Astronomowie wykrywają miliony sygnałów od inteligentnej cywilizacji: od nas

Wszechświat wydaje się samotnym miejscem.

Wiemy – jesteśmy tego dowodem – że inteligentne cywilizacje (tak, cywilizacje ) są możliwe. Znalezienie śladów innych cywilizacji w galaktyce Drogi Mlecznej nie jest prostą sprawą, ale mamy do dyspozycji narzędzia. Opierając się na naszych własnych możliwościach technologicznych, możemy ekstrapolować, jakie sygnały może emitować obca technologia i je wyszukiwać.

Znaki te nazywane są technosygnaturami, a nasze wysiłki w poszukiwaniu pozaziemskiej inteligencji (SETI) obracają się wokół nich, szczególnie w zakresie fal radiowych.

„Jedną z największych zalet poszukiwania technosygnatur na falach radiowych jest to, że jesteśmy wrażliwi na sygnały emitowane z odległości tysięcy lat świetlnych i nie wymaga to dużej mocy” – mówi astronom Jean-Luc Margot z University of California Los Angeles.

“Na przykład, nasze poszukiwania mogą wykryć radar planetarny Arecibo z odległości ponad 400 lat świetlnych. Możemy też wykryć nadajnik, który jest tylko 1000 razy silniejszy niż Arecibo – trywialne ulepszenie dla zaawansowanej cywilizacji. Objętość galaktyki, z której można pobrać próbki za pomocą radiowego wyszukiwania technosygnatur, jest ogromna.”

Margot i jej zespół przeprowadzili niedawno poszukiwania technosygnatur przy użyciu Teleskopu Green Bank, potężnego radioteleskopu w Zachodniej Wirginii.

W kwietniu 2018 i 2019 roku, całkowity czas obserwacji wynosił cztery godziny, nakierowali się na 31 gwiazd podobnych do Słońca wokół płaszczyzny galaktycznej, wykrywając łącznie 26 631 913 kandydatów na technosygantury.

Bliższa analiza danych ujawniła, że ​​każdy z tych kandydatów na technosygnatury został wygenerowany tutaj, na Ziemi.

Ale metody stosowane do przetwarzania tych danych są znaczącym krokiem naprzód w identyfikowaniu możliwych technosygnatur obcych, wydobywaniu ich z szumu tła i pingowania antropogenicznego szumu radiowego – tego, co nazywamy interferencją częstotliwości radiowych lub RFI. Technologia nawigacyjna, technologia satelitarna, telefony komórkowe, kuchenki mikrofalowe, samoloty, komunikacja; nieustannie kąpiemy nasze otoczenie w promieniowaniu o częstotliwości radiowej.

„RFI może potencjalnie zasłonić sygnał pozaziemski” – powiedziała Margot. „RFI utrudnia naszą pracę, ponieważ wykrywamy dziesiątki milionów sygnałów na godzinę pracy teleskopu i musimy określić każdy pojedynczy sygnał: czy jest on antropogeniczny, czy pozaziemski?

„Byłoby o wiele łatwiej, gdybyśmy wykryli tylko kilka sygnałów. Na szczęście nasze algorytmy pozwalają na automatyczną klasyfikację ponad 99,8% sygnałów”.

Zespół wprowadził kilka ulepszeń do swojego potoku przetwarzania danych, udoskonalając czułość i współczynnik wykrywania sygnału, a także filtr używany do automatycznej klasyfikacji sygnałów RFI w danych, a tym samym wykluczając je jako obce technosygnatury.

Jak zauważyła Margot, filtry te prawidłowo oznaczyły 26 588 893 (99,84 procent) sygnałów jako antropogeniczne RFI. Kiedy masz do czynienia z tak dużymi liczbami, nadal pozostawia to wiele danych do przetworzenia; w tym przypadku było to 43020 sygnałów.

Większość z tych pozostałych sygnałów mieściła się w zakresie znanego RFI i została odpowiednio sklasyfikowana. To pozostawiło 4539 sygnałów jako najbardziej obiecujących kandydatów do technosygnatury obcych. Trzeba było je dokładnie obejrzeć – i ostatecznie każdy z nich został określony jako antropogeniczny.

