Wie können wir ein Datum auf eine andere Art übertragen?

Ich habe neulich darüber nachgedacht. Wir senden oft Nachrichten in den Weltraum, in der Hoffnung, dass sie jemand abholt.

Wie können Sie Außerirdischen erklären, dass wir diesen Satelliten etwa 13,8 Milliarden Jahre nach dem Urknall geschickt haben? Aliens kennen unser Konzept von Jahren nicht.

Hinweis: Es gibt einen speziellen Stack namens Worldbuilding ( worldbuilding.stackexchange.com ), in dem wir nichts anderes tun, als hypothetische Situationen wie diese zu diskutieren. Diese Frage kann dort bereits eine Antwort haben, und wenn nicht, können Sie immer eine stellen, vorausgesetzt, Sie können sie als weltenbaubezogene Frage formulieren (diese Frage könnte im aktuellen Stil zu sehr mit den Handlungen eines Individuums zusammenhängen).
Inwiefern ist das eine Worldbuilding-Frage?
@RussellBorogove Ich denke, die Idee ist, dass wir beim Worldbuilding viele Fragen zur Kommunikation mit Außerirdischen haben, also sind wir vermutlich besser gerüstet, um diese Art von Fragen zu beantworten. Obwohl es so aussieht, als wäre das hier kein wirkliches Problem.
Sind Sie sicher, dass der Zeitpunkt (oder sogar die Existenz) des Urknalls gut genug definiert ist, um als Epoche zu dienen?
Ich erinnere mich schwach an eine Geschichte, die unser Lehrer uns im Astronomy Club in der High School erzählte. Es ging um eine dieser "Sag den Außerirdischen, wer, wo und wann wir sind"-Nachrichten, die ins Universum gesendet oder von Raumschiffen gesendet werden. Ich bin mir nicht sicher, ob es die Voyager war oder etwas anderes. Im Grunde war die Geschichte, dass sie, nachdem sie viel Zeit damit verbracht hatten, darüber nachzudenken, wie sie mit Außerirdischen kommunizieren sollten, schließlich die Nachricht erstellten und sie dann an ihre Freunde, ihre Kollegen, die größten Köpfe ihrer Zeit und andere Exo-Kommunikationsspezialisten weitergaben … und niemand konnte ihre Botschaft entschlüsseln.
Die Moral der Geschichte lautet: Vergiss die Kommunikation mit Außerirdischen. Wir können nicht einmal zuverlässig mit Menschen kommunizieren.
Ich bin kaum einer der größten Köpfe unserer Zeit, aber ich hatte keine großen Probleme mit den ersten paar Seiten der Botschaften von Dutil und Dumas. Jemand hat vor einiger Zeit auch ein Puzzle erstellt, das eine erfundene außerirdische Nachricht in ähnlicher Weise war, aber mit sehr unterschiedlichen mathematischen Darstellungen (derselben universellen Konstrukte); es war nicht unverständlich.
Es ist eine legitime Frage bezüglich der Wissenschaft der Jagd nach Leben. Wir müssten Konstanten verwenden, die apriori für die Kultur wären. Also Dinge wie Raten des nuklearen Zerfalls von Teilchen, Wellenlängen von Wasserstoff und so weiter. . Alternativ etwas, das die Entfernung angibt (vielleicht vom galaktischen Zentrum zur Erde) und ein Vielfaches davon, um anzuzeigen, dass "Licht das 130000-fache der Entfernung vom galaktischen Zentrum zur Erde zurückgelegt hat", was eine vernünftigere Zahl sein könnte, als es auf den eher kleinen beteiligten Mengen zu basieren mit Kernzerfall oder was auch immer
Sie können versuchen, die Botschaft jemandem zu übermitteln, der genetisch fast identisch mit uns ist und an unser Verhalten gewöhnt ist, z. B. eine Hauskatze. Dann können Sie zu den Ameisen übergehen. Hier und hier sind SETI-Gespräche darüber, wie sogar Mathematik sich zwischen nicht verwandten Zivilisationen unterscheiden könnte.
@LocalFluff Meine Katze ist fast fertig mit dem Bau ihrer 40-Meter-Radioteleskopschüssel, also sollte ich bald experimentelle Ergebnisse für Sie haben.

