Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Sluhi o signale vnezemnoi civilizacii sil'no preuvelicheny
9.11.2004 22:49 | G. M. Rudnickii/GAISh, Moskva

V sentyabre-oktyabre 2004 goda v sredstvah massovoi informacii proshli soobsheniya o tom, chto radioteleskop v Aresibo yakoby zaregistriroval signal vnezemnoi civilizacii. Osnovoi dlya "sensacii" posluzhila publikaciya v zhurnale New Scientist pod nazvaniem "Tainstvennye signaly s rasstoyaniya mnogih svetovyh let". Novost' byla podhvachena rossiiskoi pressoi ("Komsomol'skaya pravda", "Novye izvestiya") i poyavilas' na rossiiskih saitah v Internete ("Pereplet", "Utro" i dr.).

Cel' dannoi zametki - kratko rasskazat' o metodike obrabotki dannyh, poluchaemyh v Aresibo, o kriteriyah "iskusstvennosti" signala i o tom, chto nablyudalos' v Aresibo v ramkah programmy SETI.

Radioteleskop v Aresibo 

Radioteleskop v Aresibo (ostrov Puerto Riko) raspolozhen na shirote ≅18°N. Osnovnoe zerkalo teleskopa - sfericheskoe, imeet diametr 305 m. Podveshennyi na trosah obluchatel' raspolagaetsya na fokal'noi poverhnosti sfery, imeyushei radius, ravnyi polovine radiusa krivizny osnovnogo zerkala. Diagramma napravlennosti napravlena v zenit, odnako smesheniem obluchatelya mozhno otklonyat' ee na rasstoyanie do 20° ot zenita. Pri etom ohvatyvaemyi diapazon sklonenii δ = -01°24'... +38° (18% nebesnoi sfery). Radioteleskop iznachal'no sozdavalsya kak radiolokator dlya issledovaniya verhnei ionosfery Zemli. No vvidu bol'shoi ploshadi, obespechivayushei isklyuchitel'no vysokuyu chuvstvitel'nost', instrument okazalsya isklyuchitel'no podhodyashim dlya celei radioastronomii. Teleskop mozhet rabotat' v diapazone dlin voln ot 6 m do 3 sm. Na nem vedutsya programmy nablyudenii v spektral'nyh radioliniyah na volnah 21 sm (liniya neitral'nogo vodoroda), 18 sm (linii molekuly gidroksila OH), v nepreryvnom spektre na metrovyh volnah (poisk i issledovanie pul'sarov) i dr. Teleskop takzhe ispol'zuetsya kak peredayushaya antenna dlya radiolokacii planet, moshnost' peredatchika 1 MVt.

S 1992 g. na radioteleskope v Aresibo vypolnyaetsya takzhe poisk VC na volne 21sm. Poisk provoditsya v ramkah programmy SERENDIP . Etapy programmy perechisleny v tablice. Programma SERENDIP IV baziruetsya v Kaliforniiskim universitete v Berkli. Proekt podderzhan, v chisle drugih sponsorov, Amerikanskim planetnym obshestvom (Planetary Society). Sredi uchastnikov proekta direktor programmy D. Anderson (David P. Anderson), nauchnyi rukovoditel' D. Verthaimer (Dan Werthimer), nauchnyi sotrudnik E. Korpela (Erik Korpela) i eshe 7 chelovek. 

Programma	Gody vypolneniya	Teleskop
SERENDIP I	1979-1986	26 m, Het Krik, Kaliforniya
SERENDIP II	1986-1988	42 m, NRAO, Grin Benk
SERENDIP III	1992-1996	305 m, Aresibo
SERENDIP IV	1997-	305 m, Aresibo

Nablyudeniya po proektu SERENDIP IV vedutsya v "soputstvuyushem rezhime" (piggy-back mode). Eto oznachaet, chto special'no vremya na poisk VC ne vydelyaetsya. Programma ispol'zuet otdel'nyi nezavisimyi obluchatel' teleskopa Aresibo. Na teleskope idut drugie radioastronomicheskie programmy, no priemnik SETI na volnu 21 sm vklyuchen postoyanno i rabotaet parallel'no s drugoi apparaturoi. Skanirovanie neba osushestvlyaetsya pri nepodvizhnoi diagramme napravlennosti na fiksirovannom sklonenii za schet sutochnogo vrasheniya Zemli. Signal prinimaetsya v polose chastot 2.5 MGc (1418.75-1421.25 MGc), kotoraya razdelena na otdel'nye kanaly po 10 kGc kazhdyi. Cel'yu raboty yavlyaetsya poisk uzkopolosnyh signalov - pozyvnyh VC. Dlya etogo signal razbivaetsya na vremennye otrezki po 107 sekund, i v kazhdom kanale metodom bystrogo preobrazovaniya Fur'e stroitsya mgnovennyi spektr signala.

