Inteligenței extraterestre seti

Căutarea inteligenței extraterestre ( SETI )

https://en.wikipedia.org/wiki/Search_for_extraterrestrial_intelligence

este un termen colectiv pentru căutările științifice ale vieții extraterestre inteligente , de exemplu, monitorizarea radiațiilor electromagnetice pentru semne de transmisii de la civilizații de pe alte planete. [1] [2] [3]
Captură de ecran a economizorului de ecran pentru SETI@home , un proiect de calcul voluntar în care voluntarii donează puterea computerului inactiv pentru a analiza semnalele radio pentru semne de inteligență extraterestră.
Investigațiile științifice au început la scurt timp după apariția radioului la începutul anilor 1900, iar eforturile internaționale concentrate au fost în desfășurare încă din anii 1980. [4] În 2015, Stephen Hawking și miliardarul israelian Yuri Milner au anunțat Breakthrough Listen Project, o încercare de 100 de milioane de dolari de a detecta semnale de la stelele din apropiere. [5]

Istorie

Munca timpurie

Au fost multe căutări anterioare pentru inteligența extraterestră în Sistemul Solar . În 1896, Nikola Tesla a sugerat că o versiune extremă a sistemului său de transmisie electrică fără fir ar putea fi folosită pentru a contacta ființele de pe Marte . [6] În 1899, în timp ce efectua experimente la stația sa experimentală Colorado Springs , el a crezut că a detectat un semnal de pe Marte, deoarece un semnal static ciudat, repetitiv, părea să se întrerupă atunci când Marte a așezat pe cerul nopții. Analiza cercetării Tesla a condus la o serie de explicații, inclusiv:

• 
  Tesla pur și simplu a înțeles greșit noua tehnologie cu care lucra, [7]
  
• 
  că s-ar putea să fi observat semnale din experimentele radio europene ale lui Marconi ,
  
• 
  și chiar speculații că ar fi putut capta zgomotul radio care apare în mod natural, cauzat de o lună a lui Jupiter ( Io ) care se mișcă prin magnetosfera lui Jupiter . [8]
  

