Brauchen Sie eine Möglichkeit für die Erde, eine extrasolare Zivilisation mit Funk nicht zu entdecken

Die Ausstellung besagt, dass eine Zivilisation etwa 200 Lichtjahre von der Erde entfernt existiert und seit mehreren tausend Jahren zur Funkkommunikation fähig ist. Sie versuchen nicht, sich vor der Entdeckung zu verstecken, haben aber auch nicht aktiv versucht, zu kommunizieren.

Ich weiß, dass wir mehrere Programme haben, die versuchen, ein solches außerirdisches Funksignal zu erkennen. Welchen plausiblen astronomischen, technologischen oder auf menschliches Versagen bezogenen Faktor könnte ich verwenden, um zu erklären, dass die Menschheit ihr Signal nicht empfangen hat?

Ich habe keine Zahlen zur Hand, aber das größte Problem ist die schnelle Größe des Himmels, also schauen wir wahrscheinlich in die falsche Richtung. Oder Ihre Außerirdischen verwenden sehr sehr hohe Frequenzen, die wir nicht erkennen können, oder eine Modulation, die für uns Menschen wie Hintergrundgeräusche "klingt".
Harte Wissenschaft ist hier kein nützliches Stichwort. Sie haben nach plausiblen Konzepten gefragt, nicht nach tatsächlicher Wissenschaft in dieser Angelegenheit.
One over r^2-Gesetz für eine Sache. Ihre Signale könnten uns schwächer erreichen als das Hintergrundrauschen ihres Nachbarsterns.
Ich wollte das vorher nicht sagen, aber ich werde es jetzt tun: Diese Frage hat das Schlagwort „ harte Wissenschaft “ . Das bedeutet, dass die Antwort die im Tag Wiki angegebenen Kriterien erfüllen muss . Ich habe den Posthinweis zu einer Reihe von Antworten hinzugefügt, die die Kriterien nicht erfüllten. Ich ermutige die Leute, Beiträge abzulehnen und/oder zu markieren, die die Kriterien nicht erfüllen und möglicherweise eine Post-Benachrichtigung hinzufügen müssen. Ich denke, das Tag ist angemessen, und ich denke, dass es, abgesehen von einigen Grenzfällen, absolut dem Fragesteller überlassen bleibt, ob das Tag verwendet wird oder nicht.
Senden sie auf Frequenzen, die wir normalerweise beobachten und "hören", oder in anderen Bereichen von Funkwellen?
Wie sehr sind Sie bereit, sich zu ändern? Eine Möglichkeit, die mir einfällt, ist zu postulieren, dass niemand erkennt, dass ein Parabolreflektor funktionieren kann; in diesem Fall Antennen mit ausreichendem Gewinn zu bauen, um die Erkennung von nicht-stellaren EM-Quellen selbst innerhalb des Sonnensystems furchtbar schwierig zu machen ...
Markiert mit "Hard-Science", aber schauen Sie sich den letzten Satz an. Sie werden Spekulationen darüber, welche menschlichen Fehler in einer hypothetischen Situation auftreten könnten, niemals mit „Gleichungen, empirischen Beweisen“ und dergleichen untermauern.
Verwandte Frage .
Ich erinnere mich, irgendwo gesehen zu haben, dass sich allgemeine Funksignale über etwa ein Lichtjahr hinaus sooooo ausbreiten, dass eine Erkennung so gut wie unmöglich ist. Wenn Sie also nicht absichtlich immer wieder einen eng fokussierten und sehr starken Funkstoß auf einen ahnungslosen Planeten abfeuern, ist es unwahrscheinlich, dass sie Sie jemals hören . Der Weltraum mag für unsere Ohren ruhig sein , aber für Radios ist das Universum ein ziemlich lauter Ort voller statischer und schnatternder Geräusche.
Ich schlage vor, das Poster von Hard Science zu Science Based zu ändern, da die richtige Antwort veröffentlicht und nützlich ist. Ich glaube nicht, dass der Versuch zu erklären, warum Streuspektrum usw. nicht als Signale angezeigt werden, vor einem allgemeinen Überblick eine wissenschaftliche Behandlung wert wäre, und das wäre eine speziellere Frage, vielleicht zu einem anderen SE.
"Brauchen einen Weg für die Erde, keine extrasolare Zivilisation zu entdecken, die Radio hat" Erklären Sie SETI zu einer terroristischen/blasphemischen Organisation.

Antworten (17)

Radiowellen sind schwer zu sehen, und wir haben nicht daran gedacht, sie anzusehen

Es gibt ungefähr 134.000 Sterne innerhalb von 200 Lichtjahren von der Erde. Das sind viele Sterne. Wir können nicht einmal einen signifikanten Bruchteil von ihnen genau genug betrachten, um das Äquivalent von menschengemachten Radiowellen zu erkennen.

Ein Radius von 200 Ly ist eine Kugel mit einem Volumen von 33.493.333 Ly 3 . Die Sterndichte in Erdnähe beträgt etwa 0,004/ly 3 . Setzen Sie sie zusammen und Sie erhalten ungefähr 134.000 Sterne.

Diese Antwort auf Physics.SE besagt, dass wir gerade den Punkt erreichen, an dem wir Radio- und Fernsehübertragungen von der Erde in 200 Lichtjahren Entfernung sehen können. Wenn die Außerirdischen nicht zufällig einen Richtsender direkt auf die Erde richten, werden wir ihre omnidirektionalen Sendungen, die zufällig in den Weltraum gehen, nicht empfangen. Diese diffundieren quadratisch mit der Entfernung, sodass ihre Erkennbarkeit sehr schnell abnimmt.

Das Erkennen eines Funksignals in 200-Ly-Entfernung erfordert eine sehr teure Funkantenne mit hoher Verstärkung. Diese Art von Empfindlichkeit erfordert eine hohe Richtwirkung, sodass Sie nicht den ganzen Himmel auf einmal betrachten können. SETI wählt besonders wahrscheinliche Stars und wahrscheinliche Bands aus. Genau das tat Project Phoenix Ende der 90er Jahre. Sie wählten 800 "wahrscheinliche" Sterne innerhalb eines 200-Ly-Bereichs oder etwa 0,6 % aller Sterne in diesem Bereich aus.