Problema poiska uzkopolosnogo signala zaklyuchaetsya v tom, chto vnezemnoi signal budet dreifovat' po chastote. Soglasno formule Doplera, chastota signala, izluchaemogo dvizhushimsya istochnikom, menyaetsya kak

gde f_nabl - chastota prinyatogo signala, f₀ - chastota izluchennogo signala, V_R - luchevaya skorost' istochnika otnositel'no nablyudatelya, c - skorost' sveta. Esli f_nabl ne menyaetsya so vremenem, istochnik signala, veroyatnee vsego, nahoditsya na Zemle i predstavlyaet soboi pomehu. Esli zhe istochnik za predelami Zemli, ego skorost' V_R  otnositel'no nablyudatelya budet nepreryvno izmenyat'sya dazhe pri postoyanstve izluchaemoi im chastoty f₀. Velichina V_R skladyvaetsya iz skorosti sobstvennogo dvizheniya istochnika otnositel'no nablyudatelya i iz skorostei neskol'kih dvizhenii, v kotoryh uchastvuet Zemlya: vrashenie vokrug osi, dvizhenie otnositel'no centra tyazhesti (baricentra) Zemlya-Luna, orbital'noe dvizhenie Zemli, dvizhenie Solnechnoi sistemy vnutri Galaktiki (dvizhenie k apeksu). Posle ucheta vseh perechislennyh popravok (to est', vvedeniya "baricentricheskoi korrekcii") smeshenie nablyudaemoi chastoty signala opredelyaetsya tol'ko izmeneniyami skorosti samogo istochnika signala.

Radioteleskop, raspolozhennyi na zemnoi poverhnosti, ispytyvaet uskorenie do 3.4 sm/s². Esli dazhe peredatchik VC izluchaet na postoyannoi chastote, ego signal budet dreifovat' so skorost'yu 0.16 Gc/s. Dreif signala po chastote ogranichivaet chastotnoe razreshenie spektral'nogo analiza. Pri ukazannoi skorosti dreifa signal za 6 sekund uidet po chastote na 1 Gc. Uchityvaya obratno proporcional'nuyu zavisimost' mezhdu vremenem nablyudeniya i maksimal'nym chastotnym razresheniem (Df ~ 1/Dt), mozhno pokazat', chto bez korrekcii dreifa v 0.16 Gc/s nailuchshee razreshenie sostavit  ~0.4 Gc. Poetomu pri bystrom preobrazovanii Fur'e avtomaticheski dobavlyaetsya baricentricheskaya popravka na dvizheniya Zemli.

Eto lish' odna storona problemy. Esli VC obluchaet nas napravlenno, to est' znaet tochku na nebe, kuda posylaetsya signal, to ona mozhet vvesti svoyu baricentricheskuyu popravku s tem, chtoby signal postupal v Solnechnuyu sistemu na neizmennoi chastote. Odnako esli peredatchik VC - vsenapravlennyi mayak, etogo sdelat' nel'zya. Togda signal VC vse ravno budet dreifovat' po chastote dazhe posle vvedeniya zemnoi baricentricheskoi popravki. Poetomu dlya poiska ochen' uzkopolosnogo signala (s polosoi chastot << 1 Gc) pri sohranenii maksimal'no vysokoi chuvstvitel'nosti nuzhno, krome togo, provodit' eshe poisk dlya razlichnyh vozmozhnyh skorostei dreifa signala iz-za uskoreniya istochnika. Dlya etogo i proizvoditsya spektral'nyi analiz s razlichnymi znacheniyami chastotnogo razresheniya i chastotnogo dreifa. Programma vypolnyaet analiz dlya 15 znachenii chastotnogo razresheniya, ot 1200 Gc do 0.075 Gc i dlya skorostei chastotnogo dreifa ot -10 do +10 Gc/s s shagom 0.0018 Gc/s i do ±50Gc/s s shagom 0.029 Gc/s.

