לדבר עם חייזרים
17/02/2021
בחודש שעבר קרס לעולמו טלסקופ הרדיו המפורסם "ארסיבו" בפוארטו ריקו [1]. ארסיבו שימש היטב את הקהילה המדעית: באמצעותו התגלו, בין השאר, מצבורי קרח אדירים בקוטב הצפוני של מרקורי וגם העדויות הראשונות לקיומם של כוכבי ניוטרונים. לצד תגליות אלו, ולכבוד שיפוץ הטלסקופ ב-1974, שודרה באמצעות ארסיבו הודעה עבור תרבות מתקדמת בחלל החיצון. כיצד שוגר המסר, מה נכתב בו - והאם זה היה בכלל רעיון טוב?
האסטרונום והסופר קארל סייגן ידוע במיוחד בזכות תוכנית הטלוויזיה עטורת הפרסים "קוסמוס", שהגיש בשנות ה-80. מעבר להיותו מנגיש מדע מחונן, סייגן היה גם מדען שמחקרו התמקד במדעים הפלנטריים: חקר כוכבי הלכת במערכת השמש - וגם באפשרות של קיום חיים ביקום. ב-1974 חיברו סייגן והפיזיקאי פרנק דרייק [2], שייסד מאוחר יותר את SETI, הסוכנות לחיפוש אחר חיים חוץ ארציים, הודעה ששודרה מטלסקופ הרדיו ארסיבו אל עבר צביר הכוכבים "הרקולס" (או "m-13", למתקדמים) ובה מסר - מין כרטיס ביקור לאנושות - שנכתב עבור תרבות חייזרית מתקדמת.
כיצד בכלל כותבים מסר עבור תרבות חייזרית, שמן הסתם אינה מבינה אף שפה ארצית? התשובה היא - כמו תמיד - סיינס ביצ׳ז!
ראשית בחר הצמד סייגן-את-דרייק לעשות שימוש בתמונה, אמצעי ויזואלי מנותק מכל שפה ארצית. ואכן, ההודעה מכילה סדרת תמונות, שנראות קצת כמו משחק מחשב משנות ה-80, המסכמות - בעיניהם - את המין האנושי. במרכז התמונה, כמובן, דמות אדם. מעליה ציירו השניים את הסליל הכפול של ה-DNA, ומעליו קידדו - באמצעות מספרים - את אבני הבסיס של הנוקלאוטידים המרכיבים את ה-DNA. כדי לפענח את הנאמר במסר, וגם כדי להדגים את הידע האנושי, נכתבו בראש העמוד הספרות 1 עד 10 בבסיס בינארי. בתחתיתו צויר דגם מייצג של מערכת השמש וגם איור קטן של טלסקופ הרדיו ארסיבו עצמו.
את התמונה ייצגו סייגן ודרייק באמצעות טבלה בת 73 שורות ו-23 עמודות, בה "מולאו" ריבועים מסוימים, בעוד אחרים הושארו ריקים (ראו תמונה). הטבלה הומרה לטור בינארי המורכב מאפסים, המייצגים ריבועים ריקים, ואחדות, המייצגות ריבועים מלאים. כעת אתם אולי יכולים להבין את בחירת ממדי הטבלה: כאשר מקבלי המסר יקלטו את הטור הבינארי בן 1679 המשבצות הם יוכלו להמיר אותו לטבלה אחת ויחידה, שכן 73 ו-23 הם מספרים ראשוניים; כאלו המתחלקים רק בעצמם וב-1. כדי למנוע בלבול וידאו סייגן ודרייק שהטבלה תהיה בעלת משמעות רק כשהמסר יוצג בצורה אנכית (כלומר, 73 שורות ו-23 עמודות - ולא להפך). בשלב הבא תורגם המסר מתמונה לגלי רדיו באמצעות טריק מחוכם.