Der Stern Ihrer Zivilisation entspricht möglicherweise nicht SETIs Vorstellung von einem Stern, der es wert ist, betrachtet zu werden. Oder sie könnten in Frequenzbereichen übertragen, die SETI nicht zu betrachten gedenkt. Oder es war einfach Pech, dass ihr Star nicht auf SETIs Liste kam. Oder, wie andere richtig vorgeschlagen haben, sie senden nicht mehr ineffizient omnidirektionale Hochleistungs-Radiowellen.

Ich mag diese Antwort, weil sie bedeutet, dass der Autor nur einen Moment haben kann, in dem jemand sagt: "Nun, warum haben wir sie nicht früher gefunden?" und die Antwort kann lauten: „Weil wir dort nicht nachgeschaut haben <Punkte auf Planet>.“

Die Menschen neigen dazu, zu unterschätzen, wie schwierig es ist, Funkübertragungen von einer entfernten Quelle zu erkennen.

Wenn ein Raumfahrzeug mit der Erde unter Verwendung von Parabolantennen an beiden Enden kommuniziert, kann die empfangene Signalstärke für einen reinen Sinuswellenträger (unmoduliert) wie folgt berechnet werden:

P R = P T EIN T EIN R λ 2 R 2 ,

wo P T ist die Sendeleistung, EIN T ist die effektive Oberfläche der Sendeantenne, EIN R ist das gleiche für den Empfänger, λ ist die Wellenlänge und R ist die Entfernung zwischen Sender und Empfänger.

Als Beispiel, wenn ich die Zahlen für Pioneer 10 gegen Ende seiner Mission einstecke (8-W-Sender, 80 AE von der Erde entfernt, eine Sendefrequenz von etwa 2,3 GHz, ein Sendeantennendurchmesser von 2,75 m und 70 m Parabolantenne am Boden) erhalte ich einen Wert von -165 dBm (Dezibel über Milliwatt).

Lassen Sie mich nun die Signalquelle von 80 AE auf, sagen wir, 120 Lichtjahre verschieben, was einer 100.000-fachen Steigerung entspricht. Dadurch reduziert sich die Signalstärke um satte 100 dB. Lassen Sie mich außerdem annehmen, dass es nicht von einem direkt auf die Erde gerichteten Parabolsender gesendet wird (warum sollte es so sein?), sondern dass es omnidirektional ist. Bei den von Pioneer verwendeten Wellenlängen bedeutet dies eine weitere Verringerung der Signalstärke um ca. 30 dB. Nehmen wir andererseits an, dass der Sender viel stärker ist, sagen wir 8 MW statt 8 W. Das sind 60 dB mehr Signalstärke.

Eine 70-m-Schüsselantenne (die größte, die vom Deep Space Network der NASA verwendet wird) würde nun ein Signal bei -245 dBm sehen. Oder besser gesagt, es würde dieses Signal nicht sehen; es liegt um Größenordnungen unter seiner Erkennungsschwelle (vielleicht um -195 dBm).

OK, vergessen Sie den DSN. Nehmen wir an, wir verwenden das neue chinesische Radioteleskop FAST. Seine Schüssel hat einen Durchmesser von satten 500 Metern. Das ist eine Erhöhung des empfangenen Signalpegels um 17 dB. Lassen Sie mich großzügig sein und es auf 20 dB erhöhen; jetzt bekommen wir also ein Signal von -225 dBm.

Es ist immer noch etwa drei Größenordnungen weniger als das, was wir tatsächlich erkennen können. Und denken Sie daran, dass dies nur dazu dient, das Vorhandensein eines Signals zu erkennen. Jede Modulation dieses Signals reduziert den Signalpegel, und die Erkennung der Modulation selbst wäre selbst bei einer sehr niedrigen Datenrate immer noch um Größenordnungen entfernt.

Also nein, entgegen der landläufigen Meinung sind Zivilisationen, die Radio verwenden, keine Leuchtfeuer am (Radio-)Himmel. Aliens werden uns Hitlers Eröffnungsrede von 1936 nicht aus Dutzenden von Lichtjahren Entfernung zurückbeamen. Diese "streunenden" Radiosendungen sind immens schwer einfach zu erkennen (ganz zu schweigen von decodieren oder demodulieren). Und es ist keine Grenze der Technologie, das sind harte physikalische Grenzen; eine Antenne einer bestimmten Größe fängt nur so viele Photonen, so viel Radioenergie ab, auch wenn sie ansonsten ein "perfektes", fehlerfreies Instrument ist.

+1 Ausgezeichnete Antwort. Ich denke, es ist erwähnenswert, dass -200 dB bedeutet, dass die Leistung des Signals um 10 ^ -20 skaliert wird. Das ist ein klitzekleines Signal.
Ja, -200 dBm ist 10 23 Watt. Das erklärt, warum DSN-Empfänger kryogenisch auf nahezu den absoluten Nullpunkt gekühlt werden, um thermisches Rauschen zu reduzieren und solch winzige Signale erkennbar zu machen.

Ganz einfach, weil sie die Technologie seit Tausenden von Jahren haben. Ihre Komprimierung und Codierung ist über den Punkt hinaus fortgeschritten, an dem wir es als kohärentes Signal identifizieren können.

Es gibt ein winziges Fenster, in dem ihre Sendetechnologie für unsere Empfänger verständlich wäre, während dessen wir möglicherweise ihr Signal empfangen könnten. Das wäre erst kurz nach der Erfindung des Radios, aber vor der Komprimierung und digitalen Codierung der Fall gewesen. Selbst wenn wir von diesem Punkt ein Signal empfangen hätten, würden wir es wahrscheinlich aufgrund unterschiedlicher Technologien nicht erkennen.

