Maa-väliste tsivilisatsioonide otsingud

Maa-väliste tsivilisatsioonide otsingud (inglise "search for extraterrestrial intelligence" ehk lühendina SETI) on katsed leida tõendeid maaväliste tsivilisatsioonide (või mis tahes maaväliste eluvormide) kohta.
Üldiselt tunnustatud elu tunnused on keemiliselt püsiv sisekeskkond, ainevahetus, kasv, keskkonnaga kohastumine, stiimulitele reageerimine ja paljunemine. Maaväline elu võib, kuid ei pruugi neile tunnustele vastata. Valdavalt lähtuvad maavälise elu otsingud siiski maisega sarnase süsinikupõhise ja maistele lähedastes tingimustes arenenud elu otsingutele. On pakutud, et need arenenud eluvormide omadused, mis Maal on korduvalt eri evolutsioonilisi teid pidi välja arenenud (nt lennuvõime, fotosüntees, nägemine või jäsemed) võivad esineda ka maaväliste eluvormide puhul. Arvatakse, et ka räni (mis võimaldaks kõrgemat temperatuuri taluvust, sh suuremat lähedust süsteemi kesksele tähele) või lämmastiku ja fosfori põhjal oleks saanud elu areneda. Vee või süsiniku asemel võib olla ka ammoniaak, mis võimaldaks elu külmemates tingimustes nagu Saturni Titanil. Räägitud on veelgi eksootilisematest eluvormidest nagu tähtedevaheliste tolmupilvede organiseeritud elu, nukleonelu ning tehiselu. Seega on elu leidumise võimalik tsoon sisuliselt määratlematu.
Enamik teadlasi arvab nüüdseks, et elu leidmine kusagil mujal meie universumis on vägagi tõenäoline. Sellisele järeldusele jõudmiseks on kaasa aidanud maailmapildi areng, kus varasematest geotsentrilistest kujutelmadest on jõutud järelduseni, et Maa on planeet tavalises tähesüsteemis tüüpilises galaktikas, milletaolisi universumis on kümneid miljardeid. Teadlaste seas on siiski esindatud ka nn unikaalse Maa hüpotees, mille järgi keerukate eluvormide tekkeks ja arenguks vajalike tingimuste teke ja püsimine on üliväikse tõenäosusega.
Ajalooline taust.
Loodusrahvad ja muistsed tsivilisatsioonid ei arutlenud maavälise elu teemal. Lihtsamaid maaväliseid organisme poleks nad olnud võimelisedki tuvastama. Võimalikud inimestega võrreldavad maavälised mõistuslikud olendid kadusid aga mahuka ja mitmekihilise jumalate, deemonite, maailmaloojate, hingede ja muude üleloomulike olendite sekka. Mitmete jumalate ja kultuurheeroste tegude kirjeldustes on aga nähtud iseloomulikke jooni maavälistele mõistuslikele olenditele. See on viinud mitmesuguste antiikastronautide ja "vanemate" rassi teooriate tekkele.
Kreeka filosoof Thales ja atomistid arvasid, et lõputus universumis peab leiduma ka lõputu hulk eluga täidetud maailmu. Need mõtted jäid varju pärast Aristotelese maailmakäsitluse avaldamist, kus Maa oli keskel ja peale Kuud algas algaine eeter, kus ei saanud enam midagi eksisteerida.
