Almár Iván - A SETI szépsége

A nagy kérdés az, hogy a Világegyetem alapvetően csillagokból és galaxisokból, vagy életből és értelemből áll-e.
Steven J. Dick
Az emberi kultúrának a tudomány az alapja, ezért kell a legszélesebb körben terjeszteni.
Bay Zoltán

Almár Iván csillagász-űrkutató, c. egyetemi tanár, az MTA Csillagászati Kutatóintézetének tudományos tanácsadója
Ez a kötet nem a fantázia terméke, hanem egy ténylegesen működő, izgalmas, számos tudományág; látókörét átfogó kutatási téma bemutatása. Szerzője immár két évtizede az IAU bioasztronómia bizottságának vezetőségi tagjaként és az IAA SETI bizottságának társelnökeként aktív résztvevője a nemzetközi SETI tevékenységnek.
E könyv mindazokhoz szól, akik arra kíváncsiak, hogy miként kereshetőek tudományos eszközökkel idegen civilizációk nyomai az égen.
„Gratulálni kell a szerzőnek, mert sikerrel oldotta meg az összefoglalás nehéz feladatát, eredeti gondoatokkal és saját kutatási eredményeivel fűszerezve."
Fejes István, a fizikai tudomány doktora A témához kapcsolódó magyar nyelvű könyvek Ashpole, E.: A Földön kívüli értelem kutatása. Akadémiai Kiadó, 1992
Crick, F.: Az élet mikéntje, eredete és természete. Gondolat, 1987
Davies, P.: Egyedül vagyunk-e a világűrben? Kulturtrade, 1996
Dorschner, J.: Van-e élet a Földön kívül? Gondolat, 1975
Fodor L. 1.: Földön kívüli élet. Natura, 1984
Galántai Z.: Marscsatornák, idegen világok, angyalok, földönkívüliek. Pesti Szalon, 1996
Gánti T.: A kvarkoktól a galaktikus társadalomig. Kossuth, 1975
Papp D.: Élet a csillagokon. Gondolat, 1945
Sagan, C.: Kapcsolat. Édesvíz Kiadó, 1993
Sklovszkij, J. Sz.: Világegyetem, élet, értelem. Gondolat, 1976 Toró T. (szerk.): Kozmikus társkeresés. Kriterion, Bukarest, 1983

SETI ÉRTELMEZŐ KISSZÓTÁR

Mértékegységek

Hz		a frekvencia mértékegysége
KHz		kilohertz, KHz = 10³Hz
MHz		megahertz, MHz = 10⁶Hz
GHz		gigahertz, GHz = 10⁹Hz
pm		mikrométer, 10^-6m
nm		nanométer, 10^-9m
Å		ångström, 10^-10m
mas		ezredívmásodperc, 10^-3°
CSE		csillagászati egység, a Föld és a Nap átlagos távolsága, 1,496 10¹¹m
fé		fényév, az a távolság, amelyet a fény egy év alatt megtesz, 63 x 239 CSE = 9,4605 x 10¹⁵m
pc		parsec, az a távolság, amelyről nézve merőleges rálátás esetén egy CSE éppen 1" alatt látszik, 206265 CSE = 3,263 fényév
kpc		kiloparsec, 10³pc
rad		az elnyelt sugárdózis mértékegysége, 1 rad = 0,01 Gy = 0,01 J/kg
dB		decibel, a fizikában a teljesítményszint mértéke, tízszerese a teljesít-ményarány logaritmusának
m		magnitúdó vagy fényrend, a csillagászatban használatos logaritmikus fényességskála. Két egymás utáni magnitúdó között a fényesség aránya 1:2,5. A fényesebb égitest magnitúdója kisebb szám. Szabad szemmel a csillagokat 6 magnitúdóig lehet látni

Egyéb rövidítések

CCD		Charge Coupled Device-töltéscsatolású eszköz
COSPAR		Committee on Space Research-Űrkutatási Bizottság
EIRP		Effective Isotropic Radiated Power-tényleges izotróp kisugárzott teljesítmény, az a látszó energia, amelyet az adó egy megadott vételi jelerősség esetén kibocsátana, ha minden irányba egyenletesen sugározna (izotróp sugárzó). Az antennanyereség és az adóteljesítmény szorzata. Mértékegysége a watt (W).