Vse eto privodit k tomu, chto raschety, vypolnyaemye dlya spektral'nogo analiza signala, okazyvayutsya ochen' trudoemkimi. Obrabotka ogromnogo ob'ema informacii, poluchaemoi s radioteleskopa, potrebovala by ispol'zovaniya kraine dorogostoyashego komp'yutera sverhvysokoi proizvoditel'nosti. Vyhod byl naiden v metodike raspredelennyh vychislenii v Internete. Metod raspredelennyh vychislenii mobilizuet vozmozhnosti millionov personal'nyh komp'yuterov, podklyuchennyh vo vsem mire k seti Internet. Informaciya, podlezhashaya chislennoi obrabotke, razbivaetsya na otnositel'no nebol'shie bloki. Pol'zovatel', zhelayushii prinyat' uchastie v programme raspredelennyh vychislenii, ustanavlivaet na svoem komp'yutere special'nuyu programmu, kotoraya rabotaet kak screensaver ("hranitel' ekrana"). Esli komp'yuter nekotoroe vremya ne zanyat rabotoi, programma aktiviruetsya, zagruzhaet cherez Internet s "hozyaiskogo" servera proekta blok informacii i osushestvlyaet ego obrabotku, posle chego rezul'tat otsylaetsya "hozyainu". Vo vremya raboty programmy na ekrane monitora otobrazhaetsya krasivaya dvizhushayasya kartinka, ukazyvayushaya, chto programma aktivna.

V mire sushestvuet neskol'ko proektov, trebuyushih bol'shogo ob'ema vychislenii i ispol'zuyushii dannyi metod. Odin iz krupneishih proektov - GENOME@home ("Genom doma"), rasshifrovka genoma cheloveka. Programma provodilas' v 2001-2003 gg. Stenfordskim universitetom (Kaliforniya, SShA) i zavershilas' uspehom. Blagodarya pomoshi millionov pol'zovatelei udalos' vosstanovit' strukturu DNK cheloveka. V nastoyashee vremya aktivny eshe neskol'ko proektov, ispol'zuyushih raspredelennye vychisleniya, v tom chisle: 

• Climateprediction.net - dolgosrochnyi prognoz izmenenii klimata;

• Einstein@home - analiz dannyh detektorov gravitacionnyh voln v SShA i Germanii dlya poiska gravsignalov ot bystro vrashayushihsya neitronnyh zvezd;

• LHC@home - usovershenstvovanie konstrukcii Bol'shogo adronnogo kollaidera  (Large Hadron Collider - LHC), uskoritelya chastic Centra yadernyh issledovanii v Zheneve (CERN);

• Predictor@home - issledovanie zabolevanii, svyazannyh s narusheniem struktury belka;

• i, nakonec, SETI@home - analiz dannyh nablyudenii na radioteleskope v Aresibo dlya poiska svidetel'stv vnezemnoi zhizni.

V russkoyazychnom Internete raspredelennym vychisleniyam posvyashen special'nyi sait http://distributed.org.ru.

Programma-skrinseiver SETI@home zanimaet okolo 700 kilobait i mozhet byt' zagruzhena s servera Kaliforniiskogo universiteta Berkli. Odin blok dannyh dlya obrabotki soderzhit zapis' signala v techenie 107sekund v polose 10 kGc, ob'em bloka 340 kilobait.

Vid ekrana programmy SETI@home.

Ekran razdelen na neskol'ko zon. V levoi verhnei chasti priveden grafik analiziruemogo uchastka signala i dany svedeniya o vypolnyaemoi v dannoi moment operacii: poisk dreifa so skorost'yu -38.9520 Gc/s, chastotnoe razreshenie 0.298 Gc, a takzhe svedeniya o dvuh obnaruzhennyh impul'sah. Polosa vnizu otrazhaet procent obrabotannoi chasti bloka dannyh (98.274%). Sprava vverhu dany svedeniya ob istochnike dannyh: koordinaty tochki na nebe, data i vremya zapisi signala, chastota. Nizhe privodyatsya svedeniya o pol'zovatele komp'yutera, na kotorom ustanovlena programma, chislo obrabotannyh blokov i polnoe mashinnoe vremya, zatrachennoe na ih obrabotku. Nizhnyaya panel' - trehmernyi grafik, predstavlyayushii sobstvenno rezul'tat obrabotki. Po osyam otlozheny vremya i chastota. Vysota "doshechek" otrazhaet moshnost', prinimaemuyu v dannyi moment v dannom chastotnom kanale. V dannom sluchae haoticheskii harakter kartinki pokazyvaet otsutstvie signala, zametno prevyshayushego srednii uroven' shumov. Kak dolzhen vyglyadet' vnezemnoi signal, govoritsya dalee.

