Szinte mindenki hallott már a Voyager űrszondákra került aranylemezekről, amelyek az emberiség üzeneteit viszik magukkal a távoli csillagközi térbe és jövőbe.
Kevésbé közismert, hogy kétféle „óra” is került a lemezek borítójára, amelyek több mint egymilliárd év múlva is képesek lennének jelezni az esetleges „megtalálóknak”, hogy nagyjából mikor is születtek a lemezek.
A jövő év augusztusában, illetve szeptemberében lesz 50 éve, hogy útjára indult először a Voyager-2, majd a Voyager-1 űrszonda. A mai napig is még mindkét, a Naprendszerből kifelé tartó űreszköz aktív, bár nemrég energiatakarékossági okokból le kellett kapcsolni a Voyager-1 egyik még működő fedélzeti műszerét. Az 1-es számú Voyager jelenleg 25,41 milliárd km-re, a 2-es számú pedig 21,33 milliárd km-re jár a Földtől. Ez azt jelenti, hogy rádiójeleiknek 23, illetve 19 órára van szükségük ahhoz, hogy elérjenek a NASA követőállomás-hálózatának (Deep Space Network, DSN) antennáiig.
A Voyager aranylemezeiről sokan hallottak már. Mindkét űrszonda külsejére felkerült egy-egy azonos tartalmú hanglemez, amelynek anyagát egy Carl Sagan által vezetett bizottság állította össze. A cél a Földre jellemző hangok, szöveges üzenetek, továbbá képek rekonstruálására alkalmas adatok rögzítése volt. Ezek hivatottak bemutatni a földi élet és kultúra sokszínűségét egy olyan hipotetikus intelligens életforma számára, amely esetleg egyszer megtalálja valamelyik lemezt. Ezeknek az időkapszuláknak persze vajmi kevés az esélye, hogy valaha is intelligens idegek „kezeibe” kerüljenek. Annál is kevésbé, mivel egyik Voyager sem tart olyan irányba, amelyben egy ismert csillag közelébe kerülnének. A Voyager-lemezek megalkotása sokkal inkább magunknak, az emberiségnek szólt, hogy mit tartanánk érdemesnek elárulni a mi civilizációkról a távoli jövő idegeneinek. Persze maga az üzenetküldés ténye és az információ tartalma is szült vitákat.
Most nem magának a lemeznek a tartalmáról, hanem a borítójáról emlékezünk meg. Annak is azokról az elemeiről, amelyek az időmeghatározást szolgálják. Hiszen ha valaki egyszer tényleg megtalálja a lemezt és sikerül dekódolnia is a tartalmát – ami azért egyáltalán nem kézenfekvő –, akkor már jó lenne tudnia azt is, hogy milyen korból származhatott ez a fosszília.
A Voyager aranylemezeinek borítói erre az időmérési célra egyrészt tartalmaznak egy kis uránmintát. Egy galvanizált, nagy tisztaságú urán-238 izotópból álló darabka egy kb. 2 cm átmérőjű kis területet foglal el. Egyetlen funkciója, hogy egy extrém lassan „járó” óra szerepét töltse be. Az időmérés elve egyszerű, a radioaktív izotópok bomlásán alapul. Az urán-238 jól ismert – és feltehetően a hipotetikus intelligens lények számára is ismert – sebességgel bomlik leányelemek láncolatára. A megtaláló, aki megméri, hogy mennyi urán-238 maradt a bomlástermékek mellett, ki tudja számítani, mikor került oda az eredeti minta az űrszondára. Miért pont az 238-as tömegszámú uránra esett a választás? Mert a radioaktív bomlásának felezési ideje 4,468 milliárd év. Ez azt jelenti, hogy ennyi idő eltelte után egy adott mennyiség nagyjából fele elbomlik. Ez tehát egy igen lassú óra, és egy efféle üzenetnek pont ilyenre van szüksége! Egy gyorsan bomló izotóp itt haszontalan lenne. Ha a felezési időt években, évtizedekben vagy évszázadokban mérnénk, a minta szinte teljesen elbomlana még jóval azelőtt, hogy bármelyik elképzelhető megtaláló rálelt volna – vagyis az ilyen óra túl hamar „megállna”.
A lemezborítón egy másik, még komplikáltabb időmérő alkalmatosság is helyett kapott. Így adott esetben a radioaktivitáson alapuló kormeghatározástól független másik módon is be lehet lőni, hogy nagyjából mikor keletkezett az üzenet. (A kormeghatározás pontosságát persze az egymilliárd éves időskálán érdemes értelmezni, amelyen a teljes emberi civilizáció fennállásának eddigi időtartama is csak egy szempillantásnyinak számít.) A másik módszer a pulzárokon – a Tejútrendszer gyorsan forgó, közben rádiósugárzó nyalábokat kibocsátó neutroncsillagain – alapul. Az elképzelt intelligens lények természetesen a pulzárokat is ismerik, így a Naphoz viszonyított helyzetük alapján megjelölt 14 pulzár forgási periódusait is mérni tudják. A lemezborítóról leolvashatják az adott pulzárok aktuális periódusidejét, amely az idő múlásával lassan növekszik, ahogy a pulzárok keringése jól mérhető módon egyre lassul. A pulzárok periódusideje kettes számrendszerben van feltüntetve. No de milyen egységben? Hiszen az általunk használt másodperc csak a mai kor emberének mond valamit, a térben és időben távoli civilizációnak bizonyára semmit. Ezért van ott egy hidrogénatom vázlatos rajza is, illusztrálva az alapállapotának az ún. hiperfinom átmenetét, amikor az elektron spinje az ellenkezőjére változik. Ez egy a rádiótartományba, a 21 cm-es hullámhossz (1,42 GHz frekvencia) közelébe eső sugárzást bocsát ki, amelynek periódusidejét minden valamire való ügyes civilizáció természetesen jól ismeri. Meg is van tehát az univerzális időegység.
De miért is egymilliárd év az az időskála, amelyre ezeket az „órákat” kalibrálták? A becslések szerint maguk a lemezek nagyságrendileg ennyi ideig maradhatnak fent többé-kevésbé épségben. A lemezek anyaga aranyozott réz, a burkolat alumínium, mindez az űrszondák testére rögzítve. A csillagközi tér sem teljesen üres, így a tárgyak apró mikrometeoroidok becsapódásainak és a kozmikus sugárzás okozta eróziónak is ki vannak kitéve. Mindkét folyamat lassú, bár mértékükről nincs pontos tudásunk. Az eléggé bizonytalan becslések szerint a lemezek barázdái a több százmilliótól az egymilliárd évig terjedő nagyságrendben maradnának fizikailag még olvashatók. Az uránóra „ketyegésének” tempója jól illeszkedik ehhez a várható élettartamhoz: az órát úgy tervezték, hogy biztosan túlélje az üzenetet, amelyet a keltezésével el kell látnia. Kétségtelenül a leghasznosabb segítség, amelyet egy hipotetikus megtaláló számára adhatunk az üzenet mellett, az a korának megállapítására szolgáló, ráadásul redundanciát is tartalmazó módszer…
Kapcsolódó linkek:
The Voyager Golden Record carries a small sample of uranium on its cover… (Space Daily)
Voyager honlap (NASA)