ESA		European Space Agency - Európai Űrügynökség
ETI		Extraterrestrial Intelligence-Földön kívüli értelem
IAA		International Academy of Astronautics - Nemzetközi Asztronautikai Akadémia
IAF		International Astronautical Federation - Nemzetközi Asztronautikai Szövetség
IAU		International Astronomical Union-Nemzetközi Csillagászati Unió
ICSU		International Council of Scientific Unions - Tudományos Uniók NemzetköziTanácsa
IISL		International Institute of Space Law- Nemzetközi Világűrjogi Intézet
MCSA		Multichannel Spectrum Analyzer-sokcsatornás színképelemző
NASA		National Aeronautics and Space Administration - Nemzeti Légügyi és Űrhajózási Igazgatóság
NRAO		National Radio Astronomy Observatory - Nemzeti Rádiócsillagászati Obszervatórium
RFI		Radio Frequency Interference-rádiófrekvenciás interferencia
SNR		Signal-to-Noise Ratio-jel/zaj viszony
URSI		Union Radio-Scientifique Internationale (fr) - Nemzetközi Rádiótudományi Unió
VLA		Very Large Array-igen nagy elrendezés, 27 darab összekapcsolt, 25 m-es rádiótávcsőből álló rendszer Új-Mexikó területén. Összesen 351 darab interferométerként működik, effektív átmérője 34 km
WARC		World Administrative Radio Conference - Világ Adminisztratív Rádió Konferencia a rádiófrekvenciák szétosztására

SZAKKIFEJEZÉSEK

antennanyereség Teljesítményarány, amely arról ad felvilágosítást, hogy a vevőantenna az adóantenna irányából hányszor érzékenyebben képes a jeleket venni, mintha a teljes teljesítményt gömbszimmetrikusan és egyenletesen venné a tér minden irányából. asztrometria Égitestek pontos pozíciójának és mozgásának meghatározására szolgáló tudományág a csillagászaton belül. Compton-effektus Ha egy röntgenkvantum a Compton-szórás során atomban kötött elektronnal ütközik, akkor energiájának csak egy részét adja át az ütközést követően kibocsátott Compton-elektronnak, és ezért kisebb energiával, vagyis megnövekedett hullámhosszal hagyja el az atomot. csillagászati egység (CSE) A Föld és a Nap átlagos távolsága, 1,496 x 10¹¹m. csillagpopuláció Hasonló tulajdonságú csillagok egy-egy csoportja. Az I. populáció viszonylag fiatal, fényerős és nehéz elemekben gazdag csillagokból áll, amelyek főképp a galaxisok fősíkjában, a spirálkarok mentén koncentrálódnak (pl. nyílthalmazok, kék óriáscsillagok, cefeidák). A II. populációhoz a nehéz elemekben szegény, öregebb csillagok tartoznak, amelyek főképp a galaxisokat körülvevő „halóban", és a galaxis magjának környékén találhatók (pl. hosszú periódusú változók, gömbhalmazok). Újabb felosztás szerint az I. populáció idősebb része a vékony korong, míg a II, populáció fiatalabb része a vastag korong populációt alkotja a Tejútrendszeren belül. A legidősebb, 6 milliárd évnél régebben keletkezett, nehéz elemekben igen szegény csillagok tartoznak a halo populációhoz. deklináció Egy égitest (csillag) szögtávolsága az égi egyenlítőtől. Jele d. Doppler-effektus Frekvenciaeltolódós (Doppler-eltolódás), amely annak következtében jön létre, hogy a sugárzást kibocsátó forrás távolodó, vagy közeledő mozgásban van a megfigyelőhöz képest. A frekvenciaeltolódós a relatív sebességtől függ. Folyamatosan távolodó forrásnál a megfigyelő alacsonyabb, folyamatosan közeledőnél magasabb frekvenciát észlel a kibocsátottnál (vöröseltolódás, illetve kékeltolódás). A kibocsátó atomok mozgása hozza létre a színképvonalak Doppler-kiszélesedését. efemerisz, efemerida Természetes vagy mesterséges égitest jövőbeli időpontokra számított paramétereinek, többnyire