Artefakt zur Himmelsbeobachtung | Big Ear Telescope: Detaillierte Erklärung von Wow! Wurde Signal 6EQUJ5 von Außerirdischen gesendet?

Autor: Hatton (Student des Science Voice Knowledge Writing Training Camp) & Wang Jie

Jerry Ehman und Wow! Das Signal: Der 19. August 1977 war für viele Amerikaner vielleicht nur ein gewöhnlicher, schwüler Tag, für Jerry Ehman jedoch etwas ganz Außergewöhnliches.[1] An diesem Abend machte er sich nach getaner Arbeit eine Tasse Kaffee, setzte sich gemütlich hin, nahm einen langen Papierstreifen voller Daten zur Hand und begann, ihn interessiert zu lesen. Er untersuchte Daten des Radioteleskops der Ohio State University, das liebevoll „Das große Ohr“ genannt wird.

Bild: Jerry Ehman (Mitte), Quelle: bigear.org

In den 1970er Jahren wurden Beobachtungsdaten nicht auf einem Bildschirm dargestellt, sondern auf lange Papierbänder gedruckt. Als Freiwilliger ist die Datenanalyse auf einem Lochstreifen nach dem anderen zu einem Teil von Emans Leben geworden. In den meisten Fällen waren die Zeichen auf dem Band jedoch genauso wie der Inhalt, den sie präsentierten: dicht gedrängt, aber bedeutungslos, mit nichts als Hintergrundgeräuschen.

Wow! Signal (Quelle: bigear.org)

Eman konnte sich nicht erinnern, wie viele Bänder er gesehen hatte. Plötzlich erschien eine Reihe von Zeichen in seinem Blickfeld. Er riss die Augen weit auf, um zu bestätigen, was er noch einmal sah, und konnte nicht anders, als „WOW!“ auszurufen.

Dieses Papierband zeichnet die Teleskopbeobachtungsdaten von vor drei Tagen, dem 15. August, auf. An der Position 10:16 stehen sechs Zeichen – 6EQUJ5. Diese Zeichenfolge mag normalen Menschen gewöhnlich erscheinen, für Eman ist sie jedoch sehr ungewöhnlich. Er stand einfach nur benommen da, alle möglichen Möglichkeiten gingen ihm durch den Kopf. Von allen Ideen gibt es eine, die am unwahrscheinlichsten, aber gleichzeitig auch die aufregendste ist. Eman hatte ein wenig Angst, diesen Gedanken weiter zu vertiefen, aber er brodelte immer wieder aus den Tiefen seines Geistes und er konnte ihn nicht unterdrücken. Was also bedeutet diese Zeichenfolge? Lassen Sie uns zunächst die Bedeutung dieser Zeichen verstehen.

Ausführliche Erklärung: Die Buchstaben und Zahlen auf dem 6EQUJ5-Band haben eigentlich nur eine Bedeutung, nämlich die Stärke des Signals. Die niedrigste Intensität von 1 stellt Hintergrundrauschen dar, eine Intensität von 10 wird durch den Buchstaben A dargestellt, 11 wird durch B dargestellt und so weiter. Der Buchstabe Z steht für eine Intensität von 35.

Auf dem Signalband sind Signale mit Stärken über 5 selten. In einem Meer aus Zahlen 1 und 2 tauchte plötzlich eine Zeichenfolge von 6EQUJ5 auf, die ungewöhnlich „abrupt“ wirkte. Die Signalstärke U ist 30 Standardabweichungen höher als das Hintergrundrauschen, was zugleich der Maximalwert in der Beobachtungsgeschichte dieses Teleskops ist [2].

6EQUJ5 besteht aus 6 Zeichen, jedes Zeichen stellt eine Dauer von 12 Sekunden dar, insgesamt also 72 Sekunden, was aber nicht bedeutet, dass das Signal nur 72 Sekunden dauerte. Das Teleskop ist am Boden befestigt und dreht sich mit der Erde, sodass es maximal 72 Sekunden lang ein Signal von außerhalb der Erde überwachen kann. Das dieser Zeichenfolge entsprechende Signal weist eine Intensitätsvariation auf, die einer ganz normalen umgekehrten Glockenform entspricht, was darauf hindeutet, dass es von außerhalb der Erde kommen muss.

