Kiedy wszechświat krzyczy: “Wow!”

Minęło już okrągłe czterdzieści lat od najpopularniejszego odkrycia w dziejach radioastronomii. Tego, które przez lata dawało pociechę entuzjastom poszukiwań inteligencji pozaziemskiej. Niestety dla nich, geneza sygnału może być bardzo prozaiczna.

Chciałbym powiedzieć: “Rany, to sygnał od pozaziemskiej inteligencji”! Ale szczerze mówiąc, nie mogę tego zrobić.

Jerry Ehman

Co usłyszało Wielkie Ucho?

Scenerią dla tajemniczego odkrycia było nieistniejące już obserwatorium radioastronomiczne w stanie Ohio, znane wśród samych uczonych pod nazwą Wielkiego Ucha (The Big Ear). Z uwagi na prostokątny kształt, urządzenie w niczym nie przypominało ikonicznych, okrągłych anten, na ogół kojarzonych z programem SETI. Jednak to właśnie Ucho przeszło do historii jako to obserwatorium, które rekordowo długo – niezmordowanie przez 22 lata – przeczesywało nieboskłon w poszukiwaniu choćby iskierki zwiastującej istnienie rozwiniętego życia w kosmicznej pustce.

Kiedy myślę o tym co wydarzyło się pewnej letniej nocy 1977 roku, mimowolnie przychodzi mi do głowy znamienna scena z Kontaktu Carla Sagana. 15 sierpnia o godzinie 23:16 dr Jerry Ehman, młody inżynier z Uniwersytetu Stanowego w Columbus, jako wolontariusz pełnił dyżur przy Wielkim Uchu. Codzienna harówka radioastronoma nie była ekscytująca bardziej niż choćby praca dróżnika, mającego od czasu do czasu opuszczać szlaban, w przerwach między rozwiązywanymi krzyżówkami. Tym łatwiej wyobrazić sobie szok Ehmana, gdy został wyrwany z błogiego lenistwa przez nagłe piknięcie aparatury, dającej znać o zarejestrowaniu anormalnego sygnału radiowego.

Komputer przeważnie wypełniający wydruki monotonnymi ciągami jedynek, dwójek i trójek, nagle wypluł coś oryginalnego: “6EQUJ5″.

Obserwatorium Wielkie Ucho, które uchwyciło sygnał Wow
Działające do 1998 roku obserwatorium The Big Ear. Obecnie teren zajmuje pole golfowe.

Sekwencja ustawionych w pionowej linii cyfr i liter, wskazywała na odchylenie złapanego sygnału, w stosunku do typowego szumu radiowego wypełniającego przestrzeń. Litera E oznaczała, iż sygnał był silniejszy od tła 14 do 15 razy, litera U symbolizowała wzmocnienie 30 do 31 razy, i tak dalej. Radioastronom na początku pomyślał pewnie, że maszyneria uchwyciła jakiś przekaz ziemskiego pochodzenia. W końcu trwała zimna wojna – niejawne sposoby komunikacji czy próby superbroni wyzwalające ogromne porcje promieniowania, nie były niczym niezwykłym.

Jednak ta odpowiedź szybko okazała się niezbyt przekonująca. Fala odebranego sygnału miała długość 21 centymetrów, niepasującą do znanych ziemskich przekaźników. Jej częstotliwość, w granicach 1,42 GHz, jest z kolei częstotliwością charakterystyczną dla wodoru, czyli najprostszego i najpospolitszego pierwiastka we wszechświecie. Ta, w pewien sposób symboliczna wartość, nawet w naukowym żargonie bywa nazywana “wodopojem”. Zachęcony Ehman sprawdzał gorączkowo kolejne właściwości swojej zdobyczy. Wiązka “uciekała” wraz z ruchem nieba, więc jej źródło nie mogło leżeć na powierzchni naszej planety. Sygnał nie wyglądał też na jakąś zwykłą fluktuację tła, ponieważ przebijał swoją siłą zwykły radiowy szum ponad trzydzieści razy. Co jeszcze istotniejsze, jego częstotliwość wydawała się celowo i konkretnie dobrana, tak aby nie wykraczała poza jedno pasmo radiowe o szerokości zaledwie 10 kHz. Jednak kiedy podniecenie naukowca sięgało zenitu, po 72 sekundach sygnał zniknął by już nigdy nie powrócić.

Sygnału Wow na wydruku
Dokładna kopia wydruku z 1977 roku, wystawiona w obserwatorium Perkins, z podpisem Jerrego Ehmana. Po lewej widać napis “Wow!”, zanotowany czerwonym długopisem.