geocentrikus koordinátáinak sorozata. Fényességre, vagy más fizikai jellemzőkre is vonatkozhat. felbontóképesség Két egymáshoz legközelebb lévő tárgypont (égitest) szögtávolsága, amely egy adott műszerrel még éppen megkülönböztethetd. fénygörbe Diagram, amely egy változó fényességű égitest látszó fényességének időbeli változását ábrázolja. fluxus Kisugárzott felületi teljesítmény a megfigyelés helyén. Általában valamely fizikai mennyiség átáramlási üteme egy referenciafelületen keresztül. Speciálisan az egységnyi felületen az egyik féltér felé áthaladó teljes sugárzási teljesítmény. Egysége ~N~rr,z. fotometria A csillagok vagy más égitestek fényességének mérésére alapozott tudományág a csillagászaton belül. fősík A korong alakú Tejútrendszernek a karokat is tartalmazó szimmetriasíkja (lásd Tejútrendszer fősíkja). fősorozat A Hertzsprung-Russell-diagram vízszintes tengelyén a csillagok felszíni hőmérséklete (szín vagy színképtípus), függőleges tengelyén az abszolút fényessége szerepel. E diagramon a legtöbb csillag egy, a fényes és forró csillagoktól a halvány és hidegebb csillagokig terjedő, átlósan elhelyezkedő sávba esik. Ez a fősorozat vagy főág. gömbhalmaz Csillagok gömb alakú elrendeződése, amelyben a csillagsűrűség a középpont felé erősen növekszik. A II. populációhoz tartoznak, koruk több mint 10 milliárd év. A gömbhalmazok térbeli eloszlása Tejútrendszerünkben szintén gömb alakú. gyors Fourier-transzformáció A Fourier-transzformáció digitális elvégzésének hatékony algoritmusa. A SETIeljárásokban széles körben alkalmazzák a spektrális eloszlásfüggvény (power spectrum) kiszámítására frekvenciafüggő jelsorozatokból. interferométer Berendezés, amely két hullám interferenciáját hasznosítja egészen kis szögek (pl. csillagok átmérője, relatív pozíciója) meghatározására. kozmikus háttérsugárzás Sugárzás, amely a Világegyetemben minden irányból egyenletesen érkezik. Maximuma körülbelül a 2 mm hullámhosszra esik, ami 2,7 K hőmérsékletű feketetestsugárzásnak felel meg. Az Ősrobbanás maradványsugárzásának tekintik. kozmogónia Az égitestek keletkezésével és fejlődésével foglalkozó tudományág, a csillagászaton belül. Kuiper-öv Lapos gyűrű alakú övezet a Naprendszer külső határvidékén, 40-100 CSE távolságban. Benne még a Naprendszer kialakulásának idejéből visszamaradt kisebb égitestek, üstökösmagok, kisbolygók és porszemek keringenek a Nap körül. Lagrange-pontok Öt librációs pont elnevezése (jelzésük L₁, L₂, L₃, L₄, L₅) egy három testből álló rendszerben. E pontokban egy elenyésző tömegű test (űreszköz) a két másik, nagy tömegű égitest vonzóhatása ellenére viszonylag stabil pályán maradhat. librációs pont Lásd Lagrange-pont. munkaciklus Szabályosan ismétlődő impulzusok alkotta jelsorozatban az impulzus hosszának és az ismétlődés periódusának aránya. oppozíció Szembenállás, amikor a Földről nézve az égitest éppen a Nappal szemközt helyezkedik el. parallaxis Egy test pozíciójának szögeltolódása, midőn különböző térbeli pontokból figyelik meg. Csillagok esetében a parallaxis az az ívmásodpercben kifejezett szög, amelynek a kétszerese a Föld pálya két átellenes pontjából végzett megfigyeléskor tapasztalható pozícióeltolódás. A csillagparallaxis tehát az a szög, amely alatt az átlagos Föld-Nap távolság a csillagról nézve merőleges rálátás esetén látszik. pulzár Neutroncsillaggal kapcsolatos rádióforrás. A kibocsátott szabályos rádióimpulzusok igen rövidek, és valószínűleg szinkrotronsugárzásból