Het symposium ‘Taal in de kosmos’
Drie keer in oktober 2017 draaiden onderzoekers een krachtige radartelescoop in de buurt van Tromsø, Noorwegen, naar een onzichtbaar zwakke ster in het sterrenbeeld Canis Minor (de kleine hond) en straalden een gecodeerde boodschap de ruimte in om een buitenaardse beschaving te signaleren. Deze nieuwe poging om ander intelligent leven in het universum te vinden, werd gerapporteerd in een presentatie op het symposium ‘Language in the Cosmos’ dat op 26 mei in Los Angeles, Californië, werd gehouden.
METI International sponsorde het symposium. Deze organisatie is opgericht om berichten naar buitenaardse intelligentie (METI) te promoten als een nieuwe benadering voor het zoeken naar buitenaardse intelligentie (SETI). Het ondersteunt ook andere aspecten van SETI-onderzoek en astrobiologie. Het symposium vond plaats als onderdeel van de International Space Development Conference, gesponsord door de National Space Society. Het bracht taalkundigen en andere wetenschappers samen voor een dagprogramma van 11 presentaties. Dr. Sheri Wells-Jensen, een taalkundige van de Bowling Green State University in Ohio, was de organisator.
Dit is de tweede van een tweedelige serie over het symposium van METI International. Het zal zich concentreren op een presentatie die op het symposium wordt gegeven door de voorzitter van METI International, Dr. Douglas Vakoch. Hij sprak over een project dat voorheen niet veel aandacht kreeg: de eerste poging om een bericht te sturen naar een nabijgelegen potentieel bewoonbare exoplaneet, GJ273b. Vakoch leidde het team dat het zelfstudiegedeelte van de boodschap had samengesteld.
Boodschap aan de sterren
De moderne zoektocht naar buitenaardse intelligentie begon in 1960. Dit was toen astronoom Frank Drake een radiotelescoop in West Virginia gebruikte om te luisteren naar signalen van twee nabijgelegen sterren. Astronomen hebben sporadisch steeds geavanceerdere zoekopdrachten uitgevoerd, wanneer er financiering beschikbaar was. Het grootste lopende project is Breakthrough Listen, gefinancierd door miljardair Yuri Milner. Er is gezocht naar zowel laser- als radiosignalen. Onderzoekers hebben ook gezocht naar de megastructuren die geavanceerde buitenaardse wezens in de ruimte bij hun sterren zouden kunnen creëren. METI International pleit voor een geheel nieuwe aanpak waarbij berichten worden verzonden naar sterren in de buurt in de hoop een antwoord te krijgen.
Het project om een bericht naar GJ273b te sturen was een samenwerking tussen kunstenaars en wetenschappers. Het werd geïnitieerd door de organisatoren van het Sónar Music, Creativity and Technology Festival. Het Sónar-festival wordt sinds 1994 elk jaar gehouden in Barcelona, Spanje. De organisatoren wilden het 25-jarig bestaan van het festival herdenken. Om het project te implementeren, zochten de festivalorganisatoren de hulp van het Catalonia Institute of Space Studies (IEEC) en METI International.
Om de boodschap over te brengen, wendde het team zich tot de European Incoherent Scatter Scientific Association (EISCAT), die een netwerk van radio- en radartelescopen in Finland, Noorwegen en Zweden beheert. Dit netwerk wordt voornamelijk gebruikt om interacties tussen de zon en de ionosfeer van de aarde en het magnetische veld te bestuderen vanuit een uitkijkpunt ten noorden van de poolcirkel. Het bericht werd verzonden vanuit een bestuurbare schotel met een diameter van 32 meter in de Ramfjordmoen-fabriek van EISCAT bij Tromso, Noorwegen, met een piekvermogen van 2 megawatt. Het is de eerste interstellaire boodschap die ooit naar een bekende mogelijk bewoonbare exoplaneet is gestuurd.
Het doelsysteem
De obscure ster bekend onder de catalogusaanduiding GJ273 trok in 1935 de aandacht van de Nederlands-Amerikaanse astronoom Willem J. Luyten. Luyten deed onderzoek naar de bewegingen van de ster. De ster trok zijn aandacht omdat hij met een verrassende snelheid van 3,7 boogseconden per jaar door de lucht van de aarde bewoog. Latere studie toonde aan dat deze snelle schijnbare beweging het gevolg is van het feit dat GJ273 een van de naaste buren van de zon is, slechts 12,4 lichtjaar verwijderd. Het is de 24ste ster die het dichtst bij de zon staat. Vanwege de ontdekking van Luyten wordt het ook wel Luyten's ster genoemd.
