지구에 생명이 있다는 것을 얼마나 멀리 감지 할 수 있습니까?

제 생각에는 생명을 지니는 행성이 너무 멀리 떨어져서 감지되지 않는 것입니다. 지구의 구체 안에서 직경이 100 광년 인 것을 찾을 수 있다고 생각하지만 생명을 지니는 행성은 그것보다 훨씬 더 먼 것으로 생각됩니다.

다른 행성에서 생명체를 감지 할 수있는 구체의 지름을 추정하고 그 구체 안에 생명체가 존재할 확률을 추정하고 싶습니다.

예를 들어, 현재 기술로 지구에서 생명체를 감지 할 수있는 가장 먼 거리는 얼마입니까? 그 구체에 태양과 같은 별이 몇 개 있습니까? SETI 가 각 별을 배제 하는 데 얼마나 걸립 니까?

생명을 감지하여 의미하는 바에 따라 다릅니다. 랜달 먼로 (Randall Munroe)의이 가상 포스트 에서 설명한 것처럼 , 지구상의 조류는 외계인에게 우리에 대해 알리기 전에 외계인에 대해 알려줄 것입니다.

액체 물의 존재 또는 생명체의 검출로서 의 존재를 고려한다면 , 우리가 현재 할 수있는 태양계 행성의 스펙트럼을 연구함으로써 그러한 검출을 할 수 있습니다. 지금까지 발견 된 가장 먼 태양계 행성 은 27,700 광년 거리에 있습니다. 따라서, 당신의 질문에 대한 부분적인 대답은 주변의 거주 가능 구역 내에서 발견되는 모든 태양계 행성의 스펙트럼을 연구하여 이야기의 삶의 흔적을 나타내는 것입니다. 우리는 현재 태양계 행성의 광 반사 스펙트럼을 측정하는 기술을 보유하고 있습니다 (예 : ETC의 VLT , 쌍둥이 관측소 및 GTC 의 OSIRIS 장비)$O_2$하지만 SETI에 해당 기능이 있는지 모르겠습니다. Sara Seager 박사 의 연구를 더 찾아 볼 수 있습니다.

어떤 종류의 탐지 방법을 제안하지 않고서도 너무 광범위 해 보이기 때문에이 질문에 답하지 않았습니다. 그러나 만약 당신이 우리가 태양계를 가져 와서 우리와 어느 정도 떨어져 있으면 행성 지구에서 생명의 징후를 감지 할 수 있다면, 아마도 그 대답은 아닐 것입니다.

현재의 기술을 사용하면 ( 현재 사용 가능한 실험 및 망원경을 의미) 몇 광년 거리에서 관찰하더라도 지구의 생명체를 감지하지 못할 수 있습니다. 따라서이 구체 안에는 태양 이외의 별이 없습니다.

1. 지구와 같은 행성은 아직 다른 별 주위에서 발견되지 않았습니다. 다시 말해, 태양 형 별에서 1 au (또는 그것에 가까운)에서 비슷한 질량, 반지름 및 궤도를 가진 사람은 없습니다. [편집 : 물론 Kepler-452b에는 가까운 경쟁자가 있지만 60입니다. 지구보다 큰 %; 젠킨스 등. 2015. ]. 현재의 기술로 거의 도달 할 수 있습니다. 그러므로 지구상의 생명체에 대한 직접적인 검색은 시작해야 할 장소가 제한되어 있습니다. 지구 를 전혀 감지 할 수없는 경우 바이오 마커 (예 : 산소, 메탄과 같은 환원 가스와 함께 산소 또는 산업 문명의 클로로 플루오로 카본)를 찾을 수있는 대기 성분을 볼 가능성은 절대 없습니다 -Lin et al. 2014). 대기 조성이 (엄청하고 잠정적으로) 측정 된 유일한 외계 행성은 "뜨거운 목성"입니다. -부모 별과 매우 가까운 궤도를 도는 거대한 외계 행성.