„Jeśli sygnał zostanie wykryty w wielu kierunkach na niebie, możemy być bardzo pewni, że jest on antropogeniczny” – powiedziała Margot. „Pozaziemski sygnał z emitera z odległości międzygwiazdowych zostałby wykryty tylko w jednym kierunku”.

Wynik nie jest nieoczekiwany. Poszukiwania na początku tego roku znacznie większej próbki gwiazd, 10 milionów gwiazd, również nie wykazały żadnych śladów technologii obcych. Ale tak naprawdę nie o to chodziło; a przynajmniej to nie jedyny punkt.

Po pierwsze, Margot wykorzystuje przetwarzanie danych SETI jako narzędzie do szkolenia studentów na UCLA.

„Prowadzimy poszukiwania w ramach kursu SETI, którego prowadzę na UCLA corocznie od 2016 roku. Ten kurs wydaje się być wyjątkowy w Stanach Zjednoczonych i być może na całym świecie” – wyjaśniła.

„Uczniowie zbierają terabajty danych ze znanych lub podejrzewanych systemów planetarnych, wspólnie piszą przetwarzanie potokowe (Pipeline) wyszukują w nich technosygnatury i publikują wyniki. Najbardziej satysfakcjonujące jest obserwowanie, jak uczniowie nabywają ważne umiejętności… wszystko w kontekście tego ważnego wyszukiwania.”

Udoskonalony proces zespołu ujawnił również pewne problemy z poprzednimi próbami przetwarzania danych SETI; dokładniej, próby ilościowego określenia, ile transmitujących cywilizacji może znajdować się w galaktyce Drogi Mlecznej. Ich wyniki pokazują, że te szacunki mogą być zbyt niskie nawet piętnastokrotnie, częściowo dlatego, że przetwarzanie potokowe (Pipeline) „nie jest w stanie wykryć niektórych sygnałów, które mają wykryć” – zauważyła Margot.

„Wdrożyliśmy narzędzie do analizy i odzyskiwania sygnału, które pozwala nam oszacować wydajność przetwarzania potokowego. Wydajność tę należy wziąć pod uwagę przy próbie określenia ograniczeń liczby transmitujących cywilizacji”.

Zespół ma pewne ograniczenia. Tam, gdzie przecinają się dwa sygnały, algorytm wychwytuje tylko ten o najwyższym stosunku sygnału do szumu; słabe sygnały przy wysokim poziomie szumów tła również mogą zostać pominięte. Oznacza to, że regiony o dużej gęstości sygnału mogą powodować zmniejszenie szybkości odzyskiwania sygnału.

Pokonanie tych ograniczeń może być głównym celem przyszłych prac. Ale warto to zrobić. RFI jest problemem nie tylko dla SETI, ale dla wszystkich radioastronomów, do tego stopnia, że ​​niektórych pomiarów nie można już wykonywać z Ziemi. Dlatego naukowcy pokładają nadzieje w dalekiej stronie Księżyca i umieszczonym na niej radioteleskopie. Księżyc działa jako naturalny bufor przed antropogenicznymi zakłóceniami radiowymi.

I oczywiście istnieje możliwość – niewielka, ale niezerowa – że możemy coś wykryć.

„Poszukiwania mogą odpowiedzieć na jedno z najważniejszych naukowych pytań naszych czasów: czy jesteśmy sami?” powiedziała Margot

„Całe życie na Ziemi jest spokrewnione ze wspólnym przodkiem, a odkrycie innych form życia zrewolucjonizuje nasze rozumienie żywych systemów. Na bardziej filozoficznym poziomie zmieni nasze postrzeganie miejsca ludzkości w kosmosie”.

Badania zostały zaakceptowane w The Astronomical Journal i są dostępne na arXiv.

Źródła: Michelle Starr

Across 10 Million Stars, Not a Single Whisper of Alien Technology

A Search for Technosignatures Around 31 Sun-like Stars with the Green Bank Telescope at 1.15-1.73 GHz

There’s Now a Radio Telescope in Operation on The Far Side of The Moon

Astronomers Detect Millions of Signals From an Intelligent Civilization: Us

Zdjęcia: mike zorger via Getty Images

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x