W głowie Ehmana zapewne zaświtała myśl, że być może, właśnie stanął u progu epokowego odkrycia. Oszołomiony taką perspektywą, zakreślił czerwonym długopisem tajemniczy ciąg znaków, zaś na marginesie zanotował wymowne “Wow!”.

Nie tylko sygnał Wow!

Nie powinno dziwić, że upolowany w 1977 roku sygnał poważnie namącił w świecie nauki i błyskawicznie zrobił karierę w mediach. W momencie gdy moda na UFO sięgała zenitu, był on wodą na młyn wszelkiej maści fantastów. Wiele osób chciało wierzyć, że przyszło im żyć w historycznym momencie pierwszego kontaktu z cywilizacją pozaziemską. I choć radioteleskopy na całym globie zarejestrowały później jeszcze kilka podejrzanych sygnałów radiowych, żaden jak dotąd nie spowodował takiego zamieszania. No, może z drobnym wyjątkiem, który pojawił się całkiem niedawno, bo już w XXI wieku.

Autorem odkrycia był rozpoczynający karierę na Uniwersytecie Zachodniej Wirginii w Morgantown, David Narkevic. Co ciekawe, naukowiec w ogóle nie zbliżył się do radioteleskopu! Po prostu przeglądał raporty płynące z obserwatorium Parkes we wschodniej Australii i dostrzegł, że przynajmniej jeden z zarejestrowanych sygnałów nie pasuje do reszty. Rychło okazało się, iż bliźniacze “piknięcia” daje się odnaleźć również na innych wydrukach i nadano im wspólną nazwę FRB (Fast Radio Burst). Jak wskazuje nazwa, mowa o szybkich – naprawdę szybkich, trwających tysięczne części sekundy – mocnych błyskach w zakresie fal radiowych. Po ich bliższym poznaniu, astronomowie orzekli, że pochodzą one z bardzo daleka: przykładowo uchwycony w 2012 roku obiekt FRB 121102 zlokalizowano jako część pewnej niewielkiej galaktyki, oddalonej o trzy miliardy lat świetlnych stąd.

Nie ma sensu udawać, że potrafimy dokładnie opisać mechanizm działania tych błysków. Jednakże, ciągle napływające dane i fakt, iż analogiczne sygnały docierają do nas z różnych obszarów nieba, raczej każą je traktować jako zjawiska naturalne. Być może w jakiś sposób spokrewnione z GRB, czyli odkrytymi w latach 60. rozbłyskami gamma. Oba zjawiska łączy monstrualna energia, gwałtowność i dystans. Notabene, GRB również budziło olbrzymie kontrowersje i musiały minąć prawie dwie dekady zanim astrofizycy (na czele z prof. Bohdanem Paczyńskim) sformułowali zgrabną hipotezę wyjaśniającą ich fenomen. 

W świetle tych doświadczeń, hipoteza celowego nadawania komunikatów w formie FRB, wydaje się obecnie nieprawdopodobna. Sądzę jednak, że warto zdawać sobie sprawę z tego, jak karkołomną pracę wykonują radioastronomowie. Jak trudno będzie ustrzelić rzeczywisty komunikat od obcej cywilizacji – nawet jeśli taki rzeczywiście został wyemitowany – w gęstwinie radiowych bodźców, docierających do naszej planety każdego dnia. Wspominam też o tym po to, aby ostudzić zapał tych czytelników, którzy w każdym niezidentyfikowanym sygnale, chcieliby widzieć zaproszenie do rozmowy.

Szczypta sceptycyzmu

Wróćmy do słynnego “Wow!”. Pojawia się uzasadnione pytanie: czy sygnał wyłowiony 1977 roku, mógł stanowić radiowy odpowiednik wiadomości w butelce rzuconej do kosmicznego morza przez obcą cywilizację?

Najbezpieczniejsza odpowiedź brzmiałaby: “Nie mówię nie, ale…”. Jeśli uznamy, iż obca cywilizacja chciała się z nami skontaktować, to dlaczego akurat w taki nieefektywny sposób? Dlaczego zamiast cyklicznych mignięć otrzymaliśmy pojedynczy sygnał? Dlaczego nie niósł on za sobą konkretnej treści, pozwalającej na jednoznaczną identyfikację inteligentnego nadawcy? Wbrew pozorom to nie takie trudne. Wystarczyłoby zawrzeć w sygnale jakikolwiek matematyczny wzór, niemożliwy do wygenerowania przypadkiem. W przywołanym wcześniej Kontakcie, mieszkańcy Wegi słali liczby pierwsze, podzielne tylko przez jeden i same siebie. To najlepszy sposób na transparentne oznajmienie całej galaktyce: “Hej! Jesteśmy tu i potrafimy liczyć”!

