Может ли цивилизация связаться с нами с помощью лазера на расстоянии 50 световых лет?

Космическая миссия Кеплер открыла более 1000 планет. Эти открытия могут повысить уверенность некоторых людей в существовании других цивилизаций. Это вопрос мнения, а не то, о чем я хочу здесь спросить.

Если бы гипотетическая цивилизация далеко от Земли уловила созданные нами человеком радиосигналы, которые к настоящему времени распространились на сферу диаметром около 100 световых лет, и решила использовать для связи с нами лазеры:

  • Если предположить, что расстояние составляет 50 световых лет, сколько энергии потребуется, чтобы послать нам лазерный сигнал?

  • Будет ли этот лазерный сигнал настолько рассеянным, то есть необнаружимым, что радиосигналы все же будут лучшим вариантом для связи?

Обычно я бы предположил, что лазерный сигнал распространился бы на такое расстояние настолько, что его практически невозможно было бы обнаружить (и я бы не стал задавать этот вопрос), но в этой статье в Википедии: «Межзвездная связь» говорится :

Также было высказано предположение, что высокочастотные сигналы, такие как лазеры, работающие на частотах видимого света, могут оказаться плодотворным методом межзвездной связи; на заданной частоте лазерному излучателю требуется удивительно мало энергии, чтобы затмить свою местную звезду с точки зрения цели.

Вполне может быть, что отправка сигнала не является серьезной проблемой, но я недостаточно знаю о расходимости лазерного луча, чтобы определить, является ли обнаружение сигнала основной проблемой. Чтобы прояснить это, потребуется ли большая, слишком большая на практике фокусирующая линза?

Ответы (2)

Расхождение сигнала тесно связано с угловым разрешением используемой вами «антенны» (линза, отражатель и т. д.). Это, в свою очередь, будет зависеть от размера источника по отношению к размеру линзы или, в пределе, от отношения диаметра тарелки к длине волны (знакомая 1,22 λ г отношение)

Как правило, это означает, что легче получить узкий луч лазерного излучения, чем радиоволн. Но чем уже вы его делаете, тем лучше должна быть ваша цель. Насколько хорошо вы можете нацелить свою передачу на точку, в которой Земля будет через 50 лет?

Спасибо за это, если бы я действительно хотел с кем-то поговорить, я бы использовал большое количество «тарелок/линз», разбросанных вокруг, чтобы, надеюсь, увеличить шансы привлечь их внимание. Но я не знал, будет ли даже одна линза практической невозможностью, делая всю идею неработоспособной. Я не задаюсь спекулятивными вопросами, но статья в Википедии сделала это более вероятным, чем я предполагал.
Чем больше вы сфокусируете силу, тем меньше цивилизаций вы достигнете - коллимация уменьшает доступный телесный угол. Еще одна вещь, которую вы можете сделать, это сконцентрировать мощность во времени — у коротких очередей больше шансов быть «увиденными» над фоном при той же средней мощности.
Насколько хорошо вы можете нацелить свою передачу на точку, в которой Земля будет через 50 лет? Оптика, которую инопланетяне будут использовать для передачи сигнала, будет такой же или похожей на оптику, которую они используют для отслеживания нас. Если бы они могли увидеть нашу планету в свои телескопы, то, конечно, смогли бы предсказать ее траекторию всего за 50 оборотов и поразить нас лучом, прошедшим через те же телескопы.
@jameslarge - с 50 световых лет у вас, вероятно, возникнет проблема с разрешением Земли на ее орбите вокруг Солнца - те же рассуждения означают, что вы, вероятно, в конечном итоге создадите конус света, который немного шире, чем орбита Земли ... "цель примерно на Солнце, и ты в порядке».

Когда вы говорите «лазер», я предполагаю, что вы имеете в виду видимый или почти видимый свет.

Проблема в том, где они собираются строить свой лазер? Если они построят его на своей родной планете, то он будет так близко к их солнцу, что наши телескопы не смогут отличить одно от другого. Мы даже не сможем сказать, что он есть, если только он не будет намного ярче (если смотреть с Земли), чем их Солнце.

Если вы собираетесь передавать сигнал из окрестностей звезды, то гораздо разумнее использовать длину волны, которую звезда не излучает.

Большое спасибо за ваш ответ. Первоначально я имел в виду видимый свет, фрагмент Википедии в посте выше говорит, что при заданной частоте лазерному излучателю требуется удивительно малая выходная энергия, чтобы затмить свою местную звезду с точки зрения его цели. Я понял, что это означает, что мы знаем, где искать, в основном. Если нет, то я полностью согласен с вашей последней строкой. Я предполагаю, поскольку я не эксперт, что более высокая частота означает более быструю передачу информации, поэтому, возможно, в ультрафиолетовой области, если их Солнце относится к классу G. Я не в курсе лазеров, признаюсь :)
@AcidJazz ничто не может двигаться быстрее света. более высокая частота может позволить получить больше информации, но не быстрее.
@anna v Спасибо, Анна, возможно, я перепутал терминологию при наборе текста, но то, что вы сказали выше, это то, что я имел в виду. Как только гипотетические инопланетяне услышат наши старые радиопередачи 1920-х годов, и если они все еще захотят поговорить с нами после этого, я предположил, что они захотят передать данные как можно быстрее.
@AcidJazz, в статье также говорится: «Требуется ссылка». :-) Я сделал очень грубый расчет: если вы хотите построить лазер, который будет казаться таким же ярким, как наше Солнце, на расстоянии 50 световых лет от нас и предполагая расхождение луча 0,1 угловой секунды (такое же разрешение космического телескопа Джеймса Уэбба). ), я полагаю, вам потребуется около пяти тераватт оптической мощности. Это может быть удивительно мало по сравнению с общей выходной мощностью нашего Солнца, но я не думаю, что мы будем строить его в ближайшее время.
@AcidJazz, я полагаю, что лазер мог бы быть на два или три порядка менее мощным, ЕСЛИ бы люди на принимающей стороне знали, какую именно длину волны искать, и ЕСЛИ бы они знали, что нужно искать слабые вариации средней яркости нашего Солнца. Другими словами, если бы мы могли использовать какие-то другие средства, чтобы отправить им информацию о том, что и где искать, тогда, возможно, мы могли бы передавать с помощью лазера мощностью всего пять гигаватт. Возможно, это стоило бы попробовать, если бы мы только знали, что они где-то рядом и готовы слушать.
@jameslarge еще раз спасибо, я ценю это. Мое доверие к Википедии зависит от того, в какой день я ее просматриваю. На самом деле это был JWT, о котором я думал с точки зрения того, что потребуется для сбора сигнала. На это меня натолкнула старая научно-фантастическая книга Фреда Хойла «А для Андромеды». Большое спасибо, у меня грипп и я не могу сосредоточиться на учебе, поэтому глупые вопросы.
Может ли цивилизация связаться с нами с помощью лазера на расстоянии 50 световых лет?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v