SETI

Z encyklopediafantastyki.pl
(Przekierowano z Sygnał Wow!)
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
LEKSYKON FANTASTYKI
science


SETI (ang. Search for Extra-Terrestrial Intelligence) to rozbudowany projekt naukowy, którego celem jest znalezienie kontaktu z pozaziemskimi cywilizacjami poprzez poszukiwanie sygnałów radiowych i świetlnych sztucznie wytworzonych, pochodzących z przestrzeni kosmicznej, a niebędących dziełem człowieka.

Spis treści

Ograniczenia Kontaktu z ETI

Skala odległości w najbliższym otoczeniu Słońca. jednostka jest Parsek. Źródło: Internet.

Bezpośredni kontakt z pozaziemskimi cywilizacjami z naukowego punktu widzenia wydaje się obecnie niewykonalny. Dotarcie ze zbliżoną do maksymalnej możliwej we Wszechświecie prędkości światła do najbliższej gwiazdy Proxima Centauri zajęłoby ponad 4 lata czasu ziemskiego. Wahadłowiec kosmiczny potrzebowałby na dotarcie do Proximy Centari około 40 000 lat.

Możliwości współczesnej techniki wydają się jednak wystarczające do ustanowienia komunikacji radiowej z pozaziemskimi cywilizacjami poprzez użycie wystarczająco silnego urządzenia nadawczego wysyłającego sygnały radiowe oraz bardzo czułego odbiorczego. Niestety moc nadajników używanych do komunikacji w obrębie Ziemi oraz w jej najbliższym otoczeniu jest tak mała, że już w odległości kilku lat świetlnych sygnał ten jest na poziomie szumu radiowego Kosmosu.

Ostatecznie więc komunikacja przy pomocy fal radiowych możliwa jest tylko przy celowej emisji sygnału o bardzo dużej mocy.

Niekorzystnie dział odległość oraz ograniczenie prędkości rozprzestrzeniania się informacji do narzuconej przez Szczególną Teorię Względności prędkości światła. Już teraz komunikacja z sondami w obrębie Układu Słonecznego nastręcza trudności poprzez opóźnienia. czas potrzebny do wymiany informacji jest bowiem podwojona odległością podaną w jednostkach świetlnych.

Zalożenia programu SETI

Pierwszym etapem prób ustanowienia łączności międzygwiezdnej stał się projekt SETI. Polega on na poszukiwaniu planet, z których emitowane są sygnały wskazujące na istnienie tam inteligentnych form życia pozaziemskiego. Galaktyka Drogi Mlecznej, w której znajduje się Słońce, ma średnicę ok. 100 000 lat świetlnych i zawiera ok. 250 - 300 mld gwiazd. Szukanie sygnałów pozaziemskich cywilizacji w całej galaktyce bez odpowiedniej selekcji mogłoby zająć setki lat. Cztery założenia pomagają zmniejszyć rozmiary tego zadania:

  • Większość form życia w naszej galaktyce jest oparta na chemii węgla, podobnie jak to jest na Ziemi.
  • Niezbędna jest obecność wody w postaci ciekłej.
  • Poszukiwania powinny być skoncentrowane na gwiazdach o podobnych parametrach do Słońca należących do ciągu głównego.
  • Cywilizacje pozaziemskie umyślnie wysyłają sygnały, aby SETI mogła je odnaleźć.

Około 10% gwiazd w Drodze Mlecznej ma parametry zbliżone do Słońca i tylko ok. 1000 z nich znajduje się w odległości mniejszej niż 100 lat świetlnych od Ziemi. Te gwiazdy są głównymi celami programu SETI. Jednakże, istnieje zawsze ryzyko, że powyższe założenia są częściowo błędne i dlatego program SETI obejmuje też wyrywkowe badanie innych obszarów kosmosu.