Teoretycznie istnieje szansa, że sygnał Wow! rzeczywiście został wyemitowany przez cywilizację techniczną, ale… niechcący. Tylko czy wtedy nie powinniśmy trafiać na więcej takich przypadków? I czy niecelowy sygnał byłby tak silny? Przypuszczalnie musiał on przebyć drogę 220 lat świetlnych, tyle bowiem dzieli Układ Słoneczny od gwiazdy χ Sagittarii, z kierunku której do nas dotarł. (W listopadzie 2020 roku astronom-amator Alberto Caballero zasugerował, że źródłem impulsu mogła być okolica 2MASS 19281982-2640123 – karła podobnego Słońcu, oddalonego o 1800 lat świetlnych).

Nawet sam Jerry Ehman, po ochłonięciu zaczął wyrażać zdrowy sceptycyzm: “Liczyłbym na to, że gdyby były to inteligentne istoty, wysłałyby sygnał znacznie więcej razy”. Innym razem rzucił nawet roboczym wyjaśnieniem: “Coś mi mówi, że sygnał pochodził z Ziemi i po prostu uległ odbiciu od kawałka kosmicznego gruzu”. Jednak mimo upływu pokolenia i publikacji przeszło stu artykułów naukowych, nie ukuto zadowalającej hipotezy, jasno objaśniającej fenomen pojedynczego piknięcia aparatury Wielkiego Ucha, co poprawiało humor zwolennikom upatrywania w “Wow!” fragmentu galaktycznej konwersacji.

Po 40 latach: To raczej nie E.T.

Jedna z głośniejszych prób wytłumaczenia zjawiska pojawiła się dopiero w 2016 roku, po niemal czterech dekadach od jego dostrzeżenia. (Swoją drogą to, że po czterdziestu latach wciąż ukazują się publikacje, uzmysławia o jak trapiącej kwestii mowa). Według planetologa Antonio Parisa, źródło całego zamieszania rzeczywiście nie znajduje się na powierzchni kuli ziemskiej, ale nie leży też poza granicami Układu Słonecznego. I tak, Paris oskarżył o podszywanie się pod obcą cywilizację, śmigające tu i ówdzie komety.

Dlaczego akurat one, a nie na przykład planetoidy? Wskazuje na to unikatowa charakterystyka komet. Ich sercami są niewielkie skalisto-lodowe jądra, które w trakcie zbliżania do Słońca rozdymają się do nieproporcjonalnych gabarytów o średnicy setek lub tysięcy kilometrów i wypuszczają widowiskowy, gazowy ogon. Wiedząc to, Paris teoretyzuje:

Umiarkowanie aktywne komety otoczone są przez szerokie chmury obojętnych atomów wodoru. Wodór ten jest uwalniany z komety gdy promieniowanie słoneczne w zakresie ultrafioletu, rozbija cząsteczki pary wodnej uwalniane z jądra komety, na atomy tlenu i wodoru. Ponadto (…) chmura wodoru otaczająca kometę wyrzuci fotony, emitując promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwości charakterystycznej dla linii wodoru (1420,40575177 MHz).

Antonio Paris

Trzeba przyznać, że to eleganckie, przejrzyste i przekonujące wytłumaczenie. Uczony podał nawet nazwy komet, które pamiętnej nocy 15 sierpnia 1977 roku, mijały na nieboskłonie gwiazdę χ Sagittarii i mogły wyemitować legendarny sygnał. Najprawdopodobniej był to któryś z pary obiektów: 266P/Christensen albo P/2008 Y2. Obie komety odkryto w ostatnich latach, co tłumaczyłoby dlaczego nie brano ich wcześniej pod uwagę.

Zobacz też: Zanim przyszło SETI…

Słysząc o próbach kontaktu z inteligencją pozaziemską, oczyma wyobraźni widzimy liczący wiele hektarów płaskowyż, usiany niezliczoną ilością anten wymierzonych w nieboskłon. Mało kto zdaje sobie jednak sprawę, iż ludzkie marzenie o przekazaniu wiadomości obcej cywilizacji narodziło się ponad sto lat wcześniej niż zamysł SETI czy radioteleskopu Arecibo. 