Dieses Fenster ist in diesem Fall jedoch Tausende von Jahren entfernt, und es ist unwahrscheinlich, dass ein solcher technologischer Zufall zusammen mit einem stark überlasteten heimischen Radiosignal auftritt.

Es geht nicht darum, ihre Existenz zu verfehlen, sondern darum, sie zu entdecken. Unsere Chancen, sie selbst unter den besten Umständen zu entdecken, sind winzig.

Da sie die fortgeschrittenere Rasse sind, hätten sie ein Fenster, um uns zu entdecken, das jetzt beginnt und einige Jahre andauert, aber wenn sie uns nicht am Anfang des Fensters abholen, werden unsere Signale zu komplex sie zu erkennen.

Haben Sie Beweise dafür, wie gering unsere Chancen sind, sie zu entdecken? Wenn zum Beispiel eine andere identische Erde 200 Lj entfernt wäre, wie hoch wären unsere Chancen, sie zu entdecken? Ich denke nicht, dass diese Antwort ausreicht, um das Hard-Science-Tag zu rechtfertigen.
Dies scheint eine gute Antwort zu sein, aber ich habe Probleme beim Analysieren. Was ist in dem Ausdruck „es ist um 1800 Jahre ausgelaufen“, was bedeutet „es“ und was bedeutet es, dass „es“ um „um 1800 Jahre ausgelaufen“ ist?
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Es ist auch möglich, dass eine Zivilisation eine effiziente Datenkomprimierungstechnologie entwickelt und implementiert, bevor sie die Funkkommunikation entwickelt.

Gezielte Übertragungen

Das Senden von Funk in den Weltraum ist nur Energieverschwendung, daher formen sie die Keulen der Übertragungen sorgfältig und stellen sicher, dass so viel wie möglich an die Empfänger gesendet wird. Dies tun sie, indem sie entweder direkt an Empfänger senden oder zum Senden nur in der Grundebene senden.

Bereits heute haben wir WLAN-Router, die Strahlformung durchführen, um die Übertragung zu optimieren. Und das nach knapp hundert Jahren Radio.

Verwenden sie keine Satelliten für die Kommunikation? Wenn sie Satelliten verwenden, werden zumindest einige Übertragungen in den Weltraum gehen. Dies liefert keine Analyse darüber, wie viel und fortgeschrittene Zivilisation die Menge an Energie, die in den Weltraum geht, im Vergleich zu dem, was wir jetzt emittieren, reduzieren könnte.
@kingledion-Satelliten hatten, wenn überhaupt, immer stark gerichtete Übertragungen. In Anbetracht der Entfernung und des lästigen Abstandsgesetzes war es mehr oder weniger eine absolute Notwendigkeit, bei Satelliten nicht isotrop zu senden. Und diese Übertragungen sind – ausnahmslos – direkt auf den Boden gerichtet.
Können Sie erklären, wie sie die Lappen formen können? Sie müssten das für jedes einzelne Gerät tun, das eine Funkwelle aussendet, und könnten mehr Ärger machen, als es wert ist.
Signale, die zu Satelliten gehen, gehen jedoch direkt in den Weltraum ...
@kingledion Und auch sie sind sehr richtungsweisend. Das bedeutet, dass wir – unter Berücksichtigung der Rotation dieses fremden Planeten – höchstens einen Blip bekommen würden, wenn die Keule an uns vorbeifegt. Und – wieder – das Inverse-Square-Gesetz. Die geostationäre Umlaufbahn ist einige Zehntel einer Lichtsekunde entfernt, während 200 Lichtjahre mindestens das 10-Milliarden-fache der Entfernung sind. 10 Milliarden mal bedeutet eine Dämpfung von ca. 200 dB.
@MichaelKarnerfors Dann sollten Sie all diese Informationen in Ihre Antwort aufnehmen.
@HDE 226868♦ Die Keulenabflachung wird fast immer mit Rundfunksignalen durchgeführt. Schauen Sie sich den Artikel für kollineare Antennenarrays an. Einige ausgefallenere Anwendungen verwenden Phased Arrays und für höhere Frequenzen gibt es geschlitzte Wellenleiterantennen .
Eine Sendeantenne wird sich auf einer großen Struktur befinden, die selbst auf einem Berg stehen könnte. Für den Rundfunk werden häufig Antennen verwendet, die ein kreisförmiges Azimut-Strahlungsdiagramm haben, aber das Elevations-Strahlungsdiagramm ist entweder so flach wie möglich oder sogar nach unten gerichtet.

Du brauchst nichts. Unsere Technologie konnte unsere eigenen Funkemissionen in einer Entfernung von 200 Lichtjahren nicht empfangen , daher gibt es keinen Grund zu der Annahme, dass wir in der Lage sein sollten, Sendungen einer außerirdischen Zivilisation zu empfangen. Die verschiedenen SETI-Programme suchen nach gezielten Übertragungen, die speziell auf uns ausgerichtet sind, nicht auf Sendungen.

Ich habe den Link, den Sie in einem Kommentar angegeben haben, bearbeitet und die Post-Benachrichtigung entfernt. Wenn der Link mehr Kontext benötigt, können Sie ihn natürlich nach Bedarf bearbeiten.

Im Wesentlichen können wir die Funkkommunikation einer Zivilisation in 200 Lichtjahren Entfernung nicht erkennen.

  • Michael Kjörlings Antwort auf die Frage, wie weit eine außerirdische Zivilisation entfernt sein müsste, damit wir sie nicht bemerken, ist sehr interessant und enthält viele Gleichungen. Geld Zitat:

    Bei der derzeitigen Empfindlichkeit könnten gezielte Mikrowellensuchen die äquivalente Leistung starker Fernsehsender in einer Entfernung von 1 Lichtjahr (in der sich keine anderen Sterne befinden) erkennen.

    Die Schlussfolgerung der Antwort ist, dass wir sie nicht erkennen werden, es sei denn, sie richten einen Sender mit enormer Leistung, dh vergleichbar mit der gesamten auf der Erde produzierten elektrischen Energie , direkt auf uns, und wir suchen ihn zufällig zur richtigen Zeit auf die richtige Frequenz.