Antworten (7)

Der Ansatz von Voyager Golden Record ist die Verwendung von Pulsaren. Im Gegensatz zu den verrückten Exponenten, die benötigt werden, um mikroskopische physikalische Phänomene oder die Planck-Zeit zu nutzen, arbeiten Pulsare auf einer Zeitskala von ~1 Sekunde, was sie sehr praktisch macht. Eine Karte, die den Standort der Erde in Bezug auf eine Anzahl von Pulsaren angibt, die durch Verhältnisse zwischen ihren Frequenzen identifiziert wurden, liefert einen einzigartigen Standort. Die Auswahl der Frequenz eines beliebigen ausgewählten Pulsars auf dieser Karte bietet auch eine sehr anständige Zeitbasis.

Ich denke, das ist ein sehr eleganter Ansatz, da die Pulsare Ihnen nicht nur die Position im Raum, sondern gleichzeitig auch die Zeit mitteilen. Ich mag diese Antwort sehr und ich denke, sie ist bisher die beste, aber ich denke, Sie sollten ein wenig näher darauf eingehen, wie Sie das Datum aus den Frequenzen des Pulsars rekonstruieren können.
@JohnEye: Ich würde es tun, wenn ich es wüsste:-] Ich kann mir mehrere Möglichkeiten vorstellen, aber ich weiß nicht, welche vorzuziehen oder optimal wäre.
Dann nennen Sie einfach die möglichen Wege, zum Beispiel könnte der stetige Rückgang der Frequenz einigermaßen genau sein.
Sieht so aus, als hätte jemand anderes die gleiche Idee gehabt: en.wikipedia.org/wiki/Pulsar_clock
Aber wie soll diese Pulsarkarte formuliert oder gezeichnet werden? Da wir nur eine Teilmenge an Astronomie- und Mathematikkenntnissen haben und sie sich vielleicht auf aktive dunkle Materie oder so etwas konzentrieren und sich nicht viel um Pulsare kümmern, müssen wir wirklich einen gemeinsamen Ausgangspunkt finden. Kratzer in einer goldenen Scheibe könnten von ihnen völlig übersehen werden.
@LocalFluff: Wenn die physikalischen regelmäßigen Muster auf der Oberfläche der Materie jenseits ihres Verständnisses liegen, glaube ich nicht, dass wir irgendwelche Kommunikationsmittel mit dieser Art von Zivilisation haben. Pulsare sind sehr charakteristische Objekte im Universum, und wenn die Zivilisation sich nicht um sie kümmert, interessiert sie sich wahrscheinlich nicht für alles, was wir übermitteln.
@SF Vor ein paar hundert Jahren wäre die Position der Planeten im Sonnensystem die scheinbar universell gemeinsame Raumgeographie und Uhr mit allen damals vorgestellten Außerirdischen gewesen. Seit einigen Jahrzehnten sind es stattdessen die Pulsare. Ich wette, wir werden einen anderen Rahmen haben, bevor unsere Nachricht "sie" erreicht. Eine Karte der Dunklen Materie könnte viel reichhaltiger sein. Die Botschaft der Voyager war eigentlich für die Menschen auf der Erde in unserer Zeit bestimmt. Es war die Nachricht, dass wir das Unbekannte jetzt physisch erforschen. Nadeln, die Kratzer in eine rotierende Oberfläche umwandeln, bedeuteten Popmusik. Selbst Millennials sind zu exotisch, um das zu verstehen.
@LocalFluff: Und trotzdem könnten wir das Planetenlayout entschlüsseln. Wir sind sogar in der Lage, eine in einen Holzstab geschnitzte Karte zu entschlüsseln . Es wird davon ausgegangen, dass der Empfänger unserer Nachricht kein Vollidiot ist.
@SF Wir sollten vielleicht davon ausgehen, dass WIR die Idioten in diesem potenziellen Blitz-Gordon-Theater da draußen sind. Ich hätte diese "Holzstabkarte" auf das Lagerfeuer geworfen, wenn ich in der Arktis gewesen wäre und Treibstoff gebraucht hätte. Ich hörte einen armen Astrophysiker, der sich für kosmische Strahlung interessiert, sich darüber beschweren, dass alle seine Kollegen alle Daten löschen, an denen er interessiert ist, weil es für sie nur Rauschen ist. Wir wissen nur, wie wir nach uns selbst suchen müssen. Und damit es da draußen irgendeine Art von Kopie von uns gibt, sind wundersame Zufälle in der biochemischen Kombinatorik erforderlich. Das ist wirklich schwieriger, als eine Hauskatze zu erziehen.
„Wir sollten vielleicht davon ausgehen, dass WIR die Idioten in diesem potenziellen Blitz-Gordon-Theater da draußen sind. - Sprich für dich!