Na noyabr' 2004 g. vo vsem mire programma SETI@home ustanovlena bolee chem na 5 millionah personal'nyh komp'yuterov v 226 stranah. Bol'she vsego pol'zovatelei v SShA (2111859), zatem idut Germaniya (476327) i Velikobritaniya (382174). Rossiiskih pol'zovatelei SETI@home 26094 (26-e mesto mezhdu Kitaem i Greciei). Vsego na obrabotku dannyh iz Aresibo uzhe zatracheno 2 mln. let komp'yuternogo vremeni - gorazdo bol'she, chem mog sdelat' samyi moshnyi iz sushestvuyushih superkomp'yuterov. Poetomu sleduet priznat' bezuslovnyi uspeh programmy SETI@home. Bez uchastiya millionov dobrovol'nyh pomoshnikov v raznyh stranah programma prosto ne sostoyalas' by.

Uzhe est' i pervye "zhertvy" programm raspredelennyh vychislenii. Tak, v SShA, v shtate Ogaio byl uvolen s raboty 63-letnii programmist, ustanovivshii SETI@home na kazennom komp'yutere - za ispol'zovanie "nesankcionirovannogo programmnogo obespecheniya".

Teper' o metodike obrabotki signala v programme SETI@home. Na volne 21 sm vremya prohozhdeniya radioistochnika cherez diagrammu napravlennosti radioteleskopa Aresibo (shirina primerno 6 uglovyh minut) 12 sekund. Pri etom istochnik malyh uglovyh razmerov vyzyvaet na vyhode priemnika otklik, kotoryi mozhet byt' approksimirovan gaussovoi krivoi. Modulyaciya signala diagrammoi napravlennosti - osnovnoi priznak togo, chto signal prishel s neba, a ne yavlyaetsya mestnoi pomehoi, dlya kotoroi zavisimost' ot vremeni mozhet byt' sovershenno drugoi. Eshe odin priznak vnezemnoi prirody signala - izmenenie ego chastoty so vremenem, o chem govorilos' vyshe. Krome signalov,  imeyushih oba etih priznaka ("gaussov-dreifuyushii"), programma SETI@home ishet impul'snye signaly, takzhe s dreifom po chastote - povtoryayushiesya impul'sy i "triplety" (troiki) impul'sov. Estestvenno, dlya vnezemnogo impul'snogo istochnika, prohodyashego cherez diagrammu napravlennosti
teleskopa, amplituda impul'sov dolzhna takzhe sledovat' gaussovoi krivoi s dlitel'nost'yu 12 sekund. Vid gaussova signala na ekrane SETI@home dan na risunke. Dalee pokazany "sledy" signalov razlichnyh tipov na ploskosti "vremya-chastota"; shirina "sleda" otrazhaet intensivnost' signala.

Tak vyglyadit uzkopolosnyi gaussov signal na fone shumov na ekrane programmy SETI@home.

 

   

       

P rimery uzkopolosnyh signalov na ploskosti "vremya-chastota": signal s postoyannoi chastotoi (vverhu), s dreifom chastoty (v seredine), pul'siruyushii s dreifom chastoty (vnizu).

Za vremya raboty po programme SERENDIP IV bylo obnaruzheno okolo 5 milliardov "podozritel'nyh" signalov yavno vnezemnogo proishozhdeniya, to est' s nuzhnym "baricentricheskim" dreifom po chastote. Podavlyayushee bol'shinstvo ih bylo otozhdestvleno s ob'ektami zemnogo proishozhdeniya - iskusstvennymi sputnikami i kosmicheskimi apparatami. 227 neotozhdestvlennyh signalov byli otobrany dlya kontrol'nogo nablyudeniya.

Seans povtornyh nablyudenii uchastkov neba ("Stellar Countdown"), prislavshih "podozritel'nye" signaly, byl proveden v Aresibo 18, 19 i 24 marta 2003 g. Bol'shinstvo signalov tak i ne povtorilis' i byli priznany nedostovernymi.

Odin iz signalov, ponachalu vyzvavshii povyshennyi interes, kak budto by povtorilsya iz odnoi i toi zhe tochki trizhdy. Signal, poluchivshii oboznachenie SHGb02+14a, postupil iz oblasti neba vblizi ekliptiki, na granice sozvezdii Ryb i Ovna. Tochnye koordinaty ne privodyatsya. Iz oboznacheniya signala mozhno sudit', chto α ≅ 2^h, δ ≅+14°. V etom napravlenii net yarkih, blizkih k Solncu zvezd. Okolo tochki s ukazannymi koordinatami imeyutsya lish' dve zvezdy iz Kataloga yarkih zvezd HR, na predele vidimye nevooruzhennym glazom. Ih parametry dany v tablice. Obe zvezdy - udalennye krasnye giganty spektral'nogo klassa M, u kotoryh maloveroyatno nalichie obitaemyh planet.

