În acest an, proiectul Căutare de informații extraterestre (SETI) va împlini 58 de ani!
Pe 18 aprilie 1960, revista Time le-a informat cititorilor că un tânăr angajat al Observatorului Național de Astronomie Radio, Frank Drake, în premieră în istorie, încerca să stabilească un contact unic cu transportatorii de informații extraterestre. Ca atare, el a ales locuitorii ipotetici ai sistemelor planetare la fel de ipotetice ale stelelor Tau Ceti și Epsilon Eridani, situate la 12 și 10,5 ani lumină de Soare. Drake a ascultat (literalmente cu un difuzor) undele radio înregistrate într-o bandă de frecvență îngustă de aproape 1.420 GHz cu un telescop radio de 85 de metri orientat către aceste stele. Cu excepția unei singure alarme false din cauza interferențelor radio de la o sursă militară terestră, Drake a auzit doar zgomote statice timp de patru luni. În august, el a ajuns la concluzia că au fost încercări suplimentare inutile și a trecut la studierea (pe același echipament) a divizării magnetice a liniilor spectrale de hidrogen cosmic, cunoscut sub numele de efectul Zeeman. Astfel s-a încheiat proiectul „Ozma”, numit după prințesa Oz din minunatul basm de Frank Baum. Și SETI (Căutare de informații extraterestre) a început.
Radio sau lumină?
Drake a început să-și pregătească experimentul la începutul primăverii anului 1959. Nu a ales din întâmplare frecvența de recepție de 1.420 GHz - emite hidrogen atomic împrăștiat între galaxii, elementul cel mai obișnuit din Univers. Undele radio cu o astfel de frecvență sunt generate atunci când un electron neexcitat (adică situat la nivelul orbital inferior) trece de la o stare când spinul său este paralel cu spinul nuclear la o stare cu o energie mai mică atunci când rotirile sunt opuse. În acest caz, un foton este emis cu o energie de 5,9x10-6 eV, care corespunde frecvenței alese de Drake (sau o lungime de undă de 21,1 cm). Nădăjduind să obțină bani doar pentru a asculta semnale interstelare, Drake și-a fundamentat în plus proiectul studiind efectul Zeeman. Interesant este că receptorul unic al lui Drake a costat doar 2000 de dolari,pentru că firma electronică Microwave Associates i-a furnizat gratuit cel mai recent amplificator parametric, unul dintre cele mai bune din lume la acea vreme.
Stele cu planete din care se poate observa trecerea Pământului pe discul Soarelui (în planul eclipticii), potrivit oamenilor de știință, - cel mai probabil candidații pentru trimiterea de semnale radio destinate pământenilor.
1959 marchează un alt eveniment de pionierat în istoria SETI. În septembrie, profesorii Universității Cornell, Giuseppe Cocconi și Philip Morrison, au publicat o notă scurtă în Nature care propunea aceeași strategie de comunicare spațială ca și Drake. De asemenea, au considerat că este foarte probabil ca civilizațiile extraterestre să comunice la o lungime de undă de 21,1 cm și, prin urmare, au recomandat să caute frați în minte în banda de 1.420 GHz ± 300 KHz, care să acopere schimbările de frecvență Doppler cauzate de mișcarea surselor de semnal față de Pământ la viteze de cel mult 100 km /din. Acest articol a fost prima publicație științifică dedicată problemei SETI.
Un an și jumătate mai târziu, Nature a publicat o altă lucrare programatică despre comunicațiile spațiale, semnată de Robert Schwartz și Charles Townes, viitorul laureat Nobel. Autorii au fost primii care au propus utilizarea „maselor optice” (cu alte cuvinte, lasere - acest termen nu era încă acceptat în general). Această lucrare se întoarce la strategia de căutare a semnalelor spațiale purtate de scurte explozii de lumină infraroșie sau vizibilă, care acum se numește OSETI (Optical SETI). În același 1961, la Observatorul Național de Radio Astronomie a avut loc prima conferință despre contactele cu civilizațiile extraterestre. Drake a prezentat acolo celebra sa formulă de estimare a numărului de contacte spațiale potențiale din Galaxia noastră.
Video promotional:
Balize spațiale
Ce va face o civilizație avansată tehnologic pentru a reduce costurile comunicării cu vecinii spațiali? La urma urmei, transmiterea continuă a semnalelor pe una sau mai multe benzi de frecvențe radio înguste este foarte scumpă și nu prea promițătoare. Prin urmare, căutarea tradițională a mesajelor cu privire la valul de emisie de hidrogen intergalactic și chiar în întreaga fereastră a apei este puțin probabil să aibă succes. Este mult mai profitabil să trimiteți semnale scurte într-o gamă largă de frecvențe de ordinul a 10 gigahertz. Aceste frecvențe pot fi generate folosind emițătoare neliniare cu antene compacte, care sunt incomensibil mai ieftine decât sistemele liniare pentru transmisia în bandă îngustă. Și șansele de a fi auzite în acest caz sunt mai mari, deoarece frecvențele celui mai puternic zgomot radio intragalactic sunt mult mai mici.