származnak, amelyet az égitest erős mágneses terében elektronok váltanak ki. A pulzár rádiósugárzásában mért periodicitás megfelel a neutroncsillag tengelyforgási idejének. radiális sebesség Valamely égitest távolodási vagy közeledési sebessége a Földhöz képest. Egysége km/s. sajátmozgás Valamely égitest térbeli mozgásának az égboltra eső vetülete. A csillagok sajátmozgása a közelebbieknél nagyobb, mint a távolabbiaknál. Egysége ívmásodperc%v. szcintilláció A csillagok fényének a légkör hatására bekövetkező gyors, rendszertelen fényesség-, szín- és irányváltozása. Hasonló jelenség a csillagközi gáz hatására is bekövetkezik. színképosztály A csillagokat felszíni hőmérsékletük alapján osztályokba sorolják. A legforróbbtól kiindulva, a hagyományosan nagybetűkkel jelzett, fontosabb osztályok a következők: O, B, A, F, G, K, M. Mindegyik osztályt 0-tól 9-ig terjedő számokkal alosztályokra bontják, ahol 0 tartozik a magasabb hőmérséklethez. Például az A csillagok felszíni hőmérséklete 10 000 K, az M típusúaké 3000 K körüli. A Nap G1 típusú törpecsillag 5500 K effektív hőmérséklettel. A törpecsillagokat az osztályt jelző nagybetű elé írt d, az óriáscsillagokat gbetű különbözteti meg. szupernóva Valamely csillag hirtelen történő, erős kifényesedése, miközben tömegének jó részét a világűrbe löki. Szupernóvakitörés egy nagy tömegű csillag életének végén lép fel; ami visszamarad belőle az általában egy neutroncsillag, esetleg fekete lyuk. Tejútrendszer fősíkja Galaxisunkat csillagok, por és gáz lapult, a középen kissé kidudorodó korongja, valamint az egész rendszert körülvevő, gömb alakú halo alkotja. A korong szimmetriasíkja a Tejútrendszer fősíkja. vízablak A mintegy 1400 és 1700 MHz közötti frekvenciasáv hagyományos neve. A sáv két végét a víz disszociációjakor keletkező alkotóelemek vonalai jelölik ki. Fontos szerepet játszik a hagyományos SETI-programokban. zajhőmérséklet A zaj mennyiségi jellemzésének egyik szokásos, a híradástechnikában elterjedt módja. Azt a hőmérsékletet jelenti, amelyre a bemeneti ellenállást fel kell fűteni ahhoz, hogy annyi zajt gerjesszen, ami a vevőn felerősítve éppen a vevő teljes kimeneti zaját adja. Megadható Kelvin-fokban. NÉHÁNY, A KÖNVYBEN SZEREPLŐ SETI-SZEMÉLYISÉG RÖVID ÉLETRAJZA John Billingham Amerikai orvos, SETI-kutató. 1930-bari született Angliában. 1954-ben fejezte be orvosi tanulmányait Oxfordban. 1965-től a NASA Ames kutatóközpontban az élettudományi osztály, majd a SETI Iroda vezetője. 1994-től 1998-ig a SETI Intézet főmunkatársa. Részt vett az Apollo-programban. 1970-ben a Cyclops-terv egyik vezetője, 1976-tól 1997-ig az IAA SETI bizottság elnöke. Sokat tett a SETI-programok nemzetközi elismertetése érdekében. Giuseppe Cocconi Olasz elméleti fizikus. 1914-ben Combban született. 1947-től az amerikai Cornell egyetem professzora, ahol részecskefizikával, kozmikus sugárzással és rádiócsillagászattal foglalkozik. 1959-ben Morrisonnal közösen írják alapvető cikküket a Nature-be a CETI lehetőségéről. 1963-tól a genfi CERN nukleáris kutatóközpont munkatársa. Steven Dick Amerikai csillagász és tudománytörténész, a Naval Observatory (Washington) munkatársa. A NASA SETI program történésze, több alapvető könyv szerzője. Frank Drake Amerikai csillagász. 1930-ban született Chicagóban. A Cornell egyetemen mérnöki, a Harvardon csillagászati diplomát szerzett. 1958 és 1963 között az NRAO Green Bank rádiótávcsövének felelős vezetője. 1959-ben részt vett a Jupiter sugárzási övezeteinek felfedezésében. 