6EQUJ5 Signalstärkeänderungen (Quelle: Wiki)

Ein weiterer Punkt, der geklärt werden muss, ist, dass die Überwachungsfrequenz des Teleskops 1,42 GHz beträgt. Diese Frequenz hat für Astronomen eine besondere Bedeutung. Es handelt sich um eine Linie des elektromagnetischen Spektrums, die durch die Änderung des Energieniveaus neutraler Wasserstoffatome entsteht, daher wird sie als „Wasserstoffband“ bezeichnet (die dieser Frequenz entsprechende Wellenlänge beträgt etwa 21 cm, daher wird das Wasserstoffband auch als 21-cm-Linie bezeichnet). Da Wasserstoff das am häufigsten vorkommende Grundelement im Universum ist, hat das Wasserstoffband ein breites Spektrum astronomischer Anwendungen. Viele Wissenschaftler glauben, dass dies eine der wahrscheinlichsten interstellaren Kommunikationsfrequenzen ist, falls außerirdische Zivilisationen versuchen sollten, Kontakt mit uns aufzunehmen.

Eman hatte sich unzählige Male vorgestellt, wie die Nachricht der außerirdischen Zivilisation aussehen würde, und das Signal vor Eman entsprach genau seiner Fantasie. Eman konnte seine Aufregung kaum zurückhalten. Mit zitternden Händen umkreiste er die Schnur und schrieb „Wow!“ daneben mit einem roten Stift. Von dem Moment an, als Ehman es rot markierte, wurden das „Wow!-Signal“ und das Radioteleskop der Ohio State University (das „Big Ear“-Teleskop), das es entdeckte, für immer in die Geschichte von SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) aufgenommen.

Foto: Jerry Ehman viele Jahre später (Quelle: setileague.org)

Das SETI-Programm zur Suche nach außerirdischen Zivilisationen ist eine zuverlässige Methode zur Suche nach außerirdischen Zivilisationen, indem es elektromagnetische Wellen aus dem Universum überwacht und Signale von intelligenten Zivilisationen entdeckt.

Im Jahr 1959 veröffentlichten die amerikanischen Physiker Philip Morrison und Giuseppe Cocconi in der Zeitschrift Nature einen Artikel mit dem Titel „Die Erforschung der interstellaren Kommunikation“. Darin schlugen sie vor, dass das Wasserstoffband die beste Frequenz für die Suche nach außerirdischen Zivilisationen sei.

Der erste formelle Plan zur Suche nach außerirdischen Zivilisationen in der Menschheitsgeschichte wurde vom berühmten amerikanischen Astronomen Frank Drake (1930-) organisiert und umgesetzt und trug den Namen „Ozma-Projekt“.

Bild: Drake

Eines Tages im April 1960 richtete Drake das neue Teleskop des National Radio Astronomy Observatory mit einem Durchmesser von 26 Metern auf den 10 Lichtjahre entfernten Stern Eta Pallas und verwendete dabei eine Frequenz von 1,42 GHz. Innerhalb weniger Minuten kratzte das Gerät, mit dem das Signal aufgezeichnet wurde, wild über das Papier und ein an das Teleskop angeschlossener Lautsprecher gab eine Reihe von Tönen von sich. Drake war fassungslos. Ein solch starkes Signal entdeckte er gleich zu Beginn der Suche. Ist es so einfach, Außerirdische zu finden? Offensichtlich war es nicht so einfach. Einige Tage später wurde bestätigt, dass das Signal von einem Flugzeug stammte. Weitere Untersuchungen ergaben, dass es sich tatsächlich um ein geheimes Experiment des Militärs handelte[3].

In insgesamt vier Monaten und etwa 150 Stunden unterbrochener Beobachtung fand er außer den irreführenden Flugzeugen keine wertvollen Signale. Obwohl das erste Ozma-Projekt keine Ergebnisse brachte, entstanden nacheinander verschiedene SETI-Projekte, die seitdem ununterbrochen fortgesetzt wurden.

Im Jahr 1971 finanzierte die NASA eine Studie und erstellte einen Bericht, der viele konstruktive Vorschläge enthielt und den Bau einer Radioteleskopanlage mit 1.500 Parabolantennen empfahl. Das Projekt wurde „Cyclops“ genannt und in kleinem Maßstab bis in die 1990er Jahre fortgeführt.