La începutul anilor 1900, Guglielmo Marconi , Lord Kelvin și David Peck Todd și-au declarat, de asemenea, convingerea că radioul ar putea fi folosit pentru a contacta marțienii , Marconi afirmând că posturile sale au captat și potențiale semnale marțiane. [9] [10]
În perioada 21-23 august 1924, Marte a intrat într-o opoziție mai aproape de Pământ decât oricând în secolul anterior sau în următorii 80 de ani. [11] În Statele Unite, o „Ziua Națională a Tăcerii Radio” a fost promovată pe o perioadă de 36 de ore, între 21 și 23 august, cu toate radiourile liniștite timp de cinci minute la oră, la fiecare oră. La Observatorul Naval al Statelor Unite , un receptor radio a fost ridicat la 3 kilometri (1,9 mile) deasupra solului într-un dirijabil reglat la o lungime de undă între 8 și 9 km, folosind o „cameră radio” dezvoltată de Amherst College și Charles Francis Jenkins . Programul a fost condus de David Peck Todd cu asistența militară a amiralului Edward W. Eberle( Șeful Operațiunilor Navale ), cu William F. Friedman ( criptor șef al Armatei Statelor Unite), desemnat să traducă orice potențiale mesaje marțiane. [12] [13]
O lucrare din 1959 a lui Philip Morrison și Giuseppe Cocconi a subliniat pentru prima dată posibilitatea căutării spectrului de microunde . A propus frecvențe și un set de ținte inițiale. [14] [15]
The Wow! Credit de semnal
: Observatorul radio al Universității de Stat din Ohio și Observatorul Astrofizic din America de Nord (NAAPO).
În 1960, astronomul de la Universitatea Cornell Frank Drake a efectuat primul experiment SETI modern, numit „ Proiectul Ozma ” după Regina din Oz din cărțile de fantezie ale lui L. Frank Baum . [16] Drake a folosit un radiotelescop de 26 de metri (85 ft) în diametru la Green Bank, Virginia de Vest , pentru a examina stelele Tau Ceti și Epsilon Eridani în apropierea frecvenței markerului de 1,420 gigaherți , o regiune a spectrului radio numită „ poara de apă ”. " datorită apropierii sale de radicalul hidrogen și hidroxillinii spectrale. O bandă de 400 kiloherți în jurul frecvenței markerului a fost scanată folosind un receptor cu un singur canal cu o lățime de bandă de 100 herți. Nu a găsit nimic interesant.
Oamenii de știință sovietici s-au interesat puternic de SETI în anii 1960 și au efectuat o serie de căutări cu antene omnidirecționale în speranța de a capta semnale radio puternice. Astronomul sovietic Iosif Shklovsky a scris cartea de pionierat în domeniu, Universe, Life, Intelligence (1962), care a fost extinsă de astronomul american Carl Sagan drept cea mai bine vândută carte Intelligent Life in the Universe (1966). [17]
În numărul din martie 1955 a revistei Scientific American , John D. Kraus a descris o idee de a scana cosmosul pentru semnale radio naturale folosind un radiotelescop cu plan plat echipat cu un reflector parabolic . În doi ani, conceptul său a fost aprobat pentru construcție de către Universitatea de Stat din Ohio . Cu un total de 71.000 USD (echivalentul a 739.780 USD în 2022) subvenționat de la Fundația Națională pentru Știință , a început construcția pe un teren de 8 hectare (20 acri) în Delaware, Ohio. Acest telescop al Observatorului radio al Universității de Stat din Ohio a fost numit „Ureche mare”. Mai târziu, a început primul program SETI continuu din lume, numit program SETI Ohio State University.
În 1971, NASA a finanțat un studiu SETI care a implicat Drake, Barney Oliver de la laboratoarele Hewlett-Packard și alții. Raportul rezultat a propus construirea unei matrice de radiotelescoape pe Pământ cu 1.500 de antene cunoscute sub numele de „ Proiectul Cyclops ”. Prețul pentru matricea Cyclops a fost de 10 miliarde de dolari. Cyclops nu a fost construit, dar raportul [18] a stat la baza multor lucrări SETI care au urmat.
Programul Ohio State SETI a câștigat faimă pe 15 august 1977, când Jerry Ehman , un voluntar al proiectului, a asistat la un semnal uimitor de puternic primit de telescop. A înconjurat rapid indicația de pe un tipărit și a mâzgălit exclamația „Wow!” în marjă. Supranumit Wow! semnal , este considerat de unii a fi cel mai bun candidat pentru un semnal radio de la o sursă artificială, extraterestră , descoperită vreodată, dar nu a fost detectat din nou în mai multe căutări suplimentare. [19]
La 24 mai 2023, un semnal extraterestre de testare, sub forma unui „semnal radio codificat de pe Marte”, a fost transmis către radiotelescoape de pe Pământ, potrivit unui raport din The New York Times . [20]