1214. aastal väitis Pariisi piiskop Étienne Tempier jumala kõikvõimsuse kaitseks, et Jumal võinuks luua siiski mitu maailma, aga ta ei teinud nii. 15. sajandil arvas kardinal Nicolaus Cusanus, et Päikesel ja Kuul on elanikud. Teleskoobi leiutamise järel (17. sajandi algul) hakkasid teooriad päikesesüsteemi teiste kehade elanike olemasolust ja kosmilisest pluralismist laiemalt levima. Sellel teemal arutlesid Immanuel Kant, Benjamin Franklin ja Henry More, kes kõik uskusid maavälistesse olenditesse. 1822 arvas Franz von Gruithuisen nägevat Kuul põllumajanduse jälgi, samuti Veenusel tulesid, mida pidas metsapõletamiseks. 1877 nägi Giovanni Schiaparelli optilist illusiooni, mida pidas Marsi kanaliteks ning muutuvaid täppe nendes põllupidamiseks. See tõi kaasa mitmekümne aasta pikkuse laialdase uskumise elusse Marsil. Ka 1920. aastate Eesti kooliraamatutes oli kirjas, et Marsi osade piirkondade muutused on põhjustatud sealse taimkatte vahetumisest. Suuremad teleskoobid ja lõpuks kosmosereisid lükkasid selle teooria ümber, kuid ameeriklaste sügavat uskumist maavälistesse olenditesse näitab 1938. aasta paanika, mis järgnes Herbert George Wellsi romaani "Maailmade sõda" esitamisele uudisesaate vormis. Jutustus rääkis vaenulike marslaste maandumisest maale.
Budismi maailmapildis olid hingede maad teistel taevakehadel. Judaismi pühakiri talmud ütleb, et on vähemalt veel 18 000 teist maad; küsimusele, kas need on samasugused või hingelised, pole aga vastust. Selle põhjal arvab keskaegne kirjutis "Sefer HaB'rit", et eksisteerivad küll maavälised olendid, aga nad erinevad samapalju meist nagu vee ja maismaa loomad omavahel ning et neil ei ole ka vaba tahet. Islami pühakiri koraan räägib Jumalast kui maailmade valitsejast, kes on loonud Maa ja taevad ning mõlemasse elusolendeid paigutanud. Samuti ütleb koraan, et kui Jumal tahab, võib ta nad kõik kokku tuua, mida võib käsitleda kui maavälise eluga kontakti asumist.
Drake'i valem.
Maaväliste tsivilisatsioonide arvu teoreetiliseks hindamiseks kasutatakse Frank Drake'i loodud valemit. Frank Drake oli esimene, kes püüdis 1960. aastal lähimatelt tähtedelt raadiosignaale vastu võtta, ja asutas hiljem SETI.
Drake'i valem koosneb seitsmest liikmest, mille korrutamise tulemuseks oleks nende tsivilisatsioonide arv meie Galaktikas, kellega on võimalik ühenduse loomine:
formula_1,
kus
"N" – meiega suhtlemiseks võimeliste tsivilisatsioonide potentsiaalset hulk &lt;br&gt;
"R*" – aasta jooksul galaktikas tekkivate Päikese-sarnaste tähtede arv&lt;br&gt;
"fp" – planeete omavate tähtede osakaal neist tähtedest,&lt;br&gt;
"ne" – Maa tüüpi planeetide keskmine arv planeedisüsteemis&lt;br&gt;
"fl" – märgib nende planeetide osakaalu, kus tekib elu &lt;br&gt;
"fi" – nende planeetide osakaal, kus bioloogilise evolutsiooni käigus tekib intelligentne eluvorm&lt;br&gt;
"fc" – intelligentsete eluvormidega planeetide osakaal, kes suudavad jõuda vajaliku tehnoloogia ja suhtlusoskuseni&lt;br&gt;
"L" – tähtedevaheliseks suhtlemiseks võimelise tsivilisatsiooni hinnanguline eluiga.
Kuna kõik valemis sisalduvad suurused on hinnangulised, on ka arvutustulemus kõikunud vahemikus 0,0000001 – 5000. Drake ise sai 1961. aastal tulemuseks 10. Tänapäeva parimate astronoomiliste teadmiste valguses oleks arvutustulemus 2. Kõige vaieldavamad on kolm viimast suurust.
SETI otsingud.