Im Jahr 1973 schlug die Ohio State University in den USA einen neuen SETI-Plan vor, und der Protagonist des heutigen Programms, das Radioteleskop „Big Ear“, war derjenige, der diesen Plan umsetzte. Lassen Sie mich Ihnen zunächst dieses Teleskop vorstellen.

Warum heißt es „Große Ohren“? Nach dem Zweiten Weltkrieg führte die zivile Nutzung der Radartechnologie zu einer rasanten Entwicklung der Radioastronomie und es entstanden zahlreiche Radioteleskope mit großer Apertur. Zu den repräsentativen Beispielen zählen das 76 Meter große Jodlebank-Radioteleskop in Großbritannien, das 64 Meter große Parkes-Radioteleskop in Australien und das 305 Meter große Arecibo-Teleskop in den USA. Im Vergleich dazu erscheint das von John D. Kraus (1910–2004), einem Astronomen der Ohio State University, entworfene und gebaute Radioteleskop sehr „nischenhaft“. Im Gegensatz zu anderen Teleskopen, die teuer und technologisch komplex sind, verfolgt es ein einfaches, aber nicht einfaches Konstruktionskonzept, das mit wenig Geld großartige Ergebnisse erzielt.

Im Jahr 1955 schlug Kraus einen neuartigen Plan für ein Radioteleskop vor. Im Gegensatz zu herkömmlichen Radioteleskopen, die eine rotierende Parabel oder Kugel als Empfänger verwenden und in verschiedene Himmelsrichtungen zeigen können, wird hier eine feste parabolische Reflektorfläche als Antenne verwendet, was nicht nur relativ einfach herzustellen ist, sondern auch eine sehr gute Kostenkontrolle ermöglicht. Obwohl die parabolische Reflektorfläche nicht beweglich ist, genügt eine weitere flache Reflektorfläche, deren Richtung angepasst werden kann, damit das Teleskop den weiten Himmel zwischen 63° nördlicher Breite und 36° südlicher Breite bei Erdrotation beobachten kann. Dabei wird eine Empfindlichkeit erreicht, die der einer Kugeloberfläche mit 52,5 Metern Durchmesser entspricht, und das zu sehr geringen Kosten. Um die Kosten zu senken, wurde ein Großteil der Bauarbeiten von Kraus‘ Studenten kostenlos durchgeführt, wie zum Beispiel die Herstellung des Teleskopmodells, die Gestaltung der Form der Stahlträger, Schweißarbeiten usw. Deshalb konnten sie das Projekt zu einem Preis von nur 250.000 Dollar abschließen [4].

Foto: Klaus

Als das Teleskop 1962 fertiggestellt wurde, bedeckte es eine Fläche, die größer war als drei Fußballfelder. Das Gesamtbild dieses Teleskops ähnelt stark einem Etagenbett, bestehend aus einer „Liegefläche“ und zwei hohen und niedrigen „Bettköpfen“. Die mittlere Sohlenfläche ist 152,4 Meter lang und 110,4 Meter breit. Es handelt sich um ein Flugzeug aus einer Mischung aus Aluminiumplatten und Beton. Die Farbe ist insgesamt weiß. Seine Hauptfunktion besteht darin, zu verhindern, dass schwache Signale vom Boden absorbiert werden.

An beiden Enden der „Liegefläche“ befinden sich zwei unterschiedlich hohe „Kopfteile“. Das größere ist 103,6 Meter lang und 30,68 Meter hoch und hat eine Neigung von etwa 45 Grad zum Boden, genau wie viele Etagenbetten, die ein Ende haben, das zum Anlehnen an die Rückenlehne geneigt ist. Es handelt sich um eine flache, reflektierende Oberfläche. Das untere Ende ist 110,4 Meter lang und 21,3 Meter hoch und stellt eine parabolische Reflexionsfläche dar. Das Funksignal aus dem Weltraum erreicht zuerst die flache reflektierende Oberfläche, wird dann zur parabolischen reflektierenden Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite reflektiert und dann zur Signalausgabeverarbeitung auf die danebenliegende Lautsprecher-Speisequelle fokussiert. Aus der Ferne betrachtet sehen die beiden riesigen reflektierenden Oberflächen wie menschliche Ohren aus, weshalb viele Menschen es liebevoll das Big-Ear-Teleskop nennen.

