Este ano, o projeto Busca por Inteligência Extraterrestre (SETI) completa 58 anos!
Em 18 de abril de 1960, a revista Time informou aos leitores que um jovem funcionário do Observatório Nacional de Radioastronomia, Frank Drake, pela primeira vez na história, estava tentando estabelecer contato unilateral com portadores de inteligência extraterrestre. Como tal, ele escolheu os habitantes hipotéticos dos sistemas planetários igualmente hipotéticos das estrelas Tau Ceti e Epsilon Eridani, localizadas a 12 e 10,5 anos-luz do sol. Drake ouviu (literalmente com um alto-falante) ondas de rádio gravadas em uma faixa de frequência estreita perto de 1,420 GHz com um radiotelescópio de 85 pés apontado para essas estrelas. Com exceção de um único alarme falso devido à interferência de rádio de uma fonte militar terrestre, Drake ouviu apenas ruídos estáticos por quatro meses. Em agosto, ele concluiu que novas tentativas eram inúteis e passou a estudar (no mesmo equipamento) a divisão magnética de linhas espectrais de hidrogênio cósmico, conhecido como efeito Zeeman. Assim terminou o projeto "Ozma", em homenagem à princesa de Oz do maravilhoso conto de Frank Baum. E o SETI (Search for Extraterresrial Intelligence) começou.
Rádio ou luz?
Drake começou a preparar seu experimento no início da primavera de 1959. Ele não escolheu a frequência de recepção de 1,420 GHz por acaso - ela emite hidrogênio atômico espalhado entre galáxias, o elemento mais comum no Universo. Ondas de rádio com essa frequência são geradas quando um elétron não excitado (isto é, localizado no nível orbital inferior) transita de um estado em que seu spin é paralelo ao spin nuclear para um estado com energia inferior quando os spins são opostos. Nesse caso, um fóton é emitido com energia de 5,9x10-6 eV, que corresponde à frequência escolhida por Drake (ou comprimento de onda de 21,1 cm). Não esperando ganhar dinheiro apenas por ouvir os sinais interestelares, Drake adicionalmente substanciou seu projeto estudando o efeito Zeeman. Curiosamente, o receptor exclusivo de Drake custou apenas US $ 2.000,porque a empresa de eletrônicos Microwave Associates forneceu-lhe gratuitamente o mais moderno amplificador paramétrico, um dos melhores do mundo na época.
Estrelas com planetas a partir dos quais se pode observar a passagem da Terra pelo disco do Sol (no plano da eclíptica), segundo os cientistas, - candidatos mais prováveis para o envio de sinais de rádio destinados a terráqueos.
1959 marca outro evento pioneiro na história do SETI. Em setembro, os professores da Cornell University Giuseppe Cocconi e Philip Morrison publicaram uma breve nota na Nature que propunha a mesma estratégia de comunicação espacial de Drake. Eles também consideraram muito provável que civilizações extraterrestres se comunicariam em um comprimento de onda de 21,1 cm e, portanto, recomendaram procurar irmãos em mente na banda de 1,420 GHz ± 300 KHz, cobrindo mudanças de frequência Doppler causadas pelo movimento de fontes de sinal em relação à Terra a velocidades de não mais de 100 km /de. Este artigo foi a primeira publicação científica dedicada ao problema SETI.
Um ano e meio depois, a Nature publicou outro artigo programático sobre comunicações espaciais, assinado por Robert Schwartz e Charles Townes, o futuro Prêmio Nobel. Os autores foram os primeiros a propor o uso de "masers ópticos" (em outras palavras, lasers - esse termo ainda não era geralmente aceito). Este trabalho retoma a estratégia de busca de sinais espaciais transportados por rajadas curtas de luz infravermelha ou visível, que agora é chamada de OSETI (Optical SETI). No mesmo 1961, a primeira conferência sobre contatos com civilizações extraterrestres foi realizada no Observatório Nacional de Radioastronomia. Drake apresentou ali sua famosa fórmula para estimar o número de contatos espaciais potenciais em nossa Galáxia.
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Faróis espaciais
O que uma civilização tecnologicamente avançada fará para reduzir o custo de comunicação com os vizinhos do espaço? Afinal, a transmissão contínua de sinais em uma ou várias bandas estreitas de radiofrequência é muito cara e não muito promissora. Portanto, a busca tradicional por mensagens na onda de emissão do hidrogênio intergaláctico e mesmo na janela de água inteira dificilmente terá sucesso. É muito mais lucrativo enviar sinais curtos em uma ampla faixa de frequência da ordem de 10 gigahertz. Essas frequências podem ser geradas usando transmissores não lineares com antenas compactas, que são incomensuravelmente mais baratos do que sistemas lineares para transmissão de banda estreita. E as chances de ser ouvido neste caso são maiores, já que as frequências do ruído de rádio intragaláctico mais forte são muito mais baixas.
