כדור הארץ שידר בעבר את נוכחותו בחלל באמצעות אותות רדיו וטלוויזיה רבי עוצמה - ואז כמעט השתתק כשעברנו לשידור דיגיטלי וכבלים. תוך מספר עשורים חולפים בלבד, "בועת השידור" של כוכב הלכת שלנו, שבעבר הייתה פורחת, הצטמקה ללחישות חלשות, ושינתה את חתימת הרדיו של כדור הארץ. זה מעצב מחדש את תפיסתנו לגבי משוואת דרייק ופרדוקס פרמי. גלו מדוע חלון השידור הקצר הזה חשוב. האם הגיע הזמן שהאנושות תעבור מהאזנה פסיבית (SETI) לנפנוף פעיל לשלום לכוכבים באמצעות משואות חזקות ומכוונות (METI)?

1. היסטוריה מוקדמת של הרדיו וספקולציות

שידורי רדיו מוקדמים היו בדרך כלל חלשים. לכן, סביר להניח שהם לא חדרו ליונוספירה. עם זאת, ככל שהטכנולוגיה התקדמה, חתימת הרדיו של כדור הארץ גדלה. היא סימנה את נוכחותו הקוסמית של כוכב הלכת שלנו.

RKO Radio Pictures Inc., הידוע בכינויו RKO, הייתה אחת מחברות הפקת והפצת הסרטים הראשונות של תור הזהב של הוליווד. RKO הרחיבה בסופו של דבר את פעילותה וכללה שידורי טלוויזיה.

מההתחלה, הלוגו שלהם הציג מגדל שידור שהעביר רצף של קוד מורס: תמונת רדיו VVVV"VVV" בקוד מורס פירושו "תשומת לב, הודעה נכנסת". "VVVV" יכול להיות: Vi Veri Veniversum Vivus "כוח האמת מתעורר לחיים".

2. עלייתם של אותות ניתנים לזיהוי

"תור הזהב של הרדיו" ועלייתם של שידורי הטלוויזיה האנלוגיים שבאו בעקבותיו באמצע המאה ה-20 סימנו את התרומה המשמעותית הראשונה ליצירתו הטכנולוגית של כדור הארץ. סך עוצמת הרדיו המשוערת שנמלטה לחלל הגיעה לעשרות עד מאות מגה-וואט עד שנות ה-1970. אותות אנלוגיים רב-כיווניים רבי עוצמה אפיינו תקופה זו. מצב זה יצר "בועת רדיו" קלה לזיהוי סביב כדור הארץ.

3. כדור הארץ כמראה קוסמית

בחיפוש אחר תבונה מחוץ לכדור הארץ (SETI), פליטות הרדיו של כדור הארץ משמשות כ"מראה קוסמית", ומציע התייחסות מוחשית לסוגי האותות שציוויליזציה רחוקה ומתקדמת טכנולוגית עשויה לשדר - אותות שאותם, בתורם, נוכל לזהות באופן היפותטי.

4. ירידת הדליפה הרחבה

תחנות טלוויזיה גדלות, אך דליפת האותות שלהן, המוגבלת במרחב, מצטמצמת ככל שהן נוטשות את שידורי ה-WLAN. שיא דליפת האותות הרחבה שלנו - המפתח למשוואת דרייק - החל לרדת ככל שטכנולוגיות תקשורת ממוקדות ופחות דליפות צצו. מעבר זה כולל:

• תקשורת לוויינית: שידורי לוויינים, שהפכו נפוצים משנות ה-1970 וה-1980 ואילך, מכוונים בדרך כלל מנקודה לנקודה, מה שמפחית דליפות נרחבות.
• טלוויזיה בכבלים וסיבים אופטיים: השימוש הגובר בטלוויזיה בכבלים (מה שהפחית את שידורי הטלוויזיה באוויר) ומאוחר יותר, בכבלים אופטיים להעברת כמות עצומה של נתונים. האינטרנט צמצם משמעותית את כמות אנרגיית תדרי הרדיו הבורחת לחלל. שינוי זה נעשה בולט יותר מסוף המאה ה-20 ועד המאה ה-21.
• שידורים דיגיטליים: שידורים אנלוגיים, שבעבר היו קלים יותר לזיהוי, מוחלפים באותות דיגיטליים. אותות דיגיטליים אלה לרוב דחוסים יותר ופחות נוטים לדלוף לחלל, מה שתורם לכך שכדור הארץ הופך ל"שקט רדיו" במונחים של דליפת שידורים מסורתית.

