Làm thế nào chúng ta sẽ phát hiện một hành tinh doppelganger Trái đất?


14

Với công nghệ hiện tại của chúng tôi, hoặc công nghệ có sẵn trong tương lai gần (đến năm 2025), làm thế nào chúng ta có thể phát hiện một hành tinh giống hệt như của chúng ta, và nó có thể được phát hiện gần đến mức nào?

Những phương pháp nào cho đến nay đã được chứng minh là hiệu quả nhất để phát hiện các hành tinh giống Trái đất và những gì chúng có thể tiết lộ về bầu khí quyển, tính chất quỹ đạo và loài của chúng ta?


Câu hỏi này là thức ăn thú vị để suy nghĩ về cả một nền văn minh ngoài trái đất với công nghệ tương đương có thể tìm thấy chúng ta dễ dàng như thế nào và chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy chúng như thế nào.

Với mục đích của câu hỏi, chúng tôi sẽ cho rằng có một hành tinh có nền văn minh với những tiến bộ công nghệ tương đương có thể tồn tại ở bất cứ đâu.


2
Điều tôi đang cố gắng hiểu là nếu có một hành tinh / nền văn minh giống như chúng ta, liệu chúng ta có thể phát hiện ra điều đó.
Jordan


Nếu họ giống hệt chúng tôi và trong vòng 60LY, chúng tôi sẽ xem chương trình "I Love Lucy" của họ.
Jack R. Woods

Trên thực tế, một trong những câu trả lời dưới đây nói về những gì cần thiết để xem Lucy. Rõ ràng có rất nhiều người ủng hộ SETI nghĩ rằng chúng ta có thể tìm thấy cuộc sống thông minh với công nghệ mà chúng ta có ngay bây giờ. Nếu bạn muốn "chính xác như chúng tôi", điều đó có lẽ không tồn tại trong thiên hà của chúng ta trong khoảng thời gian nhỏ bé chúng ta đã là công nghệ và công nghệ thay đổi nhanh như thế nào. Giả sử bạn đang nói giả thuyết và nói về một nền văn minh kỹ thuật, điều đó sẽ phụ thuộc vào việc họ có muốn được tìm thấy hay không. Mặt khác, chúng tôi quay lại tìm Lucy (nói theo nghĩa bóng).
Jack R. Woods

Câu trả lời:


4

Avi Loeb và Edwin Turner đã viết một bài báo về khả năng phát hiện một nền văn minh tương tự như của chúng ta trên một thế giới khác bằng cách tìm kiếm ánh đèn thành phố.

Phương pháp đề xuất của họ cho thấy quan sát các mặt tối của các hành tinh khi chúng di chuyển trước ngôi sao mẹ của chúng. Mặc dù họ nói rằng phương pháp này sẽ đòi hỏi các thế hệ kính viễn vọng trong tương lai.

Nguồn:


4

Sử dụng công nghệ hiện tại (và ý tôi là các thí nghiệm và kính viễn vọng hiện có), chúng tôi đã không phát hiện ra một hành tinh "giống Trái đất" và có lẽ chúng tôi sẽ không thể phát hiện sự sống trên Trái đất ngay cả khi quan sát từ khoảng cách vài năm ánh sáng . Do đó, hiện tại không có triển vọng phát hiện sự sống trên một "doppelganger Trái đất". Tôi giải thích dưới đây:

  1. Không có hành tinh nào như Trái đất chưa được phát hiện xung quanh một ngôi sao khác. Điều đó có nghĩa là, không cái nào có khối lượng, bán kính và quỹ đạo tương tự ở mức 1 au (hoặc gần với nó) từ một ngôi sao kiểu mặt trời. Với công nghệ hiện tại, nó chỉ là ngoài tầm với. Do đó, bất kỳ tìm kiếm trực tiếp nào cho sự sống trên một hành tinh giống Trái đất sẽ không thực sự biết bắt đầu từ đâu. Nếu bạn không thể phát hiện các hành tinh ở tất cả sau đó hoàn toàn không có cơ hội nhìn vào thành phần khí quyển của nó để tìm kiếm dấu sinh học (ví dụ như oxy cùng với một khí giảm như mêtan, hoặc chlorofluorocarbons từ một nền văn minh công nghiệp - Lin et al 2014.). Các ngoại hành tinh duy nhất mà các thành phần khí quyển đã được (thô sơ và dự kiến) được đo là "Sao Mộc nóng". - các ngoại hành tinh khổng lồ quay quanh rất gần các ngôi sao mẹ của chúng.

