W tym roku projekt Search for Extra-Terrestrial Intelligence (SETI) będzie miał 58 lat!
18 kwietnia 1960 roku magazyn Time poinformował czytelników, że młody pracownik National Radio Astronomy Observatory, Frank Drake, po raz pierwszy w historii, próbował nawiązać jednostronny kontakt z nosicielami pozaziemskiej inteligencji. Jako taki wybrał hipotetycznych mieszkańców równie hipotetycznych układów planetarnych gwiazd Tau Ceti i Epsilon Eridani, znajdujących się 12 i 10,5 lat świetlnych od Słońca. Drake słuchał (dosłownie z głośnikiem) fal radiowych zarejestrowanych w wąskim paśmie częstotliwości w pobliżu 1,420 GHz przez 85-stopowy radioteleskop wycelowany w te gwiazdy. Z wyjątkiem pojedynczego fałszywego alarmu spowodowanego zakłóceniami radiowymi pochodzącymi z naziemnego źródła wojskowego, Drake słyszał tylko statyczne dźwięki przez cztery miesiące. W sierpniu doszedł do wniosku, że dalsze próby były daremne i przestawił się na badanie (na tym samym sprzęcie) magnetycznego rozszczepienia linii widmowych kosmicznego wodoru, znanego jako efekt Zeemana. Tak zakończył się projekt „Ozma”, nazwany na cześć księżniczki Oz ze wspaniałej baśni Franka Bauma. I rozpoczęło się SETI (poszukiwanie pozaziemskiej inteligencji).
Radio czy światło?
Drake rozpoczął przygotowania do eksperymentu wczesną wiosną 1959 roku. Częstotliwość odbiorczą 1,420 GHz nie wybrał przypadkiem - emituje ona atomowy wodór rozproszony pomiędzy galaktykami, najpowszechniejszy pierwiastek we Wszechświecie. Fale radiowe o takiej częstotliwości są generowane, gdy nie wzbudzony (tj. Znajdujący się na niższym poziomie orbity) elektron przechodzi ze stanu, w którym jego spin jest równoległy do spinu jądrowego, do stanu o niższej energii, gdy spiny są przeciwne. W tym przypadku emitowany jest foton o energii 5,9x10-6 eV, co odpowiada częstotliwości wybranej przez Drake'a (lub długości fali 21,1 cm). Nie mając nadziei na zdobycie pieniędzy za samo słuchanie sygnałów międzygwiazdowych, Drake dodatkowo uzasadnił swój projekt, badając efekt Zeemana. Co ciekawe, unikalny odbiornik Drake'a kosztował tylko 2000 $,ponieważ firma elektroniczna Microwave Associates dostarczyła mu bezpłatnie najnowszy wzmacniacz parametryczny, jeden z najlepszych w tamtym czasie na świecie.
Gwiazdy z planetami, z których można obserwować przejście Ziemi przez dysk Słońca (w płaszczyźnie ekliptyki), według naukowców - najprawdopodobniej kandydaci do wysyłania sygnałów radiowych przeznaczonych dla Ziemian.
Rok 1959 to kolejne pionierskie wydarzenie w historii SETI. We wrześniu profesorowie z Cornell University Giuseppe Cocconi i Philip Morrison opublikowali krótką notatkę w Nature, w której zaproponowali tę samą strategię komunikacji kosmicznej co Drake. Uznali również za bardzo prawdopodobne, że cywilizacje pozaziemskie będą komunikować się na długości fali 21,1 cm i dlatego zalecili szukanie braci w paśmie 1,420 GHz ± 300 kHz, obejmującym przesunięcia częstotliwości Dopplera spowodowane ruchem źródeł sygnału względem Ziemi przy prędkościach nie większych niż 100 km. /z. Ten artykuł był pierwszą publikacją naukową poświęconą problemowi SETI.
