torstai 18. helmikuuta 2021

SETI, eksot ja kosminen äly

Huomaan, että olen kirjoittanut kohtalaisen säännöllisesti maapallon ulkopuolisesta älystä, alkaen vuodesta 2011. Aihe on jostain syystä kiinnostava, mutta onko siitä uutta sanottavaa? Ainakin voidaan tehdä tilannepäivitys. Uusia näkökulmiakin löytyy. Nyt ajattelin käydä läpi näkökulmia hankkeen järkevyyteen. Pitäisikö ne pienet vihreät miehet (LGM, little green men) jo löytää, ja miksei niitä ole löydetty? Ja niin tai näin, kannattaako siihen touhuun kumminkaan satsata?

SETI (Serarch for Extra-Terrestrial Intelligence eli Maan ulkopuolisen älyn etsiminen) on sen synnyttämistä mielikuvista huolimatta ihan vakava hanke. Systemaattinen SETI- tutkimus käynnistyi Frank Draken aloitteesta 1960-luvun alussa, ja herätti heti paljon huomiota. Keskeisenä tutkimusmenetelmänä on alusta alkaen ollut etsiä avaruudesta tulevia poikkeuksellisia radiosignaaleja, jotka voisivat olla vieraan sivilisaation tuottamia. Vuosikymmenien kuluessa mittalaitteiden herkkyys on parantunut merkittävästi, mutta avaruudessa ei ole havaittu älykkäiden olentojen harjoittamaa radioliikennettä. Tarkoittaako se, että hanke on vakava erehdys?

Onko avaruudessa elämälle otollisia paikkoja?

SETIn aloittamisesta on kulunut 60 vuotta. Maailmankuvamme on muuttunut paljon, ja käsitykset elämälle suotuisista paikoista ovat myös muuttuneet. Oman maapallomme kaltaisia planeettoja on aikaisemmin pidetty hyvin harvinaisina, mutta tuoreiden havaintojen mukaan pelkästään omassa galaksissamme niitä voisi olla 300 miljoonaa. Teleskooppihavaintoja on saatu jo yli 4000 eksoplaneetasta. Elämälle suotuisa paikka on todennäköisimmin kiviplaneetta, joka on sellaisella etäisyydellä emotähdestä, että planeetalla voisi olla juoksevaa vettä. Tällaista aluetta tähden ympärillä sanotaan elämänvyöhykkeeksi. Vyöhykkeellä voi kuitenkin vallita elämän syntyä tai mutkikasta elämää haittaavia olosuhteita. Emotähti voi olla levoton ja tuottaa haitallisia säteilyryöppyjä. Tai lähistöllä voi tapahtua tähtiräjähdyksiä tai sijaita aktiivisesti säteileviä kohteita kuten mustia aukkoja. Tai tähtikunnassa voi olla paljon pikkukappaleita, jolloin meteori- tai komeettapommitus tuhoaa elämän ituja. Mahdollisuuksia elämälle on siis paljon tiheämmässä kuin on ajateltu. Toisaalta epävarmuuttakin on paljon.

Millaisia merkkejä elämästä eksoplaneetoilla voidaan havaita?

Eksoplaneetat ovat kaukana, lähimmät noin viiden valovuoden päässä. Erottelukykyisiä kuvia niistä ei siis toistaiseksi saada. Kemiallisia yhdisteitä voidaan periaatteessa tunnistaa spektroskopialla, kun tähden valo kulkee eksoplaneetan kaasukehän läpi. Elämän löytäminen perustuisi biologisen elämän tuottamaan kemialliseen jälkeen. Vastaavasti kosminen äly voisi olla havaittavissa sen teknologisen luovuuden kautta, mikäli älykäs laji olisi ryhtynyt tuottamaan teknologiaa. Teknologian jalanjälki näkyisi eksoplaneetoista tehdyissä havainnoissa ehkä jopa selvemmin kuin biologinen elämä. Teknologian epäsuorat jäljet näkyvät ilmakehän kaasuissa ja pölyissä, ne näkyvät nopeissa kasvillisuuden muutoksissa ja rakennustoiminnan aiheuttamina muutoksina pinnanmuotoihin ja pinnan ainesjakaumaan. Lisäksi teknologia näkyisi keinovalona ja nopeasti lisääntyneenä radiosäteilynä. Voidaan jopa ajatella, että jos sivilisaatiolla olisi käytössään hyvin tehokasta teknologiaa, se voisi järjestellä koko tähtikunnan olosuhteita mieleisekseen. Se voisi rakentaa avaruuteen vaikka heijastimia, varjostimia tai lisää elintilaa. Tai se voisi rakentaa koko tähtikunnan mittakaavaisia suuria tutkimuslaitteita, antenneja tai teleskooppeja. Toistaiseksi megastruktuureihin viittaavat epävarmat havainnot ovat kuitenkin saaneet arkisemman selityksen.