“Essas considerações estão no cerne de nossa ideia de balizas de rádio espaciais que enviam sinais a milhares de anos-luz de distância”, diz Gregory Benford, professor de astrofísica da Universidade da Califórnia, Irvine, que desenvolveu o conceito com seu irmão gêmeo James. rádio-físico e sobrinho Dominic, funcionário da NASA. - Vamos supor que tais balizas existam e possam ser capturadas por instrumentos terrestres. Surge a questão de como procurá-los e como distinguir tais sinais de explosões de rádio causadas por processos naturais. Isso requer monitoramento constante dos céus do norte e do sul, bem como uma análise espectral de cada explosão de rádio suspeita. Esta é uma tarefa muito exótica para radiotelescópios profissionais,trabalhando no âmbito de programas de pesquisa astronômica e astrofísica. No entanto, já existem centenas de radiotelescópios amadores no mundo, e seu número está crescendo rapidamente. Qualquer uma dessas instalações pode ser equipada com componentes eletrônicos para analisar pulsos de rádio fora do padrão. E se radiotelescópios amadores forem combinados em uma rede mundial em busca de radiofaróis, algo que valha a pena pode ser descoberto. Afinal, foram os astrônomos amadores que descobriram a maioria dos novos cometas e estrelas variáveis. Então, por que os proprietários de radiotelescópios privados não seguem seu exemplo? "algo que vale a pena pode acontecer. Afinal, foram os astrônomos amadores que descobriram a maioria dos novos cometas e estrelas variáveis. Então, por que os proprietários de radiotelescópios privados não seguem seu exemplo? "algo que vale a pena pode acontecer. Afinal, foram os astrônomos amadores que descobriram a maioria dos novos cometas e estrelas variáveis. Então, por que os proprietários de radiotelescópios privados não seguem seu exemplo?"
Senadores contra NASA
O projeto Ozma há muito é o único empreendimento prático para estabelecer comunicações espaciais. Foi apenas em 1973 que a equipe do observatório da Universidade do Estado de Ohio começou a ouvir o espaço de maneira semelhante a uma frequência de 1.420 GHz usando o gigantesco rádio telescópio Big Ear estacionário. A pesquisa, que continuou até 1995, não trouxe nenhuma descoberta, embora já tenha causado sensação. Em 15 de agosto de 1977, o telescópio registrou uma curta (apenas 72 s), mas poderosa explosão de rádio de origem aparentemente cósmica. O astrônomo Jerry Eman, que o avistou em uma impressão de computador alguns dias depois, escreveu com prazer na margem: "Uau!" Este evento é destaque na história do SETI como Uau! sinal. Acabou por ser único e a sua natureza ainda é controversa - os entusiastas consideram-no obra de uma civilização extraterrestre.
No início dos anos 1970, a NASA se interessou por contatos espaciais. O projeto Cyclops foi desenvolvido, prevendo a criação de uma rede integrada de 1000-1500 pequenos radiotelescópios para caçar sinais espaciais enviados de distâncias inferiores a 1000 anos-luz da Terra. O programa permaneceu no papel, mas contribuiu para a consolidação de especialistas interessados no problema. Os iniciadores do projeto notaram que além da frequência do hidrogênio de 1,420 GHz, há outra frequência marcada - 1,662 GHz, correspondente à radiação de hidroxilas OH espalhada no espaço. Além disso, recomendaram não limitar a busca apenas nessas frequências ou em uma área limitada do espectro radioelétrico (o chamado poço de água), mas pela confiabilidade de produzi-la na faixa de 1 a 3 GHz.