HR	a(2000)	d(2000)	mV	Spektr	Rasstoyanie, pk
601	2h02m35.2s	+13°28'36''	5.94	M2III	259
648 (19 Ovna)	2h13m19.8s	+15°18'16''	5.71	M0III	648

Uchastok neba, otkuda  priblizitel'no prishel signal. Otmecheny polozheniya zvezd - krasnyh gigantov HR 601 i HR 648. Karta postroena pri pomoshi programmy StarCalc (komp'yuternyi planetarii Aleksandra Zavalishina).

Signal obladal ochen' neobychnymi svoistvami. Skorost' ego dreifa menyalas' ot 8 do 37 Gc/s. Chtoby obespechit' takoi dreif, planeta, s kotoroi mog byt' poslan signal, dolzhna byla by vrashat'sya v 40 raz bystree, chem Zemlya. Signal nablyudalsya ochen' korotkoe vremya. Eshe neskol'ko sekund, i on vyshel by za polosu analiziruemyh chastot. Togda ego voobshe ne udalos' by obnaruzhit'. Vozmozhny razlichnye ob'yasneniya prirody signala. Sovershenno ne obyazatel'no, chto signal poslan VC. Eto mozhet byt' pomeha nazemnogo proishozhdeniya - naprimer, ot udalennogo radiolokatora s chastotnoi modulyaciei izluchaemogo signala. Signal mozhet imet' i estestvennoe proishozhdenie, ot astrofizicheskogo ob'ekta neizvestnoi poka prirody (vspomnim pul'sary s ih "iskusstvennym" impul'snym signalom). Bylo dazhe vyskazano predpolozhenie, chto signal SHGb02+14a - rezul'tat shutki anonimnogo hakera, vzlomavshego programmu SETI@home i zapustivshego "iskusstvennyi signal". Odnako eto maloveroyatno, tak kak signal byl vyyavlen pri nezavisimoi obrabotke odnogo i togo zhe bloka dannyh na raznyh komp'yuterah.

Sami uchastniki proekta SERENDIP nastroeny bolee chem skepticheski. V chastnom soobshenii oni vyskazali mnenie o nedostovernosti signala. Uzhe na sleduyushii den' posle soobsheniya New Scientist [1]
na saite Planetnogo obshestva poyavilas' zametka "Soobsheniya o vnezemnom signale SETI@home ves'ma preuvelicheny". V lyubom sluchae, chtoby ubedit'sya v real'nosti signala, neobhodima tshatel'naya proverka dannoi oblasti neba na drugom radioteleskope, s drugim priemnikom i s nezavisimoi obrabotkoi dannyh.  Soglasno Protokolu o deistviyah posle obnaruzheniya signala VC (Post-Detection Protocol), publikaciya svedenii o signale vozmozhna tol'ko posle tshatel'noi proverki na dostovernost' i iskusstvennost'. S etoi tochki zreniya komanda SETI@home dopustila oploshnost', podelivshis' sugubo predvaritel'nymi svedeniyami o predpolagaemom signale s korrespondentom New Scientist.

Itak, osnovnoi itog vsei "kampanii" po povodu signala VC, yakoby naidennogo v Aresibo. Nichego dostovernogo ne obnaruzheno. Nuzhna ostorozhnost' i eshe raz ostorozhnost'. Nel'zya dopuskat' utechki neproverennoi informacii v pressu, tem samym narushaya osnovnye polozheniya Post-Detection Protocol i davaya povod dlya bespochvennoi shumihi, podryvayushei doverie k uchenym, k bol'shoi i vazhnoi rabote po poisku VC.

Publikacii s klyuchevymi slovami: SETI - vnezemnye civilizacii Publikacii so slovami: SETI - vnezemnye civilizacii
Sm. takzhe: Poslanie s Zemli Anomal'nyi signal, prinyatyi SETI 50 let CETI/SETI Poslanie k blizhaishim zvezdam Poslanie v butylke na Voyadzherah V poiskah novyh mirov... Signal vnezemnyh civilizacii? Vse publikacii na tu zhe temu >>