Quest'anno, il progetto Search for Extra-Terrestrial Intelligence (SETI) compirà 58 anni!
Il 18 aprile 1960, la rivista Time informò i lettori che un giovane impiegato del National Radio Astronomy Observatory, Frank Drake, per la prima volta nella storia, stava cercando di stabilire un contatto unidirezionale con portatori di intelligenza extraterrestre. Come tale, scelse gli ipotetici abitanti degli altrettanto ipotetici sistemi planetari delle stelle Tau Ceti ed Epsilon Eridani, situate a 12 e 10,5 anni luce dal Sole. Drake ha ascoltato (letteralmente con un altoparlante) le onde radio registrate in una banda di frequenza stretta vicino a 1.420 GHz con un radiotelescopio di 85 piedi puntato su queste stelle. Con l'eccezione di un singolo falso allarme dovuto a interferenze radio da una fonte militare terrestre, Drake ha sentito solo rumori statici per quattro mesi. In agosto concluse che ulteriori tentativi erano inutili e passò allo studio (sulla stessa apparecchiatura) della scissione magnetica delle linee spettrali dell'idrogeno cosmico, noto come effetto Zeeman. Si è concluso così il progetto "Ozma", intitolato alla principessa di Oz dalla meravigliosa fiaba di Frank Baum. E iniziò il SETI (Search for Extraterresrial Intelligence).
Radio o luce?
Drake iniziò a preparare il suo esperimento all'inizio della primavera del 1959. Non ha scelto per caso la frequenza di ricezione di 1.420 GHz: emette idrogeno atomico sparso tra le galassie, l'elemento più comune nell'Universo. Le onde radio con una tale frequenza vengono generate quando un elettrone non eccitato (cioè situato al livello orbitale inferiore) passa da uno stato quando il suo spin è parallelo allo spin nucleare a uno stato con un'energia inferiore quando gli spin sono opposti. In questo caso viene emesso un fotone con un'energia di 5,9x10-6 eV, che corrisponde alla frequenza scelta da Drake (o una lunghezza d'onda di 21,1 cm). Non sperando di ottenere soldi solo per ascoltare i segnali interstellari, Drake ha ulteriormente confermato il suo progetto studiando l'effetto Zeeman. È interessante notare che il ricevitore unico di Drake costa solo $ 2000,perché l'azienda di elettronica Microwave Associates gli ha fornito gratuitamente l'ultimo amplificatore parametrico, uno dei migliori al mondo all'epoca.
Stelle con pianeti da cui si può osservare il passaggio della Terra attraverso il disco del Sole (nel piano dell'eclittica), secondo gli scienziati, - molto probabilmente candidati per l'invio di segnali radio destinati ai terrestri.
Il 1959 segna un altro evento pionieristico nella storia del SETI. A settembre, i professori della Cornell University Giuseppe Cocconi e Philip Morrison hanno pubblicato una breve nota su Nature che proponeva la stessa strategia di comunicazione spaziale di Drake. Hanno anche considerato molto probabile che le civiltà extraterrestri comunichino a una lunghezza d'onda di 21,1 cm e quindi hanno raccomandato di cercare fratelli in mente nella banda 1.420 GHz ± 300 KHz, coprendo gli spostamenti di frequenza Doppler causati dal movimento delle sorgenti di segnale rispetto alla Terra a velocità non superiori a 100 km /a partire dal. Questo articolo è stata la prima pubblicazione scientifica dedicata al problema SETI.
Un anno e mezzo dopo, Nature ha pubblicato un altro documento programmatico sulle comunicazioni spaziali, firmato da Robert Schwartz e Charles Townes, il futuro premio Nobel. Gli autori furono i primi a proporre l'uso di "maser ottici" (in altre parole, laser - questo termine non era ancora generalmente accettato). Questo lavoro risale alla strategia di ricerca di segnali spaziali trasportati da brevi lampi di luce infrarossa o visibile, che ora è chiamata OSETI (Optical SETI). Nello stesso 1961 si tenne presso l'Osservatorio Nazionale di Radioastronomia la prima conferenza sui contatti con le civiltà extraterrestri. Drake vi presentò la sua famosa formula per stimare il numero di potenziali contatti spaziali nella nostra galassia.
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Fari spaziali
Cosa farà una civiltà tecnologicamente avanzata per ridurre i costi di comunicazione con i vicini spaziali? Dopo tutto, la trasmissione continua di segnali su una o più bande di radiofrequenze strette è molto costosa e non molto promettente. Pertanto, è improbabile che la tradizionale ricerca di messaggi sull'onda di emissione di idrogeno intergalattico e anche nell'intera finestra dell'acqua abbia successo. È molto più vantaggioso inviare segnali brevi in un'ampia gamma di frequenze dell'ordine di 10 gigahertz. Queste frequenze possono essere generate utilizzando trasmettitori non lineari con antenne compatte, che sono incommensurabilmente più economici dei sistemi lineari per la trasmissione a banda stretta. E le possibilità di essere ascoltati in questo caso sono maggiori, poiché le frequenze del più forte rumore radio intragalattico sono molto più basse.
