l'utilizzo di Arecibo per inviare segnali continui nello spazio, non solo per tre minuti. https://en.wikipedia.org/wiki/Arecibo_message

Il telescopio di Arecibo dopo il crollo (dicembre 2021). Foto: Wikimedia Commons.

In totale, l'umanità ha inviato nello spazio, da diversi telescopi, due dozzine di messaggi destinati a un pubblico extraterrestre.Il totale degli sforzi combinati compiuti nel corso della storia per contattare civiltà extraterrestri ammonta a sole 62.7 ore di trasmissioni. Nemmeno tre giorni. È quasi nulla nei miliardi di anni di storia dell'universo, o della vita sulla Terra.
Ref .: Principali trasmissioni METI (PDF 2)

Il messaggio di Arecibo, con i suoi 20 trilioni di watt direzionali (450 kW effettivi), è stato inviato all'ammasso globulare M13, a 25,000 anni luce di distanza. Ma i calcoli indicano che il segnale penetra solo per circa 12 anni luce prima che il mezzo interstellare (ISM) lo assorba. Peccato: che brillante dimostrazione di abilità tecnologica umana è stata quella.

7. Analisi dei tipi di trasmissione e dei segnali chiave della Terra

Trasmissione direzionale (METI )– si sceglie un esopianeta noto o una stella promettente, riducendo al minimo l'esposizione della propria civiltà, cercando aghi in un pagliaio, tra 300 e 500 milioni di stelle. Ci vuole un'eternità. Questa è la strategia attuale, basata su Foresta oscura Ipotesi.
Trasmissione omnidirezionale (METI involontario) – “tutti nella galassia” possono origliare; storicamente la perdita di informazioni dalla Terra (TV, radio ed esplosioni nucleari) era involontaria METI.

• Perdita di comunicazione mobile (omnidirezionale): L'articolo di Sheikh ha affrontato il problema delle perdite di energia dai sistemi di comunicazione cellulare LTE. I ricercatori stimano che l'impressionante potenza di picco dispersa nello spazio dalle torri di telefonia mobile sia di circa 4 GW. Questo dato impallidisce se consideriamo che un osservatore può rilevare questi segnali solo da una distanza massima di circa 4 anni luce.
  
• Radar planetario (altamente direzionale): Molti radiotelescopi possono fungere da sistemi radar, ad esempio per misurare le distanze dei pianeti del Sistema Solare o di asteroidi distanti e per valutare la probabilità che impattino con la Terra. E per circa 62.7 ore, questi sistemi sono stati utilizzati anche per inviare messaggi a potenziali civiltà extraterrestri.

I seguenti tipi di segnali chiave sono stati omessi dallo studio sulle tecnofirme radio della Terra nel documento di Sheikh:

• Segnali televisivi (omnidirezionali): La bolla radiofonica e televisiva primitiva della Terra era omnidirezionaleUn osservatore può percepirlo in ogni direzione. Un pubblico extraterrestre potrebbe teoricamente percepire segnali televisivi analogici – le cui trasmissioni iniziarono negli anni '1930 – fino a 111 anni luce di distanza, rappresentando una "bolla radio" storica delle emissioni passate del nostro pianeta. Le emittenti trasmettevano questi segnali, che operavano nelle gamme VHF e UHF, con una potenza di megawatt.
  
• Segnali radio (omnidirezionali): Al contrario, i segnali radio AM e FM non penetrano nello spazio con la stessa efficacia dei segnali ad alta frequenza. Sebbene siano sufficientemente potenti per la ricezione terrestre, la loro intensità diminuisce rapidamente con la distanza, limitando la loro capacità di superare le immediate vicinanze della Terra e raggiungere lo spazio profondo.
  
• Radar (direzionale): Il periodo successivo alla Seconda Guerra Mondiale vide una crescita significativa e continua dei sistemi radar – militari, di controllo del traffico aereo e meteorologici – che, nonostante la loro natura pulsata, fornivano una potenza media costantemente elevata grazie alle elevate frequenze operative e alla diffusione capillare. Entro gli anni 2000, le emissioni radar nello spazio erano stimate a diverse centinaia di megawatt. Il radar è non omnidirezionaleSe l'ETI avesse una strumentazione paragonabile a quella Array di chilometri quadrati (SKA)potrebbero rilevare le nostre trasmissioni radar da distanze fino a circa 300 anni luce.
  