Sentinel, META și BETA

În 1980, Carl Sagan , Bruce Murray și Louis Friedman au fondat Societatea Planetară din SUA , parțial ca vehicul pentru studii SETI. [3]
La începutul anilor 1980, fizicianul de la Universitatea Harvard Paul Horowitz a făcut următorul pas și a propus proiectarea unui analizor de spectru special destinat să caute transmisii SETI. Analizoarele tradiționale de spectru desktop au fost de puțin folos pentru această sarcină, deoarece prelevau frecvențe folosind bănci de filtre analogice și, prin urmare, erau limitate în numărul de canale pe care le puteau achiziționa. Cu toate acestea, tehnologia modernă de procesare a semnalului digital cu circuit integrat (DSP) ar putea fi utilizată pentru a construi autocorelațiareceptoare pentru a verifica mult mai multe canale. Această lucrare a condus în 1981 la un analizor de spectru portabil numit „Suitcase SETI” care avea o capacitate de 131.000 de canale în bandă îngustă. După testele pe teren care au durat până în 1982, Suitcase SETI a fost pusă în funcțiune în 1983 cu radiotelescopul Harvard/Smithsonian de 26 de metri (85 ft) de la Observatorul Oak Ridge din Harvard, Massachusetts . Acest proiect a fost numit „Sentinel” și a continuat până în 1985.
Nici măcar 131.000 de canale nu au fost suficiente pentru a căuta cerul în detaliu într-un ritm rapid, așa că Suitcase SETI a fost urmat în 1985 de Proiectul „META”, pentru „Megachannel Extra-Terrestrial Assay”. Analizorul de spectru META avea o capacitate de 8,4 milioane de canale și o rezoluție de canal de 0,05 herți. O caracteristică importantă a META a fost utilizarea deplasării Doppler de frecvență pentru a distinge semnalele de origine terestră și extraterestră. Proiectul a fost condus de Horowitz cu ajutorul Planetary Society și a fost finanțat parțial de regizorul Steven Spielberg . Un al doilea astfel de efort, META II, a fost început în Argentina în 1990, pentru a căuta cerul sudic, primind o modernizare a echipamentului în 1996–1997. [21] [22]
Continuarea META a fost denumită „BETA”, pentru „Testul extraterestră de miliarde de canale”, și a început observarea la 30 octombrie 1995. Inima capacității de procesare a BETA a constat din 63 de motoare dedicate cu transformată Fourier rapidă (FFT) , fiecare capabile să execute 2 FFT complexe de 22 de puncte în două secunde și 21 de computere personale de uz general echipate cu plăci de procesare a semnalului digital personalizate. Acest lucru a permis BETA să primească 250 de milioane de canale simultane cu o rezoluție de 0,5 herți pe canal. A scanat prin spectrul de microundede la 1.400 la 1.720 gigaherți în opt hopuri, cu două secunde de observare per hop. O capacitate importantă a căutării BETA a fost reobservarea rapidă și automată a semnalelor candidate, realizată prin observarea cerului cu două fascicule adiacente, una ușor spre est și cealaltă ușor spre vest. Un semnal candidat de succes ar tranzita mai întâi fasciculul de est și apoi fasciculul de vest și ar face acest lucru cu o viteză compatibilă cu rata de rotație sideral a Pământului . Un al treilea receptor a observat orizontul pentru a se opune semnalelor de origine terestră evidentă. Pe 23 martie 1999, radiotelescopul de 26 de metri pe care s-au bazat Sentinel, META și BETA a fost aruncat peste cap de vânturi puternice și grav avariat. [23] Acest lucru a forțat proiectul BETA să își înceteze activitatea.

