Wie würden wir einen Doppelgängerplaneten auf der Erde entdecken?

Wie würden wir mit unserer gegenwärtigen oder in naher Zukunft verfügbaren Technologie (bis 2025) einen Planeten genau wie unseren eigenen entdecken und wie nah müsste er sein, um erkennbar zu sein?

Welche Methoden haben sich bisher als am effektivsten erwiesen, um erdähnliche Planeten zu entdecken, und was könnten sie in Bezug auf die Atmosphäre unseres Planeten, die Umlaufbahneigenschaften und unsere Spezies aussagen?

Diese Frage ist ein interessanter Anlass zum Nachdenken darüber, wie leicht eine außerirdische Zivilisation mit vergleichbarer Technologie uns finden kann und wie leicht wir sie finden können.

Für den Zweck der Frage werden wir annehmen, dass es einen Planeten mit einer Zivilisation mit gleichwertigen technologischen Fortschritten gibt, die überall existieren könnten.

Avi Loeb und Edwin Turner haben einen Artikel über die Möglichkeit geschrieben, eine Zivilisation, die unserer eigenen ähnlich ist, auf einer anderen Welt zu entdecken, indem sie nach Lichtern in der Stadt Ausschau halten.

Ihre vorgeschlagene Methode schlägt vor, die dunklen Seiten von Planeten zu beobachten, wenn sie sich vor ihrem Elternstern bewegen. Sie sagten jedoch, dass diese Methode künftige Generationen von Teleskopen erfordern wird.

Quelle:

• Stadtlichter könnten ET-Zivilisation enthüllen - Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Mit der gegenwärtigen Technologie (und damit meine ich Experimente und Teleskope, die jetzt verfügbar sind) haben wir keinen "erdähnlichen" Planeten entdeckt, und wir wären wahrscheinlich nicht in der Lage, Leben auf der Erde zu entdecken, selbst wenn wir es aus einiger Entfernung von Lichtjahren betrachten . Daher besteht derzeit keine Aussicht, Leben auf einem "Erddoppelgänger" aufzuspüren. Ich arbeite unten aus:

1. Noch keine Planeten wie die Erde wurden um einen anderen Stern herum entdeckt. Das heißt, keine, die eine ähnliche Masse, einen ähnlichen Radius und eine ähnliche Umlaufbahn bei 1 au (oder in der Nähe davon) von einem Stern vom Solartyp haben. Mit der aktuellen Technologie ist es einfach unerreichbar. Daher würde jede gezielte Suche nach Leben auf einem erdähnlichen Planeten eigentlich nicht wissen, wo man anfangen soll. Wenn Sie den Planeten überhaupt nicht entdecken können, besteht absolut keine Chance, anhand seiner atmosphärischen Zusammensetzung nach Biomarkern zu suchen (z. B. Sauerstoff zusammen mit einem reduzierenden Gas wie Methan oder Fluorchlorkohlenwasserstoffen aus einer industriellen Zivilisation - Lin et al. 2014)). Die einzigen Exoplaneten, für die atmosphärische Zusammensetzungen (grob und vorläufig) gemessen wurden, sind "heiße Jupiter". - riesige Exoplaneten, die sehr nahe an ihren Elternsternen kreisen.

2. Eine "blinde" Suche könnte nach Radiosignaturen suchen, und das ist natürlich, was SETI getan hat. Wenn wir über das Erkennen von "Erde" sprechen, müssen wir davon ausgehen, dass es sich nicht um absichtlich gestrahlte Kommunikationsversuche handelt, und müssen uns daher darauf verlassen, zufällige Funkgeräusche und zufällige Signale zu erkennen, die von unserer Zivilisation erzeugt werden. Das SETI Phoenix-Projekt war die am weitesten fortgeschrittene Suche nach Funksignalen aus anderen intelligenten Leben. Zitat von Cullers et al. (2000) : " Typische Signale unterschreiten im Gegensatz zu unseren stärksten die Erkennungsschwelle der meisten Umfragen, auch wenn das Signal vom nächsten Stern stammen sollte ". Zitat aus Tarter (2001) : "Bei der gegenwärtigen Empfindlichkeitsstufe könnten gezielte Mikrowellensuchen die entsprechende Leistung von starken Fernsehsendern in einem Abstand von einem Lichtjahr (innerhalb dessen keine anderen Sterne vorhanden sind) feststellen ... ". Die Zweideutigkeit in diesen Aussagen beruht auf der Tatsache, dass wir tun emit stärker strahlte Signale in bestimmten , genau definierten Richtungen, zum Beispiel zur Durchführung der Messtechnik im Sonnensystem mittels Radar. Solche Signale berechnet wurden über tausend Lichtjahre zu beobachten oder mehr. Aber diese Signale sind kurz, in eine Balken Extrem enger Winkel und unwahrscheinlich, dass er wiederholt wird. Sie müssten sehr glücklich sein, wenn Sie zur richtigen Zeit in die richtige Richtung beobachten würden, wenn Sie gezielte Suchen durchführen würden.