• Radar militare (direzionale): I sistemi radar militari sono tra i segnali più potenti emessi intenzionalmente dalla Terra. Sebbene i livelli di potenza specifici spesso non siano dettagliati pubblicamente, sono generalmente descritti come "significativi". Una caratteristica fondamentale dei radar militari è la loro direzionalità. Questi segnali sono progettati per essere altamente direzionale, concentrando la loro energia in fasci stretti per ottenere un rilevamento e un tracciamento precisi dei bersagli. Questa potenza concentrata consente loro di essere molto potenti all'interno del loro fascio, rendendoli altamente rilevabili se un osservatore extraterrestre è allineato con precisione con quel fascio.
  
• Esplosioni nucleari (omnidirezionali): L'umanità ha fatto esplodere 2,000 bombe nucleari dal 1945. Bomba dello zar russo del 1961 era il più potente e le sue emissioni radio erano dieci miliardi di volte più potenti del messaggio di Arecibo.

Usando il formula link-budget (PDF 3), calcoliamo che il Impulso elettromagnetico della Bomba Zar (PDF 4) avrebbe potuto essere (o sarà) rilevato dalla tecnologia avanzata dei radiotelescopi (SKA2) fino a circa 36,000 anni luce.

Guardando al futuro, le capacità di una civiltà extraterrestre più avanzata potrebbe estendere tale intervallo fino a circa 1.17 milioni di anni luce. Ciò è sufficiente per comprendere il volume della Via Lattea, che si stima contenga 300-500 milioni di pianeti abitabiliAnche diverse galassie nane si trovano in questo volume di spazio. L'esplosione termonucleare della Bomba Zar è stata di gran lunga il segnale radio più potente che la Terra abbia mai inviato nello spazio.

Gli scienziati del SETI sostengono che la breve durata degli impulsi elettromagnetici nucleari ne renda improbabile la rilevazione. Questo potrebbe essere vero se quegli EMP fossero stati gli unici impulsi radio provenienti dalla Terra. Ma in realtà, la Terra aveva già generato onde radio per decenni prima che la raffica di test nucleari terminasse. L'espansione della bolla televisiva e radiofonica lo garantiva. E quelle trasmissioni erano trasmesse 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX.

8. Sfide della rilevazione interstellare: degradazione del segnale e rumore cosmico

Come lo spazio consuma i segnali radio: distanza e mezzo interstellare
Il percorso di qualsiasi segnale radio attraverso 10,000 anni luce è regolato dalla legge dell'inverso del quadrato, che causa una drastica riduzione dell'intensità del segnale. Oltre al semplice indebolimento, il mezzo interstellare (ISM) agisce come un complesso filtro distorcente. Il gas ISM tra le stelle può diffondere un segnale a banda larga nel tempo. Minuscole variazioni nella densità elettronica diffondono le onde. Questa diffusione non solo allunga il segnale nel tempo e nello spazio, ma produce anche rapidi e imprevedibili sfarfallii di intensità. Queste scintillazioni possono rendere un messaggio impossibile da decodificare. Tali distorsioni peggiorano notevolmente alle basse frequenze. Per questo motivo, gli astronomi prediligono la "finestra a microonde" tra 1 e 10 GHz, la migliore gamma per l'invio di segnali attraverso lo spazio interstellare.

Il velo cosmico: distinguere i segnali dal rumore
Lo spazio non è silenzioso: è pieno di chiacchiere radio. Dalle trasmissioni rimbombanti del nostro Sole ai buchi neri distanti che emettono getti di particelle, l'universo è permeato di "rumore" naturale che può facilmente mascherare qualsiasi segnale deliberato che inviamo o speriamo di rilevare. Qualsiasi segnale terrestre deve essere distinto dal soverchiante fondo radio naturale del cosmo. Questo fondo include sorgenti pervasive come il Fondo Cosmico a Microonde (CMB), che stabilisce un rumore di fondo fondamentale, e il rumore di fondo galattico derivante dalla radiazione di sincrotrone. E le pulsar sono fenomeni naturali, che imitano certe caratteristiche dei segnali intelligenti, o sono segnali intelligenti, fraintesi dall'umanità a causa delle capacità ingegneristiche di una civiltà di tipo III e IV di Kardashev? Queste domande pongono una sfida significativa per il riconoscimento.

9. Conclusione: la realtà delle intercettazioni interstellari

La tecnologia ipotetica necessaria per l'intercettazione extraterrestre
Affinché una civiltà extraterrestre possa rilevare la tecnofirma radio della Terra da 10,000 anni luce, sarebbe necessario radioastronomia tecnologia di gran lunga superiore alle attuali capacità umane.