Półtora roku później w Nature ukazał się kolejny dokument programowy o komunikacji kosmicznej, podpisany przez Roberta Schwartza i Charlesa Townesa, przyszłego laureata Nagrody Nobla. Autorzy jako pierwsi zaproponowali zastosowanie „maserów optycznych” (innymi słowy laserów - termin ten nie był jeszcze powszechnie akceptowany). Praca ta powraca do strategii poszukiwania sygnałów kosmicznych przenoszonych przez krótkie wybuchy podczerwieni lub światła widzialnego, która obecnie nosi nazwę OSETI (optyczne SETI). W tym samym 1961 roku w National Radio Astronomy Observatory odbyła się pierwsza konferencja poświęcona kontaktom z cywilizacjami pozaziemskimi. Drake przedstawił tam swoją słynną formułę szacowania liczby potencjalnych kontaktów kosmicznych w naszej Galaktyce.
Film promocyjny:
Latarnie kosmiczne
Co zrobi zaawansowana technologicznie cywilizacja, aby obniżyć koszty komunikacji z kosmicznymi sąsiadami? W końcu ciągła transmisja sygnałów w jednym lub kilku wąskich pasmach częstotliwości radiowej jest bardzo droga i mało obiecująca. Dlatego też tradycyjne poszukiwanie wiadomości na fali emisji międzygalaktycznego wodoru, a nawet w całym oknie wodnym, raczej nie zakończy się sukcesem. O wiele bardziej opłacalne jest wysyłanie krótkich sygnałów w szerokim zakresie częstotliwości rzędu 10 gigaherców. Częstotliwości te można generować za pomocą nieliniowych nadajników z kompaktowymi antenami, które są niezmiernie tańsze niż systemy liniowe do nadawania wąskopasmowego. Szanse na bycie usłyszanym w tym przypadku są większe, ponieważ częstotliwości najsilniejszego wewnątrzagalaktycznego szumu radiowego są znacznie niższe.
„Te rozważania leżą u podstaw naszej idei kosmicznych radiolatarni, które wysyłają sygnały tysiące lat świetlnych od nas” - mówi Gregory Benford, profesor astrofizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine, który opracował tę koncepcję wraz ze swoim bratem bliźniakiem Jamesem. fizyk radiowy i bratanek Dominic, pracownik NASA. - Załóżmy, że takie latarnie istnieją i można je złapać ziemskimi instrumentami. Powstaje pytanie, jak ich szukać i jak odróżnić takie sygnały od rozbłysków radiowych wywołanych naturalnymi procesami. Wymaga to ciągłego monitorowania zarówno północnego, jak i południowego nieba, a także analizy spektralnej każdego podejrzanego rozbłysku radiowego. To zbyt egzotyczne zadanie dla profesjonalnych radioteleskopów,praca w ramach programów badań astronomicznych i astrofizycznych. Jednak na świecie istnieją już setki amatorskich teleskopów radiowych, a ich liczba szybko rośnie. Każda z tych instalacji może być wyposażona w elektronikę do analizy niestandardowych impulsów radiowych. A jeśli amatorskie teleskopy radiowe zostaną połączone w ogólnoświatową sieć w celu poszukiwania radiolatarni, może wyjść coś wartościowego. W końcu to astronomowie-amatorzy odkryli większość nowych komet i gwiazd zmiennych. Dlaczego więc właściciele prywatnych radioteleskopów nie pójdą za ich przykładem?”może się zdarzyć coś wartościowego. W końcu to astronomowie-amatorzy odkryli większość nowych komet i gwiazd zmiennych. Dlaczego więc właściciele prywatnych radioteleskopów nie pójdą w ich ślady?”może się zdarzyć coś wartościowego. W końcu to astronomowie-amatorzy odkryli większość nowych komet i gwiazd zmiennych. Dlaczego więc właściciele prywatnych radioteleskopów nie pójdą za ich przykładem?”
Senatorowie przeciwko NASA
Projekt Ozma od dawna jest jedynym praktycznym przedsięwzięciem służącym do ustanowienia komunikacji kosmicznej. Dopiero w 1973 roku pracownicy obserwatorium Ohio State University rozpoczęli podobne nasłuchiwanie przestrzeni kosmicznej na częstotliwości 1,420 GHz przy użyciu gigantycznego stacjonarnego radioteleskopu Big Ear. Badania, które trwały do 1995 roku, nie przyniosły żadnych odkryć, choć kiedyś wywołały sensację. 15 sierpnia 1977 roku teleskop zarejestrował krótki (tylko 72 s), ale potężny rozbłysk radiowy o pozornie kosmicznym pochodzeniu. Astronom Jerry Eman, który kilka dni później zauważył go na wydruku komputerowym, z zachwytem napisał na marginesie: „Wow!” To wydarzenie jest opisane w historii SETI jako Wow! sygnał. Okazał się jedyny w swoim rodzaju, a jego charakter wciąż budzi kontrowersje - pasjonaci uważają go za dzieło pozaziemskiej cywilizacji.