Innym założeniem SETI jest to, iż poszukuje specjalnie wysyłanych sygnałów komunikacyjnych, które mają być zamierzoną próbą komunikacji, nie zaś "szumu" cywilizacyjnego, czyli wszystkich elektromagnetycznych sygnałów wytwarzanych przez teoretyczną cywilizację.

Początkowa faza programu

Współczesny program SETI został zapoczątkowany 19 września 1959 roku. W dwustronicowym artykule pt. "Searching for Interstellar Communications" opublikowanym w Nature przez dwóch młodych fizyków Philipa Morrisona i Giuseppe Cocconi'ego została opisana możliwość komunikowania się w przestrzeni kosmicznej za pomocą fal radiowych o długości 21 cm (1420 MHz). Wybór akurat tej częstotliwości był podyktowany wieloma racjonalnymi przesłankami: Sygnały o zbyt małych częstotliwościach są zbyt silnie tłumione, stąd wydaje się, że komunikacja na długich dystansach jest możliwa tylko w zakresie fal ultrakrótkich. W grę wchodzi więc zakres od 100 do 10 000 MHz. Przy częstotliwości poniżej 1400 MHz, sygnały radiowe są silne zakłócane przez emisję generowaną przez wolne elektrony przemieszczające się przez silne pola magnetyczne występujące wokół gwiazd. Z kolei sygnały powyżej 1600 MHz są silnie zagłuszane przez emisje pochodzące od przemian jądrowych zachodzących wewnątrz gwiazd. W grę wchodzi więc tylko zakres 1400 – 1600 MHz. Ze względów energetycznych łatwiej jest generować fale radiowe, o możliwie jak najniższej częstotliwości, a tutaj występuje bardzo charakterystyczny i wąski sygnał emisji wodoru – 1420 MHz.

Próby komunikacji. Badanie sygnałów radiowych

W 1960 astronom Frank Drake z Cornell University przeprowadził pierwszą serię eksperymentów SETI, które zostały nazwane Projektem Ozma. Drake posługiwał się radioteleskopem o średnicy 26 m, umieszczonym w miejscowości Green Bank, w Zachodniej Wirginii. Badał on szum radiowy z okolic najbliżej Ziemi położnych gwiazd średniej wielkości Tau Ceti i Epsilon Eridani, odległych od Słońca odpowiednio 10,5 i 11,9 lat świetlnych. Przez 200 godzin obserwował 7200 kanałów o szerokości 100 Hz położonych w dokoła centralnej częstotliwości 1420 MHz. Nagrywał on ten szum na kasety magnetofonowe, a następnie je odsłuchiwał na zwykłym magnetofonie. Niczego szczególnego jednak nie udało mu się w ten sposób wyłowić. Pierwsza konferencja naukowa na temat SETI odbyła się w Green Park w 1961. Zainteresowała ona radioastronomów z ZSRR, którzy wspólnie z Carlem Saganem rozpoczęli regularne badania SETI, korzystając z radzieckich anten wielokierunkowych. W 1966 roku, Sagan razem z radzieckim astrofizykiem Iosifem Szkłowskim opublikowali książkę Inteligentne życie we wszechświecie, która stała się rodzajem biblii dla późniejszych badaczy SETI.

W 1971 NASA zdecydowała się finansować projekt zgłoszony przez Drake'a i Bernarda Oliviera z firmy Hewlett-Packard o nazwie Projekt Cyclopis. Pomysł polegał na budowie gigantycznej instalacji składającej się z 1500 radioteleskopów i miał kosztować ponad 10 miliardów dolarów. Jednak na skutek krytyki i przesunięcia środków w NASA na loty na Księżyc, projekt został zarzucony na wstępnym etapie realizacji.