Bild: Big Ear Radioteleskop (Quelle: bigear.org)

Das fleißige „Big Ear“ Das „Big Ear“-Teleskop war vom Moment seiner Erbauung an für den Dauereinsatz bestimmt. Seine Hauptaufgabe bestand zunächst darin, Himmelsbeobachtungen im Radiowellenbereich durchzuführen. Im Jahr 1970 veröffentlichte sie einen Katalog mit fast 20.000 Radioquellen, von denen etwa die Hälfte noch nie zuvor entdeckt worden war und zwei davon die damals am weitesten entfernten bekannten Objekte waren.

Seit 1973 widmet sich das Big Ear-Teleskop hauptsächlich der Suche nach Signalen außerirdischer Zivilisationen. Es gibt einen großen Unterschied zwischen natürlich vorkommenden elektromagnetischen Wellensignalen und künstlichen elektromagnetischen Wellensignalen: Natürliche Signale haben im Allgemeinen einen breiten Frequenzbereich, während künstliche Signale im Allgemeinen einen schmalen Frequenzbereich haben. Die Suche nach Signalen außerirdischer Zivilisationen erfordert häufig das gleichzeitige Sammeln von Informationen in mehreren Schmalbandfrequenzbändern. Im Jahr 1973 wurde das Big Ear Telescope mit einem 8-Kanal-Empfänger ausgerüstet, der später auf 50 Kanäle aufgerüstet und nach den 1990er Jahren auf 4 Millionen Kanäle erweitert wurde[5].

Die Langzeitbeobachtungen des Teleskops liefern eine kontinuierliche Datenquelle. Diese automatisch generierten Daten müssen mit bloßem Auge beobachtet und analysiert werden. Häufig treffen neue Daten ein, bevor die alten Daten analysiert werden konnten. Das Herausfiltern nützlicher Informationen aus riesigen Datenmengen ist schwieriger als die Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Das Auffinden verdächtiger Signale auf dicht gepackten Papierbändern ist eine zeitraubende, mühsame und augenbelastende Aufgabe, die mit der Zeit leicht zu Frustration führen kann. Denn jeder versteht, dass es sich bei dem, was er erwartet, um ein Ereignis mit äußerst geringer Wahrscheinlichkeit handelt. Selbst wenn Sie sich also zu 100 % anstrengen, kann es sein, dass Sie überhaupt nicht belohnt werden. Noch bedauerlicher ist, dass die National Science Foundation der Vereinigten Staaten ab 1972 das Budget von Big Ear kürzte und die Datenanalyse zum größten Engpass wurde. Es gibt jedoch viele Freiwillige, die Big Ears kostenlose Dienste anbieten.

Jerry Ehman ist einer von ihnen. Ursprünglich war er Assistenzprofessor an der Ohio State University, doch nach Budgetkürzungen wurde auch seine Stelle gestrichen. Er arbeitet jedoch weiterhin ehrenamtlich für Big Ears. Als Eman am 19. August 1977 die Zeichenfolge sah, war er so aufgeregt, dass er einen großen Ausruf „Wow!“ schrieb. auf dem Papierband. Seitdem heißt dieses Signal „Wow!“ Signal.

Das „Wow!-Signal“ ist stark und schmalbandig, mit einer beobachteten Frequenz von 1,42 GHz, was mit den Spekulationen der Wissenschaftler über Signale von außerirdischen Zivilisationen übereinstimmt. Grundsätzlich lässt sich feststellen, dass er nicht von der Erde kommt, kein künstlicher Satellit ist und kein natürliches Phänomen darstellt. Es kommt aus dem Nordwesten des Kugelsternhaufens M55 im Sternbild Schütze.