"Queste considerazioni sono al centro della nostra idea di radiofari spaziali che inviano segnali a migliaia di anni luce di distanza", afferma Gregory Benford, professore di astrofisica presso l'Università della California, Irvine, che ha sviluppato il concetto con suo fratello gemello James. fisico radiofonico e nipote Dominic, impiegato della NASA. - Supponiamo che tali fari esistano e possano essere catturati da strumenti terrestri. Sorge la domanda su come cercarli e come distinguere tali segnali dalle esplosioni radio causate da processi naturali. Ciò richiede un monitoraggio costante dei cieli settentrionali e meridionali, nonché un'analisi spettrale di ogni esplosione radio sospetta. Questo è un compito troppo esotico per i radiotelescopi professionisti,lavorando nel quadro di programmi di ricerca astronomica e astrofisica. Tuttavia, ci sono già centinaia di radiotelescopi amatoriali nel mondo e il loro numero sta crescendo rapidamente. Ognuna di queste installazioni può essere dotata di elettronica per analizzare impulsi radio non standard. E se i radiotelescopi amatoriali vengono combinati in una rete mondiale per cercare radiofari, potrebbe venire fuori qualcosa di utile. Dopotutto, sono stati gli astronomi dilettanti a scoprire la maggior parte delle nuove comete e stelle variabili. Allora perché i proprietari di radiotelescopi privati non seguono il loro esempio? "può succedere qualcosa di utile. Dopotutto, sono stati gli astronomi dilettanti a scoprire la maggior parte delle nuove comete e stelle variabili. Allora perché i proprietari di radiotelescopi privati non seguono il loro esempio? "può succedere qualcosa di utile. Dopotutto, sono stati gli astronomi dilettanti a scoprire la maggior parte delle nuove comete e stelle variabili. Allora perché i proprietari di radiotelescopi privati non seguono il loro esempio?"
Senatori contro la NASA
Il progetto Ozma è stato a lungo l'unica impresa pratica per stabilire comunicazioni spaziali. Fu solo nel 1973 che il personale dell'osservatorio dell'Ohio State University iniziò un simile ascolto nello spazio a una frequenza di 1.420 GHz usando il gigantesco radiotelescopio stazionario Big Ear. La ricerca, che è continuata fino al 1995, non ha portato alcuna scoperta, anche se una volta ha fatto scalpore. Il 15 agosto 1977, il telescopio registrò un breve (solo 72 s), ma potente esplosione radio di origine apparentemente cosmica. L'astronomo Jerry Eman, che pochi giorni dopo lo vide sulla stampa di un computer, scrisse con gioia a margine: "Wow!" Questo evento è presente nella storia del SETI come Wow! segnale. Si è rivelato unico nel suo genere e la sua natura è ancora controversa: gli appassionati lo considerano l'opera di una civiltà extraterrestre.
All'inizio degli anni '70, la NASA si interessò ai contatti spaziali. È stato sviluppato il progetto Cyclops, che prevede la creazione di una rete integrata di 1000-1500 piccoli radiotelescopi per la caccia ai segnali spaziali inviati da distanze inferiori a 1000 anni luce dalla Terra. Il programma è rimasto sulla carta, ma ha contribuito al consolidamento degli specialisti interessati a questo problema. Gli iniziatori del progetto hanno notato che oltre alla frequenza dell'idrogeno di 1.420 GHz, esiste un'altra frequenza marcata - 1.662 GHz, corrispondente alla radiazione degli idrossili OH sparsi nello spazio. Inoltre, hanno raccomandato di non limitarsi alla ricerca solo a queste frequenze o in un'area limitata dello spettro radio (la cosiddetta buca d'acqua), ma per l'affidabilità di produrla nell'intervallo da 1 a 3 GHz.
Silenzio di pianeti lontani
È facile capire che il radiotelefono della Terra stesso serve come prova dell'esistenza di una civiltà che ha raggiunto un certo livello di sviluppo tecnico. Abitanti ragionevoli di esopianeti lontani giungeranno probabilmente a questa conclusione se registreranno l'emissione radio dalla Terra. Allo stesso modo, l'umanità può trovare altre civiltà. Secondo il professore di astronomia dell'Università di Harvard Avi Loeb, per risolvere il problema SETI non è affatto necessario cercare messaggi spaziali diretti, basta semplicemente scansionare il cielo alla ricerca di rumori radio artificiali: apparecchiature radio, - abbiamo esaminato le distanze alle quali vengono ricevuti i segnali radar dal sistema di difesa missilistico americano,che sono in grado di generare radiazioni isotropiche con una potenza totale di 2 miliardi di watt (nella modalità dei fasci pulsati diretti, questa potenza è superiore di due ordini di grandezza). E si è scoperto che un sistema di ricezione con le capacità della rete europea di radiotelescopi a bassa frequenza LOFAR può registrare tali stazioni radar entro un raggio di 50-100 anni luce. In questa regione dello spazio ci sono migliaia e migliaia di stelle, alcune delle quali possono avere pianeti simili alla terra.alcuni di loro possono avere pianeti simili alla terra.alcuni di loro possono avere pianeti simili alla terra.