Luyten's ster is een vage rode dwergster met slechts een kwart van de massa van de zon. Het trok opnieuw de aandacht van astronomen in maart 2017. Toen werd een exoplaneet, GJ273b, ontdekt in zijn bewoonbare zone. De bewoonbare zone is het bereik van afstanden waar een planeet met een atmosfeer die vergelijkbaar is met die van de aarde, theoretisch gezien een temperatuurbereik heeft dat geschikt is om vloeibaar water op het oppervlak te hebben. De planeet is een superaarde, met een massa van 2,89 keer die van onze thuiswereld. Het draait om slechts 800.000 mijl van zijn zwakke zon, die het elke 18 aardse dagen omcirkelt.
Deze exoplaneet is gekozen vanwege de nabijheid van de aarde en omdat hij zichtbaar is in de lucht vanaf de noordelijke locatie van de zender. Omdat GJ273b relatief dichtbij is en radioberichten met de snelheid van het licht reizen, kan er al halverwege deze eeuw een antwoord van de aliens komen.
De boodschap
Vergelijkingen met Voyager
De GJ273b-transmissie is niet de eerste keer dat een bericht voor buitenaardse wezens de ruimte in wordt gestuurd. Waarschijnlijk de meest bekende interstellaire boodschap is die aan boord van het Voyager 1 en 2 ruimtevaartuig. NASA lanceerde deze interplanetaire robots in 1977. Ze reisden op trajecten die hen in de interstellaire ruimte brachten nadat ze hun missies hadden voltooid om het buitenste zonnestelsel te verkennen.
Het bericht aan boord van elk Voyager-ruimtevaartuig was digitaal gecodeerd op een fonografisch record. Het was grotendeels picturaal en probeerde een uitgebreid overzicht te geven van de mens en de aarde. Het bevatte ook een selectie muziek uit verschillende aardse culturen. Deze ruimtevaartuigen zullen tienduizenden jaren nodig hebben om de sterren te bereiken. Er kan dus geen antwoord worden verwacht op een tijdschema dat relevant is voor onze samenleving.
In sommige opzichten is het GJ273b-bericht heel anders dan het Voyager-bericht. In tegenstelling tot het Voyager-record is het geen afbeelding en probeert het geen uitgebreid overzicht van mens en aarde te geven. Dit komt misschien omdat het, in tegenstelling tot het Voyager-bericht, bedoeld is om een dialoog te starten op een tijdschaal van decennia. Het lijkt op de Voyager-boodschap omdat het muziek van de aarde bevat, namelijk muziek van de artiesten die optraden op het Sónar-muziekfestival.
Hallo zeggen
Voor de menselijke lezer is het begrijpen van de boodschap een beetje meer een uitdaging dan het kijken naar de afbeeldingen die zijn gecodeerd in het Voyager-record. Je kunt zelf proberen de boodschap te ontcijferen, want de organisatoren hebben het hele bericht op hun website geplaatst. Wees gewaarschuwd dat als je hier verder leest, er spoilers zijn (of nuttige aanwijzingen, afhankelijk van hoe je ernaar kijkt).
Het bericht bestaat uit een reeks binaire cijfers: enen en nullen. Deze worden in het signaal weergegeven door een verschuiving tussen twee enigszins verschillende radiofrequenties. De 'hallo'-sectie is ontworpen om de aandacht te trekken van buitenaardse luisteraars. Het bestaat uit een reeks priemgetallen (getallen die alleen door zichzelf en één deelbaar zijn). Ze worden weergegeven met binaire cijfers zoals deze:
01001100011100000111110000000000011111111111
De boodschap zet de reeks voort tot 193. Een signaal als dit kan vrijwel zeker niet worden geproduceerd door natuurlijke processen en kan alleen het ontworpen handwerk zijn van wezens die wiskunde kennen.
De tutorial
Na de 'hallo'-sectie komt de tutorial. Dit en de rest van het bericht gebruikt blokken van acht bits van binaire cijfers als basis voor de symbolen. De tutorial begint met het introduceren van cijfersymbolen door te tellen. Het gebruikt twee basisnummers als volgt:
10000000 (0) 10000001 (1) 10000010 (2) 10000011 (3)
10000100 (4) 10000101 (5) 10000110 (6) 10000111 (7)
10001000 (8) 10001001 (9) 10001010 (10)
De leidende ‘1’ maakt het mogelijk om getallen te onderscheiden van andere 8-bits symbolen die geen getallen vertegenwoordigen.
Na het tellen introduceert de tutorial symbolen voor de bewerkingen van rekenen door voorbeeldproblemen te tonen. Hier volgen enkele voorbeelden van symbolen voor wiskundige bewerkingen:
00000110 (+) 00000111 (-) 00001000 (×) 00001001 (÷)
00111100 (=)
De tutorial gaat dan verder met geometrie met combinaties van cijfers en symbolen om de stelling van Pythagoras te illustreren. Het gaat uiteindelijk over in sinusgolven en beschrijft daarmee de radiogolf die het signaal zelf draagt. Tenslotte beschrijft de tutorial de fysica van geluidsgolven en de relaties tussen muzieknoten.