Unsere grundlegende Zeiteinheit, die Sekunde, ist offiziell in Bezug auf physikalische Phänomene definiert , also müssen unsere Botschaften dies vermitteln.

Wenn die Außerirdischen und wir ein kompatibles Verständnis von Mathematik, Chemie und Physik haben, von dem wir hoffen, dass es universell ist, ist es möglich, eine Botschaft zu konstruieren, die das notwendige Vokabular von Grundprinzipien aus aufbaut.

Beispielsweise enthält die von Dutil und Dumas entworfene Cosmic Call - Nachricht tatsächlich eine Schätzung für das Alter des Universums gegen Ende. Hier ist eine gute Blog-Serie , die die Botschaften im Detail beschreibt.

Ein Wert für die Zeit ist allen Arten gemeinsam, die Planckzeit . Es hängt nur von mathematisch-physikalischen Konzepten ab.

Aber Sie müssen ihnen auch die Potenzen von 10 erklären, weil Sie sonst so etwas wie 8 * 10 ^ 60 Ticks auf den Kalender zeichnen müssten.

(Das Alter des Universums beträgt 4,32 × 10^17 s und die Planckzeit 5,4 × 10^-44 s)

Zehnerpotenzen sind nur deshalb besonders aussagekräftig, weil wir ein dezimales (Basis-10) Zählsystem verwenden. Es ist leicht vorstellbar, dass eine außerirdische Spezies mit beispielsweise sechs Ziffern pro Anhängsel die Basis 12 natürlicher finden könnte, wenn man von zwei "Händen" ausgeht (was überhaupt keine Selbstverständlichkeit ist!).
Ja, aber sie einer anderen Spezies zu erklären scheint trivial ... Aber vielleicht nur, weil ich es nicht versucht habe.
Einer anderen Spezies ohne gemeinsame Sprache etwas zu erklären, ist viel schwieriger als trivial.
@Uwe Angenommen, die Außerirdischen haben ein ähnliches mathematisches Verständnis, könnten Sie eine aufsteigende Zahlenfolge 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 ... senden, um dies zu demonstrieren welche Basis verwendet wird. Wenn die Außerirdischen kein ähnliches mathematisches Verständnis haben, verschwinden die Chancen für eine sinnvolle Kommunikation so gut wie. Natürlich verstehe ich nicht, warum wir Basis-10 verwenden sollten, wenn wir nur Binär verwenden könnten. Sie können das Muster in binär viel schneller sehen: 0, 1, 10, 11, 100 ...
Es ist ziemlich trivial, wenn sie genug Mathematik haben, um Funkempfänger zu bauen. Wenn Sie sich die in meiner Antwort beschriebene Nachricht ansehen, werden Sie sehen, dass die erste Seite eine Zuordnung von unären, binären und dezimalen Darstellungen von Zahlen zeigt; Die Dezimalstellen werden danach verwendet, um den Aliens mitzuteilen, dass dies unsere bevorzugte Basis ist. Seite drei führt in das Vokabular für Potenzierung und wissenschaftliche Notation ein. Dutil & Dumas haben aus zwei Gründen in ihrer gesamten Nachricht die Basis 10 verwendet: Sie ist kompakter als binär und lässt sich von den Nachrichtenverfassern leichter Korrektur lesen.
Verwenden Sie stattdessen einfach Zweierpotenzen ... Oder wenn Sie Platz haben, schreiben Sie einfach die 100-200 zusätzlichen Nullen (in Basis 2).