Daher meine Behauptung, dass mit den derzeitigen Methoden und Teleskopen keine großen Erfolgschancen bestehen. Aber natürlich schreitet die Technologie voran und in den nächsten 10 bis 20 Jahren kann es bessere Möglichkeiten geben.

Der erste Schritt bei einer gezielten Suche wäre, Planeten wie die Erde zu finden. Die erste große Chance wird das 2017 startende TESS-Raumschiff sein , das erdgroße Planeten um die hellsten 500.000 Sterne aufspüren kann. Die zweijährige Mission würde jedoch die Fähigkeit einschränken, ein Erdanalog zu entdecken. Die beste Wette, um andere Erden zu finden, wird später (vielleicht 2024) mit dem Start von Plato kommen, eine sechsjährige Mission, die erneut die hellsten Sterne untersucht. Dann ist jedoch ein großer Fortschritt erforderlich, um die Atmosphären dieser Planeten zu untersuchen. Direkte Bildgebung und Spektroskopie würden wahrscheinlich weltraumgestützte Nullungsinterferometer erfordern. Die indirekte Beobachtung von Phaseneffekten und Transmissionsspektroskopie durch eine Exoplanetenatmosphäre erfordert keine große Winkelauflösung, sondern nur massive Präzision und Sammelfläche. Die Spektroskopie von etwas der Größe der Erde um einen normalen Stern wird wahrscheinlich einen größeren Nachfolger des James Webb-Weltraumteleskops ( JWST - Start 2018) oder sogar mehr Sammelfläche erfordern, als das E-ELT im nächsten Jahrzehnt bereitstellen wird. Zum Beispiel Snellen (2013) Das Biomarkersignal eines Erdanalogons mit dem E-ELT zu detektieren, würde eine Expositionszeit von 80-400 Durchgängen (dh 80-400 Jahre!) erfordern!

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"wahrscheinlich nicht". Es sei denn, es wäre so nah, dass Fernseh- oder Radiosignale, wie wir sie versehentlich ausgesendet haben, über dem Hintergrundstrahlungspegel erkannt werden können, den wir über die Zivilisation nicht wissen können.
Die Signale sind extrem schwach und auf keiner Band wissenschaftlich interessant (natürlich absichtlich, weil wir nicht möchten, dass unsere Fernseher natürliche Signale empfangen, die unsere künstlichen Signale stören würden), es sei denn, Ihr wissenschaftliches Interesse besteht speziell darin, gesendete Kommunikationen zu überwachen von potentiellen Außerirdischen ausfindig gemacht (SETI ist ein schönes Hobby und für die damalige Zeit etwas mit Radioteleskopen zu tun).

Was Planeten von der Größe der Erde betrifft, so haben wir noch nie einen gefunden, geschweige denn einen felsigen in der bewohnbaren Zone eines Sterns. Die Mechanismen zur Erkennung von Exoplaneten sind einfach nicht empfindlich genug.

Bleibt eine Option: Ihr Äquivalent zu Voyager 1 gelangt in unser Sonnensystem, und wir erkennen und erkennen es tatsächlich als das, was es ist, und finden einen Weg, es wiederherzustellen. Aber wenn sie auf unserem technischen Niveau sind, wird es noch Tausende von Jahren dauern, bis dies geschieht.

Wenn es einen Planeten mit der gleichen Zivilisation "genau wie wir" gäbe, ist die Wahrscheinlichkeit, dass er nahe genug ist, um nachweisbar zu sein, äußerst gering. Nicht Null, sondern so niedrig wie das Überqueren einer Mauer mit Hilfe der Quantenmechanik.