Wiadomość z Arecibo

Znaczenie poszczególnych części wiadomości wysłanej w 1974 roku w postaci fal radiowych radioteleskopem w Arecibo (Puerto Rico).Autor: L. Błaszkiewicz

W 1974 podjęto pierwszą próbę aktywnego kontaktu, wysyłając sygnał, który miałby szansę dotrzeć do cywilizacji pozaziemskich. Sygnał był emitowany przez radioteleskop w Arecibo. Był to przekaz liczący 1679 bitów, na który składała się mapa bitowa o rozmiarach 23 x 73 piksele, zawierająca podstawowe informacje o składzie chemicznym naszych ciał, schematyczny rysunek człowieka i samego radioteleskopu oraz położenie kuli ziemskiej w Układzie Słonecznym. Sygnał był wysyłany do grupy gwiazd M13, położonej ok. 25 000 lat świetlnych od Ziemi. Na skutek krytyki tego projektu został on jednak szybko zarzucony.

W 1979 na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley uruchomiono kolejny projekt SETI o nazwie SERENDIP (ang. Search for Extraterrestrial Radio from Nearby Developed Populations), który jest kontynuowany po dziś dzień. Równolegle w 1980 Sagan, Bruce Murray i Louis Friedman zapoczątkowali działanie prywatnego stowarzyszenia Planetary Society, którego jednym z zadań miało być wspieranie projektów SETI.

Sygnał Wow!

Źródło: Internet

W 1977 r. dokonano najbardziej tajemniczego odkrycia w ramach programu SETI – był to tzw. Sygnał Wow!. Do dnia dzisiejszego nie udało się ustalić wiarygodnego naturalnego źródła jego pochodzenia, co pozostawia sugestię, że jego źródłem mogło być życie pozaziemskie.

Suitcase SETI

W początkach lat 80. fizyk z Harvard University, Paul Horowitz zaprojektował analizator widma radiowego specjalnie dla celów projektu SETI. Tradycyjne analizatory stosowane dotąd posiadały bowiem filtry analogowe, które mogły "wycinać" interesujące sygnały i były one w stanie analizować tylko bardzo wąskie zakresy fal radiowych. Horowitz zaadaptował dla celów SETI układy cyfrowej analizy sygnałów stosowane dotąd przez wojsko. W 1981 wybudowano pierwszy tego rodzaju analizator o nazwie "Suitcase SETI" (walizkowe SETI), który był w stanie analizować naraz 131 000 wąskich kanałów radiowych. W 1983 "Suitcase SETI" został przyłączony do 25-metrowego radioteleskopu należącego do Harvard University i Smithsonian Institute. Ten projekt został nazwany "Sentinel" i był kontynuowany do 1985.

META

Okazało się jednak, że 131 000 kanałów to wciąż za mało, aby szczegółowo zbadać szum radiowy z kosmosu w rozsądnym przedziale czasu i projekt "Sentinel" został zastąpiony projektem "META" (Megachannel Extra-Terrestrial Array). Analizator zbudowany w ramach tego projektu posiadał już zdolność analizy 8 milionów kanałów naraz. Szefem projektu "META" był Horowitz, zaś jego sponsorami było Planetary Society oraz Steven Spielberg. Kontynuacja tego projektu o nazwie "META II" rozpoczęła się w 1990 r. z użyciem radioteleskopu położonego w Argentynie – aby przebadać część kosmosu widoczną z południowej półkuli. Projekt META II jest kontynuowany.

Wielkie Ucho

Równolegle w 1985 r. Ohio State University uruchomiło swój własny program SETI, nazwany "Big Ear" (Wielkie Ucho), który został również wsparty przez fundusze z Planetary Society. Rok później, (1986) władze Berkeley University zdecydowały się uruchomić drugi, równoległy projekt SERENDIP (o nazwie SERENDIP II), który jest kontynuowany do dziś.