1960-ban az OZMA terv megalkotója és végrehajtója. Fontos szerepet játszott a pulzárok megfigyelésében és értelmezésében is. 1966-tól 1968-ig az arecibói rádióobszervatórium, majd a Nemzeti Csillagászati és Ionoszféra Központ igazgatója 1981-ig. A Cornell egyetem csillagászati és űrtudományi tanszékének professzora, 1984-től a kaliforniai Santa Cruz egyetem professzora. Megalakulása, vagyis 1984 óta a SETI Intézet igazgatója. Az IAU bioasztronómiai bizottság elnöke volt. A SETI-kutatások egyik fő elméleti és gyakorlati szaktekintélye, a nevezetes Drake-formula megalkotója. Freeman Dyson Angol elméleti fizikus. 1923-ban született, 1947 óta az Egyesült Államokban él. Princetonban a Felsőfokú Tanulmányok Intézet professzora, a kvantumelektrodinamika és a térelmélet világhírű kutatója. Számos tanulmánya foglalkozik a SETI problémáival, a „mesterséges bioszféra", a Dyson-gömb gondolatának megalkotója. Jean Heidmann Francia csillagász, a párizsi obszervatórium főmunkatársa. Az IAA SETI bizottságának és az IAU bioasztronómiai bizottságának titkára. Nyikolaj Kardasov Orosz csillagász. 1932-ben született, Moszkvában. 1967-től az Űrkutatási Intézet (IKI) munkatársa, igazgatóhelyettes. Mind a kísérleti, mind az elméleti asztrofizikában fontos eredményeket ért el. Fő kutatási eredményei a rekombinációs rádióvonalak felfedezése, a Rák-köd központi csillagának jellegére vonatkozó előrejelzése, a VLBI technika kidolgozása. Az első olyan kísérlet tudományos vezetője volt, melynek során rádiótávcsövet juttattak a világűrbe. 1964-ben javasolta a szupercivilizációk azóta mindenütt használt osztályozását. Az Űrkutatási Intézet szamarkandi rádiócsillagászati obszervatóriumának igazgatója volt. Jelenleg a tervezett Radioasztron rádiócsillagászati hold programjának vezetője. Guillermo Lemarchand Argentin rádiócsillagász. A Buenos Aires-i egyetem Rádiócsillagászati Intézetének munkatársa, 1986 óta a SETI-csoport tagja. 1993-tól a Bioastronomy News szerkesztője. 1992-ben Sagan közvetlen munkatársa volt a Cornell egyetemen. Claudio Maccone Olasz matematikus, SETI-kutató. 1948-ban született Torinóban. Az Alenia Spazio cég és a Giuseppe Colombo Asztrodinamikai Központ munkatársa. Részt vett a Quasat hold, a dróton lógatott olasz hold és a Mars körüli közvetítőhold munkálataiban. Kezdeményezője a Nap fókuszába indítandó FOCAL programnak, több könyv szerzője és asztrodinamikai konferenciák szervezője. Az IAA Interstellar Exploration bizottság titkára. Marx György Magyar fizikus, akadémikus. 1927-ben született, Budapesten. Az Eötvös Loránd Tudományegyetem professzora, 1970-től 1992-ig az Atomfizikai Tanszék vezetője. Kossuth-díjas. Még 1952-ben fogalmazta meg a lepton-töltés megmaradásának törvényét, a szubnukleáris fizika egyik legfontosabb alapelvét. Kutatási területe a részecskefizika és az asztrofizika határterülete. Tevékenysége kiterjed a SETI-kutatásokra is, az IAU bioasztronómiai bizottságának elnöke is volt. Philip Morrison Amerikai fizikus. 1915-ben született New Jersey-ben. Részt vett az atombomba megépítését célzó Manhattan-tervben. Fő kutatási területe a magfizika alkalmazósai az asztrofizikában és a kozmológiában. 1946 és 1965 között a Cornell egyetem munkatársa. 1959-ben Cocconival együtt írt dolgozata indította meg a SETI-kutatásokat, amelynek azóta is egyik vezetője. 1965-től a Massachusetts Műszaki Egyetem fizikaprofesszora. Bernard Oliver Amerikai mérnök, SETI-kutató. 