Silêncio de planetas distantes
É fácil entender que o próprio rádio-telefone da Terra serve como prova da existência de uma civilização que atingiu certo nível de desenvolvimento técnico. Habitantes razoáveis de exoplanetas distantes provavelmente chegarão a essa conclusão se registrarem emissão de rádio da Terra. Da mesma forma, a humanidade pode encontrar outras civilizações. De acordo com o professor de astronomia da Universidade Harvard Avi Loeb, para resolver o problema do SETI não é necessário buscar mensagens espaciais direcionadas, basta apenas varrer o céu em busca de ruídos de rádio produzidos pelo homem: equipamento de rádio, - Observamos as distâncias em que os sinais de radar do sistema de defesa antimísseis americano são recebidos,que são capazes de gerar radiação isotrópica com uma potência total de 2 bilhões de watts (no modo de feixes pulsados direcionados, esta potência é duas ordens de magnitude maior). E descobriu-se que um sistema receptor com as capacidades da rede europeia de radiotelescópios de baixa frequência LOFAR pode registrar essas estações de radar em um raio de 50-100 anos-luz. Nesta região do espaço existem milhares e milhares de estrelas, algumas delas podem ter planetas semelhantes à Terra.alguns deles podem ter planetas semelhantes à Terra.alguns deles podem ter planetas semelhantes à Terra.
No entanto, surge a pergunta: qual é a probabilidade de encontrar irmãos em mente desta forma. Não sabemos a resposta exata, mas algo pode ser modelado. Os astrônomos britânicos Forgan e Nichol, cujo trabalho foi publicado em julho deste ano, notaram que a humanidade está gradualmente mudando para comunicações a cabo que não contribuem para o ruído de rádio planetário, e raciocinaram que radares militares superpoderosos também irão desaparecer algum dia. De acordo com suas estimativas, a probabilidade de detectar acidentalmente civilizações em um raio de 100 parsecs da Terra, se cada uma delas fizer barulho no ar por não mais do que cem anos, infelizmente, é muito pequena - não mais do que cem milésimos de um por cento.
Ainda não detectamos ruído de rádio, mesmo de civilizações relativamente próximas, mas esse fato pode ser interpretado de muitas maneiras diferentes. Não sabemos os reais motivos do silêncio radiofônico dos exoplanetas com vida inteligente.”
Por mais algumas décadas, a NASA deu pequenos passos para procurar sinais interestelares, que gastaram cerca de US $ 50 milhões. Na fase inicial de preparação, em algum lugar em 1976, o nome SETI apareceu. Antes disso, os entusiastas da captura de mensagens espaciais usavam uma versão mais pretensiosa - CETI, Communications with Extraterrestrial Intelligence. Como era arriscado prometer tais comunicações, elas foram substituídas pela busca.
No entanto, esses esforços não deram em nada - por razões políticas. O primeiro a pegar em armas contra o SETI foi o influente senador William Proxmire, obcecado pela luta contra o desperdício de recursos populares em projetos científicos supostamente ridículos. No início dos anos 1980, ele massacrou os fundos do SETI e concordou em devolvê-los apenas a pedido do famoso astrônomo Carl Sagan. O SETI foi deixado sozinho por vários anos, mas no outono seguinte, o novato senador Richard Brian decidiu economizar US $ 12 milhões para os contribuintes para esse propósito, e ele conseguiu o que queria. Curiosamente, essa acabou sendo sua única conquista em seus dois mandatos no Senado dos Estados Unidos.
Do rádio à biologia
“Muitas pessoas pensam que nosso instituto se dedica exclusivamente à caça de mensagens espaciais, - disse o astrônomo-chefe do Instituto SETI Seth Shostak. - No entanto, a grande maioria de nossos funcionários, e há quase uma centena deles agora, está envolvida com astrobiologia. Cerca de dez pessoas estão envolvidas em projetos que se enquadram na sigla SETI. Eu mesmo lido com estrelas das quais você pode observar a passagem da Terra através do disco solar. Se eles têm planetas com vida inteligente, então seus habitantes podem sincronizar suas transmissões na direção de nosso planeta com esses eventos. Portanto, faz sentido girar as antenas receptoras na direção dessas estrelas exatamente quando a Terra está entre elas e o sol.
Agora não estamos procurando por sinais interestelares ópticos, mas no passado recente, um trabalho semelhante foi realizado no refletor de 40 polegadas do Observatório Lik. Esta é uma área muito promissora e esperamos voltar a ela quando o financiamento for retomado."
Atualmente, sinais ópticos estão sendo pesquisados no telescópio de 72 polegadas do Observatório Oak Ridge da Universidade de Harvard e no telescópio de 30 polegadas do Observatório Leyschner em Berkeley. Ele está focado no monitoramento de chamas brilhantes não mais do que um nanossegundo. Os astrônomos não conhecem um único processo natural capaz de gerar pulsos de luz tão curtos que viajam centenas de anos-luz. Portanto, pode-se supor que são gerados por um poderoso laser, cujo feixe é focado na direção do sistema solar por meio de um grande telescópio.