Tuttavia, sorge la domanda: qual è la probabilità di trovare fratelli in mente in questo modo. Non conosciamo la risposta esatta, ma qualcosa può essere modellato. Gli astronomi britannici Forgan e Nichol, il cui lavoro è stato pubblicato nel luglio di quest'anno, hanno notato che l'umanità sta gradualmente passando alle comunicazioni via cavo, che non contribuiscono al rumore radio planetario, e hanno pensato che un giorno anche i radar militari super potenti scompariranno. Secondo le loro stime, la probabilità di rilevare accidentalmente civiltà entro un raggio di 100 parsec dalla Terra, se ognuna di esse fa rumore nell'aria per non più di cento anni, ahimè, è molto piccola, non più del centomillesesimo di percento.
Non abbiamo ancora rilevato il rumore radio anche da civiltà relativamente vicine, ma questo fatto può essere interpretato in molti modi diversi. Non conosciamo le vere ragioni del silenzio radio degli esopianeti con vita intelligente.
Per un altro paio di decenni, la NASA stava facendo piccoli passi per la ricerca di segnali interstellari, che hanno speso circa $ 50 milioni Nella fase iniziale di preparazione, da qualche parte nel 1976, apparve il nome SETI. Prima di allora, gli entusiasti per la cattura di messaggi spaziali usavano una versione più pretenziosa: CETI, Communications with Extraterrestrial Intelligence. Poiché era rischioso promettere tali comunicazioni, furono sostituite dalla ricerca.
Eppure, questi sforzi non sono finiti nel nulla, per ragioni politiche. Il primo a prendere le armi contro il SETI è stato l'influente senatore William Proxmire, concentrato sulla lotta contro lo sperpero di fondi popolari su progetti scientifici apparentemente ridicoli. All'inizio degli anni '80, massacrò i fondi SETI e accettò di restituirli solo su richiesta del famoso astronomo Carl Sagan. SETI è stato lasciato solo per diversi anni, ma l'autunno successivo, il senatore esordiente Richard Brian ha deciso di risparmiare ai contribuenti $ 12 milioni per questo scopo, e ha ottenuto la sua scelta. È interessante notare che questo si è rivelato il suo unico risultato nei suoi due mandati al Senato degli Stati Uniti.
Dalla radio alla biologia
"Molte persone pensano che il nostro istituto sia impegnato esclusivamente nella caccia ai messaggi spaziali", ha detto il capo astronomo del SETI Institute Seth Shostak. - Tuttavia, la stragrande maggioranza dei nostri dipendenti, e ora ce ne sono quasi un centinaio e mezzo, è impegnata in astrobiologia. Una decina di persone sono coinvolte in progetti che corrispondono all'acronimo SETI. Io stesso mi occupo di stelle dalle quali è possibile osservare il passaggio della Terra attraverso il disco del Sole. Se hanno pianeti con una vita intelligente, i loro abitanti possono sincronizzare le loro trasmissioni nella direzione del nostro pianeta con questi eventi. Pertanto, ha senso ruotare le antenne riceventi nella direzione di queste stelle esattamente quando la Terra si trova tra loro e il Sole.
Ora non stiamo cercando segnali ottici interstellari, ma nel recente passato un lavoro simile è stato svolto sul riflettore da 40 pollici dell'Osservatorio Lik. Questo è un settore molto promettente e speriamo di tornarci quando riprenderanno i finanziamenti.
Attualmente, i segnali ottici vengono ricercati presso il telescopio da 72 pollici dell'Oak Ridge Observatory presso l'Università di Harvard e presso il telescopio da 30 pollici presso l'Osservatorio Leyschner di Berkeley. Si concentra sul monitoraggio dei bagliori luminosi non più lunghi di un nanosecondo. Gli astronomi non conoscono un singolo processo naturale in grado di generare impulsi di luce così brevi che viaggiano per centinaia di anni luce. Pertanto, si può presumere che siano generati da un potente laser, il cui raggio è focalizzato nella direzione del sistema solare utilizzando un grande telescopio.