Ciò comporterebbe probabilmente la raccolta di aree di ordini di grandezza più grandi dei nostri telescopi più potenti (potenzialmente equivalenti a decine di migliaia di parabole delle dimensioni di Arecibo), abbinate a temperature di sistema estremamente basse (ottenute tramite raffreddamento criogenico), ampie larghezze di banda e tempi di integrazione molto lunghi per ottenere il rapporto segnale/rumore necessario.

Le vere probabilità: perché le grida radio della Terra sono per lo più sussurri attraverso la galassia
In conclusione, sebbene la rilevabilità teorica delle emissioni radio dirette più potenti della Terra si estenda a distanze galattiche, le sfide pratiche dell'attenuazione del segnale, della distorsione interstellare e dell'enorme rumore cosmico fanno sì che la stragrande maggioranza dell'impronta radio della Terra rimanga localizzata. Il rilevamento riuscito del segnale intelligente della Terra da 10,000 anni luce indicherebbe uno straordinario livello di avanzamento tecnologico da parte della civiltà extraterrestre osservatrice, di gran lunga superiore alle attuali capacità dell'umanità. Ciò sottolinea la profonda difficoltà delle comunicazioni interstellari e fornisce una prospettiva critica per la continua ricerca umana di intelligenza extraterrestre.

Stanco di aspettare la chiamata dell'ET?
È il momento di fare la prima mossa.

La tecnologia radiofonica della nostra civiltà offre una cruda rivelazione: aspettare passivamente di essere scoperti è una strategia destinata a fallire dalla fisica della comunicazione e dalla traiettoria della tecnologia. La nostra storia è uno specchio cosmico, riflettendo il probabile silenzio di altre società avanzate. Le probabilità di essere rilevati per caso sono notevolmente scarse; i nostri messaggi più potenti e intenzionali sono stati semplici grida momentanee indirizzate con precisione laser a bersagli incredibilmente piccoli. Allo stesso tempo, la nostra migliore possibilità di scoperta accidentale – l'omnidirezionale “la bolla radio”…sta rapidamente svanendo man mano che diventiamo più efficienti e, di conseguenza, "radio silenziosa."

Se accettiamo questa fase tecnologica fugace e sussurrante come tipica, dobbiamo concludere che aspettare i segnali trapelati di un'altra civiltà è tanto inutile quanto aspettare i nostri. Il Grande Silenzio potrebbe non essere dovuto alla mancanza di vita, ma a un universo di civiltà che, come noi, hanno superato le trasmissioni rumorose e inefficienti.

Questa consapevolezza richiede un cambio di strategia. Per avere la minima possibilità di essere scoperti, o di scoprire altri, dobbiamo abbracciare il METI attivo (Messaggi all'intelligenza extraterrestre)Non possiamo sperare di trovare un ago in un pagliaio cosmico per caso; dobbiamo ascoltare i magneti. Comprendendo che avremmo bisogno di costruire un faro potente, sostenuto e deliberato per annunciare la nostra presenza, lo specchio cosmico ci mostra esattamente ciò che dovremmo cercareImpegnarsi in una trasmissione attiva e intenzionale non è quindi solo un atto di introduzione; è il passo più logico verso perfezionando la nostra ricerca, trasformando la nostra comprensione dei nostri limiti nello strumento necessario per rilevare finalmente un segnale affine nel vuoto.

Questo articolo presenta una nuova ricerca indipendente sulla firma radio storica della Terra nel cosmo, la durata totale e la forza delle onde radio moderne. METI trasmissioni e -per confronto- la rilevabilità delle esplosioni termonucleari da parte di civiltà extraterrestri.

Erich Habich-Traut

Riferimenti utilizzati in questo testo:

1. PDF: L'impronta radio della Terra in evoluzione: un'analisi in megawatt delle emissioni antropogeniche nello spazio (1900-2025)
2. PDF: Principali trasmissioni METI
3. PDF: Rilevabilità EMP nucleare della Bomba TSAR da parte della civiltà extraterrestre
4. PDF: Confronto della potenza radio Tsar Bomba (1961) rispetto al segnale SETI di Arecibo (1974)
5. Articolo: La Terra che rileva la Terra: a quale distanza potrebbe essere rilevata la costellazione di tecnofirme della Terra con la tecnologia attuale?