RADIO CONTACT MET ANDERE BESCHAVINGEN IN HET HEELAL!

RADIO CONTACT MET ANDERE
BESCHAVINGEN IN HET HEELAL!
(2006)

Een van de grootste uitdagingen voor de mensheid
is te bewijzen dat we niet alleen in het heelal zijn.

Er zijn vast wel andere beschavingen in het heelal!
Een van de grootste uitdagingen voor de mensheid is te bewijzen dat we niet alleen zijn. Wij radio amateurs denken dan natuurlijk direkt aan het maken van radio contact met een van die andere beschaving in het heelal. We moeten communiceren met plaatjes, want 1 plaatje zegt meer dan 1000 woorden. En plaatjes begrijpen we, woorden niet, want we spreken niet dezelfde taal. Met plaatjes kun je goed laten zien hoe het leven hier is. Maar is radio contact over die onvoorstelbaar grote afstanden eigenlijk wel mogelijk? Laten we eens proberen om op een amateuristische wijze te bepalen of dat kan.

Eerst maar eens wat rekenen...
Uit praktische overwegingen lijkt het frequentie gebied van 1000 MHz tot 2000 MHz heel realistisch. Hierin vind je bijvoorbeeld de vaak genoemde "water hole". De water hole is het frequentie gebied van 1420 MHz tot 1721 MHz tussen de emissie van H en OH waar de kosmische achtergrond straling ook nog eens erg laag is. De path loss is nog niet zo hoog als op hogere frequenties en de eisen aan de mechanische constructie van de paraboolantenne voor de benodigde nauwkeurigheid daarvan zijn nog heel redelijk. Ook de frequentie stabiliteit van het signaal wordt nog niet teveel verstoord door atmosferische- en andere zaken.
We nemen om te beginnen een kleine bandbreedte van 10 Hz. Dit is minimaal benodigd om nog redelijk snel een aantal plaatjes per dag te verzenden.
Een acceptabel zendvermogen is 1 Megawatt oftewel 90 dBm.
Een parabool antenna van 100 meter diameter is voor deze frequenties nog goed te construeren en heeft een versterking van ongeveer 60 dB oftewel een miljoen.

Grote antenne's, gevoelige ontvangers en heel veel vermogen...

Erg moeilijk is om het minimaal benodigde signaal aan de ontvanger ingang te bepalen. Een formule uit het ITU-R PI 372-7 document geeft een Galactisch ruisniveau van -185 dBm in een 10 Hz bandbreedte. Daar we minimaal 10 dB boven de ruis moeten zitten is er dan minimaal -175 dBm benodigd. Dit komt aardig overeen met de -160 dBm in een 500 Hz bandbreedte voor moonbounce verbindingen, dus laten we daar maar eens mee gaan rekenen.

De antenne versterking aan beide kanten is dus 60 dB. Het maximale pad verlies is het verschil tussen het zendvermogen van 90 dBm en het minimaal aan de ontvanger ingang benodigde vermogen van -175 dBm oftewel -265 dB. We kunnen dan eenvoudig uitrekenen dat we wel 30 tot 50 lichtjaar ver kunnen communiceren! Onvoorstelbaar, je moet 30 miljoen tot 50 miljoen jaar vliegen met een modern passagiersvliegtuig om die afstand te overbruggen!

Een enkel plaatje uit de ruimte bevat al heel
veel informatie over die verre beschaving!

Hoe kunnen we elkaar vinden?
We hebben 1000 tot 2000 MHz als frequentie gebied gekozen. De paraboolantenne's zien maar een heel klein deel van de hemel. De antenne zomaar ergens naar toe richten in de hoop dat daar iemand is die zijn antenne toevallig net naar ons heeft gericht is zinloos. Wij en ook zij moeten gericht gaan kijken naar specifieke sterren met planeten waarop mogelijk leven te vinden is. Lang niet alle sterren zijn geschikt. Velen hebben bijvoorbeeld teveel variatie in temperatuur of een te korte levensduur. In een straal van 30 tot 50 lichtjaar (het bereik van onze zenders) zijn ongeveer 100 interessante sterren.

Hoe zou het daar zijn?
Plaatjes laten al heel snel zien hoe het daar is. Hun wereld zal vrij gelijk zijn aan die van ons. Ze zullen een hoofd, ogen, oren, handen en voeten hebben. Ook zullen ze auto's hebben en vliegtuigen, kleren en huizen en wapens... Maar er zullen ook vele gekke, ongewone dingen zijn en vreemde gebruiken. We hoeven niet bang te zijn dat ze ons ooit zullen bezoeken. Door de grote afstand is dat onmogelijk.

Ze zullen een hoofd, ogen, oren, handen
en voeten hebben. En wapens...

De radio ontvangers
We gaan op zoek naar baken uitzendingen bestaande uit constante draaggolven van een mogelijke beschaving door twee radio telescopen op verschillende plaatsen op aarde tegelijk op een bepaalde ster te richten. Wanneer beide telescopen dit signaal zien en ze in de ontvangstfrequentie de dopplershift door de draaiing van de aarde terugvinden, is het een buitenaards signaal. Met vier telescopen kunnen we iedere dag alle 100 geselecteerde sterren controleren. Een extra antenne is nodig voor nader onderzoek van bepaalde signalen. Totaal hebben we dus 5 parabool antenne's met een diameter van 100 meter nodig.

Zijn dit intelligente levensvormen? Plaatjes zeggen veel maar niet alles!