  • Die allgemeine Ansicht ist, dass zivile Funkübertragungen, die nicht für den Empfang über interstellare Entfernungen vorgesehen sind, einfach nicht nachweisbar sind. Im Gegensatz dazu sind Richtungssignale hoher Leistung, wie sie beispielsweise von Radioteleskopen (wenn sie als Sender verwendet werden) oder von militärischen Radaranlagen erzeugt werden, über große Entfernungen nachweisbar, aber die Wahrscheinlichkeit ihrer Detektion ist sehr gering, da sie einen schmalen Kegel abdecken und werden für eine sehr kurze Zeit emittiert; siehe „ The Benefits and Harm of Transmitting Into Space “ von Jacob Haqq-Misra et al. (2013).

  • Der große Faktor bei der Entdeckung außerirdischer Zivilisationen ist natürlich die Zeitspanne, in der sie Hochleistungsfunk verwenden. Siehe „ Berechnung der Wahrscheinlichkeit, Funksignale von außerirdischen Zivilisationen zu entdecken “ von Marko Horvat; Die Schlussfolgerung dieses Artikels ist, dass die Wahrscheinlichkeit, eine außerirdische Zivilisation in der Galaxie zu entdecken, sehr gering ist, es sei denn, es gibt sehr viele außerirdische Zivilisationen oder irgendwie entwickeln die Außerirdischen ihre Technologie sehr viel langsamer als wir.

Kommentare sind nicht für längere Diskussionen gedacht; diese Konversation wurde in den Chat verschoben . Kann bitte auch jeder nett sein ? Hier gab es eine kleine Eskalation, die unnötig war.

Voraussetzung

"Mehrere Tausend" bedeutet mindestens zweitausend. Da sie nur 200 Jahre entfernt sind, bedeutet dies, dass ihre ersten Funksignale (die wahrscheinlich dem nahe kamen, was wir als "Radio" bezeichnen würden) bereits Geschichte sind. Was wir jetzt erhalten, wenn wir überhaupt etwas erhalten, ist unserem Entwicklungsstand über 1700 Jahre voraus.

Das Signal

Über zwei Jahrtausende „Funkverfügbarkeit“ machen es wahrscheinlich genug, dass ihre Signale zumindest so etwas wie ein Vorwärtsfehler-korrigiertes und komprimiertes digitales (oder trigitales, wer hat gesagt, dass ein Alien-Bit nicht drei Zustände haben kann?) Signal sind. Vorwärtsfehlerkorrektur würde bedeuten, dass sie viel energieeffizienter senden könnten, was gut für sie ist, aber nicht so gut für Sie, wenn Sie versuchen, ihre Signale aus der Ferne zu empfangen, und Komprimierung würde bedeuten, dass alles, was Sie empfangen, wenn Sie etwas empfangen, aussieht wie Lärm.
Sie könnten genauso gut eine Form von "Radio" verwenden, mit der wir nicht vertraut sind (ungewöhnliche hohe Frequenzen?) oder die wir überhaupt nicht interpretieren können. Ihre Form des Radios könnte sogar eine Form der Quantenkommunikation sein, die per Design nur von bestimmten Teilnehmern empfangbar ist und ein "Abhören" von außen unmöglich macht. Quantenkommunikation ist etwas, mit dem wir derzeit fast anfangen, mit Photonen zu arbeiten (nun, "fast" zu sagen, ist falsch ... es funktioniert, es ist nur noch nicht bereit für den Mainstream). Eine fortgeschrittene außerirdische Rasse könnte genauso gut eine Art "Quantenradio" mit bestimmten Empfängern haben, warum nicht.

Das Wow! Signal

Sie haben tatsächlich versucht zu kommunizieren (nicht mit uns, aber vielleicht mit einem ihrer Raumschiffe), und wir haben tatsächlich ihre Nachricht erhalten. Unglücklicherweise waren wir nicht in der Lage, es zu entziffern oder als das zu identifizieren, was es war, noch darauf zu antworten. Schließlich wurde das Signal als "nur Rauschen" oder etwas, das ein Komet produzierte, betrachtet.

Betrachtung

Eine ganz andere, konservativere und plausiblere Erklärung wäre die ionosphärische (oder ähnliche, was auch immer sie auf ihrem Planeten haben) Reflexion, genauso wie Kurzwellenradio auf unserem Planeten reflektiert wird. Dies ist nicht einmal auf die Atmosphäre des Planeten beschränkt, ihr Sonnensystem könnte eine Oortsche Wolke haben, die irgendeine Art von Partikeln enthält, die 99% aller Übertragungen reflektieren. So könnten sie sogar mit Raumschiffen innerhalb ihres Sonnensystems oder einer Kolonie auf einem anderen Planeten kommunizieren, und wir hätten immer noch Probleme, einen Blick darauf zu erhaschen.

Schwarze Materie

Schwarze Materie könnte ein weiterer absolut plausibler Grund sein, warum wir sie nicht entdeckt haben. Wir wissen mit ziemlicher Sicherheit, dass so etwas wie schwarze Materie existiert (obwohl wir nicht wirklich wissen, was es genau ist oder wie genau es unseren bekannten physikalischen Gesetzen entspricht, aber wir sind uns sicherGibt es). Vielleicht befindet sich zwischen uns und den Außerirdischen zufällig irgendeine schwarze Materie, die aus irgendeinem Grund Funksignale absorbiert. Die meisten Funksignale strahlen quasi lichtartig aus, d.h. wenn sich etwas zwischen Sender und Empfänger befindet, wird das Signal teilweise oder ganz behindert. Das ist der Hauptgrund, warum Fernsehsender (oder GSM-Stationen) ihre Antennen auf hohen Türmen oder Bergen haben – ihre Reichweite wird hauptsächlich durch störende Objekte und schließlich die Erdkrümmung begrenzt, nicht so sehr durch die Sendeleistung. Das ist auch der Grund, warum es für Astronauten keine lustige Erfahrung ist, den Mond zu umkreisen (es gibt keine Möglichkeit, zwischendurch „Houston, wir haben ein Problem“ mit dem Mond zu sagen).