Ist das „Wow!-Signal“ also ein Gruß einer außerirdischen Zivilisation? Leider gibt es auf diese Frage noch keine allgemeingültige Antwort. In den folgenden Monaten nutzte Ehman das Big-Ear-Teleskop häufig, um nach wiederholten Signalen in derselben Richtung zu suchen. Von 1987 bis 1989 nutzten Wissenschaftler des Oak Ridge Observatory das META-Array für ihre Suche. 1995 suchte auch das 12-Meter-Radioteleskop des National Radio Astronomy Observatory nach einer Antwort. Im 21. Jahrhundert führte auch das leistungsstarke US-amerikanische Very Large Array (VLA)-Array mehrere Beobachtungen durch[6]. Unzählige Wissenschaftler und Astronomie-Enthusiasten haben unzählige Versuche auf derselben Frequenz und in derselben Richtung unternommen, aber nie wieder dieses hochintensive Signal empfangen.

Über den Ursprung des „Wow!-Signals“ gibt es viele Hypothesen. Eman selbst spekulierte beispielsweise einmal, dass es sich um ein Signal von der Erde handele, das von Trümmern in der erdnahen Umlaufbahn der Erde reflektiert wurde. Diese Annahme lässt sich jedoch nur schwer aufrechterhalten, da es sich beim Wasserstoffband um eine astronomische Schutzfrequenz handelt und die Möglichkeit einer künstlichen Entstehung sehr gering ist. Darüber hinaus stützen Berechnungen nicht die Möglichkeit, dass Weltraummüll ein solches Signal zurücksenden kann. Im Jahr 2017 schlugen einige amerikanische Astronomen vor, dass das Signal von den Wasserstoffwolken zweier Kometen erzeugt wurde, doch auch diese Hypothese wurde von anderen Astronomen entschieden widerlegt.

Kurz gesagt, wir können die Hypothese, dass das „Wow!“ bisher noch nicht ausschließen. Das Signal könnte von einer außerirdischen Zivilisation stammen. In der astronomischen Forschung kann die Erklärung außerirdischer Zivilisationen jedoch nur an letzter Stelle stehen, wenn es um mysteriöse Signale von außerhalb der Erde geht. Obwohl wir sehr hoffen, dass die Menschheit keine Waisen im Universum ist und dass die Zivilisation der Erde nicht die einzige intelligente Zivilisation im Universum ist, verlangt die Wissenschaft von uns, dass wir die strengsten Beweise heranziehen, um die überraschendsten Schlussfolgerungen zu behandeln, selbst jene, die sich jeder Astronom wünscht.

Wow! Interessanterweise wurde gleichzeitig mit der Berühmtheit des „Wow!“-Signals auch die Zeichenfolge 6EQUJ5 unerwartet populär. Es wurde zu einem Symbol mit symbolischer Bedeutung, zum Titel eines beliebten Liedes und zu einem meiner am häufigsten verwendeten Passwörter.

Das Big Ear Telescope hat aufgrund des „Wow!-Signals“ viel Aufmerksamkeit erregt, aber wir sollten nicht vergessen, dass es in jeder ruhigen Nacht seine Ohren spitzt und aufmerksam den Geräuschen aus dem Universum lauscht. Als „Teleskop mit der längsten Suche nach außerirdischem intelligentem Leben“ im Guinness-Buch der Rekorde aufgeführt, war es seine jahrzehntelange harte Arbeit, die den Höhepunkt der Entdeckung des „Wow!-Signals“ ermöglichte. Im Jahr 1998 wurde das Big Ear-Teleskop abgebaut und der ursprüngliche Standort in einen Golfplatz und ein Wohnhaus umgewandelt, aber das „Wow!-Signal“ und die Bemühungen von Big Ear, nach außerirdischen Zivilisationen zu suchen, werden nicht vergessen werden.

Auch wenn die Erde klein und das Universum riesig ist, werden wir auf jeden Fall viel davon profitieren, wenn wir mutig sind und fleißig forschen, auch wenn wir nicht die gewünschten Antworten erhalten.

Quelle http://www.bigear.org/Wow30th/wow30th.htm

http://bigear.org/6equj5.htm

https://bolide.lamost.org/report/rep7.htm

http://www.bigear.org/kraus.htm

Wu Xinji. Das Big Ear Radioteleskop der Vereinigten Staaten: Ein 400 Jahre altes Auge am Himmel, Teil 24[J]. Weltraumerkundung, 2004, 02:39-41.

https://en.wikipedia.org/wiki/Wow!_signal