5. ביקורת קצרה על פרמטר ה-"L" של משוואת דרייק

משוואת דרייק משערת על ציוויליזציות זרות. בניסוח המקורי של דרייק, אנשים מפרשים לעתים קרובות את ה-"L" כתוחלת החיים הכוללת של ציוויליזציה טכנולוגית.

L – אינו רק אורך החיים של ציוויליזציות! אלא זהו פרק הזמן שבו ציוויליזציה משחררת אותות פשוטים הניתנים לזיהוי.

דליפת הרדיו הנרחבת של כדור הארץ נמשכה בערך משנות ה-1930 ועד שנות ה-1980 וה-90.
לפיכך, כוכב הלכת שלנו שידר אותות בסגנון משוואת דרייק במשך כ-40-60 שנה בלבד.
לאחר מכן עברנו לתקשורת דיגיטלית, לוויינית, כבלים ואינטרנט עם ספקטרום רחב. כעת רק פינגים אקראיים של מכ"ם וצפצופים דיגיטליים דולפים לחלל, ומתמזגים במהירות עם רעש רקע קוסמי (CMB).

למרות משוואת דרייק היה נוהג שובב באלף האחרון, לפי המדד שלו האנושות כבר לא הייתה קיימת, כי אנחנו כבר לא משחררים דליפות רדיו משמעותיות. לפיכך, משוואת דרייק מיושנת במידה מסוימתאם תרבות כדור הארץ היא תרבות טכנולוגית טיפוסית, אז נוכל לצפות שתרבותיות אחרות ישאירו טביעת רגל דומה של "L" - כחמישים שנה. זה כמעט ולא משאיר זמן לאף אסטרונום לזהות אות.

תהיתי אי פעם על פרדוקס פרמי ומדוע איננו שומעים דבר משכנינו הקוסמיים בספקטרום הרדיו? הנה הסבר אפשרי אחד:

אנחנו עכשיו כמעט דממת רדיו בקוסמוס!

אבל מכיוון שה-"L" שלנו היה רק ​​ממוצע של 50 שנה, זה לא אומר שאנחנו נכחדים! זה פשוט ששדרגנו את מערכת התקשורת שלנו. זה מסביר מדוע המיקוד של SETI מתרחק מאותות רדיו, לעבר חתימות ביולוגיות וטכנוחתמים אחרים, לא רק גלי רדיו.

לפיכך, המשתנה "L" (אורך חיים) במשוואת דרייק אינו קבוע פשוט אפילו עבור ציוויליזציה אחת.

למעשה, ניסיון לזהות ציוויליזציות חוץ-ארציות בין-כוכביות באמצעות חתימות רדיו הוא מאמץ חסר תועלת: זה כמו לגלול בין תוכניות סטטיות בטלוויזיה ישנה ולקוות לתפוס פרק בין-גלקטי של אני אוהב את לוסי / שמקפץ בחלל כבר מיליארד שנים. אף ציוויליזציה טכנולוגית מתקדמת לא הייתה משתמשת בגלי רדיו הנעים במהירות של 300000 קמ"ש בלבד לתקשורת בין-כוכבית. זה יהיה כמו לשלוח אותות עשן מעבר לאוקיינוס. גלי הרדיו החייזריים היחידים שנוכל אי פעם לקוות לקבל הם אותות פלנטריים שדלפו ואולי משואות ניווט.