We wczesnych latach siedemdziesiątych NASA zainteresowała się kontaktami kosmicznymi. Opracowano projekt Cyclops, zakładający stworzenie zintegrowanej sieci 1000-1500 małych radioteleskopów do wyszukiwania sygnałów kosmicznych wysyłanych z odległości mniejszej niż 1000 lat świetlnych od Ziemi. Program pozostał na papierze, ale przyczynił się do konsolidacji specjalistów zainteresowanych tym problemem. Inicjatorzy projektu zauważyli, że oprócz częstotliwości wodoru wynoszącej 1,420 GHz istnieje jeszcze inna zaznaczona częstotliwość - 1,662 GHz, odpowiadająca promieniowaniu hydroksylowych grup OH rozproszonych w przestrzeni. Ponadto zalecili, aby nie ograniczać się do wyszukiwania tylko na tych częstotliwościach lub w ograniczonym obszarze widma radiowego (tzw. Oczko wodne), ale aby zapewnić niezawodność jego wytwarzania w zakresie od 1 do 3 GHz.
Cisza odległych planet
Łatwo zrozumieć, że sam radiotelefon Ziemi służy jako dowód istnienia cywilizacji, która osiągnęła pewien poziom rozwoju technicznego. Rozsądni mieszkańcy odległych egzoplanet prawdopodobnie dojdą do tego wniosku, jeśli zarejestrują emisję radiową z Ziemi. W ten sam sposób ludzkość może znaleźć inne cywilizacje. Według profesora astronomii z Harvard University Avi Loeb, aby rozwiązać problem SETI, wcale nie trzeba szukać ukierunkowanych wiadomości kosmicznych, wystarczy po prostu przeskanować niebo pod kątem szumu radiowego spowodowanego przez człowieka: sprzęt radiowy, - przyjrzeliśmy się odległościom, na jakie docierają sygnały radarowe z amerykańskiego systemu obrony przeciwrakietowej,które są w stanie wytworzyć promieniowanie izotropowe o łącznej mocy 2 miliardów watów (w trybie ukierunkowanych wiązek impulsowych moc ta jest o dwa rzędy wielkości większa). Okazało się, że system odbiorczy o możliwościach europejskiej sieci radioteleskopów niskiej częstotliwości LOFAR może rejestrować takie stacje radarowe w promieniu 50-100 lat świetlnych. W tym obszarze kosmosu są tysiące gwiazd, niektóre z nich mogą mieć planety podobne do Ziemi.niektóre z nich mogą mieć planety podobne do Ziemi.niektóre z nich mogą mieć planety podobne do Ziemi.
Powstaje jednak pytanie, jakie jest prawdopodobieństwo znalezienia braci w ten sposób. Nie znamy dokładnej odpowiedzi, ale można coś wymodelować. Brytyjscy astronomowie Forgan i Nichol, których praca została opublikowana w lipcu tego roku, zauważyli, że ludzkość stopniowo przełącza się na komunikację kablową, która nie przyczynia się do planetarnego szumu radiowego, i argumentowali, że supermocne radary wojskowe również kiedyś znikną. Według ich szacunków prawdopodobieństwo przypadkowego wykrycia cywilizacji w promieniu 100 parseków od Ziemi, jeśli każda z nich hałasuje w powietrzu nie dłużej niż sto lat, jest niestety bardzo małe - nie więcej niż sto tysięcznych procenta.
Nie wykryliśmy jeszcze szumu radiowego nawet ze stosunkowo bliskich cywilizacji, ale fakt ten można interpretować na wiele różnych sposobów. Nie znamy prawdziwych powodów ciszy radiowej egzoplanet z inteligentnym życiem”.