  2. Một tìm kiếm "mù" có thể tìm kiếm chữ ký radio và tất nhiên đây là điều mà SETI đã và đang làm. Nếu chúng ta đang nói về việc phát hiện "Trái đất", thì chúng ta phải cho rằng chúng ta không nói về những nỗ lực truyền tin có chủ ý trong giao tiếp, và do đó phải dựa vào việc phát hiện "cuộc trò chuyện" vô tuyến ngẫu nhiên và tín hiệu vô tình do nền văn minh của chúng ta tạo ra. Dự án SETI Phoenix là tìm kiếm tiên tiến nhất cho tín hiệu vô tuyến từ cuộc sống thông minh khác. Trích dẫn từ Cullers et al. (2000) : " Các tín hiệu điển hình, trái ngược với các tín hiệu mạnh nhất của chúng tôi nằm dưới ngưỡng phát hiện của hầu hết các khảo sát, ngay cả khi tín hiệu bắt nguồn từ ngôi sao gần nhất ". Trích dẫn từ Tarter (2001) : "Ở mức độ nhạy cảm hiện tại, các tìm kiếm vi sóng được nhắm mục tiêu có thể phát hiện sức mạnh tương đương của các máy phát TV mạnh ở khoảng cách 1 năm ánh sáng (trong đó không có ngôi sao nào khác) ... ". Sự tương đương trong các tuyên bố này là do thực tế là chúng ta làm phát ra tín hiệu tươi cười mạnh theo các hướng rõ ràng nhất định, ví dụ để tiến hành đo lường trong hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng radar. tín hiệu như vậy đã được tính toán để có thể quan sát được hơn một nghìn năm ánh sáng trở lên. Tuy nhiên, những tín hiệu ngắn gọn, rạng rỡ vào một góc cực hẹp và khó có thể lặp lại. Bạn sẽ phải rất may mắn khi quan sát đúng hướng vào đúng thời điểm nếu bạn đang thực hiện các tìm kiếm được nhắm mục tiêu.

Do đó tôi khẳng định rằng với các phương pháp và kính viễn vọng hiện tại không có nhiều cơ hội thành công. Nhưng tất nhiên tiến bộ công nghệ và trong 10-20 năm tới có thể có những cơ hội tốt hơn.

Bước đầu tiên trong tìm kiếm có hướng là tìm các hành tinh như Trái đất. Cơ hội lớn đầu tiên sẽ là với tàu vũ trụ TESS , ra mắt vào năm 2017, có khả năng phát hiện các hành tinh có kích thước trái đất xung quanh 500.000 ngôi sao sáng nhất. Tuy nhiên, nhiệm vụ 2 năm sẽ hạn chế khả năng phát hiện tương tự Trái đất. Đặt cược tốt nhất cho việc tìm kiếm các Trái đất khác sẽ đến sau (có lẽ là năm 2024) với sự ra mắt của Plato, một nhiệm vụ sáu năm một lần nữa, nghiên cứu những ngôi sao sáng nhất. Tuy nhiên, sau đó có một bước tiến lớn cần thiết để thực hiện các nghiên cứu về bầu khí quyển của các hành tinh này. Hình ảnh và quang phổ trực tiếp có thể sẽ yêu cầu giao thoa kế không gian; các quan sát gián tiếp về hiệu ứng pha và quang phổ truyền qua bầu khí quyển ngoại hành tinh không đòi hỏi độ phân giải góc lớn, chỉ cần độ chính xác lớn và diện tích thu thập. Quang phổ của một cái gì đó có kích thước Trái đất xung quanh một ngôi sao bình thường có thể sẽ cần một người kế thừa lớn hơn cho Kính viễn vọng Không gian James Webb ( JWST - ra mắt 2018), hoặc thậm chí nhiều khu vực thu thập hơn sẽ được E-ELT cung cấp trong thập kỷ tới. Ví dụ Snellen (2013) lập luận rằng sẽ mất 80-400 thời gian phơi sáng (tức là 80-400 năm!) để phát hiện tín hiệu dấu ấn sinh học của một chất tương tự Trái đất với E-ELT!

~150


Có lẽ bạn nên hỏi chúng tôi khó đến mức nào. Tôi biết chúng ta không nên đưa ra ý kiến ​​ở đây, nhưng tôi sẽ đề nghị rằng bất kỳ nền văn minh "gần đó" nào đã biết từ lâu rằng có cuộc sống ở đây (hoặc nếu họ ở trong 100LY, giả sử truyền thông siêu âm là không thể, hãy biết rằng chúng tôi là công nghệ). Tôi nghĩ rằng một ngày nào đó chúng ta có thể gửi tàu thăm dò đến các ngôi sao khác và có lẽ họ đã có. Nói cách khác, có thể có các đầu dò "siêu tàng hình" trong hệ mặt trời của chúng ta ngay bây giờ mà chúng ta sẽ không bao giờ phát hiện ra. (Cảm ơn bạn, ông Clarke.)
Jack R. Woods