Auttaako tekniikan kehitys löytämään avaruudesta elämää?

SETI-projektin aikana mittalaitteiden herkkyys on parantunut. Joitain rajoja tulee kuitenkin vastaan, lämpökohina ja kvantti-ilmiöt rajoittavat ilmaisimien herkkyyttä. Maan pinnalle ei myöskään voida rakentaa kovin suuria laitteita. Eräs tuore arvio on, että avaruuden asukkaiden lähettämän radiosignaalin löytämiseen nykytekniikalla tarvittaisiin keskimäärin 1500 vuotta. SETIn laihat tulokset eivät siis ole asiantuntijoille yllätys. Valtava harppaus saadaan aikaan viemällä mittalaitteita avaruuteen. Ilmakehän häiritsevä ja suodattava vaikutus poistuu, ja teleskooppien mitoissa voidaan siirtyä aivan uuteen kokoluokkaan. Pääosa eksoplaneettalöydöistä on jo tehty avaruusteleskoopeilla. Toisaalta syntyy ongelma: hyvin herkän radioteleskoopin tai optisen teleskoopin mittauskeila on kapea. Siksi se on osattava suunnata täsmälleen oikeaan kohtaan. Eksoplaneettojen kartoitus auttaa löytämään alueita elämän etsimiseen.

Voiko avaruudessa olla toisenlaisia elämänuotoja?

Voimme ajatella edes jollain tapaa realistisesti elämän syntyvän vain jonkun planeetan pinnalle ja likimain Maata vastaaviin oloihin. Mielikuvituksemme voi toki loihtia esimerkiksi kaasuolentoja tai energiaolentoja. Ne ovat kuitenkin vain siirrettyjä mielikuvia vailla tunnettuja fysikaalisia rakentumisen periaatteita. Omaa elämänmuotoamme muistuttavien olentojen kehittymisen näkökulmasta kosmos voi tarjota kaksi tärkeää resurssia: aikaa ja riittävän rauhalliset olosuhteet. Monet kosmoksen kolkat ovat liian rauhattomia. Vastaavasti voisimme ajatella, että jos elämä saisi jossain planeettakunnassa kehittyä rauhassa oman planeettamme kehityshistoriaa paljon pidemmän ajanjakson, se saattaisi yltää meitä korkeammalle tasolle. Elämän edellytyksiin näyttäisi kuuluvan elinympäristön monipuolisuus. Vesien peittämä planeetta tarjoaa suotuisan ympäristön varhaisten elämän muotojen kehittymiselle. Vesi suojelee vaaralliselta säteilyltä ja suurilta lämpötilan vaihteluilta. Vedessä kemikaalit ja ravinnoksi sopivat aineshiukkaset liikkuvat vavattomasti, ja vedessä eliöiden on paljon helpompi liikkua kuin kuivalla maalla. Seuraavassa evoluution vaiheessa kuiva maa tarjoaa suurempia haasteita, mutta myös kehittymisen mahdollisuuksia. Jos haluaisimme etsiä elämää ylläpitäviltä planeetoilta älykkäitä lajeja, kannattaisi etsintä keskittää taivaankappaleisiin, joilla esiintyy sekä tiheiden metsien peittämiä alueita että tasankoja. Korkeuserot ja kiipeileminen tuottavat monipuolisia kykyjä.

Mitä voidaan sanoa älykkäiden olentojen kehittymisestä?

On suoraviivaista kuvitella älykkäät olennot saman kaltaisiksi kuin me itse, täällä ainakin löytyy toimiva malli. Ihmisen esi-isät olivat puissa kiipeileviä apinoita. Niille oli kehittynyt tarttumiseen erikoistuneet ja monipuoliset eturaajat. Muilla suuriaivoisilla lajeilla evoluution jarruksi tulivat merinisäkkäiden kömpelöt evät ja elefanttien töppöjalat. Ilman taitavia käsiä nisäkkäiden älyllisen kehityksen korkeimmaksi saavutukseksi olisi jäänyt monipuolinen sosiaalinen elämä, joka ei olisi koskaan jalostunut teknologiaksi.