Musimy pamiętać, że samo przekonanie o istnieniu rozwiniętych gatunków pozaziemskich, pozostawało mocno zakorzenione w umysłach uczonych XIX wieku. To właśnie w epoce prapradziadów współczesnych astronomów powstała koncepcja “marsjańskich kanałów”, mających dowodzić zamieszkiwania Czerwonej Planety przez społeczeństwo techniczne. Jednocześnie, w omawianym okresie nikt nie zdawał sobie sprawy z rzeczywistej wielkości wszechświata, ograniczanego co najwyżej do obszaru Drogi Mlecznej czy nawet samego Układu Solarnego…

A może jednak?

Czy sprawę powinniśmy uznać za zamkniętą? Okazuje się, że nie do końca. Po pierwsze, od razu pojawia się pewna znacząca wątpliwość. Skoro tego typu sygnał radiowy na częstotliwości typowej dla wodoru, pozostaje naturalnym produktem działania komet, to dlaczego nigdy wcześniej i nigdy później na nic podobnego nie trafiliśmy? Komet jest na tyle dużo, że Wielkie Ucho lub jakiekolwiek inne obserwatorium powinno usłyszeć “Wow!” nie raz i nie dwa. Po drugie, hipoteza wymaga należytej weryfikacji, a ta wzbudziła ostatnio sporo kontrowersji. Antonio Paris wydał publikację, w której pochwalił się zarejestrowaniem odpowiedniego sygnału podczas nasłuchiwania komety, co w jego przekonaniu stanowi ostateczne potwierdzenie nowej koncepcji.

Tego zadowolenia nie podzielają jednak znawcy tematu, wymieniający szereg nieścisłości. Najbardziej złośliwi zauważają, że praca Parisa nie doczekała się publikacji w żadnym renomowanym periodyku, zaś jej treść zdradza nieobycie autora w dyscyplinie radioastronomii. Planetolog nie poinformował o lokalizacji wykorzystanej anteny, posługiwał się niestosowaną w tej dziedzinie jednostką decybela i nie wyjaśnił w żaden sposób, dlaczego komety już wcześniej nie dawały o sobie znać na tym paśmie. Sam Jerry Ehman zauważył, że sygnał był nieco zbyt krótki i urwał się zbyt nagle, aby można było wiązać go z przelotem komety.

Czy jest to tylko nieuzasadnione czepialstwo? Niekoniecznie są to zastrzeżenia zmuszające nas do natychmiastowego odrzucenia hipotezy Parisa. Co najwyżej dewaluują jego obserwacje. Istnieje zatem tylko jeden, w pełni naukowy sposób na rozwiązanie sporu: powtórzenie obserwacji, najlepiej przez innego, doświadczonego radioastronoma. Jeżeli nasłuchując komety uda się raz jeszcze uchwycić pożądany sygnał, zagadkę “Wow!” będziemy mogli z czystym sumieniem uznać za rozwiązaną. Jeśli nie, zabawa będzie trwała dalej.

Literatura uzupełniająca:
F. Drake, D. Sobel, Czy jest tam kto? Nauka w poszukiwaniu cywilizacji pozaziemskich, przeł. E. Bielicz, Warszawa 1996;
B. Miller, Piknik z Einsteinem. Naukowy zawrót głowy, przeł. A. Bukowski, Warszawa 2013;
J. Ehman, The Big Ear Wow! Signal What We Know and Don’t Know About It After 20 Years, [online: https://archive.is/k9g9x#selection-33.0-41.51];
P. Berg, Wiemy, skąd pochodzą błyski radiowe. To nie kosmici, [online: www.polityka.pl/tygodnikpolityka/nauka/1689314,1,wiemy-skad-pochodza-blyski-radiowe-to-nie-kosmici.read];
A. Paris, Hydrogen Clouds from Comets 266/P Christensen and P/2008 Y2 (Gibbs) are Candidates for the Source of the 1977 “WOW” Signal, [online: www.linkedin.com/pulse/hydrogen-clouds-from-comets-266p-christensen-p2008-y2-paris?articleId=6089780760292704258#comments-6089780760292704258&trk=prof-post];
A. Caballero, An approximation to determine the source of the WOW! Signal, [online: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2011/2011.06090.pdf].
7 niesamowitych zdjęć Hubble’a (Waszym zdaniem) Wojna o boską cząstkę O tym jak foton może przekroczyć prędkość światła