6. ניתוח חתימת הרדיו הנוכחית של כדור הארץ

המחקר האחרון על חתימת הרדיו של כדור הארץ הוא של סופיה ז. שייח' ואח' 2025 AJ 169 118: כדור הארץ מגלה את כדור הארץ: באיזה מרחק ניתן לזהות את קבוצת הכוכבים הטכנולוגית של כדור הארץ באמצעות טכנולוגיה של ימינו?

שייח' חישב את יכולת הגילוי של ארבעה סוגים של פליטות רדיו מכדור הארץ. מסקנה אחת הייתה שצופה יכול לזהות מכ"ם פלנטרי (הודעת ארסיבו משנת 1975) מהמרחק הגדול ביותר. גרף זה מדגים זאת:

שייח' מתעלם מכך שהודעת המכ"ם של ארסיבו הייתה כיוונית מאוד - ניתנת לזיהוי רק לאורך מסלולה הצר והמכוון במדויק.

המסר של ארסיבו

"הודעת Arecibo"משנת 1974 נמשך רק 168 שניות. פרנק דרייק, קרל סייגן ושאר מארגני השידור אכן הבהירו ש ההודעה לא נועדה להיות ניסיון אמיתי ליצור קשר עם חייזרים, אבל כמו הפגנה סמלית של היכולת הטכנולוגית האנושית.

בסך הכל, האנושות שלחה אל החלל שני תריסר מסרים שנועדו לקהל מחוץ לכדור הארץ מטלסקופים שונים.סך המאמצים המשולבים בכל ההיסטוריה ליצור קשר עם ציוויליזציות מחוץ לכדור הארץ הסתכם ב-62.7 שעות של שידורים זעומים. אפילו לא שלושה ימים. זה כמעט כלום במיליארדי שנות ההיסטוריה של היקום, או החיים על פני כדור הארץ.
Ref .: שידורים מרכזיים של METI (PDF 2)

המסר של ארסיבו, עם 20 טריליון וואט כיווניים (450 קילוואט בפועל), נשלח לצביר הכדורי M13, במרחק 25,000 שנות אור. אך חישובים מצביעים על כך שהאות חודר רק כ-12 שנות אור לפני שהתוך הבין-כוכבי (ISM) סופג אותו. חבל - איזו הדגמה חכמה של יכולת טכנולוגית אנושית זו הייתה.

7. פירוט סוגי אותות שידור ואותות עיקריים של כדור הארץ

שידור כיווני (מט"י )– אתה בוחר כוכב לכת חוץ-שמשי ידוע או כוכב מבטיח, תוך צמצום החשיפה של הציוויליזציה שלך על ידי מיקוד במחטים בערימת שחת, בין 300-500 מיליון כוכבים. זה לוקח נצח. זוהי האסטרטגיה הנוכחית, המבוססת על ה... Dark Forest הַשׁעָרָה.
שידור רב-כיווני (METI לא מכוון) – "כל אחד בגלקסיה" יכול להאזין; מבחינה היסטורית, דליפות כדור הארץ (טלוויזיה, רדיו ופיצוצים גרעיניים) היו לא מכוונת METI.

• דליפת תקשורת ניידת (רב-כיוונית): המאמר של שייח' התייחס לדליפות ממערכות תקשורת סלולריות מסוג LTE. חוקרים מעריכים כי שיא ההספק המרשים שדולף לחלל ממגדלי סלולר הוא כ-4 ג'יגה-וואט. נתון זה מחוויר כאשר אנו מבינים שצופה יכול לזהות אותות אלה רק ממרחק של עד כ-4 שנות אור.
  
• מכ"ם פלנטרי (כיווני מאוד): טלסקופי רדיו רבים יכולים לתפקד כמערכות מכ"ם - למשל, למדידת מרחקים בין כוכבי לכת במערכת השמש או אסטרואידים רחוקים ולהערכת הסתברותם לפגוע בכדור הארץ. ובמשך כ-62.7 שעות, מערכות אלו שימשו גם לשליחת הודעות לתרבויות חוץ-ארציות פוטנציאליות.