Frank Drake'i algatusel loodi 1961. aastal organisatsioon nimega SETI ("Search For Extra-Terrestrial Intelligence", eesti kl maavälise intelligentse elu otsing). SETI koondab erinevaid üritusi leida kosmosest tulevaid raadiosignaale, mida saaks tõlgendada intelligentsete olendite saadetuna. Tuntuim algatus on SETI@home, mis kasutab Interneti kaudu miljonite projektiga liitunud arvutite töötlemisressursi, leidmaks mõistusliku tegevuse tundemärke Puerto Ricos asuva Arecibo observatooriumi raadioteleskoobiga püütud signaalidest. Projekt suudab töödelda 30% teabest ning SETI projektide tüüpilisest 9 miljardi kanaliga 1–10 GHz sagedusvahemikust katab see ainult nn veeaugu 1420–1720 MHz, mis vastab vesiniku aatomi ja hüdroksüüli (OH) molekuli väljastatavale raadiolainetele.
SETI pole siiamaani leidnud mitte ühtegi tõendit intelligentsete raadioülekannete olemasolust kosmoses, kuid siiski on mõeldud, mismoodi esimese kontakti korral tegutseda. Kõigepealt kontrollib laiapõhjaline komitee, et tegu pole eksitusega ja siis avaldab ÜRO peasekretär selle kogu maailmale. Kuivõrd kõrgemalt arenenud tsivilisatsioon on meie raadiosignaalide emiteerimist niikuinii märganud, siis vastatakse seni veel kokkuleppimata tekstiga, mis tutvustaks meid kui inimkonda tervikuna.
Inimese saadetud sõnumid.
Enne raadioaparatuuri on üritatud kontakti võtta teiste meie planeedisüsteemi oletatavate asukatega valgussignaalide ja maapinnale joonistatud kujundite kaudu.
Arecibo raadioteleskoobi abil saadeti 1974. aastal teele esimene spetsiaalne sõnum Päikesesüsteemi välistele olenditele. See koosnes 1679 kahendkoodi (0 ja 1) märgina esitatud kahemõõtmelisest kujutisest (23 korda 73 märki), mis edastas infot mõnede Maad iseloomustavate andmete kohta (sh kümnendsüsteem, DNA koostis, Päikesesüsteemi ehitus, inimese skemaatiline kujutis). Signaal edastati raadiosagedusel 2380 MHz moduleerituna 10 Hz sagedusega võimsusel 1000 kW. Raadiolainete kiir oli väga kitsas ja edastus kestis 169 sekundit. Tegu on tugevaima seni kosmosesse edastatud inimtekkelise signaaliga. Samas levivad kõik meie toodetud raadiosignaalid kosmosesse, nii et tegelikult on inimkonna saadetus raadiolained tänaseks levinud ligi saja valgusaasta raadiusega sfääris.
Neli kosmosesondi, mis on praeguseks meie Päikesesüsteemist väljunud, kannavad Arecibo sõnumiga sarnase ülesehitusega läkitust maavälistele olenditele. Kahel Pioneeril on alumiiniumplaat joonistega ning Voyageridel grammofoniplaadi moodi kasutatav kuldplaat, millele on salvestatud eri keeltes tervitusi, muusikat ja pilte maailmast. Sondid liiguvad erinevate lähimate tähtede (1,7 valgusaastat) suunas, milleni jõudmiseks neil kulub u 40 000 aastat.
Kui seni kasutatakse staatilisi sõnumeid, siis tulevikus hakatakse arvatavasti kasutama algoritmilisi lahendusi, kus matemaatika ja loogika elementidele on üles ehitatud arvutiprogrammi meenutav interaktiivne sõnum, millest vastuvõtja saaks enda küsimustele vastuseid ja tagasisidet, ootamata pikki aastaid tähtedevahelise signaaliedastuse uut seanssi.