Naast de cijfers introduceert de tutorial in totaal 55 8-bits symbolen. Het geeft de instructies die buitenaardse wezens nodig hebben om een reeks digitaal gecodeerde muzikale selecties van het Sónar-festival goed te reproduceren.
Tijdens zijn reis van 70 biljoen mijl zal de boodschap zeker worden gecorrumpeerd door ruis. Ter compensatie werd de tutorial drie keer verzonden tijdens elke verzending, wat een totaal van 33 minuten vereiste om te verzenden. De volledige uitzending werd herhaald op drie afzonderlijke dagen, 16, 17 en 18 oktober 2017. Een tweede blok van drie uitzendingen werd gedaan op 14, 15 en 16 mei 2018.
De muziek
Elke uitzending bevatte een andere muziekselectie, met in totaal het werk van 38 verschillende muzikanten. Op de website van Sónar Calling GJ273b kun je opnames van al deze muziek horen.
De grondgedachte achter de boodschap
Huidige en eerdere SETI-projecten uitgevoerd door astronomen hier op aarde gaan ervan uit dat geavanceerde buitenaardse wezens het de nieuwe opkomende beschavingen gemakkelijk zullen maken door krachtige bakens op te zetten die te allen tijde in alle richtingen zouden kunnen uitzenden. SETI-zoekers gebruiken dus over het algemeen hetzelfde soort zeer directionele schotelantennes die vaak worden gebruikt voor ander onderzoek in de radioastronomie. Ze luisteren slechts een paar minuten naar een willekeurige ster en doorzoeken ze op hun beurt naar het baken.
In tegenstelling tot de altijd ingeschakelde bakens die werden voorgesteld als de objecten van de SETI-zoekopdrachten van de aarde, werd het Sónar-bericht slechts drie minuten lang uitgezonden op elk van de drie dagen en slechts twee keer. Vakoch geeft toe dat "onze boodschap waarschijnlijk niet zou worden opgemerkt door een beschaving op GJ273b die dezelfde strategie gebruikt", die de voorkeur geniet van een baken dat SETI-onderzoekers op aarde zoekt.
Sommige onderzoekers hebben echter de traditionele veronderstellingen en strategie van SETI ter discussie gesteld en er zijn al studies naar alternatieve zoektechnologieën uitgevoerd. Vakoch merkt op dat "wij mensen al de technologische capaciteit hebben en alleen de financiering nodig hebben om een onderzoek naar de hemel uit te voeren dat intermitterende transmissie zoals het onze zou detecteren".
Een groter probleem is dat de boodschap slechts op één planeet was gericht. Hoewel GJ273b in een baan rond de bewoonbare zone van zijn ster draait, weten we eigenlijk weinig wat dat betekent voor of de planeet werkelijk bewoonbaar is, of dat ze leven of intelligentie heeft. De aarde zelf is al miljarden jaren bewoonbaar. Maar het heeft pas een eeuw een beschaving gehad die in staat is tot radio-uitzendingen.
Vakoch gaf toe dat "De enige manier waarop we een antwoord van GJ273b zullen krijgen, is als het sterrenstelsel boordevol intelligent leven zit, en het wacht daar gewoon op ons om het initiatief te nemen. Nog realistischer is dat we dit proces mogelijk met honderden, duizenden of zelfs miljoenen sterren moeten repliceren voordat we er een bereiken met een geavanceerde beschaving die ons signaal kan detecteren ”. METI International streeft ernaar om een ontwerpstudie uit te voeren voor zo'n grootschalig METI-project in de hoop dat de financiering uit overheids- of andere bronnen zal komen.
Referenties en verder lezen:
Cain F. (2013) Hoe konden we buitenaardse wezens vinden, Space Magazine.
Patton, P.E. (2018) Taal in de kosmos I: is universele grammatica echt universeel ?, Space Magazine.
Patton P. (2016) Alien Minds, I. Zijn buitenaardse beschavingen die waarschijnlijk zullen evolueren, II. Denken buitenaardse wezens dat grote hersenen ook sexy zijn ?, III. De tuin van de octopus en het land van de blinden, Space Magazine
Patton, P. (2015) Wie spreekt er voor de aarde? De controverse over interstellaire berichten, Space Magazine.
Patton P. (2014) Communiceren door de hele kosmos. Deel 1: Schreeuwen in de duisternis, Deel 2: Petabytes van de sterren, Deel 3: De enorme kloof overbruggen, Deel 4: Quest for a Rosetta Stone, Space Magazine.
Vakoch D. A. (2017) Nieuwe sleutels om buitenaardsen te helpen onze berichten te ontsluiten, Wetenschappelijke Amerikaan, Observaties.
Vakoch D. (2011) Verantwoordelijkheid, bekwaamheid en actieve SETI: beleid, recht, ethiek en communicatie met buitenaardse intelligentie, Acta Astronautica, 68: 512-519
Vakoch D. (2010) Een iconische benadering voor het communiceren van muzikale concepten in interstellaire berichten, Acta Astronautica, 67: 1406-1409