Przez kolejne kilkadziesiąt lat NASA podejmowała małe kroki w poszukiwaniu sygnałów międzygwiazdowych, które wydały około 50 milionów dolarów. W początkowej fazie przygotowań, gdzieś w 1976 roku, pojawiła się nazwa SETI. Wcześniej entuzjaści wyłapywania kosmicznych wiadomości używali bardziej pretensjonalnej wersji - CETI, Communications with Extraterrestrial Intelligence. Ponieważ obiecywanie takich komunikatów było ryzykowne, zastąpiono je wyszukiwaniem.
A jednak te wysiłki zakończyły się niczym - z powodów politycznych. Pierwszym, który podjął broń przeciwko SETI, był wpływowy senator William Proxmire, skupiony na walce z marnotrawieniem popularnych funduszy na rzekomo śmieszne projekty naukowe. Na początku lat 80. wymordował fundusze SETI i zgodził się je zwrócić tylko na prośbę słynnego astronoma Carla Sagana. SETI został sam na kilka lat, ale następnej jesieni debiutant senator Richard Brian postanowił zaoszczędzić podatnikom 12 milionów dolarów na ten cel i postawił na swoim. Co ciekawe, okazało się to jego jedynym osiągnięciem podczas dwóch kadencji w Senacie USA.
Od radia do biologii
„Wiele osób uważa, że nasz instytut zajmuje się wyłącznie poszukiwaniem wiadomości kosmicznych - powiedział główny astronom Instytutu SETI Seth Shostak. - Jednak zdecydowana większość naszych pracowników, a obecnie jest ich prawie półtora, zajmuje się astrobiologią. W projekty pasujące do akronimu SETI zaangażowanych jest około dziesięciu osób. Ja sam zajmuję się gwiazdami, z których można obserwować przejście Ziemi przez tarczę Słońca. Jeśli mają planety z inteligentnym życiem, ich mieszkańcy mogą zsynchronizować swoje transmisje w kierunku naszej planety z tymi wydarzeniami. Dlatego sensowne jest obracanie anten odbiorczych w kierunku tych gwiazd dokładnie wtedy, gdy Ziemia znajduje się między nimi a Słońcem.
Teraz nie szukamy optycznych sygnałów międzygwiazdowych, ale w niedawnej przeszłości podobne prace przeprowadzono na 40-calowym reflektorze Obserwatorium Lik. To bardzo obiecujący obszar i mamy nadzieję, że wrócimy do niego po wznowieniu finansowania”.
Obecnie sygnały optyczne są wyszukiwane w 72-calowym teleskopie Oak Ridge Observatory na Uniwersytecie Harvarda oraz 30-calowym teleskopie w Leyschner Observatory w Berkeley. Skupia się na monitorowaniu jasnych rozbłysków nie dłużej niż nanosekundę. Astronomowie nie znają ani jednego naturalnego procesu zdolnego do wytworzenia tak krótkich impulsów światła, które podróżują przez setki lat świetlnych. Dlatego można przypuszczać, że są one generowane przez potężny laser, którego wiązka jest skupiana w kierunku Układu Słonecznego za pomocą dużego teleskopu.
Ze środków prywatnych
Mimo ustania rządowych dotacji, amerykańscy naukowcy nie zapomnieli o śledzeniu pozaziemskich cywilizacji. W Kalifornii pojawił się prywatny instytut, który nadal pozostaje centrum takich poszukiwań. Instytut SETI powstał 20 listopada 1984 r. W celu prowadzenia badań z zakresu astrobiologii i poszukiwania sygnałów z cywilizacji pozaziemskich. Jesienią 2007 roku, wraz z Uniwersytetem Kalifornijskim w Berkeley, instytut uruchomił obserwatorium zaprojektowane do przechwytywania międzygwiazdowych sygnałów radiowych i obserwacji radioastronomicznych. Pieniądze w wysokości 30 milionów dolarów zostały przekazane przez jednego z założycieli Microsoft Corporation, Paula Allena, więc obserwatorium nazywa się Allen Telescope Array. Teraz składa się z 42 sześciometrowych radioteleskopów dostrojonych do odbioru sygnałów w zakresie 0,5-11 GHz.