On kerkinud kahtlused, kas tundmatutele eluvormidele sõnumite saatmine on ohutud, sest pole kindel, kas kõik võimalikud vastuvõtjad oleksid meie suhtes heatahtlikud, ega ole ka võimalik kindlustada, et kontakt isegi heatahtliku tsivilisatsiooniga ei tooks endaga kaasa tõsiseid tagasilööke.
Fermi paradoks.
Vastuolu potentsiaalse arvukate tsivilisatsioonide olemasolu ja täieliku tõendite puudumise vahel nendest on viinud Fermi paradoksi sõnastamiseni. On kaks võimalust – kas maaväliseid tsivilisatsioone ei eksisteerigi või siis ei saa me mingil põhjusel nendega ühendust. Esimesel juhul on võimalik, et intelligentne elu hävib iseenda , teiste või mõne looduskatastroofi tagajärjel. Samuti on võimalik, et universumis toimuvad sagedased gammakiirguse puhangud steriliseerivad regulaarselt suure osa universumist. On viidatud ka sellele, et keeruka replitseeruva molekulaarstruktuuri teke võib eeldada väga täpseid tingimusi või suurt juhust ja seega elu tekkeni Maal viinud tingimused võivad olla väga haruldased.
Kui Maa-välised tsivilisatsioonid on olemas, siis nad ei pruugi tahta ühendust võtta või on meie otsingutes vigu. Näiteks ei otsita raadiosignaale piisavalt põhjalikult – nüüdisajal otsitakse ainult lihtsaid korrapärasid, aga maavälised saatjad võivad ka kasutada tihedat signaali pakkimist. Samuti jälgitakse tänapäeval põhiliselt Päikese-sarnaseid tähti, kuid elu võib olla just mujal. Isegi SETI ei ole oma tänase varustusega võimeline vastu võtma näiteks meie võrdse arengutasemega tsivilisatsioonide signaale rohkem kui 0,3 valgusaasta kauguselt. Loodetakse tugevatele ja/või kindlalt suunatud signaalidele, mida edastaks mõni oluliselt kõrgemalt arenenud tsivilisatsioon; nende jaoks võib aga raadiolainete kasutamine olla aegunud tehnika. Ka meie enda tehnika liigub järjest kõrgema sageduse ja laiema spektri peale, mille leviala on väiksem ja seega on ka meid raskem märgata kui analoogtelevisooni ajastul.
Arvatakse ka, et just inimkonna madala arengutaseme tõttu ei kaasata meid suurte kõrg-kosmosetsivilisatsioonide ühendusse, samamoodi nagu inimene ei suhtle sipelgatega, või hoitakse meid tahtlikult loomaaialooma taoliselt isoleeritult. Kõrgemal arengutasemel võivad ehk tsivilisatsioonid (sh kunagi ka meie) tõdeda, et erinevatest kohtadest pärit olendid võivad olla liiga erinevad, et suhtlusel oleks mõtet. Võib ka olla, et tsivilisatsioonid on universumis liialt suurte vahedega ruumis ja/või ajas. Kui valguse kiirus on tõesti piirkiiruseks, võib suhtlemistakistusena otsustav olla tsivilisatsiooni lühike keskmine eluiga. Neid teemasid on laialdaselt käsitletud teadusulmes.
Uued planeedid.