2. "맹인"검색은 라디오 서명을 찾을 수 있으며 물론 SETI가 수행 한 작업입니다. 우리가 "지구"를 감지하는 것에 대해 이야기하고 있다면, 의도적 인 통신 시도에 대해 이야기하고 있지 않다고 가정해야하며, 따라서 문명에 의해 생성 된 임의의 라디오 "채터"와 우연한 신호를 감지해야합니다. SETI Phoenix 프로젝트는 다른 지능적인 삶의 무선 신호에 대한 가장 진보 된 검색이었습니다. 에서 인용 Cullers 등. (2000) : " 가장 강한 신호와 달리 일반적인 신호는 신호가 가장 가까운 별에서 비롯된 경우에도 대부분의 측량의 감지 임계 값 아래로 떨어집니다 ." Tarter (2001) 에서 인용 : "현재의 감도 수준에서, 표적 마이크로파 검색은 1 광년 (다른 별이없는) 거리에서 강한 TV 송신기의 등가 전력을 감지 할 수 있습니다 ... ".이 진술의 결론은 우리는 어떻게 이러한 신호가 더 천 광년에 걸쳐 관찰 할 수 또는 계산되었다. 레이더를 사용하여 태양계에서 실시 계측에 예를 들어, 특정 잘 정의 된 방향으로 발광에게 강한 기둥 신호를. 그러나 이러한 신호는 간단한,에 기둥입니다 매우 좁은 각도로 반복 될 가능성이 거의 없음 표적 검색을 수행하는 경우 적절한 시간에 올바른 방향으로 관찰하는 것은 매우 운이 좋을 것입니다.

따라서 현재의 방법과 망원경으로는 성공할 가능성이 거의 없다고 주장한다. 그러나 물론 기술 발전과 향후 10-20 년 내에 더 나은 기회가있을 수 있습니다.

직접 검색의 첫 번째 단계는 지구와 같은 행성을 찾는 것입니다. 첫 번째 주요 기회는 2017 년에 발사 된 TESS 우주선으로 가장 밝은 50 만 별 주위의 지구 크기의 행성을 탐지 할 수 있습니다. 그러나 2 년의 임무는 지구 아날로그를 탐지하는 능력을 제한 할 것입니다. 다른 지구를 찾는 가장 좋은 방법은 나중에 플라톤 (Plato) 출시와 함께 올 것입니다.다시 6 년간의 임무로 가장 밝은 별을 연구합니다. 그러나이 행성들의 대기에 대한 연구를 수행하는 데 필요한 큰 도약이 있습니다. 직접 이미징 및 분광법은 아마도 공간을 이용한 널링 간섭계를 필요로 할 것입니다. 외계 대기를 통한 위상-효과 및 투과 분광법의 간접적 인 관찰은 큰 각도 분해능이 필요하지 않으며, 단지 정밀하고 수집 영역이 필요합니다. 보통 별 주위의 지구 크기에 대한 분광법은 아마도 제임스 웹 우주 망원경 ( JWST -launch 2018)의 후계자 이거나, 향후 10 년 동안 E-ELT가 제공 할 수있는 것보다 더 많은 수집 지역이 필요할 것입니다. 예를 들어 Snellen (2013) E-ELT로 지구-아날로그의 바이오 마커 신호를 탐지하기 위해서는 80-400 개의 노출 시간 (즉, 80-400 년)의 시간이 걸린다고 주장한다!

$\sim 150$

나는 이것이 대답하기가 매우 어렵다는 것을 알고 있습니다. 탐지 방법은 우리가 얼마나 멀리 감지 할 수 있는지에 중요합니다. 내가 생각할 수있는 두 가지 가능한 방법이 있는데, 하나는 다른 것보다 우수합니다. 첫 번째 방법은 빛의 속도와 파동 생성입니다. 두 번째는 분위기를 어떻게 조정했는지에 관한 것입니다.

우리의 파도 (라디오) 생산은 19 세기 후반에 시작되었습니다. 우리는 115 년 동안 광속에서 115 광년 이상 떨어진 종이 우리를 감지 할 수 있도록 방송 해 왔습니다. 그러므로 라훌이 제안한 SETI 프로그램의 아이디어는 우리 자신을 방송하려는 의도입니다.

가장 좋은 방법은 내가 사람들을 위해 다른 사람들을 찾는 일에서 볼 수있는 방법은 대기 중독입니다. 우리의 대기에는 사람에 의해서만 생성되는 것으로 생각되는 특정 탄화수소가 있습니다. 우리가 그렇게 생각한다면, 우리는 또한 외계 행성 주위의 대기 중독을 감지 할 수 있습니다. 생명체가 존재한다는 것을 나타내지 않기 때문에 산소를 감지하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 태양계의 다른 곳에서 발견되는 것과 같이 제한된 양으로 산소를 자연적으로 생산할 수 있지만, 우리 자신과 같은 탄소 기반의 생명체를 유지하려면 큰 풍부함이 있어야합니다. 오염 물질을 검출하는 것이 검출을 생각하는보다 논리적 인 방법입니다. 우리가 자연적으로 발견되지 않은 원소를 생산할 수 있다면, 어떤 종이 ​​그것을 거기에 넣었다는 명백한 표시입니다. 이것은 또한 빛의 속도에 의존합니다. 그러나 사람이 만든 오염 물질은 전파 이전 시대에 존재했으며 우리의 파동 생산보다 빛을 더 오래 전달했습니다. 단점은 현재 오염 물질의 검출 방법으로, 현재 우리는 인간이 행성을 가진 별을 사용하여 성분을 결정하거나 덜 정확한 스펙트럼 데이터 (대기 물질을 나타내지 않음)에 의존하고 있습니다.