Mielikuvituksemme voisi tosin loihtia myös taitavasti lonkeroitaan käyttäviä ja teknologiaa hyödyntäviä merenalaisia lajeja. Tiedämmehän, että eräät planeettamme nilviäiset ovat hämmästyttävän älykkäitä. Fysikaalisista syistä meressä elävä teknologinen laji ei käyttäisi pitkän matkan kommunikointiin radioaaltoja, vaan luultavammin moduloituja akustisia värähtelyjä, ja ne taas eivät leviäisi avaruuteen. Tällaisista älykkäistä lajeista emme saisi tietää mitään, muuten kun vierailemalla planeetalla. Riittävän monimutkaiset pinnanmuodot ja erikoiset sääilmiöt saattaisivat tuottaa myös aivan toisen näköisiä älykkäitä lajeja.

Voimme kuvitella myös älykkäitä yhteisöjä, jotka eivät rakennu symboliselle kommunikaatiolle. Tieteiskirjallisuudessa tunnetaan kyborg-kulttuurit, joita maapallolla edustavat yhteiskuntahyönteiset, kuten mehiläiset, termiitit ja muurahaiset. Huolimatta yksilöiden sangen vaatimattomasta älyn tasosta niistä muodostuneet yhteiskunnat toimivat hämmästyttävän tehokkaasti ja älykkäästi.

Meidän olisi helpompaa kuvitella tapaavamme kosmoksessa älykkäitä koneita, jotka olisivat jopa saman tapaisia kuin omat älykkäät koneemme. Niiden tiedonkäsittelykykyä ja sensorien suorituskykyä on helppoa skaalata mielikuvissamme. Älykäs biologinen laji voisi rakentaa tällaisia koneita, esimerkiksi tutkimaan universumia laajemmin kuin mihin niiden oma biologinen elinikä tai fyysinen kestävyys antaisivat myötä. Itse asiassa oma lajimme tekee jo tätä samaa. Älykkäitä koneita voisimme tavata myös kolonisoimassa galaksiamme. Tämä idea on omaksuttu suoraan ihmiskunnan löytöretkien historiasta.

Kosmisen älyn löytäminen on vähemmän uskottavaa kuin sen olemassaolo. Mitä mieltä SETIn jatkamisessa on?

Nykyinen SETI on erilainen kuin 60 vuotta sitten. Se on laajentunut sateenvarjokäsitteeksi, jonka alla on muun muassa astronomiaa, fysiikkaa, kosmologiaa ja astrobiologiaa. Se tutkii laajasti maan ulkopuolista elämää, mutta samalla kehittyy tietämyksemme myös oman planeettamme elämänmuodoista ja kehityksestä. SETIn näkökulma on arvokas ja hyödyllinen, se tarkastelee maailmaa kosmisesta perspektiivistä.

Kävivätkö muukalaiset juuri täällä?

Tässä kirjoituksessa on lähes pakko mainita Oumuamua, eli virallisesti 1 I/2017 U1. Se on Aurinkokunnassa vieraillut liikkuva tähtienvälinen kappale, joka havaittiin lokakuussa 2017. Tähän vaeltajaan liittyy kaksi kiinnostavaa asiaa. Sen vierailu muistuttaa sensaatiomaisen tarkasti Arthur C. Clarken tieteisromaanissa Rendezvous with Rama (1973, suom. Uhka avaruudesta) kuvatun Rama:ksi ristityn tähtienvälisen avaruusaluksen vierailua. Toinen kiinnostava asia on Oumuamuan epätavallinen muoto ja liikkuminen. Kappaleen muodosta ei ole saatu selvää käsitystä, mutta se on epätavallinen: se on joko hyvin pitkulainen noin 400 m pituinen kappale, tai levymäinen, ja väriltään punertava. Varsinaista kuvaa siitä ei saatu. Ohitettuaan Auringon kappale kiihdytti hieman vauhtiaan. Matkaajan muodolle ja liikeradalle ei ole saatu vakuuttavia selityksiä, ja jossain määrin sen keinotekoisuudestakin keskustellaan.

Clarken romaanissa astronautit tunkeutuvat Ramaan. Sen enempää en kirjasta kerro, sen idea perustuu arvoitukseen ja sen vähittäiseen selvittämiseen, enkä aio pilata lukunautintoa. Ihmiskunta ei ehtinyt reagoida Oumuamuaan. Se ilmaantui liian yllättäen, eikä meillä olisi ollut valmista teknologiaa sen tutkimiseen. Ehkä tällainen valmius pitäisi hankkia. Tuskin uusi Oumuamua tai sen kaltainen kappale aivan pian käy luonamme (toisin kuin Rama II), mutta siihen on painavampia syitä. Palaan asiaan lähiaikoina.