„Aceste considerente sunt în centrul ideii noastre de balize radio spațiale care trimit semnale la mii de ani-lumină distanță”, spune Gregory Benford, profesor de astrofizică la Universitatea din California, Irvine, care a dezvoltat conceptul împreună cu fratele său geamăn James. fizician radio și nepotul Dominic, angajat NASA. - Să presupunem că astfel de balize există și pot fi prinse de instrumente pământești. Se pune întrebarea despre cum să le căutăm și cum să distingem astfel de semnale de explozii radio provocate de procesele naturale. Aceasta necesită o monitorizare constantă atât a cerului nordic, cât și a sudului, precum și o analiză spectrală a fiecărei explozii radio suspecte. Aceasta este o sarcină prea exotică pentru radiotelescoape profesionale,care lucrează în cadrul programelor de cercetare astronomică și astrofizică. Cu toate acestea, există deja sute de radiotelescoape amatori în lume, iar numărul lor crește rapid. Oricare dintre aceste instalații poate fi echipată cu echipamente electronice pentru a analiza impulsurile radio standard. Și dacă telescoapele radio amator sunt combinate într-o rețea mondială pentru a căuta balize radio, poate merita ceva demn. Până la urmă, astronomii amatori au descoperit cele mai multe comete noi și stele variabile. Deci, de ce proprietarii de telescoape radio private nu își urmează exemplul? "se poate întâmpla ceva demn. Până la urmă, astronomii amatori au descoperit cele mai multe comete noi și stele variabile. Deci, de ce proprietarii de telescoape radio private nu își urmează exemplul? "se poate întâmpla ceva demn. Până la urmă, astronomii amatori au descoperit cele mai multe comete noi și stele variabile. Deci, de ce proprietarii de telescoape radio private nu își urmează exemplul?"
Senatori împotriva NASA
Proiectul Ozma a fost mult timp singura întreprindere practică pentru stabilirea comunicațiilor în spațiu. Abia în 1973, personalul observatorului Universității de Stat din Ohio a început o ascultare similară a spațiului cu o frecvență de 1.420 GHz folosind telescopul uriaș radio Big Ear staționar. Cercetările, care au continuat până în 1995, nu au adus descoperiri, deși cândva au provocat senzație. Pe 15 august 1977, telescopul a înregistrat o scurtă (doar 72 sec), dar puternică explozie radio de origine aparent cosmică. Astronomul Jerry Eman, care l-a reperat pe o imprimare pe calculator câteva zile mai târziu, a scris cu încântare în marjă: "Uau!" Acest eveniment este prezentat în istoria SETI drept Wow! semnal. S-a dovedit a fi unul de fel și natura sa este încă controversată - entuziaștii o consideră opera unei civilizații extraterestre.
La începutul anilor ’70, NASA s-a interesat de contactele spațiale. Proiectul Cyclops a fost dezvoltat, care prevede crearea unei rețele integrate de 1000-1500 mici telescoape radio pentru a căuta semnale spațiale trimise la distanțe mai mici de 1000 de ani-lumină de pe Pământ. Programul a rămas pe hârtie, dar a contribuit la consolidarea specialiștilor interesați de această problemă. Inițiatorii proiectului au menționat că, pe lângă frecvența de hidrogen de 1.420 GHz, există o altă frecvență marcată - 1.662 GHz, care corespunde radiației hidroxilelor OH împrăștiate în spațiu. În plus, ei au recomandat să nu se limiteze la căutarea numai la aceste frecvențe sau într-o zonă limitată a spectrului radio (așa-numita gaură de apă), ci la fiabilitatea de a o produce în intervalul de la 1 la 3 GHz.
Tăcerea planetelor îndepărtate
Este ușor de înțeles că radioul telefonic al Pământului în sine este o dovadă a existenței unei civilizații care a atins un anumit nivel de dezvoltare tehnică. Locuitori rezonabili ai exoplanetelor îndepărtate vor ajunge probabil la această concluzie dacă înregistrează emisii radio de pe Pământ. În același mod, umanitatea poate găsi alte civilizații. Potrivit profesorului de astronomie de la Universitatea Harvard Avi Loeb, pentru a rezolva problema SETI nu este deloc necesar să căutați mesaje spațiale direcționate, este suficient să scanați cerul pentru zgomotul radio creat de om: echipamente radio, - Am analizat distanțele la care se primesc semnalele radar de la sistemul american de apărare împotriva rachetelor,care sunt capabile să genereze radiații izotrope cu o putere totală de 2 miliarde de wați (în modul de fascicule cu impulsuri direcționate, această putere este cu două ordine de mărime mai mare). Și s-a dovedit că un sistem de recepție cu capabilitățile rețelei europene de telescoape radio cu frecvență joasă LOFAR poate înregistra astfel de stații radar pe o rază de 50-100 de ani lumină. În această regiune a spațiului există mii și mii de stele, unele dintre ele pot avea planete asemănătoare pământului.unii dintre ei pot avea planete asemănătoare pământului.unii dintre ei pot avea planete asemănătoare pământului.