Pidevalt lisandub argumente Maa-välise elu tekke võimaluse kasuks astronoomia uusimalt leiualalt – Päikesesüsteemi-väliste planeetide otsingult. Esimesed kinnitust leidnud planeedileiud tehti 1988.–1989. aastal; tänaseks on neid juba üle 227. Leidude sekka mahub erinevaid planeete: 12,5 miljardi aasta vanuseid, atmosfääriga, Maa-sarnaste parameetritega, 10 tunniga ümber tähe pöörlevaid, ligi 1600-kraadise pinnatemperatuuriga, räni ja hapnikku välja purskavaid surevaid hiidplaneete, samuti mitme planeediga tähesüsteeme. Enamik avastatud planeete väljaspool meie süsteemi on Jupiteri-sarnased gaasihiiglased, mida on kergem leida tänu enim kasutatavale meetodile – tähe asukohamuutusele, mida põhjustab pöörleva planeedi gravitatsioon. Lähim leitud planeet asub Maast 10,4 valgusaasta kaugusel. Leidude seas on ka mõni planeedi massiga moodustis, mis ei ole ühenduses ühegi tähega ja paikneb tähtedevahelises ruumis. Sellisel planeemol võib ka endal olla planeete, kuid erinevalt tähest ei toimu ta sees tuumareaktsioone. Kuivõrd valgust sinna süsteemi ei saabu, ei teki seal ka suure tõenäosusega elu.
21. veebruaril 2007 jälgiti esmakordselt planeeti otse, läbi spektraalanalüüsi. See meetod võib kunagi kaasa aidata maavälise elu otsingutele, sest organismid mõjutavad oma elutegevusega atmosfääri koostist.
Otsingud Päikesesüsteemist.
Jätkuvad ka mikroorganismide tasemel elu otsingud meie süsteemi teistel planeetidel ja nende kuudel. Maapealsetest vaenulikest tingimustest leitud erinevad organismid panevad oletama, et elu tekkeks on tarvis ainult süsinikpõhist orgaanilist keemiat, vett ja energiaallikat. Marss on Maaga sarnaseim planeet, mis tänu oma väiksemale suurusele võis jahtuda kiiremini ja võimaldada elu teket isegi varem kui Maa. Kui varajane Marss võis olla samuti vesine planeet, siis nüüdseks on maapind seal kuiv ja külm. Siiski võib elu püsimiseks leiduda oaase maapinna all, kus on samalaadsed tingimused kui Antarktikas, kus kivimite sees ja jääga kaetud järvekestest on leitud elu. Jupiteri kuu Europa on kaetud jääga, samuti on seal kindlasti süsinikku. Pole teada, kas kuu sisemus on kuum või mitte, sest paksust jääkorrast ei tule läbi piisavalt päikesevalgust, käivitamaks keemilisi protsesse. Sarnaste omadustega kuusid on Päikesesüsteemis veel – Callisto, Ganymedes jt. Saturni kuu Titan on ainult poole väiksem Marsist. Seal on paks atmosfäär, mis meenutab Maad 4 miljardit aastat tagasi, enne kui taimed hakkasid hapnikku tootma. Sellistest "ajamasinastest" saame teadmisi ka iseenda ja Maa arengu kohta, nagu ka võib-olla kunagi maavälist elu uurides. Komeedid võivad oma sisemuses peita elu, sest tõenäoliselt on just nemad varustanud planeete orgaanilise materjaliga nagu süsinik. Praeguseks on kuni 13-aatomilises struktuuris orgaanilist materjali leitud ka tähtedevahelistes gaasipilvedes.
Teisi otsingusuundi.
Üks tõenäoline tähtedevahelise kommunikatsiooni viis on veel laserühendused. Nende eelis seisneb selles, et laserikiir ei haju tähtedevahelistes tolmupilvedes; samas peavad need olema täpselt suunatud ning ka sagedusala on väike, nii et neid on raske leida. Kui selline kiir oleks meile otse suunatud, siis võiks ta tunduda kuni tuhandeid kordi heledamana kui mõni täht taevas. SETI raames on alates 1980ndatest selliseid signaale otsitud, kuid vähe ja tulemusteta. Uute projektidega aga tegeletakse ja soovitakse terve taevas läbi uurida.