또 다른 관점은 Kardashev 규모를 보고 있는데 , 우리는 에너지 소비에 기초하여 그 답을 결정할 수있는 기술을 가지고 있다고 말할 수 있습니다. 만약 우리가 거대한 중력장과 명백한 에너지 원을 탐지 할 수 없다면, 다른 종에 의해 에너지가 잘 수확 될 수 있습니다. 다이슨 구체와 같은. 그러한 탐지는 우리 종이 적극적으로 찾고있는 것이 아니기 때문에 간과하기가 너무 쉽다고 생각합니다. 이것은 이론적 인 탐지를 위해 더 사실이지만, 다른 종은 지구의 조명 및 대기 온도의 상승과 함께 지구의 에너지 소비를 탐지 할 수 있습니다.

나는 인간의 간섭에 관해서는 100-150 광년의 범위를 볼 수 있다고 생각합니다. 일반적으로 생명체의 탐지에 관해서는, 우리가 액체 물과 대기 산소를 포함하는 안정적인 시스템을 가지고 있다는 사실과 다른 곳에서 볼 때 생명체가 존재한다고 판단하는 간단한 방법이 있다면 현대의 시대를 상상할 수 없습니다.

우리는 우리의 관점에서 탄소 기반 생명체라는 주장에 너무 의지 할 수 있습니다. 만약 우리보다 다른 종이나 다른 종이 탄소가 아니었다면, 그들은 자신의 종에 더 국한된 다른 적응증을 찾고있을 것입니다. 같은 방식으로 우리는 자신을 감지한다고 상상할 수있는 징후를 찾습니다.

편집 : Rob Jeffries의 요청에 따라; 아닙니다. 오늘날의 최신 기술을 사용한 통과 측광 법을 사용하는 것은 아직 불가능합니다. 1ly지구 에서는 2.776*10^-4″-> 3600*(180/π)*(12734/9.460*10^12)또는 로 나타납니다 2.776mas. 이것은 밀리 초 단위로 이미지를 얻을 수있는 각도 해상도를 가진 ESO의 매우 큰 망원경 으로 가능합니다. 에서 10ly지구로 나타납니다 2.776*10^-5″-> 3600*(180/π)*(12734/9.460*10^13)또는 277.6μas,의 가능한 후 완료 Cherenkov 망원경 배열 microarcseconds의 이미지 수 각도 해상도를 가지고있다. Cherenkov 망원경 배열하는 동안, 제한됩니다 100μas에 400nm와 이미지 수없는 1μas것이 우리가 이미징되어있어이 다음 단계에서, 100ly. 가이아 우주선 까지 해결할 수 있습니다20μas그러나이 수준에서는 이미지를 만들 수 없습니다. NASA Ames Research Center는의 해결 능력을 아래로 낮추 5μas려고 시도 1μas했지만, 다시는 이미징 해상도가 아닙니다. 전파의 경우, 나는 충분히 제곱 법칙과 파동 열화를 언급하지 않았다. 인간으로서 우리에게는 몇 킬로미터 가 가능할 수 있습니다 .

내가 처음부터 추측을 철회하기를 원한다면 오늘날의 기존 기술을 사용하여 1ly에있는 기존의 무선 수신기와 동등한 공해 및 통과 광도 측정이 실제로 가능합니다 1yr. 그러나 새로운 도구가 아직 구축되지 않았다는 사실을 100ly막 으면, 무언가가 구축되지 않았기 때문에 기술이 존재하지 않기 때문에 (SKA 기술이 실현 가능합니까? 기술을 지금 바로 구현할 수 있습니다. 아직 구현하지 않았기 때문에 존재하지 않는 기술은 아닙니다.

Seti Home 은 운송에서 발견 된 최초의 지구 크기 행성에 대한 발견을 발표했습니다. Cornell University Library의 다른 간행물 에서는 지구가 거주 가능 구역 내에 있으며 지구 표면에 대기와 액체 H20이있을 가능성이 있음을 암시합니다. 케플러 우주선은 알지 못하는 경우, 케플러이 호출 할 때, 다른 신체의 얼굴에서 몸의 이동로로 빛 곡선을 매핑,이 연구 결과를 감지 교통 . 기술이 이미 존재하고있는 것처럼 지구에 대한 진정한 유사성을 원한다면이 기술이 아직 존재하지 않는다고 제안하는 것은 터무니 없습니다. 1ly그러나 가능하지 않은 기술을 사용하려면 구축하지 마십시오. 100ly.