Technische Grenzen

Schließlich ist es, gelinde gesagt, auch ohne besondere Bedingungen eine entmutigende Aufgabe, eine andere Zivilisation zu entdecken, die nicht aktiv versucht zu kommunizieren. Oder man könnte sagen, ziemlich hoffnungslos.

Da ist die Sache mit der Bogenlänge. Auf etwas, das Hunderte von Lichtjahren entfernt ist, muss man verdammt genau zielen, und man sollte besser eine wirklich, wirklich gerichtete Antenne haben. Aber das ist nicht das größte Problem.

Der Sender eines nicht trivialen landesweiten Fernsehsenders, der zu den stärksten "normalen" Funksendern gehört, die wir haben (etwa 2.000-mal stärker als zB eine typische GSM-Basis), hat typischerweise EIRPs im 100-kW-Bereich. „Kilowatt“ klingt nach viel, ist aber eigentlich eine recht kleine Zahl.

Die Strahlungsflussdichte ist EIRP/4π*d 2

Beachten Sie die unschuldige kleine „2“, und beachten Sie, dass dsie tatsächlich 10 18 Meter lang ist. Das ist... eine irrsinnig große Zahl, besonders wenn man sie quadriert.

Jedes "Kilo" ist zu lächerlich nahe an Null, um gemessen zu werden, wenn Sie es durch 10 36 teilen . Daher ist es ziemlich hoffnungslos, irgendein "normales" Signal zu fangen, das nicht absichtlich mit einem extra superstarken, für interstellares Hallo entworfenen Sender auf uns gerichtet ist.
Sicherlich kann man die Größe des Empfangsantennenarrays mehr oder weniger beliebig vergrößern. Naiverweise, wenn Sie nicht genug Watt pro Quadratmeter herausbekommen, werfen Sie einfach mehr Quadratmeter hinein, und los geht's. Aber das Problem ist, dass Sie auch mehr Lärm einfangen. Ein Teil dieses Rauschens ist um viele Größenordnungen größer als das Signal. Die Chance, tatsächlich etwas Sinnvolles zu erwischen, ist eher gering.

Außerdem gibt es einige Sterne da draußen. Wenn wir alles andere vernachlässigen und davon ausgehen, dass wir in der Lage sind, Radio von jedem Planeten in einer Entfernung von bis zu 200 Jahren zu empfangen, besteht nur eine Wahrscheinlichkeit von etwa 1:100.000, dass wir zufällig das richtige Sternensystem auswählen. Es ist natürlich möglich, sie alle auszuprobieren, aber es dauert mehrere Minuten, ein Antennenarray neu anzuordnen, sodass diese Aufgabe Jahre bis Jahrzehnte dauern würde.
Es kann passieren, dass wir sie erst jetzt gefunden haben, weil wir so lange gebraucht haben, um den richtigen Stern auszuwählen.

Meinst du mit "schwarzer Materie" dunkle Materie?
Ihre ersten fünf Aufzählungspunkte beziehen sich nicht auf die Wissenschaft und sind für die Frage im Grunde irrelevant. Möchten Sie in der letzten Kugel die Mathematik beenden? Wenn Sie 100 kW als EIRP in die Strahlungsflussdichtegleichung einsetzen, was erhalten Sie? Ist dieses Signal stark genug, um es auf der Erde zu erkennen?
Außerdem interagiert Dunkle Materie nicht mit elektromagnetischen Wellen. Daher hätte es keinen Einfluss auf Funksignale.
@kingledion: Wenn man die kleinen Konstanten vernachlässigt, die sich um weitere 1-2 Größenordnungen multiplizieren (wie 4 * pi oder wie die erste Ziffer der 200 Lichtjahre in Metern), erhält man 10 ^ -36 W / m ^ 2 . Die besten Radioteleskop-Arrays, die wir heute haben, sind eher wie 10 ^ -29, was ein winziger Fehler von 7 Größenordnungen ist, und es ist nicht klar, was sie überhaupt empfangen können (um etwas Sinnvolles zu erhalten, benötigen Sie Informationen über die Art des Signals, das wir nicht haben - denken Sie an Modulation oder so).
@Damon Du solltest deine Antwort bearbeiten und einfügen.
Die aktuelle Erdtechnologie hat Digital und „Trigital“ längst übertroffen – wir verwenden PSK oder QAM, um 256, 512 oder mehr „Signale“ in der Zeit eines digitalen Bits zu übertragen. Das bedeutet, dass 8 oder 9 Bit gleichzeitig übertragen werden. An bis zu 4096 bzw. 12 Bit wird gearbeitet. Wenn sie also 12-Bit/4096QAM verwenden, sogar an uns gerichtet, würden wir es nicht sehen.
Diese Antwort ist so voll von fehlgeleitetem, erfundenem Zeug ... ich wüsste nicht einmal, wo ich anfangen soll - lassen Sie mich nur eine Sache hier werfen: Quantenkommunikation ist unmöglich, sie ist auch nicht "in der Entwicklung" / "nicht bereit für Mainstream noch" wird es auch nicht sein, das ist komplett erfunden. Experimentell bewiesen ist die Quantenverschlüsselung , die nichts mit Quantenkommunikation zu tun hat , da die Kommunikation selbst so abläuft wie bisher: Über Lichtwellenleiter und Laser lässt sich sogar Quanten-Nichtlokalität über die Pilotwellentheorie erklären
@MikeP Ich denke, Sie möchten vielleicht noch einmal lesen ... so ziemlich alles, was Sie über das Thema gelesen haben, Sie scheinen das meiste davon durcheinander gebracht zu haben. In der aktuellen Technologie gibt es kein „Trigital“, buchstäblich alles ist digital. QAM ist eine Modulation digitaler Informationen auf analoge Signale – das bedeutet im Grunde, dass die Amplitude (Y) einer Sinuswelle in Teile zerlegt wird, die alle als eine Kombination von binären Bits deklariert werden . Es gibt kein "zu einem Zeitpunkt", die X-Positionen auf einer Sinuswelle sind buchstäblich unendlich , aber der Taktzyklus unterteilt diese Welle in eine bestimmte Anzahl von Schritten
@MikeP: Das ist mein Punkt. Wir wissen nicht, wie außerirdische Signale aussehen könnten. Sie verwenden möglicherweise AM oder FM (höchst unwahrscheinlich, aber möglich) oder etwas QAM-ähnliches, sie verwenden möglicherweise eine mehr oder weniger offensichtliche oder nicht offensichtliche oder nicht einmal intuitive andere Codierung. Ohne es zu wissen, ist es praktisch unmöglich, etwas, was sie senden, von Rauschen zu unterscheiden. Insbesondere, wenn es sich um eine Komprimierung handelt, die Sie als selbstverständlich ansehen können. Komprimierte Daten sehen aus wie Rauschen. Selbst im einfachsten "leicht identifizierbaren" Fall ist es schwierig, ein Signal von Rauschen zu unterscheiden, wenn Sie die Amplitude des Signals nicht kennen.
@Damon, wie das Signal aussieht, ist für unsere Fähigkeit, es als Signal zu erkennen, irrelevant. Alles, was wir wissen (oder vermuten) müssen, ist, dass es nicht natürlichen Ursprungs ist. Was übrigens genau die Kriterien sind, die SETI verwendet, um Signale als potenziell interessant zu klassifizieren (unabhängig davon, ob sie in eine Liste bekannter natürlicher Signale fallen oder nicht). Und natürlich muss es stark genug sein, um überhaupt erkannt zu werden, was ein Signal aus 200 LY Entfernung sehr unwahrscheinlich ist, es sei denn, ein extrem starker Schmalseitenbandsender würde direkt auf den Punkt gerichtet, an dem die Erde 200 Jahre nach der Übertragung unwahrscheinlich wäre. ..