Eine Option, die sonst niemand erwähnt hat, ist der kosmische Mikrowellenhintergrund. Wenn Sie die aktuelle Temperatur des Universums so codieren können, dass die empfangenden Außerirdischen sie verstehen, haben sie entweder eine Aufzeichnung ihrer vergangenen Entwicklung oder zumindest ein ziemlich gutes Modell.

CMB ist überall im Universum gleich, und da die Schwankungen sehr klein und relativ einfach mit hoher Präzision zu messen sind, kann diese Methode überraschend genau sein.

Nun, die Lichtgeschwindigkeit wird sich nie ändern. In diesem Fall könnte eine Methode darin bestehen, Lichtjahre als Mittel zur Zeitberechnung zu verwenden. 'x Lichtjahre ab jetzt' könnte die Art sein, ein relatives Datum anzugeben .

Sie könnten auch angeben, wie viel Zeit eine Sekunde ist (über eine Lücke im Audio) und angeben, dass 60 Sekunden eine Minute und 60 Minuten eine Stunde ergeben und so weiter. Damit können Sie unser Konzept des Zeitablaufs erklären und damit erklären, was Sie brauchen….

Wenn sie das Signal empfangen können, sollten sie in der Lage sein, herauszufinden, woher es kam. So können Sie die Lichtgeschwindigkeit und die Entfernung zwischen uns und ihnen verwenden, um ihnen eine Vorstellung davon zu geben, wie lange es her ist, dass die Nachricht an sie gesendet wurde.

EDIT: Ich scheine einen Fehler gemacht zu haben: Lichtjahr kann nur zum Messen von Entfernung und nicht von Zeit verwendet werden. Meine erste Option kann also verworfen werden.

Als ich die Frage durchgegangen war, wurde mir eine Tatsache klar: Unser Konzept des Urknalls und wann er geschah, ist möglicherweise nicht unbedingt das, woran sie glauben. Daher ist es möglicherweise nicht der richtige Weg, den Urknall als Referenz zu verwenden.

Wir könnten die vom Satelliten zurückgelegte Entfernung messen und die Lichtgeschwindigkeit als Referenz verwenden, um die Zeit anzugeben, die der Satellit benötigt, um die Außerirdischen in Bezug auf den Start des Satelliten zu erreichen.

Das heißt, solange der Satellit über ausreichend gute Sensoren verfügte, konnte der Satellit die Entfernung zwischen lokalen Astrokörpern finden und angeben, dass der (Satellit) x Einheiten der Zeit gestartet wurde, die benötigt wurde, um von einem Astrokörper zum anderen zu gelangen.

Das würde erfordern, dass „sie“ die Umlaufzeit der Erde kennen, die Länge unseres Jahres. Was eigentlich für die Kommunikation mit Sternen in der Ebene der Ekliptik angenommen werden könnte. Sie würden sehen, wie die Erde regelmäßig die Sonne durchquert. Diese Zeit könnte tatsächlich zu einer gemeinsamen Kommunikationseinheit werden, weil sie reine Natur ist und auf keiner unserer verborgenen kulturellen Annahmen beruht. Ich +1 Ihnen für die Idee von einem Erdjahr (Lichtjahr), obwohl Sie es spitzer formulieren könnten. Ihre Transitzeit sollte von uns vielleicht als Grundlage für SETI-Übertragungen zu anderen Sternen verwendet werden.

Zeitmessung ist für mich ein besonders interessantes Thema. Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie Sie ein Datum kommunizieren können, und eine Art Zeiterfassungssystem, auf das Sie sich beziehen können. Einige Konstanten in der Natur können verwendet werden, um die Zeit außerhalb unseres Sonnensystems zu halten, wo die relative Bewegung unseres Planeten zu unserer Sonne irrelevant wird. Die Herausforderung hier besteht darin, dieser Lebensform zu helfen, unsere Definition von Zeit zu verstehen - die zweite, indem sie die verschiedenen Konstanten in der Natur verwendet.