1916-ban született, 1995-ben hunyt el. 1935-ben a Stanford egyetemen végzett villamosmérnökként. Először a Bell laboratóriumban, majd a Hewlett-Packard cégnél dolgozott. Huszonöt évig volt a cég kutatási és műszaki fejlesztési kérdésekkel foglalkozó alelnöke. Fontos eredménye a világ első zsebkalkulátorának, a HP-35-nek a megalkotása. 1960-tól érdeklődött az intersztelláris kommunikáció lehetőségei iránt, 1971-ben a Cyclops-terv egyik vezetőjeként fogalmazta meg a feladatokat. Nagy szerepe volt abban, hogy 1993-ban a Phoenix-terv megszülethetett. Több mint 50 találmány szerzője. 1994-95-ben a SETl lntézet tanácsadója. Michael Papagiannis Görög származású amerikai csillagász. A bostoni egyetem professzora. Az IAU montreáli kongresszusán 1979-ben tartott előadása nyomán lett a Földön kívüli élet kutatása a Nemzetközi Csillagászati Unió egyik témája, őt választották az 1982-ben megalakított bioasztronómiai bizottság első elnökévé. A Bioastronomy News kiadvány megalapítója és első szerkesztője. Rudolf Pesek Cseh mérnök, SETI-kutató (1905-1989). A Prágai Műszaki Egyetem folyadékmechanika tanszékének professzora és a Csehszlovák Tudományos Akadémia asztronautikai bizottságának elnöke volt. Megalapította az IAA SETI bizottságát (1966) és annak első elnöke volt. Carl Sagan Amerikai csillagász, planetológus. 1934-ben New Yorkban született, 1996-ban hunyt el Seattle-ben. A Cornell egyetem csillagászati és űrtudományi tanszékének professzora, a bolygókutató laboratórium vezetője volt. Kutatásai kezdetben a Vénusz és a Mars légkörére vonatkoztak. Ő tervezte a Viking űrszondák exobiológiai programját. Fontos szerepe volt a NASA űrszondáinak (Mariner, Voyager, Viking) tudományos irányításában. A SETI-programok egyik megindítója és vezetője, Sklovszkijjal közösen írt monográfiája a téma legteljesebb áttekintése. Kiváló népszerűsítő is, könyvei, de különösen a Kozmosz című tévésorozata az egész világon nagy sikert aratott. Joszif Sklovszkij Orosz csillagász. 1916-ban született és 1985-ben hunyt el. A moszkvai Sternberg Csillagászati Intézet professzora és az Űrkutatási Intézet asztrofizikai osztályának vezetője volt. Igen széles körű, sikeres kutatásai a napkorona magyarázatára, az OH, CH és más molekulák rádiócsillagászati kimutathatóságára, a szupernóvamaradványok rádiósugárzására, a bolygószerű ködök magjára stb. vonatkoztak. Felfedezte, hogy a szupernóvamaradványok szinkrotronsugárzást bocsátanak ki. A „Világegyetem, élet, értelem" című könyve a SETI első tudományos összefoglalása, ez a könyv később Sagan kiegészítéseivel angolul is megjelent, és a SETI alapművévé vált. Élete végén megtagadta korábbi nézeteit, és arra a következtetésre jutott, hogy egyedül vagyunk a Világegyetemben. Donald Tarter Amerikai SETI-kutató, a Nemzetközi Űrkutatási Egyetem előadója. Az IAA SETI bizottság tagja, különösen a felfedezés és válaszadás körülményeinek vizsgálatával foglalkozik. Jill Tarter Amerikai csillagásznő. Született 1944-ben New Yorkban. Berkeleyben végzett csillagász szakon. Eleinte az elméleti nagyenergiájú asztrofizika területén végzett kutatásokat, de már egyetemi hallgató korában bekapcsolódott a SERENDIP SETIprogramba. A NASA SETI-program egyik tudományos vezetője volt, jelenleg a Phoenix SETI Project igazgatója, a SETI Intézet Bernard Oliverről elnevezett tanszékének professzora. 1997-től a IAA SETI bizottság elnöke, 1994 és 1997 között az IAU bioasztronómiai bizottságának elnöke.

2000. december 17.