Guglielmo Marconi erfand 1894 das Radio und es dauerte weniger als ein Jahrzehnt, bis wir die Notwendigkeit der Verschlüsselung erkannten. Zuerst waren es nur Nachrichten aus Kriegszeiten, aber sie breiteten sich schnell auf die allgemeine Bevölkerung aus. Richtig abgestimmte Kryptographiefunktionen sind nicht von statischen zu unterscheiden, wie man sie von einer Fülle astronomischer Körper oder sogar dem Vakuum des Weltraums erhalten würde. Wenn die Entdeckung des Radios durch diese Spezies auch nur im Entferntesten unserer eigenen ähneln würde, hätten wir ihr Radiogeplapper nur für einen winzigen Teil ihrer Geschichte entdecken können.

Dies ist auch eine der Haupterklärungen für das Fermi-Paradoxon, warum wir noch kein intelligentes Leben gefunden haben.

https://en.wikipedia.org/wiki/Fermi_paradox#Civilizations_broadcast_detectable_radio_signals_only_for_a_short_period_of_time

Ihre außerirdische Zivilisation stoppte die meisten ihrer leistungsstarken Radio- und Fernsehübertragungen , sobald sie Laser, Faseroptik und die Möglichkeit entdeckte, Laserimpulse über diese Fasern zu senden.

Selbst als Rundfunkübertragungen üblich waren, waren die Antennen so geformt, dass sie den Boden umschlossen (wie @Michael Karnerfors erwähnte, ist es verschwenderisch, etwas anderes zu tun).

Wir senden immer noch Übertragungen in den Weltraum, aber nur solche, die stark auf Satelliten gerichtet sind, und dann nur mit der minimalen Leistung, die für einen guten Empfang erforderlich ist.

Selbst der stärkste heute hergestellte Laserstrahl wäre nicht in der Lage, einen 200 Lichtjahre entfernten Stern zu erreichen.
@BЈовић Quelle?
Das ist die gleiche wie die Antwort von Separatrix von vor einigen Stunden.
@njzk2 Vor einigen Monaten gab es eine ähnliche Frage, aber jetzt kann ich sie nirgendwo finden :(

Die Radiowellen werden von unserer Atmosphäre absorbiert. Unsere Wahl der Funkwellenlängen (und Sicht) wird durch das bestimmt, was vernünftigerweise durch unsere Atmosphäre passieren kann . Wenn das nicht mit dem übereinstimmt, was durch ihre Atmosphäre geht, werden wir ihre bodengestützten Sender mit unseren bodengestützten Empfängern nicht sehen.

Schwerin sagt, "Radiowellen sind schwer zu sehen", was mich auf eine Idee brachte. Diese Leute haben keinen Gehörsinn, und daher war ihre Schrift bildhaft, ebenso wie ihre "Sprache" (Gebärdensprache). Und lange bevor wir das Radio entdeckten, hatten sie sich so weit entwickelt, dass Video gegenüber „Text“ bevorzugt wurde.

Obwohl SETI ihre Übertragungen aufgefangen hat, haben Videos von Lebewesen, die unterschreiben, von Natur aus nicht viele Muster, besonders wenn mehrere tausend nicht zusammenhängende Signale miteinander vermischt werden.