Quantenschwingungen:

Definieren einer Sekunde (oder einer Zeiteinheit), um die Zeit zu halten, indem Atome zwischen einem Grund- und einem angeregten Zustand oszillieren, wenn sie mit Mikrowellenstrahlung bombardiert werden. Da Atome von Cäsium oder Rubidium im ganzen Universum zu finden sind. Ich sollte keinen Grund dafür sehen, dass dies keine praktikable Option ist.

Verfall:

Radioaktiver Zerfall kann verwendet werden, um eine Zeiteinheit zu definieren. Die Zerfallsraten sind für verschiedene radioaktive Atome konstant. Wie thegreatemu betonte, könnten Sie alternativ radioaktive Isotope zusammen mit der Voyager (oder einem Raumschiff) schicken und auf die Konstanten wie Zerfallsraten und das Verhältnis von zerfallenen zu nicht zerfallenen Atomen in dieser Probe zum Zeitpunkt des Starts hinweisen.

Lichtgeschwindigkeit:

Dies sollte für jeden mit Physik auf Highschool-Niveau ziemlich offensichtlich sein. Wir definieren unsere Zeiteinheit (Sekunde) einfach anhand der Entfernung, die das Licht während seines Intervalls zurücklegt, und erwarten, dass die Lebensform sie versteht.

Kosmischer Mikrowellenhintergrund (CMB):

CMB ist universell und rotverschoben bis zu einem gewissen Grad, was es uns ermöglicht, eine universelle Definition der Zeit mit jedem Außerirdischen zu kommunizieren. Wir könnten den z-Wert zum Zeitpunkt des Starts notieren und erwarten, dass die Lebensform das aktuelle z liest und die Mathematik ausarbeitet, um herauszufinden, wie viel Zeit vergangen ist.

Sobald die Lebensform intelligent genug ist, um die Zeit zu behalten und zu wissen, wie viel Zeit vergangen ist (seit einem kosmologischen Ereignis wie dem Urknall), sollte es uns möglich sein, der Lebensform einen bestimmten Zeitpunkt zu übermitteln und zu erwarten, dass sie sich darauf bezieht es auf die gleiche (oder gleichwertige) Zeitskala.

Verwenden Sie radioaktive Isotope

Wenn Sie eine physische Sonde wie Voyager senden, von der Sie erwarten, dass sie gefunden wird, können Sie 2 Festplatten erstellen, eine mit beispielsweise 1 mCi Kalium-40 und eine mit 0,5 mCi. Das sind 1,251 Milliarden Jahre, unabhängig von irgendeinem Bezugssystem. Dann können Sie, solange Sie Multiplikation kommunizieren können, eine beliebige Zeitspanne darstellen. Etwas wie Tritium ist möglicherweise besser erkennbar, da es allgemein häufiger vorkommt und kürzere Zeiträume leichter darstellen kann.

Wenn Sie senden, müssen Sie einen Weg finden, um zu übertragen, welches Isotop Sie als Basiseinheit der Zeit verwenden. Das Tritium-Absorptionsspektrum ist so weit von Deuterium und Wasserstoff verschoben, dass es möglich sein könnte.

Was meinst du mit dem zweiten Absatz? Ich meine, Sie haben keine Ahnung, wann und wo das Signal abgefangen wird.
Nun, die ursprüngliche Voyager verwendete das Verhältnis der Pulsarfrequenzen. Sie könnten zum Beispiel das Verhältnis von Amplituden und Frequenzen der ersten N Linien im Tritium-Absorptionsspektrum verwenden. Ich werde nicht vorgeben zu wissen, wie einzigartig diese Sequenz ist oder wie ich kommunizieren soll, dass Sie über Spektrallinien sprechen.
Nun, ja, aber dann benötigen Sie ein physisches Token zum Messen, und in einem solchen Fall können Sie einfach die Radiokohlenstoffdatierung verwenden. Wenn Sie nur ein Signal übertragen, müssen Sie etwas darin codieren, das der Empfänger nehmen und mit etwas vergleichen kann, das er beobachten kann. Oder ich habe den zweiten Absatz nicht richtig verstanden.
Wie können wir ein Datum auf eine andere Art übertragen?
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