Cu toate acestea, se pune întrebarea, care este probabilitatea de a găsi în minte frați în acest fel. Nu știm răspunsul exact, dar ceva poate fi modelat. Astronomii britanici Forgan și Nichol, a căror lucrare a fost publicată în iulie a acestui an, au observat că umanitatea trece treptat la comunicațiile prin cablu care nu contribuie la zgomotul radio planetar și au motivat că radarele super-puternice vor dispărea și într-o zi. Conform estimărilor lor, probabilitatea de a detecta accidental civilizații pe o rază de 100 de parsecuri de pe Pământ, dacă fiecare dintre ele face zgomot pe aer nu mai mult de o sută de ani, din păcate, este foarte mică - nu mai mult de o sută de mii la sută.
Încă nu am detectat zgomotul radio chiar și din civilizații relativ apropiate, dar acest fapt poate fi interpretat în mai multe moduri diferite. Nu știm motivele reale ale tăcerii radio ale exoplanetelor cu viață inteligentă.
Pentru alte câteva decenii, NASA a făcut mici pași pentru a căuta semnale interstelare, care au cheltuit aproximativ 50 de milioane de dolari. În faza inițială de pregătire, undeva în 1976, a apărut numele SETI. Înainte de asta, pasionații de captare a mesajelor spațiale foloseau o versiune mai pretențioasă - CETI, Comunicări cu informații extraterestre. Întrucât era riscant să promitem astfel de comunicări, acestea au fost înlocuite prin căutare.
Și totuși, aceste eforturi s-au încheiat în nimic - din motive politice. Primul care a luat armele împotriva SETI a fost influentul senator William Proxmire, hotărât în lupta împotriva risipirii fondurilor populare pe proiecte științifice presupuse ridicole. La începutul anilor '80, a sacrificat fondurile SETI și a acceptat să le restituie doar la cererea faimosului astronom Carl Sagan. SETI a fost lăsat singur câțiva ani, dar în toamna următoare, senatorul Richard Brian a decis să economisească contribuabililor 12 milioane de dolari în acest scop, iar el și-a dat drumul. Interesant este că aceasta s-a dovedit a fi singura lui realizare în cei doi termeni din Senatul SUA.
De la radio la biologie
„Mulți oameni cred că institutul nostru este angajat exclusiv în vânarea mesajelor spațiale” - a spus astronomul șef al Institutului SETI Seth Shostak. - Cu toate acestea, marea majoritate a angajaților noștri, și acum există aproape o sută și jumătate dintre ei, sunt angajați în astrobiologie. Aproximativ zece persoane sunt implicate în proiecte care se potrivesc acronimului SETI. Eu însumi mă ocup de stele din care poți observa trecerea Pământului pe discul Soarelui. Dacă au planete cu viață inteligentă, atunci locuitorii lor își pot sincroniza transmisiile în direcția planetei noastre cu aceste evenimente. Prin urmare, are sens să transformăm antenele receptoare în direcția acestor stele exact atunci când Pământul este între ele și Soare.
Acum nu căutăm semnale optice interstelare, dar în trecutul recent, o lucrare similară a fost realizată pe reflectorul de 40 de inch al Observatorului Lik. Aceasta este o zonă foarte promițătoare și sperăm să revenim la aceasta atunci când se va relua finanțarea."
În prezent, semnalele optice sunt căutate la telescopul de 72 inci al Observatorului Oak Ridge de la Universitatea Harvard și la telescopul de 30 inci din Observatorul Leyschner din Berkeley. Este concentrat pe monitorizarea flaresurilor strălucitoare nu mai mult decât o nanosecundă. Astronomii nu știu de un singur proces natural capabil să genereze pulsuri de lumină atât de scurte care parcurg sute de ani-lumină. Prin urmare, se poate presupune că acestea sunt generate de un laser puternic, al cărui fascicul este focalizat în direcția sistemului solar folosind un telescop mare.