Próby kontaktu: Listy do kosmicznych braci

Patrz: Listy do kosmicznych braci

SETI@Home

SETI@home to projekt internetowy obliczeń rozproszonych koordynowany przez Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley, będący częścią programu SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), którego celem jest poszukiwanie w kosmicznym szumie radiowym sygnałów od pozaziemskich cywilizacji. Uczestnicy programu ściągają ze strony internetowej projektu klienta, który pobiera porcje szumu kosmicznego rejestrowanego przez radioteleskop w Arecibo. Następnie klient analizuje szum pod kątem cech które mogą świadczyć o tym że sygnał został nadany przez pozaziemską inteligencję. Program działa jako wygaszacz ekranu lub aplet, w celu analizy sygnału wykorzystujący moce obliczeniowe procesora oraz karty graficznej komputera domowego, standardowo program będzie wykorzystywał tylko wolną moc obliczeniową maszyny. Oficjalna premiera projektu SETI@home miała miejsce 17 maja 1999 roku.

Podstawowe założenia

Program poszukuje czterech typów sygnałów, które można odróżnić od szumu:

  • Szczyty w pasmie widma elektromagnetycznego
  • Gaussowe wzloty i upadki fali EM, przedstawiające najprawdopodobniej przejście czaszy radioteleskopu nad źródłem fal
  • Tryplety – trzy szczyty następujące po sobie
  • Sygnał pulsujący, który może reprezentować transmisję cyfrową w wąskim pasmie

BIONIC

15 grudnia 2005 roku zakończono migrację na nową platformę programową BOINC. Poprzednią platformę nazwano SETI@home Classic i zaprzestano jej dalszego rozwoju i obsługi. Projekt w wersji klasycznej zgromadził ponad 5,4 miliona internautów (w tym około 84 000 z Polski) i był największym na świecie projektem internetowym wykorzystującym moc obliczeniową komputerów domowych w tamtym czasie.

Przebieg projektu SETI@Home

Od roku 1999 do 2005 łączna suma pracy wszystkich kopii programu wyniosła ponad 2,4 miliona lat. Mimo że w ramach projektu nie znaleziono jeszcze żadnego konkretnego sygnału, o którym dałoby się powiedzieć, że na pewno został wysłany przez pozaziemską cywilizację, udało się zidentyfikować kilkanaście szczególnie interesujących gwiazd, w których szumie szczególnie często natrafiano na regularne fale nośne i tryplety. 26 września, 2001, SETI@home wykonało 1021 operacji zmiennoprzecinkowych. Z nich wszystkich, najgłośniejszym kandydatem do tej pory był Sygnał radiowy SHGb02+14a z dnia 1 września 2004 r.

3 Maja 2006 roku rozpoczęto dystrybucję aplikacji "SETI@home Enhanced". Komputery przechodzą przyspieszoną ewolucję i są w dzisiejszych czasach gotowe do znacznie intensywniejszych obliczeń, niż w czasach początku projektu, w przypadku niektórych obliczeń, są one teraz dwukrotnie dokładniejsze. Aplikację zoptymalizowano pod kątem zawartości jednostki obliczeniowej, co również miało przyspieszyć jej obliczanie. Z ponad 278,832 aktywnymi komputerami w systemie (2.4 miliona łącznie) w 234 krajach, na 14 Listopada 2009, SETI@home ma możliwość obliczania z prędkością 769 TeraFLOPS. Dla porównania Cray Jaguar, który był najszybszym superkomputerem we wrześniu 2009 osiągał 2,331 petaflops. W lipcu 2008, do projektu został podłączony sub-projekt o nazwie Astropulse, o bardzo dużych jednostkach obliczeniowych i skupiający się głównie na sygnałach pulsacyjnych i powtarzających się sygnałach pulsacyjnych. Algorytm zastosowany jest też znacznie czulszy od tego zastosowanego w Seti@Home, z danych zebranych przez projekt, będzie można również wyławiać pozycję pulsarów oraz osobliwości.

Patrz też:

Osobiste
Przestrzenie nazw
Warianty
Działania
Nawigacja
Narzędzia
Pomoc
Szablony