On otsitud ka pikki gammakiirguse jälgi, mida peaks maha jätma tuumaenergiat kasutavad kosmosesõidukid. 1983 otsiti kõik läbi tähed 20 valgusaasta raadiuses, et leida triitiumi jälgi, mis on sagedusega 1516 MHz nn veeaugu keskel ja mis on võimalik maaväliste olendite tuumareaktsioonide kõrvalprodukt. Sõidukeid, mis oleks tulnud otsima elu, on otsitud ka Maa ja Kuu orbiitidelt. On arvutatud, et kui sõiduaeg pole tähtis, on kosmosesond energiasäästlikum, kui elektromagnetiliste lainete saatmine. Nagu algoritmilisel raadiosõnumil, on ka sellel viisil eelis, et tänu hilisemale väiksemale vahemaale saab kosmosesondi tehisintellekt kiiremini suheleda ja edastada kogu informatsiooni, mida selle teinud olend tahab. Sond võib olla ka isepaljunev, tehes oma koopiaid teiste taevakehade materjalist, ja ta suudab leida ka vähearenenud elu, kes ei suuda tähtedevahelist kommunikatsiooni teostada. Selline sond võiks terve Linnutee galaktika läbi uurida ainult poole miljoni aastaga, lennates vaid 10% valguse kiirusega.
Päikesepurjedega, heelium-3 või antiaine mootoriga suured mitmekümnetuhandelise elanikkonnaga põlvkondade viisi reisivad kosmoselaevad võiksid terve meie Galaktika 200–300 miljardit tähesüsteemi asustada 5–50 miljoni aastaga, kui kasutada oleks kogu planeedisüsteemi ressursid. Just see viis Fermi omanimelise paradoksi sõnastamiseni – võrreldes tähe keskmise elueaga on terve galaktika koloniseerimiseks kuluv aeg väike ning galaktikas leidub palju meie tähesüsteemist mitu korda vanemaid tähti.
Oletatavad kontaktid maaväliste olenditega.
On neid, kes arvavad, et meil on olnud juba kontakte maaväliste olenditega. Teistel planeetidel ja kuudel arvatakse nägevat erinevaid ülisuuri struktuure: Marsi nägu, püramiidid, hammasratas Kuul, suur müür Saturni kuul Iapetusel jt. Nn antiikastronautide teooriad otsivad kosmosekülaliste kirjeldusi vanadest kirjalikest allikatest, kunstiteostest ja arheoloogiast. Näiteks üritatakse leida vastust, kas püramiide, Lihavõttesaare kujusid, "Bagdadi patareid" jms olid võimelised iseseisvalt ehitama tolleaegsed inimesed. Samuti analüüsitakse tekste, näiteks Vana Testamenti, kus on kirjeldatud nähtusi mida võib tõlgendada lennuaparaatide või astronautide tegevusena (Hs 1, 2Kn 2:1,11, Ilm 4:1). Ka teatud India pärimuslikes tekstides toimuvad väidetavalt õhulahingud, kus kasutatakse mh pomme.
Popkultuuris on alates 20. sajandi teisest poolest levinud uskumused, et maavälised olendid külastavad Maad, jälgivad ja röövivad inimesi ja loomi ning teevad nendega katseid või on üldse Maa okupeerinud ning valitsevad seda varjatult.
Maavälise elu otsingud popkultuuris.
Maaväliste elusolendite teema on saanud populaarseks kirjanduses, filmides ja laiemalt popkultuuris. Tulnukaid kosmosest kujutatakse tihti vaenulike ja agressiivsetena ("X-Files", "Alieni" filmid, "Independence Day" jne), vahel ka mittesekkuvate, omaette olevate olenditena (E.T., Alf, "Kolmas kivi päikesest" jne). Selgelt vähemuses on inimeste suhtes potentsiaalselt sõbralikud ja abistavad tulnukad (Superman, Doctor Who).
Kaugele tulevikku vaatavad ulmeteosed kujutavad inimesi universumis reisivate vaatlejatena, kellel on tavaliselt teiste olenditega neutraalne suhe. Esineb ka mõnevõrra vaenlasi, selgeid sõpru on neist kahest aga märksa vähem.