Con fondi privati
Nonostante la fine dei sussidi governativi, gli scienziati americani non si sono dimenticati di seguire le civiltà extraterrestri. Un istituto privato è apparso in California, che rimane ancora il centro di tali ricerche. L'Istituto SETI è stato fondato il 20 novembre 1984 per la ricerca nel campo dell'astrobiologia e la ricerca di segnali da civiltà extraterrestri. Nell'autunno del 2007, insieme all'Università della California a Berkeley, l'istituto ha lanciato un osservatorio progettato per catturare segnali radio interstellari e per osservazioni radioastronomiche. Il denaro, 30 milioni di dollari, è stato stanziato da uno dei fondatori della Microsoft Corporation Paul Allen, quindi l'osservatorio si chiama Allen Telescope Array. Ora è composto da 42 radiotelescopi da sei metri sintonizzati per ricevere segnali nella gamma 0,5-11 GHz.
“Stiamo analizzando le emissioni radio di quasi mille stelle situate entro 200 anni luce dal Sole. In futuro, speriamo di aumentare il numero di antenne riceventi a 350, ma non ci sono ancora fondi per questo. Se i nostri piani si avvereranno, nel prossimo decennio saremo in grado di scansionare diversi milioni di stelle , dice a PM Jill Tarter, capo del gruppo di monitoraggio del segnale spaziale. - Spesso chiedono perché non abbiamo ancora trovato fratelli in mente. Non va dimenticato che la ricerca di civiltà cosmiche è iniziata solo 50 anni fa e finora è stata esaminata solo una frazione molto approssimativamente insignificante della nostra Galassia. Se raccogli un bicchiere d'acqua dall'oceano e non ci trovi un solo pesce, non dovresti pensare che il loro
Jill Tarter ritiene prematuro inviare i propri messaggi nello spazio: “La nostra civiltà è entrata nel percorso del progresso tecnologico globale solo 500 anni fa e ha poco da offrire alla Galassia che esiste da 10 miliardi di anni. Quindi devi aspettare e crescere. Una domanda comune è se diffidare degli invasori spaziali? Penso che queste siano paure infondate. Il viaggio interstellare richiede una tecnologia che solo civiltà mature e quindi stabili possono acquisire. È difficile immaginare che si siano precipitati in uno spazio lontano in cerca di schiavi, tesori o risorse naturali.
Scienza popolare
Ogni proprietario di un personal computer può avere una mano nel monitoraggio dei segnali spaziali. Per fare ciò, è sufficiente connettersi al progetto SETI @ home, che è stato avviato da astronomi e informatici dell'Università della California a Berkeley nel maggio 1999. L'obiettivo del progetto era cercare di attirare gli utenti di personal computer alla ricerca di tracce di segnali interstellari nel flusso di dati radiotelescopici grezzi. Nel primo anno, più di 2 milioni di persone si sono collegate al programma e ora il numero totale di partecipanti supera i 6 milioni. Chiunque può scaricare il pacchetto software BOINС, Berkeley Open Infrastructure for Network Computing, che fornisce una connessione tra un personal computer e il server del progetto. In questo caso, il proprietario stesso decide come il suo computer prenderà parte all'elaborazione distribuita: a determinate ore,previa autorizzazione o altro.
“Il progetto SETI @ home si è ampliato negli ultimi anni. Riceviamo dati da un nuovo ricevitore radiotelescopio ad alta sensibilità presso l'Osservatorio di Arecibo a Porto Rico, che ha aumentato di 30 volte il numero di stelle osservabili, spiega l'astronomo Eric Korpela. - Dopo la digitalizzazione e l'archiviazione, le informazioni diventano disponibili per l'elaborazione. Siamo interessati a una banda di 2,5 MHz che copra la frequenza di radiazione dell'idrogeno atomico cosmico a 1.420 GHz. Questa banda è divisa in 256 frammenti di 9766 Hz, che vengono elaborati dai computer dei partecipanti. Durante ogni sessione di comunicazione, inviamo circa 250 kb di dati grezzi più 100 kb di informazioni ausiliarie. Il computer ricevente analizza questa attività e invia i risultati della sua esecuzione al nostro server. 10 anni fa, il tempo medio di elaborazione per un lavoro era di una settimana,oggi non supera le due ore."
Finora, gli scienziati non hanno trovato nulla, ma cosa succederà se riescono a rilevare un segnale dai fratelli in mente? Secondo Eric, ulteriori azioni sono previste da uno speciale protocollo internazionale che regola le azioni di organizzazioni e individui in tale situazione: “In particolare, devono condividere immediatamente le informazioni con specialisti impegnati nella ricerca di civiltà extraterrestri al fine di condurre una valutazione esperta dei risultati. È inoltre necessario informare il Segretario generale delle Nazioni Unite dell'incidente prima ancora di informare il proprio governo. Spero che un giorno useremo queste regole.
Alexey Levin