2

"chắc là không". Trừ khi nó ở rất gần đến mức các tín hiệu truyền hình hoặc radio như chúng ta vô tình gửi đi có thể được phát hiện trên các mức bức xạ nền mà chúng ta không thể biết về nền văn minh.
Các tín hiệu cực kỳ yếu và không có bất kỳ băng tần nào thú vị về mặt khoa học (tất nhiên là có chủ ý, vì chúng tôi không muốn TV của chúng tôi thu được các tín hiệu tự nhiên gây nhiễu tín hiệu nhân tạo của chúng tôi) trừ khi mối quan tâm khoa học của bạn đặc biệt là theo dõi thông tin liên lạc được gửi đi được phát hiện bởi những người ngoài hành tinh tiềm năng (SETI đến với tâm trí, một sở thích hay và một cái gì đó để làm với kính viễn vọng vô tuyến cho thời đại không có gì thú vị hơn để nghe).

Đối với các hành tinh có kích thước bằng trái đất, chúng ta chưa bao giờ có thể tìm thấy một, chứ đừng nói đến một hòn đá trong vùng có thể ở của một ngôi sao. Các cơ chế được sử dụng để phát hiện các ngoại hành tinh đơn giản là không đủ nhạy cảm.

Để lại một lựa chọn: tương đương với Voyager 1 của chúng đi vào hệ mặt trời của chúng ta và chúng ta thực sự phát hiện ra và nhận ra nó là gì và tìm cách khôi phục nó. Nhưng nếu chúng ở trình độ công nghệ của chúng ta, nó sẽ tồn tại hàng ngàn năm trước khi điều đó xảy ra.


1
Vũ trụ khá cũ, họ có thể đã gửi nó trong một thời gian dài ở một thiên hà xa xôi ...
Jordan

bạn muốn phát hiện thứ gì đó giống hệt chúng tôi, giả định là chúng giống hệt chúng tôi ngay bây giờ ...
jwenting

1
Đó không phải là vấn đề của câu hỏi, giả sử có một hành tinh giống hệt chúng ta, liệu chúng ta có thể phát hiện ra nó và nhận ra nó có sự sống thông minh.
Jordan

1
@JordanBrown phát hiện nó có cuộc sống thông minh NGAY BÂY GIỜ? Không. Tốc độ của ánh sáng làm cho điều đó là không thể. Phát hiện nó có thể có một số cuộc sống thông minh? Chỉ khi chúng phát ra những tín hiệu cực kỳ mạnh mẽ (vượt xa những gì chúng ta đang làm, và khi công nghệ của chúng ta cải thiện những gì chúng ta gửi đi trở nên yếu hơn khi chúng ta tránh xa các truyền phát EM đa hướng) và / hoặc rất, rất gần.
jwenting

2
"Đối với các hành tinh có kích thước trái đất, chúng ta chưa bao giờ có thể tìm thấy một cái, chứ đừng nói đến một tảng đá trong vùng có thể ở của một ngôi sao." - Đây là lỗi thời: en.wikipedia.org/wiki/Exoplanet#Earth-size_planets
Keith Thompson

0

Nếu có một hành tinh có cùng một mối quan hệ "chính xác như chúng ta", thì xác suất rằng nó đủ gần để có thể phát hiện được là rất xa. Không phải không, nhưng thấp như những kẻ xâm phạm một bức tường bằng cơ học lượng tử.


1
Trong những năm gần đây, chúng tôi đã phát hiện ra hàng trăm ngoại hành tinh và bạn nói rằng nếu một trong số đó tiến bộ như chúng tôi, chúng tôi sẽ không có cách nào để nói?
Jordan

2
@JordanBrown bất kỳ hành tinh nào kích thước trái đất sẽ cực kỳ khó phát hiện, vâng. Bất kỳ nền văn minh nào ở cấp độ của chúng ta trên một hành tinh như vậy sẽ không thể phát hiện được với bất kỳ cảm biến nào chúng ta sở hữu.
jwenting

-1 Không trả lời câu hỏi. Ngay cả khi xác suất là từ xa, có những kỹ thuật xác định có thể được sử dụng để phát hiện một hành tinh như vậy nếu nó xảy ra đủ gần để phát hiện. Câu hỏi hỏi "làm thế nào chúng ta" không "chúng ta có thể" vì vậy điều này không trả lời câu hỏi.
gọi là2voyage

@ được gọi là 2voyage NẾU có một hành tinh đủ gần để phát hiện, nó sẽ là một trong Hệ mặt trời của chúng ta, vì vậy nó sẽ được phát hiện từ lâu. Chúng tôi không thể phát hiện ra chúng ngày hôm nay (cũng như trong bất kỳ tương lai gần nào), như được giải thích bằng
jwenting
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.