„Analizujemy emisje radiowe z prawie tysiąca gwiazd znajdujących się w promieniu 200 lat świetlnych od Słońca. W przyszłości mamy nadzieję zwiększyć liczbę anten odbiorczych do 350, ale nie ma jeszcze na to środków. Jeśli nasze plany się spełnią, to w ciągu następnej dekady będziemy w stanie zeskanować kilka milionów gwiazd”- mówi Jill Tarter, szefowa grupy monitorującej sygnały kosmiczne w rozmowie z PM. - Często pytają, dlaczego wciąż nie myśleliśmy o braciach. Nie należy zapominać, że poszukiwania kosmicznych cywilizacji rozpoczęły się zaledwie 50 lat temu i jak dotąd zbadano tylko bardzo nieznaczną część naszej Galaktyki. Jeśli zgarniesz szklankę wody z oceanu i nie znajdziesz w niej ani jednej ryby, nie powinieneś myśleć, że ich
Jill Tarter uważa, że wysyłanie własnych wiadomości w kosmos jest przedwczesne: „Nasza cywilizacja zaledwie 500 lat temu wkroczyła na ścieżkę globalnego postępu technologicznego i niewiele ma do zaoferowania Galaktyce, która istnieje od 10 miliardów lat. Musisz więc czekać i dorosnąć. Częstym pytaniem jest, czy uważać na kosmicznych najeźdźców? Myślę, że są to bezpodstawne obawy. Podróże międzygwiezdne wymagają technologii, którą mogą nabyć tylko dojrzałe, a zatem stabilne cywilizacje. Trudno sobie wyobrazić, że rzucili się w daleką przestrzeń w poszukiwaniu niewolników, skarbów lub zasobów naturalnych”.
Nauka ludowa
Każdy właściciel komputera osobistego może mieć swój udział w monitorowaniu sygnałów kosmicznych. Aby to zrobić, wystarczy połączyć się z projektem SETI @ home, który został zainicjowany przez astronomów i informatyków z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley w maju 1999 roku. Celem projektu była próba przyciągnięcia użytkowników komputerów osobistych do poszukiwania śladów sygnałów międzygwiazdowych w strumieniu surowych danych radioteleskopowych. W pierwszym roku ponad 2 miliony osób połączyło się z programem, a obecnie całkowita liczba uczestników przekracza 6 milionów. Każdy może pobrać pakiet oprogramowania BOINС, Berkeley Open Infrastructure for Network Computing, który zapewnia połączenie między komputerem osobistym a serwerem projektu. W takim przypadku właściciel sam decyduje o tym, w jaki sposób jego komputer będzie uczestniczył w obliczeniach rozproszonych - w określonych godzinach,za uprzednią zgodą lub w inny sposób.
„Projekt SETI @ home rozwinął się w ostatnich latach. Otrzymujemy dane z nowego, bardzo czułego odbiornika radioteleskopu w Obserwatorium Arecibo w Puerto Rico, który 30-krotnie zwiększył liczbę obserwowalnych gwiazd - wyjaśnia astronom Eric Korpela. - Po digitalizacji i zarchiwizowaniu informacje stają się dostępne do przetwarzania. Interesuje nas pasmo 2,5 MHz, które obejmuje częstotliwość promieniowania kosmicznego wodoru atomowego przy 1,420 GHz. Pasmo to podzielone jest na 256 fragmentów o częstotliwości 9766 Hz, które są przetwarzane przez komputery uczestników. Podczas każdej sesji komunikacyjnej wysyłamy około 250 kb danych surowych oraz 100 kb informacji pomocniczych. Komputer odbierający analizuje to zadanie i przesyła wyniki jego wykonania na nasz serwer. 10 lat temu średni czas realizacji jednego zlecenia wynosił tydzień,dzisiaj nie przekracza dwóch godzin."
Jak dotąd naukowcy nic nie znaleźli, ale co się stanie, jeśli uda im się wykryć sygnał od braci? Według Erica dalsze działania przewiduje specjalny protokół międzynarodowy regulujący działania organizacji i osób w takiej sytuacji: „W szczególności muszą one niezwłocznie udostępniać informacje specjalistom zajmującym się poszukiwaniem pozaziemskich cywilizacji w celu dokonania eksperckiej oceny wyników. Konieczne jest również powiadomienie Sekretarza Generalnego ONZ o incydencie jeszcze przed poinformowaniem własnego rządu. Mam nadzieję, że kiedyś skorzystamy z tych zasad”.
Alexey Levin