סוגי האותות המרכזיים הבאים הושמטו מהמחקר על טכנו-חתימות הרדיו של כדור הארץ במאמר של שייח':

• אותות טלוויזיה (רב-כיווניים): בועת הרדיו והטלוויזיה המוקדמת של כדור הארץ הייתה omnidirectionalצופה יכול לזהות זאת מכל כיוון. קהל מחוץ לכדור הארץ יכול תיאורטית לזהות אותות טלוויזיה אנלוגיים - שהחלו לשדר בשנות ה-1930 - ממרחק של עד 111 שנות אור, המייצגים "בועת רדיו" היסטורית של פליטות העבר של כדור הארץ שלנו. גופי השידור שידרו את האותות הללו, שפעלו בטווחי VHF ו-UHF, עם מגה-וואט של הספק.
  
• אותות רדיו (רב-כיווניים): לעומת זאת, אותות רדיו AM ו-FM אינם חודרים לחלל ביעילות כמו אותות בתדר גבוה יותר. בעוד שהם חזקים מספיק לקליטה יבשתית, עוצמתם פוחתת במהירות עם המרחק, מה שמגביל את יכולתם להימלט מסביבתו הקרובה של כדור הארץ אל החלל העמוק.
  
• מכ"ם (כיווני): התקופה שלאחר מלחמת העולם השנייה ראתה צמיחה משמעותית ומתמשכת במערכות מכ"ם - צבאיות, בקרת תנועה אווירית ומזג אוויר - אשר, למרות אופיין הפועם, סיפקו הספק ממוצע גבוה באופן עקבי הודות לתדרי הפעולה הגבוהים שלהן ולפריסה הנרחבת. עד שנות ה-2000, פליטות המכ"ם לחלל הוערכו בכמה מאות מגה-וואט. מכ"ם הוא לא רב-כיווניאם ל-ETI היו מכשור דומה ל- מערך קילומטרים רבועים (S.K.A.), הם עשויים לזהות את שידורי המכ"ם שלנו ממרחקים של עד כ-300 שנות אור.
  
• מכ"ם צבאי (כיווני): מערכות מכ"ם צבאיות הן בין האותות החזקים ביותר הנפלטים במכוון מכדור הארץ. בעוד שרמות עוצמה ספציפיות לרוב אינן מפורטות בפומבי, הן מתוארות בדרך כלל כ"משמעותיות". מאפיין מרכזי של מכ"ם צבאי הוא כיווניותו. אותות אלה נועדו להיות מאוד כיווני, וממקדים את האנרגיה שלהם באלומות צרות כדי להשיג גילוי ומעקב מדויקים אחר מטרות. כוח ממוקד זה מאפשר להם להיות חזקים מאוד בתוך האלומה שלהם, מה שהופך אותם לניתנים לגילוי גבוה אם צופה מחוץ לכדור הארץ מיושר במדויק עם אלומה זו.
  
• פיצוצים גרעיניים (רב-כיווניים): האנושות פוצצה 2,000 פצצות גרעיניות מאז 1945. בומבת הצאר הרוסי של 1961 היה החזק ביותר, ופליטות הרדיו שלו היו חזקות פי עשרה מיליארד מהמסר של ארסיבו.

במבט קדימה, היכולות של ציוויליזציה חוץ-ארצית מתקדמת יותר עשוי להרחיב את הטווח הזה לכ-1.17 מיליון שנות אור. זה מספיק כדי לכלול את נפח שביל החלב, אשר מוערך כמכיל 300-500 מיליון כוכבי לכת ראויים למגוריםמספר גלקסיות ננסיות נמצאות גם הן בתוך שטח חלל זה. פיצוץ פצצת הצאר התרמו-גרעינית היה ללא ספק אות הרדיו החזק ביותר שכדור הארץ שלח אי פעם לחלל.