כדי לשגר את התמונה אל הכוכבים השתמש הצמד באפנון תדר (FM), טכניקה שאתם בוודאי מכירים מהאזנה לרדיו המקומי שלכם [3]. כדי להבין כיצד עובדת טכנולוגיה זו - נניח שאתם מעוניינים להעביר מסר בינארי לשכן בבית ממול בשעת לילה, בלי להעיר את כל הרחוב בצעקות. כדי לעשות זאת יש לכם שתי אפשרויות: אפשרות ראשונה היא לקחת פנס ולהסתיר את אלומת האור באמצעות גיליון נייר, שלא יחסום אותה לגמרי אבל יפחית את בהירותה. אם תרצו, למשל, לשגר את הספרה 1 תשתמשו באור חזק, ואם תרצו לשגר את הספרה 0 תשתמשו באור חלש. טכניקה זו, המכונה אפנון משרעת (AM) עובדת לא רע - אבל נתונה לבעיות. מה אם בדיוק עבר ברחוב אוטובוס ישן, והעשן הסמיך מהאגזוז שלו עמעם את אור הפנס שלכם? כיצד ידע השכן אם התכוונתם לסמן 0, או שפשוט מדובר בתקלה?
כדי לפתור זאת הציג ב-1935 המהנדס האמריקני אדווין ארמסטרונג את רעיון אפנון התדר. ארמסטרונג הציע שבמקום לשנות את חוזק הפנס, נשנה את תדירות האור שהוא מפיק. כלומר, כדי לייצג את הספרה 1 ניתן להשתמש באור בעל תדירות גבוהה יותר, כמו אור ירוק, וכדי לייצג את הספרה 0 ניתן להשתמש באור בעל תדירות נמוכה יותר, כמו אור אדום. גם אם אור הפנס יתעמעם בשל נסיבות לא צפויות, עדיין השכן יבחין בתדירויות השונות של האור המגיע אליו ויוכל לפענח את המסר.
התמונה הבינארית המופיעה במסר ארסיבו קודדה לאות רדיו בטכנולוגיית אפנון תדר: ריבועים "מלאים" שודרו כאות רדיו בעל תדר גבוה וריבועים "ריקים" שודרו כאות רדיו בעל תדר נמוך. לאחר מכן שוגר המסר מטלסקופ הרדיו המנוח ארסיבו אל צביר הכוכבים m-13.
חלק ממסר ארסיבו, מודגש בצבעים לשם המחשה
עם היוודע דבר השידור לציבור נשמעו בו קולות המבקרים את ההחלטה הפזיזה. מדוע יש לשתף את היקום במיקומנו המדויק? כיצד אנחנו יודעים שמי שיקלוט את המסר לא חורש כוונות רעות [4]?
סייגן קיבל את הביקורות בשלוות נפש. ראשית, הוא טען, צביר הכוכבים הזה נמצא במרחק של כ-20,000 שנות אור מכדור הארץ. כלומר, לאות אלקטרומגנטי שנע במהירות האור יקח כ-20,000 שנים להגיע אליו. שנית, אם תחשבו על זה, מאז המצאת הרדיו בתחילת המאה ה-20 צועקים בני האדם מסרים לחלל במהירות האור. הודעות הרדיו המוקדמות ביותר שבקעו מכדור הארץ כבר נמצאות כבר בערך מאה שנות אור ממנו - רחוק בהרבה ממסר ארסיבו. עבור סייגן, מסר ארסיבו אינה עוד דרך פרקטית לתקשר עם חייזרים, אלא הדגמה המזקקת את יכולותיה הטכנולוגיות האדירות של האנושות בעידן החלל, לביצוע משימה שעד לא מזמן נדמתה דמיונית לגמרי.
מקורות והרחבות:
[1] קריסת ארסיבו
[2] על משוואת דרייק
[3] על אפנון תדר ומשרעת באתר של מכון דוידסון
פוסט דוקטורנט במחלקה למדעי כדור הארץ, סטנפורד, קליפורניה. חוקר גיאומורפולוגיה ויציבות של קרח בקטבים של כוכבי לכת במערכת השמש. לשעבר מנהל התוכן של העמותה
