Könnte uns eine Zivilisation aus 50 Lichtjahren Entfernung per Laser kontaktieren?

Die Kepler Space Mission hat über 1.000 Planeten entdeckt. Diese Entdeckungen können das Vertrauen einiger Menschen stärken, dass andere Zivilisationen existieren. Das ist eine Frage der Meinung und nicht das, wonach ich hier fragen möchte.

Wenn eine hypothetische Zivilisation weit weg von der Erde unsere von Menschen geschaffenen Funksignale auffangen würde, die sich inzwischen auf eine Kugel mit einem Durchmesser von etwa 100 Lichtjahren ausgedehnt haben, und beschließen würde, Laser zu verwenden, um uns zu kontaktieren:

  • Wie viel Energie würde es brauchen, um uns ein Lasersignal zu senden, wenn man von einer Entfernung von 50 Lichtjahren ausgeht?

  • Wäre dieses Lasersignal so gestreut, dh nicht nachweisbar, dass Funksignale immer noch eine bessere Möglichkeit zur Kommunikation wären?

Normalerweise hätte ich angenommen, dass sich das Lasersignal so weit über diese Entfernung ausgebreitet hätte, dass es praktisch nicht nachweisbar wäre (und ich würde diese Frage nicht stellen), aber dieser Wikipedia-Artikel: Interstellare Kommunikation besagt :

Es wurde auch vorgeschlagen, dass Signale mit höherer Frequenz, wie z. B. Laser, die mit sichtbaren Lichtfrequenzen arbeiten, sich als fruchtbare Methode der interstellaren Kommunikation erweisen könnten; Bei einer gegebenen Frequenz benötigt ein Laserstrahler eine überraschend geringe Energieabgabe, um seinen lokalen Stern aus der Perspektive seines Ziels zu überstrahlen.

Es kann durchaus sein, dass das Senden des Signals kein großes Problem darstellt, aber ich weiß nicht genug über die Divergenz von Laserlicht, um festzustellen, ob das Erkennen des Signals das Hauptproblem ist. Um dies hoffentlich zu verdeutlichen, wäre eine große, in der Praxis viel zu große Fokussierlinse erforderlich?

Antworten (2)

Die Divergenz des Signals hängt eng mit der Winkelauflösung der von Ihnen verwendeten "Antenne" (Linse, Reflektor, ...) zusammen. Dies wiederum ist eine Funktion der Größe der Quelle im Verhältnis zur Größe des Objektivs - oder im Grenzfall das Verhältnis von Schüsseldurchmesser und Wellenlänge (das bekannte 1.22 λ D Beziehung)

Typischerweise bedeutet dies, dass es einfacher ist, einen schmalen Laserlichtstrahl zu erhalten als Radiowellen. Aber je schmaler Sie es machen, desto besser muss Ihr Ziel sein. Wie gut können Sie Ihre Übertragung auf den Punkt richten, an dem die Erde in 50 Jahren sein wird?

Danke dafür, wenn ich wirklich mit jemandem sprechen wollte, würde ich eine große Anzahl von "Schalen / Linsen" verwenden, die herum verteilt sind, um hoffentlich die Chancen zu erhöhen, ihre Aufmerksamkeit zu erregen. Aber ich wusste nicht, ob auch nur ein Objektiv eine praktische Unmöglichkeit wäre und die ganze Idee undurchführbar machen würde. Ich bin nicht auf spekulative Fragen eingegangen, aber der Wikipedia-Artikel ließ es etwas wahrscheinlicher erscheinen, als ich es mir vorgestellt hatte.
Je stärker Sie die Kraft fokussieren, desto weniger Zivilisationen erreichen Sie – die Kollimation verringert den verfügbaren Raumwinkel. Die andere Sache, die Sie tun können, ist, die Leistung zeitlich zu konzentrieren - kurze Bursts haben bei gleicher durchschnittlicher Leistung eine bessere Chance, über dem Hintergrund "gesehen" zu werden.
Wie gut können Sie Ihre Übertragung auf den Punkt richten, an dem die Erde in 50 Jahren sein wird? Die Optik, die die Außerirdischen verwenden würden, um das Signal zu übertragen, wäre die gleiche oder ähnlich der Optik, die sie verwenden, um uns zu verfolgen. Wenn sie unseren Planeten durch ihre Teleskope sehen könnten, dann wären sie natürlich in der Lage, seine Flugbahn für nur 50 Umdrehungen vorherzusagen und uns mit einem Strahl zu treffen, der durch dieselben Teleskope gesendet wird.
@jameslarge - ab 50 Lichtjahren haben Sie wahrscheinlich ein Problem damit, die Erde in ihrer Umlaufbahn um die Sonne aufzulösen - die gleiche Argumentation bedeutet, dass Sie wahrscheinlich am Ende einen Lichtkegel erzeugen, der um einiges breiter ist als die Umlaufbahn der Erde ... "zielen ungefähr an der Sonne und du bist gut".