Com fundos privados
Apesar do fim dos subsídios do governo, os cientistas americanos não se esqueceram de rastrear civilizações extraterrestres. Um instituto privado surgiu na Califórnia, que ainda continua sendo o centro dessas pesquisas. O Instituto SETI foi criado em 20 de novembro de 1984 para pesquisas no campo da astrobiologia e a busca de sinais de civilizações extraterrestres. No outono de 2007, junto com a Universidade da Califórnia em Berkeley, o instituto lançou um observatório projetado para capturar sinais de rádio interestelar e para observações de radioastronomia. O dinheiro, US $ 30 milhões, foi alocado por um dos fundadores da Microsoft Corporation Paul Allen, então o observatório é chamado de Allen Telescope Array. Agora, ele consiste em 42 radiotelescópios de seis metros sintonizados para receber sinais na faixa de 0,5-11 GHz.
“Estamos analisando as emissões de rádio de quase mil estrelas localizadas a 200 anos-luz do sol. No futuro, esperamos aumentar o número de antenas receptoras para 350, mas ainda não há fundos para isso. Se nossos planos se concretizarem, na próxima década seremos capazes de rastrear vários milhões de estrelas”, disse Jill Tarter, chefe do grupo de monitoramento de sinais espaciais, ao PM. - Muitas vezes perguntam por que ainda não encontramos irmãos em mente. Não se deve esquecer que a busca por civilizações cósmicas começou apenas 50 anos atrás, e até agora apenas uma fração quase insignificante de nossa Galáxia foi examinada. Se você pegar um copo d'água do oceano e não encontrar um único peixe nele, não deve pensar que seu
Jill Tarter considera prematuro enviar suas próprias mensagens ao espaço: “Nossa civilização entrou no caminho do progresso tecnológico global há apenas 500 anos e tem pouco a oferecer à Galáxia que existe há 10 bilhões de anos. Então você tem que esperar e crescer. Uma pergunta comum é se devemos ter cuidado com os invasores do espaço. Acho que esses são medos infundados. A viagem interestelar requer tecnologia que somente civilizações maduras e, portanto, estáveis podem adquirir. É difícil imaginar que eles correram para o espaço distante em busca de escravos, tesouros ou recursos naturais."
Ciência popular
Todo proprietário de um computador pessoal pode ajudar no monitoramento de sinais espaciais. Para fazer isso, você só precisa se conectar ao projeto SETI @ home, que foi iniciado por astrônomos e cientistas da computação da Universidade da Califórnia em Berkeley em maio de 1999. O objetivo do projeto era tentar atrair usuários de computadores pessoais para pesquisar traços de sinais interestelares no fluxo de dados radiotelescópicos brutos. No primeiro ano, mais de 2 milhões de pessoas se conectaram ao programa e agora o número total de participantes ultrapassa 6 milhões. Qualquer pessoa pode baixar o pacote de software BOINС, Berkeley Open Infrastructure for Network Computing, que fornece uma conexão entre um computador pessoal e o servidor do projeto. Nesse caso, o próprio proprietário decide como seu computador participará da computação distribuída - em determinados horários,por autorização prévia ou de outra forma.
“O projeto SETI @ home se expandiu nos últimos anos. Recebemos dados de um novo receptor de radiotelescópio de alta sensibilidade no Observatório de Arecibo, em Porto Rico, que aumentou 30 vezes o número de estrelas observáveis, explica o astrônomo Eric Korpela. - Após digitalização e arquivamento, a informação fica disponível para processamento. Estamos interessados em uma banda de 2,5 MHz que cobre a frequência de radiação do hidrogênio cósmico atômico em 1,420 GHz. Essa banda é dividida em 256 fragmentos de 9766 Hz, que são processados pelos computadores dos participantes. Durante cada sessão de comunicação, enviamos cerca de 250 kb de dados brutos mais 100 kb de informações auxiliares. O computador receptor analisa esta tarefa e envia os resultados de sua execução ao nosso servidor. 10 anos atrás, o tempo médio de processamento para um trabalho era de uma semana,hoje não passa de duas horas."
Até agora, os cientistas não encontraram nada, mas o que acontecerá se eles puderem encontrar um sinal dos irmãos em mente? De acordo com Eric, outras ações são previstas por um protocolo internacional especial que regula as ações de organizações e indivíduos em tal situação: “Em particular, eles devem compartilhar informações imediatamente com especialistas engajados na busca por civilizações extraterrestres, a fim de realizar uma avaliação especializada dos resultados. Também é necessário notificar o Secretário-Geral da ONU sobre o incidente antes mesmo de informar seu próprio governo. Espero que um dia usemos essas regras."
Alexey Levin