MOP și Proiectul Phoenix

Sensibilitate vs interval pentru căutările radio SETI. Liniile diagonale arată transmițătoare cu puteri efective diferite. Axa x este sensibilitatea căutării. Axa y din dreapta este intervalul în ani-lumină , iar în stânga este numărul de stele asemănătoare Soarelui din acest interval. Linia verticală etichetată SS este sensibilitatea tipică obținută printr-o căutare completă a cerului, cum ar fi BETA de mai sus. Linia verticală etichetată TS este sensibilitatea tipică obținută printr-o căutare țintită, cum ar fi Phoenix. [24]
În 1978, programul NASA SETI a fost puternic criticat de senatorul William Proxmire , iar finanțarea pentru cercetarea SETI a fost eliminată din bugetul NASA de către Congres în 1981; [25] cu toate acestea, finanțarea a fost restabilită în 1982, după ce Carl Sagan a vorbit cu Proxmire și l-a convins de valoarea programului. [25] În 1992, guvernul SUA a finanțat un program operațional SETI, sub forma NASA Microwave Observing Program (MOP). MOP a fost planificat ca un efort pe termen lung pentru a efectua un studiu general al cerului și, de asemenea, pentru a efectua căutări țintite a 800 de stele specifice din apropiere. MOP urma să fie efectuat de antene radio asociate cu NASA Deep Space Network , precum și radiotelescopul de 140 de picioare (43 m) alObservatorul Național de Radioastronomie de la Green Bank, Virginia de Vest și radiotelescopul de 1.000 de picioare (300 m) de la Observatorul Arecibo din Puerto Rico. Semnalele urmau să fie analizate de analizoare de spectru, fiecare cu o capacitate de 15 milioane de canale. Aceste analizoare de spectru ar putea fi grupate pentru a obține o capacitate mai mare. Cei utilizați în căutarea țintită aveau o lățime de bandă de 1 hertz pe canal, în timp ce cei utilizați în sondajul sky aveau o lățime de bandă de 30 hertz pe canal.
Telescopul Arecibo din Puerto Rico, cu antena sa de 300 m (980 ft), a fost unul dintre cele mai mari radiotelescopuri cu deschidere plină (adică antenă plină) din lume și a efectuat câteva căutări SETI.
MOP a atras atenția Congresului Statelor Unite , unde programul a fost ridiculizat [26] și anulat la un an de la începerea sa. [25] Avocații SETI au continuat fără finanțare guvernamentală, iar în 1995 Institutul nonprofit SETI din Mountain View, California a reînviat programul MOP sub numele de Proiect „Phoenix”, susținut de surse private de finanțare. În 2012, a costat aproximativ 2 milioane USD pe an pentru a menține cercetarea SETI la Institutul SETI și de aproximativ 10 ori mai mult pentru a sprijini diferite activități SETI la nivel global. [27] Proiectul Phoenix , sub conducerea lui Jill Tarter, a fost o continuare a programului de căutare țintită de la MOP și a studiat aproximativ 1.000 de stele asemănătoare Soarelui din apropiere până în aproximativ 2015. [28] Din 1995 până în martie 2004, Phoenix a efectuat observații la radiotelescopul Parkes de 64 de metri (210 ft) din Australia . , radiotelescopul de 140 de picioare (43 m) al Observatorului Național de Radio Astronomie din Green Bank, Virginia de Vest și radiotelescopul de 1.000 de picioare (300 m) de la Observatorul Arecibo din Puerto Rico. Proiectul a observat echivalentul a 800 de stele pe canalele disponibile în intervalul de frecvență de la 1200 la 3000 MHz. Căutarea a fost suficient de sensibilă pentru a ridica transmițătoare cu 1 GW EIRP la o distanță de aproximativ 200ani-lumină .

Căutări radio în curs

Fereastra cuptorului cu microunde văzută de un sistem bazat pe sol. Din raportul NASA SP-419: SETI – Căutarea Inteligenței Extraterestre
Multe frecvențe radio pătrund destul de bine în atmosfera Pământului, iar acest lucru a condus la radiotelescoape care investighează cosmosul folosind antene radio mari. În plus, eforturile umane emit radiații electromagnetice considerabile ca un produs secundar al comunicațiilor precum televiziunea și radioul. Aceste semnale ar fi ușor de recunoscut ca fiind artificiale datorită naturii lor repetitive și a lățimii de bandă înguste . Pământul trimite unde radio din emisiuni în spațiu de peste 100 de ani. [29] Aceste semnale au ajuns la peste 1.000 de stele, în special Vega , Aldebaran , Barnard's Star , Sirius și Proxima Centauri .. Dacă există viață extraterestră inteligentă pe orice planetă care orbitează în jurul acestor stele din apropiere, aceste semnale ar putea fi auzite și descifrate, chiar dacă o parte din semnal este denaturată de ionosfera Pământului .
Multe radiotelescoape internaționale sunt utilizate în prezent pentru căutări radio SETI, inclusiv Low Frequency Array (LOFAR) în Europa, Murchison Widefield Array (MWA) în Australia și Lovell Telescope din Regatul Unit. [30]

Allen Telescope Array