Cu fonduri private
În ciuda încheierii subvențiilor guvernamentale, oamenii de știință americani nu au uitat de urmărirea civilizațiilor extraterestre. În California a apărut un institut privat, care rămâne în continuare centrul acestor căutări. Institutul SETI a fost înființat la 20 noiembrie 1984 pentru cercetări în domeniul astrobiologiei și pentru căutarea semnalelor din civilizațiile extraterestre. În toamna anului 2007, împreună cu Universitatea din California de la Berkeley, institutul a lansat un observator conceput pentru a capta semnale radio interstelare și pentru observații radio astronomie. Banii, 30 de milioane de dolari, au fost alocați de unul dintre fondatorii Microsoft Corporation Paul Allen, deci observatorul se numește Allen Telescope Array. Acum este format din 42 de telescoape radio de șase metri reglate pentru a primi semnale în intervalul 0,5-11 GHz.
„Analizăm emisiile radio provenite de la aproape o mie de stele situate în 200 de ani lumină a Soarelui. În viitor, sperăm să creștem numărul de antene receptoare la 350, dar nu există fonduri pentru acest lucru. Dacă planurile noastre se vor împlini, atunci în următorul deceniu vom putea scana câteva milioane de stele”, spune premierul Jill Tarter, șeful grupului de monitorizare a semnalelor spațiale. - Adesea se întreabă de ce nu ne-am găsit încă frați. Nu trebuie uitat că căutarea civilizațiilor cosmice a început în urmă cu doar 50 de ani și până acum a fost examinată doar o fracțiune foarte aproape nesemnificativă a Galaxiei noastre. Dacă scoateți un pahar cu apă din ocean și nu găsiți un singur pește în el, nu ar trebui să credeți că acestea sunt
Jill Tarter consideră că este prematur să-și trimită propriile mesaje în spațiu: „Civilizația noastră în urmă cu doar 500 de ani a pornit pe calea progresului tehnologic global și nu prea are de oferit Galaxia care există de 10 miliarde de ani. Deci trebuie să aștepți și să crești. O întrebare obișnuită este să fii prudent de invadatorii spațiului? Cred că acestea sunt temeri nefondate. Călătoria interstelară necesită o tehnologie pe care doar civilizațiile mature și deci stabile le pot dobândi. Este greu de imaginat că s-au grăbit în spațiul îndepărtat pentru sclavi, comori sau resurse naturale.
Știința populară
Fiecare proprietar al unui computer personal poate avea o mână în monitorizarea semnalelor spațiale. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să vă conectați la proiectul SETI @ home, inițiat de astronomi și informaticieni de la Universitatea California din Berkeley în mai 1999. Scopul proiectului a fost să încerce să atragă utilizatorii de computere personale să caute urme de semnale interstelare în fluxul de date radio telescopice brute. În primul an, peste 2 milioane de oameni s-au conectat la program, iar acum numărul total de participanți depășește 6 milioane. Oricine poate descărca pachetul software BOIN,, Berkeley Open Infrastructure for Computer Computing, care asigură o conexiune între un computer personal și serverul de proiect. În acest caz, proprietarul însuși decide modul în care computerul său va participa la calcularea distribuită - la anumite ore,prin autorizare prealabilă sau în alt mod.
„Proiectul SETI @ home s-a extins în ultimii ani. Primim date de la un nou receptor radio-telescop de înaltă sensibilitate la Observatorul Arecibo din Puerto Rico, care a crescut de 30 de ori numărul de stele observabile, explică astronomul Eric Korpela. - După digitalizare și arhivare, informațiile devin disponibile pentru procesare. Ne interesează o bandă de 2,5 MHz care acoperă frecvența de radiație a hidrogenului atomic cosmic la 1.420 GHz. Această bandă este împărțită în 256 de fragmente de 9766 Hz, care sunt procesate de calculatoarele participanților. În fiecare sesiune de comunicare, trimitem aproximativ 250 kb de date brute plus 100 kb informații auxiliare. Computerul primitor analizează această sarcină și trimite rezultatele execuției sale serverului nostru. Acum 10 ani, timpul mediu de procesare pentru un loc de muncă a fost o săptămână,azi nu depășește două ore”.
Până acum, oamenii de știință nu au găsit nimic, dar ce se va întâmpla dacă reușesc să detecteze un semnal de la frați? Potrivit lui Eric, alte acțiuni sunt prevăzute de un protocol internațional special care reglementează acțiunile organizațiilor și persoanelor aflate într-o astfel de situație: „În special, acestea trebuie să împărtășească imediat informații cu specialiștii implicați în căutarea civilizațiilor extraterestre, pentru a realiza o evaluare a experților a rezultatelor. De asemenea, este necesar să notificați secretarul general al ONU despre incident, chiar înainte de a informa propriul guvern. Sper că într-o zi vom folosi aceste reguli."
Alexey Levin