Hätte sogar Audio genug Muster, damit SETI es erkennen kann? Auch wenn alle Signale eines besiedelten Planeten gemischt wären?
ähm ... Schallwellen können im Weltraum nicht existieren, es gibt kein "Audio" im interstellaren Raum. Überhaupt. Nun, ein Mensch KÖNNTE in der Lage sein, zufällige Geräusche zu "hören", während er in einer dichten Gaswolke schwebt, aber das war es, sobald er die Wolke verlässt ... völlige Stille. Was soll "genügend Muster haben" überhaupt bedeuten?
SETI nimmt Funkwellen auf und sucht nach Mustern, die AUDIO-Modulation beinhalten können.
Dies ist ein Vorschlag, keine harte wissenschaftliche Antwort.
tatsächlich zu denken, dass eine außerirdische Zivilisation die gleiche Modulation wie Menschen verwendet, ist ... kindisch und dumm, wenn nicht statistisch nahezu unmöglich. Selbst wenn IF-Aliens analoge Audiomodulationen verwenden, wird es mit ziemlicher Sicherheit zu nichts auf der Erde kompatibel sein, geschweige denn erkennbar sein - was für digitale Signale umso mehr gilt, da trinäre, quaternäre Quantisierungen sehr gut möglich sind - tatsächlich sind die Möglichkeiten der Modulation buchstäblich unendlich. Ich denke, wer auch immer auf diese Idee gekommen ist (auf der Suche nach analogem Audio), hat nicht viel Ahnung von Technologie ... wahrscheinlich ein Hardcore-Mathematiker
Hat jemand behauptet, dass sie die gleiche Modulation haben? Diese Antwort sicherlich nicht. Ich schlug vor, dass Muster , wie codiert sie auch sein mögen, viel schwerer zu erkennen seien als Text.
Muster sind Text. Bitte sagen Sie nicht einfach etwas, das Ihnen einfällt, ohne dass Sie überhaupt etwas über das Thema wissen. "Text" = Summe einzelner Signalamplituden zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt = Modulation = Muster. "Audio" = Summe einzelner Signalamplituden zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt = Modulation = Muster. Sie sind alle gleich, es gibt buchstäblich keinen Unterschied. Über die Aussage "analog" = "digital" könnte man sich sogar streiten - was natürlich empirisch richtig ist, aber die kleinen Menschen auf diesem Planeten unterscheiden gerne zwischen beidem. Wahrlich. Weil es funktioniert.
Ich verwende den Begriff „Text“ wie die meisten Menschen – Schrift im Gegensatz zu Bild. Was in meiner Antwort wahrscheinlich für Leute offensichtlich ist, deren Ziel etwas anderes ist als zu streiten.
... was deinen Satz nicht mehr sinnvoll macht. Es ist logisch unmöglich – es gibt kein „Mehr-Muster“ über einem anderen Muster, und die Tatsache, dass Sie tatsächlich anfangen, mich zu beleidigen, ist ziemlich … aufschlussreich
Der Grund, warum gzip Bilder nicht gut komprimieren kann, liegt darin, dass sie keine leicht erkennbaren Muster aufweisen. Ich hatte eine Amateurfunklizenz, zehn Jahre Navy-Elektronik (drei davon unterrichteten) und über dreißig Jahre Softwareentwicklung. Sie entschließen sich, es falsch zu verstehen, sagen, ich weiß nichts, und behaupten dann, Sie fühlten sich beleidigt. Nehmen Sie es zum Chatten mit, aber versuchen Sie zu verstehen, warum ich nicht zu Ihnen komme.
Yep, das ist eine solide Profilneurose - kombiniert mit Größenwahn

Platzieren Sie Ihren Planeten in der Nähe einer starken astronomischen Radioquelle , wie einem Pulsar oder einem anderen Neutronenstern. Die Helligkeit des Pulsars würde die relativ schwachen Übertragungen einer übertragenden Zivilisation übertönen, wenn wir nicht aktiv nach ihren Übertragungen suchen und wissen, wo wir suchen müssen.

Für zusätzlichen Spaß könnten Sie Ihren Pulsar mit einer aktiven Sternentstehungsregion kombinieren, in der der Wasserstoff und andere Gase, die zu Sternen kollabieren, vom Licht früherer Sterne bestrahlt werden und ihre eigenen Radiosignale abgeben.

Senden Pulsare auf der gleichen Frequenz wie Radiokommunikation? Das Spektrum des Radios ist ziemlich breit. Wenn ja, wie wäre eine Zivilisation in der Lage, Radio in ihrer eigenen Atmosphäre zu verwenden, wenn ein Pulsar in der Nähe die Ätherwellen mit statischen Aufladungen füllt?
Der Pulsar muss nicht besonders nahe an ihrem System sein, nur auf einem geraden Weg von der Erde zum anderen System. Ich habe gesucht, konnte aber leider nicht viele Informationen darüber finden, auf welchen Frequenzen Pulsare emittieren.

Selbst wenn Sie in die richtige Richtung und nach dem richtigen Signal schauen würden, besagt das Gesetz des umgekehrten Quadrats, dass die Emissionen auf extrem schwachen Niveaus erfasst würden.

Ein 1-W-Sender würde beispielsweise bei 200 Lichtjahren bei einer Energiedichte von 2 Mikrowatt pro Quadratlichtjahr empfangen werden. Das ist nicht viel für ein typisches Radioteleskop mit einer Größe von vielleicht 400 Quadratmetern (für eine Schüssel mit 20 Metern Durchmesser nicht gerade winzig).

Und das ist die Größenordnung der meisten verwendeten Funksender, selbst ein Kilowatt-Sender würde das empfangene Signal nur auf 2 Milliwatt pro Quadratlichtjahr ändern.

Denken Sie daran, dass ein Lichtjahr 9,5e15 Meter beträgt, zum Quadrat werden 9e17 Quadratmeter.

Natürlich geht das aus dem Fenster, wenn die Übertragung stark gerichtet ist, aber die Idee bleibt bestehen (da sich das Signal immer ausbreitet, wird sich sogar ein paralleler Laser über große Entfernungen ausbreiten, wo ein Strahl beispielsweise vom Mond geschossen wird wird bei der Ankunft in einer erdnahen Umlaufbahn eine Punktgröße von mehreren Zentimetern im Durchmesser haben).

Dies ist eine ausgezeichnete Frage, und die meisten Antworten sind auch cool. Aber ich möchte noch etwas hinzufügen.