De zenders
Een uitzending moet vrij lang duren. Wanneer onze bakenuitzending gevonden wordt door een andere beschaving, moet er voldoende tijd zijn om het bijbehorende data signaal te vinden en te decoderen en moet er nog een flink aantal plaatjes worden verzonden om wat te laten zien. Wanneer we ongeveer drie dagen lang radio signalen uitzenden naar een doelster, kunnen we al heel wat plaatjes versturen. Met 5 paraboolantenne's van 100 meter diameter kunnen we dit een aantal malen per jaar herhalen per doelster. Uiteraard sturen we niet altijd dezelfde plaatjes, zodat ze steeds meer informatie krijgen. We corrigeren de zendfrequentie voor de rotatie van onze eigen planeet om problemen aan de ontvangstzijde zoveel mogelijk te voorkomen.

Hoeveel gaat het kosten
Een miljard euro per antenne, dus 10 miljard euro. Dat klinkt veel. Toch is het maar een verwaarloosbaar deel van het defensie budget in de wereld. Geld is geen probleem!

Waarom hebben we nog geen radio contact gemaakt?
Waarom hebben we nog geen contact gemaakt met een beschavingen? Zijn die andere beschavingen nog te primitief om radiocontact te maken? Nee, het probleem is dat er waarschijnlijk maar heel weinig beschavingen in het heelal zijn, misschien zo'n 1 biljoen. Maar 1 biljoen, dat is toch ontzettend veel, dat is duizend miljard oftewel 100x zoveel als dat er mensen op aarde rondlopen! Wanneer we echter over het heelal praten, dan praten we ook over andere orde groottes van getallen. De zon is een gewone ster die heel dichtbij staat. Het licht doet er maar 8 minuten over om die afstand te overbruggen. Maar de eerstvolgende ster staat al op een afstand van 4 lichtjaar. Dat is 4 miljoen jaar vliegen met een modern passagiersvliegtuig! Het heelal is zo onvoorstelbaar groot en er is zoveel, dat alles ergens moet bestaan! Indien er een heelal krant zou bestaan, dan zou de plotselinge vernietiging van 1 miljoen sterren (zonnen zoals die van ons) zelfs te onbelangrijk is voor publicatie in die krant!

Van kosmische schaal naar aardse schaal.
Onze 1 Megawatt zender met parabool antenne van 100 meter diameter heeft het onvoorstelbaar grote bereik van wel 30 tot 50 lichtjaar. Dat is 30 tot 50 miljoen jaar vliegen met een modern passagiersvliegtuig!!! Maar is dat bereik op kosmische schaal gezien werkelijk zo groot?
Helaas kunnen wij ons geen enkele voorstelling maken van de grootte van het heelal. Wanneer we ons daarvan een voorstelling willen maken, moeten we dit omzetten naar meer aardse verhoudingen. Aardse zaken kunnen we met elkaar vergelijken. Dat omzetten kan door het heelal (diameter 15 miljard lichtjaar) te laten krimpen totdat het net zo groot is als de aarde (diameter 12000 kilometer). Nog erg groot, het is immers een dag vliegen naar de andere kant van de aarde. Maar hoe klein is dat grote bereik van 30 tot 50 lichtjaar van onze 1 Megawatt zender dan geworden? Maar 2 centimeter, oftewel de grootte van een tennisbal, heel klein dus!

Het universum is onvoorstelbaar groot. Hier een heel klein stukje van de hemel.
Ieder vlekje op dit plaatje, hoe klein ook, is een sterrenstelsel met 100.000.000.000 sterren.
Het heelal is zo groot en er is zoveel dat alles ergens bestaat!

Inschatting van onze kansen om radiocontact met een andere beschaving te maken.
Wanneer we het heelal laten krimpen tot de grootte van de aarde, dan is het bereik van onze zenders gekrompen tot de grootte van een tennisbal. De aarde en een tennisbal kunnen we gevoelsmatig heel goed met elkaar vergelijken. Laat een tennisbal zomaar ergens in een stad op aarde vallen. Hoe groot is dan de kans dat die op iemand zijn grote teen valt? Wel heel erg klein! En wanneer er 100x zoveel mensen op aarde zouden zijn, oftewel 1 biljoen? Nog heel erg klein en we moeten niet het oppervlak van de aardbol met de tennisbal vergelijken, maar de inhoud van de aardbol met de tennisbal. En dan blijkt dat de kans dat we radiocontact met een andere beschaving kunnen maken, nog eens vele miljoenen maal kleiner is!
Hopelijk heb je nu een beetje een indruk over hoe klein het bereik van onze zender is op kosmische schaal gezien en hoe oneindig klein onze kansen zijn om radio contact te maken wanneer er 1 biljoen oftewel heel veel beschavingen zijn. De grootte van het heelal is dus het probleem.

Conclusie:
Er zijn meer beschavingen in het universum, waarschijnlijk zelfs veel meer dan er mensen op aarde leven. We kunnen het niet bewijzen maar dat moet wel zo zijn vanwege de onvoorstelbare grootte van het heelal. Maar omdat het universum zo onvoorstelbaar groot is, is de kans om radio contact te maken wel heel erg klein. Wanneer er 1 biljoen beschavingen in het heelal zijn, is de dichtsbijzijnde beschaving veel te ver van ons verwijderd. We hebben een kleine kans wanneer er ontelbaar veel meer beschavingen in het heelal zijn dan 1 biljoen! En of dat zo is, weet niemand!
Dus moeten we zeker proberen dat radio contact te maken. We kopen immers ook iedere maand een lot voor de loterij!

BACK TO INDEX PA2OHH