מדעני SETI טוענים שמשך הזמן הקצר של פולסים אלקטרומגנטיים גרעיניים הופך את גילוים ללא סביר. ייתכן שזה היה נכון אילו פולסי הרדיו האלקטרומגנטיים הללו היו פולסי הרדיו היחידים שהגיעו מכדור הארץ. אך למעשה, כדור הארץ יצר גלים במשך עשרות שנים לפני שמטר הניסויים הגרעיניים הסתיים. בועת הטלוויזיה והרדיו המתרחבת וידאה זאת. והשידורים הללו שודרו 24/7.

8. אתגרי גילוי בין-כוכבי: פגיעה באות ורעש קוסמי

כיצד החלל שוחק אותות רדיו: מרחק והתווך הבין-כוכבי
המסע של כל אות רדיו על פני 10,000 שנות אור נשלט על ידי חוק הריבועים ההפוך, הגורם לירידה דרמטית בעוצמת האות. מעבר להיחלשות פשוטה, התווך הבין-כוכבי (ISM) פועל כמסנן עיוות מורכב. גז ה-ISM בין הכוכבים יכול לפזר אות פס רחב לאורך זמן. שינויים זעירים בצפיפות האלקטרונים מפזרים את הגלים. פיזור זה לא רק מותח את האות בזמן ובמרחב, אלא גם מייצר הבהוב מהיר ובלתי צפויה בעוצמה. נצנוצים אלה יכולים להפוך את המסר לבלתי אפשרי לפענוח. עיוותים כאלה מחמירים בהרבה בתדרים נמוכים יותר. זו הסיבה שאסטרונומים מעדיפים את "חלון המיקרוגל" של 1–10 גיגה-הרץ, הטווח הטוב ביותר לשליחת אותות על פני החלל הבין-כוכבי.

הצעיף הקוסמי: הבחנה בין אותות לרעש
החלל אינו דומם - הוא שוקק חיים בשיחות רדיו. משידורי השמש שלנו ועד לחורים שחורים רחוקים המשמיעים סילוני חלקיקים, היקום נוטף "רעש" טבעי שיכול בקלות להסוות כל אות מכוון שאנו שולחים או מקווים לזהות. יש להבחין בין כל אות יבשתי לבין הרקע הרדיו הטבעי המכריע של הקוסמוס. רקע זה כולל מקורות נרחבים כמו קרינת הרקע הקוסמית המיקרוגל (CMB), אשר יוצרת רצפת רעש בסיסית, ורעשי רקע גלקטיים מקרינת סינכרוטרון. והאם פולסרים הם תופעות טבע, המחקות מאפיינים מסוימים של אותות אינטליגנטיים, או שמא הם אותות אינטליגנטיים, שלא הובנו כהלכה על ידי הבורות האנושית ביכולות ההנדסיות של תרבויות קרדשוב מסוג III ו-IV? שאלות אלו מציבות אתגר משמעותי לזיהוי.

9. סיכום: המציאות של האזנות סתר בין-כוכביות

הטכנולוגיה ההיפותטית הדרושה להאזנת סתר מחוץ לכדור הארץ
כדי שציוויליזציה מחוץ לכדור הארץ תוכל לזהות את טכנולוגיית הרדיו של כדור הארץ ממרחק של 10,000 שנות אור, היא תדרוש רדיו אסטרונומיה טכנולוגיה עולה בהרבה על היכולות האנושיות הנוכחיות.

הסיכויים האמיתיים: מדוע צעקות הרדיו של כדור הארץ הן בעיקר לחישות ברחבי הגלקסיה
לסיכום, בעוד שהיכולת הגילוי התיאורטית של פליטות הרדיו המכוונות והחזקות ביותר של כדור הארץ משתרעת על פני מרחקים גלקטיים, האתגרים המעשיים של דעיכת אותות, עיוות בין-כוכבי ורעש קוסמי עצום גורמים לכך שרובו המכריע של טביעת הרגל הרדיו של כדור הארץ נותר מקומי. גילוי מוצלח של האות החכם של כדור הארץ ממרחק של 10,000 שנות אור יסמן רמה יוצאת דופן של התקדמות טכנולוגית מצד הציוויליזציה החיצונית הצופה, שתעלה בהרבה על יכולותיה הנוכחיות של האנושות. זה מדגיש את הקושי העמוק בתקשורת הבין-כוכבית ומספק פרספקטיבה קריטית לחיפוש המתמשך של האנושות אחר אינטליגנציה חיצונית.