  1. Die These, dass ihre Technologie möglicherweise weitaus weiter entwickelt und daher für uns noch schwer zu verstehen ist, ist großartig, aber engstirnig. Ich würde sagen, dass wir nicht wissen, wie sich ihre Technologie entwickeln wird, was bedeutet, dass sie möglicherweise eine andere Funkübertragung verwenden als wir. Wie Sie wissen, basieren derzeit alle Funkgeräte auf Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation und Phasenmodulation , was bedeutet, dass ein Trägersignal NUR zur zuverlässigen Übertragung verwendet wirddie Amplitude, die Frequenz oder die Phase des gesendeten Signals als Funktion der Zeit. Das ist großartig, um Audio in unserem mathematischen System zu kodieren, aber ihre Mathematik könnte das Universum aus einem ganz anderen Blickwinkel betrachten. Soweit ich weiß, kommunizieren sie möglicherweise überhaupt nicht über Audio (wie ein Riesenkrakenrennen, das im Midday World-Zyklus von den Brüdern Strugatsky erwähnt wird), was bedeutet, dass sie nur Text oder andere Informationstypen übertragen würden. Oder sie übertragen zum Beispiel Amplitude und Phase gleichzeitig. Die Geschichte unserer Wissenschaft impliziert, dass es nur einen Weg für die Entwicklung der Wissenschaft gibt, aber (Achtung: Mass Effect-Spoiler)

    In Mass Effect zum Beispiel sagen Reaper, dass ihr Einfluss auf uns dazu geführt hat, dass wir uns „entlang der von ihnen gewünschten Wege“ entwickelt haben, was impliziert, dass es Wege der Entwicklung gibt, die wir möglicherweise nicht verstehen können. Also, da ist das.

  2. Es kann einige Hindernisse für die Radiowellen an der Grenze des Sol-Systems geben, von denen wir nichts wissen. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, dass andere Sterne Radiorauschen aussenden. Ich bin kein Experte, aber ich finde es durchaus möglich. Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege :) Oder es könnte ein schwarzes Loch geben, das alle Übertragungen in sich auffängt.

  3. Schließlich könnten sie so weit von der Erde entfernt sein, dass es Tausende von Jahren dauern würde, bis eine Radiowelle zwischen uns hin- und herwandert. Der Unterschied in der Geschwindigkeit der Planetenbewegung oder in der Entfernung könnte den Doppler-Effekt verursachen und die Welle modifizieren.
#1 Ich bin sicherlich kein Experte, aber ich denke nicht, dass der Inhalt Audio ist, oder sogar die Modulation (zugegeben, unsere Ausrüstung war so eingestellt, dass sie es aufnimmt). Müsste es nicht einfach von Zufälligkeit oder kosmischem Rauschen unterscheidbar sein? Und ich weiß das sicherlich nicht genau, aber würde nicht erwartet werden, dass der Doppler-Effekt die Nicht-Zufälligkeit bewahrt?
@xdhmoore Das Geräuschkonzept hängt von der verwendeten Ausrüstung ab. Was für uns Lärm ist, ist nicht unbedingt Lärm für die, die auf andere Weise übertragen
  1. Angesichts der Entfernung können sogar 0,01 Grad einen ganz anderen Planeten bedeuten.

  2. Pflanzen drehen sich um ihre Sonne. Sie sind nicht stationär. So können Sie es schaffen, dass jedes Mal, wenn Erdlinge ihre Erkennungsmaschine in die richtige Richtung zeigen, ein Objekt dazwischen ist. Zum Beispiel ein anderer Stern.

  3. Wie andere angedeutet haben, könnte ihre Codierung, da sie die Technologie Jahre früher haben, viel fortschrittlicher sein als unsere eigene, ihr Radio könnte einen sehr hohen Frequenzbereich verwenden, den die Ausrüstung des Menschen nicht erfassen kann.

Punkt 2 ist meistens falsch. Es besteht keine Notwendigkeit, "in direkter Linie mit der Erde" zu sein, nicht sicher, was das bedeutet. Die einzige Voraussetzung ist, dass unsere Sichtlinie zum Planeten nicht von ihrem oder unserem Stern blockiert wird, das ist ein kleiner Bruchteil unserer Umlaufbahnen. Das nächste Schwarze Loch, das wir kennen, ist V616 Monocerotis, etwa 3000 Ly entfernt. Außerdem haben sie keine größere Gravitationswirkung auf Funksignale als ein Stern gleicher Masse. OTOH, ein Stern strahlt alle Arten von EM-Strahlung aus und verhält sich so, als würde er versuchen, eine Kerze neben einem Scheinwerfer zu erkennen.
Wozu sind die "0,01 Grad" relativ? Welchen Winkel beschreibt es?

Eine beliebige Anzahl davon macht das Erkennen eines Signals sehr schwierig, es sei denn, man kennt den genauen verwendeten Code (oder Codealgorithmus), die Frequenz, Bandbreite und Modulation und hat ein ausreichend hohes Signal-Rausch-Verhältnis. Dann gibt es die eigentliche analoge/digitale Codierung, Komprimierung, Verschlüsselung, Symbolsatz/Sprache, Binär/Trinär/usw. und mehr.

  • Breites Spektrum
  • PSK (Phasenumtastung)
  • QAM (Quadraturamplitudenmodulation)
  • PM (Phasenmodulation
  • SM (Raummodulation)
  • Code-Division
  • Orthogonaler Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff

SETI sagt, dass es unwahrscheinlich ist, dass eine Zivilisation uns entdeckt: http://www.seti.org/faq#obs12

Ja - gewählte Modulationsschemata erschweren die Dekodierung der Daten innerhalb des Spektrums. Aber jedes drahtlose Übertragungsschema hat eine Synchronisierungsmethode – eine Möglichkeit, das System zu finden, bevor eine Verbindung hergestellt wird – die eine Erkennung ermöglichen kann – und die PRÄSENZ einer anderen Zivilisation anzeigt, selbst wenn wir keinen Inhalt entschlüsseln können.

Hi. Willkommen bei Worldbuilding. Ihre Antwort beginnt mit "Ja", aber das ist keine Ja/Nein-Frage. Ich denke, Sie wollten vielleicht einen Kommentar hinzufügen, anstatt eine Antwort zu posten. Wenn Sie tatsächlich antworten wollten, bearbeiten Sie Ihre Antwort bitte so, dass sie der Formulierung der Frage entspricht.