Wenn Sie "Laser" sagen, meinen Sie vermutlich sichtbares oder nahezu sichtbares Licht.

Das Problem ist, wo werden sie ihren Laser bauen? Wenn sie es auf ihrem Heimatplaneten bauen, dann wird es ihrer Sonne so nahe sein, dass unsere Teleskope das eine nicht vom anderen unterscheiden können. Wir können nicht einmal sagen, dass es dort ist, es sei denn, es ist viel heller (von der Erde aus gesehen) als ihre Sonne.

Wenn Sie ein Signal aus der Nähe eines Sterns senden, ist es viel sinnvoller, eine Wellenlänge zu verwenden, die der Stern nicht aussendet.

Vielen Dank für Ihre Antwort. Ich meinte ursprünglich sichtbares Licht, das Wikipedia-Snippet im obigen Beitrag besagt, dass es bei einer bestimmten Frequenz eine überraschend geringe Energieabgabe für einen Laseremitter braucht, um seinen lokalen Stern aus der Perspektive seines Ziels zu überstrahlen. Ich habe das so verstanden, dass wir im Grunde wissen, wo wir suchen müssen. Wenn nicht, dann stimme ich Ihrer letzten Zeile vollkommen zu. Ich vermute, da ich kein Experte bin, dass eine höhere Frequenz eine schnellere Informationsübertragung bedeutet, also möglicherweise im UV-Bereich, wenn ihre Sonne G-Klasse ist. Ich bin mit Lasern überfordert, gebe ich zu :)
@AcidJazz nichts geht schneller als das Licht. Eine höhere Frequenz ermöglicht möglicherweise mehr Informationen, ist jedoch nicht schneller.
@anna v Danke Anna, ich habe vielleicht meine Terminologie beim Tippen durcheinander gebracht, aber was Sie oben sagen, ist das, was ich meinte. Sobald die hypothetischen Außerirdischen unsere alten Radiosendungen aus den 1920er Jahren hören, und wenn sie danach immer noch mit uns sprechen wollen, würde ich vermuten, dass sie Daten so schnell wie möglich übertragen möchten.
@AcidJazz, der Artikel sagt auch, "Zitat erforderlich". :-) Ich habe mal ganz grob nachgerechnet: Wenn man einen Laser bauen will, der aus 50 Lichtjahren Entfernung so hell wie unsere Sonne erscheinen würde, unter der Annahme einer Strahldivergenz von 0,1 Bogensekunde (entspricht der Auflösung des James-Webb-Weltraumteleskops ), denke ich, dass Sie ungefähr fünf Terawatt optische Leistung benötigen würden. Das mag im Vergleich zur Gesamtleistung unserer Sonne überraschend gering sein, aber ich glaube nicht, dass wir in absehbarer Zeit eine bauen werden.
@AcidJazz, ich denke, der Laser könnte zwei oder drei Größenordnungen weniger stark sein, WENN die Leute auf der Empfangsseite wüssten, nach welcher genauen Wellenlänge sie suchen müssen, und WENN sie wüssten, dass sie nach schwachen Variationen in der durchschnittlichen Helligkeit unserer Sonne suchen müssen. Mit anderen Worten, wenn wir ihnen mit anderen Mitteln sagen könnten, wonach und wo sie suchen sollen, dann könnten wir vielleicht mit einem Laser von nur fünf Gigawatt übertragen. Das wäre fast einen Versuch wert, wenn wir nur wüssten, dass sie da draußen und bereit und willens sind, zuzuhören.
@jameslarge Nochmals vielen Dank, das weiß ich zu schätzen. Mein Vertrauen in Wikipedia hängt davon ab, an welchem ​​Tag ich es anschaue. Es war eigentlich das JWT, an das ich im Hinblick darauf dachte, was zum Sammeln des Signals benötigt würde. Es war Fred Hoyles altes SF-Buch: "A for Andromeda", das mich dazu gebracht hat. Vielen Dank, ich habe die Grippe und kann mich nicht aufs Lernen konzentrieren, deshalb die blöden Fragen.
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