---

נמאס לכם לחכות ש-ET יתקשרו?
הגיע הזמן לעשות את הצעד הראשון.

חתימת טכנולוגיית הרדיו של הציוויליזציה שלנו מציעה גילוי חד: המתנה פסיבית להתגלות היא אסטרטגיה נידונה לכישלון על ידי הפיזיקה של התקשורת ומסלול הטכנולוגיה. ההיסטוריה שלנו משמשת כמראה קוסמית, המשקף את השתיקה הסבירה של חברות מתקדמות אחרות. הסיכויים להתגלות במקרה קלושים להפליא; המסרים החזקים והמכוונים ביותר שלנו היו רק צעקות רגעיות המכוונות בדיוק כמו לייזר אל מטרות קטנות בצורה בלתי אפשרית. בו זמנית, הסיכוי הטוב ביותר שלנו לגילוי מקרי - ה-omnidirectional "בועת הרדיו"... דועכת במהירות ככל שאנו נהיים יעילים יותר, וכתוצאה מכך, "שקט ברדיו."

אם נקבל את השלב הטכנולוגי החולף והלוחש הזה כאופייני, עלינו להסיק ש לחכות לאותות דליפים של ציוויליזציה אחרת זה חסר תועלת בדיוק כמו שהם מחכים לשלנו.. הדממה הגדולה אולי אינה חוסר חיים, אלא יקום של ציוויליזציות שכמונו, גדלו על שידורים רועשים ולא יעילים.

הבנה זו דורשת שינוי באסטרטגיה. כדי שיהיה לנו סיכוי כלשהו להתגלות, או לגלות אחרים, עלינו לאמץ את תוכנית ה-METI האקטיבית (מסרים לתבונה מחוץ לכדור הארץ)איננו יכולים לקוות למצוא מחט בערימת שחת קוסמית במקרה; עלינו להקשיב למגנטיםעל ידי הבנה שנצטרך לבנות משואה חזקה, מתמשכת ומכוונת שתכריז על נוכחותנו, המראה הקוסמית מראה לנו בדיוק מה עלינו לחפשלכן, התחייבות להעברה אקטיבית ומכוונת אינה רק פעולת היכרות; זהו הצעד ההגיוני ביותר לקראת שיפור החיפוש שלנו, והופכים את הבנתנו את המגבלות שלנו לכלי הדרוש כדי סוף סוף לזהות אות דומה בריק.

---

מאמר זה הציג מחקר עצמאי חדש על חתימת הרדיו ההיסטורית של כדור הארץ בקוסמוס, משך הזמן הכולל ועוצמתו המודרנית. METI שידורים, ולשם השוואה, את יכולת הגילוי של פיצוצים תרמו-גרעיניים על ידי ציוויליזציות מחוץ לכדור הארץ.

אריך הביך-טראוט

מקורות בהם נעשה שימוש בטקסט זה:

1. PDF: טביעת הרגל הרדיו המתפתחת של כדור הארץ: ניתוח מגה-וואט של פליטות אנתרופוגניות בחלל החיצון (1900-2025)
2. PDF: תיבות הילוכים עיקריות של METI
3. PDF: גילוי EMP גרעיני של TSAR Bomba על ידי ציוויליזציה מחוץ לכדור הארץ
4. PDF: השוואת עוצמת הרדיו צאר בומבה (1961) מול Arecibo SETI Signal (1974)
5. מאמר: כדור הארץ מגלה את כדור הארץ: באיזה מרחק ניתן לזהות את קבוצת הכוכבים הטכנולוגית של כדור הארץ באמצעות טכנולוגיה של ימינו?