FAST και SETI ερευνούν 100 ραδιοσήματα για εξωγήινη νοημοσύνη

Σύνοψη

• Εντοπισμός 100 τελικών υποψήφιων ραδιοσημάτων από τα δεδομένα του ιστορικού προγράμματος SETI@home.
• Ανάλυση αυτών των δεδομένων μέσω του ραδιοτηλεσκοπίου FAST (500 μέτρων) στην Κίνα.
• Το έργο αξιοποίησε την επεξεργαστική ισχύ εκατομμυρίων οικιακών υπολογιστών από το 1999 έως το 2020.
• Οι ερευνητές του UC Berkeley μελετούν τώρα εάν πρόκειται για γήινες παρεμβολές, άγνωστα αστροφυσικά φαινόμενα ή τεχνοϋπογραφές.

Το φιλόδοξο εγχείρημα της κατανομής επεξεργαστικής ισχύος μέσω διαδικτύου που ξεκίνησε το 1999, μπαίνει πλέον στην τελική του, αυστηρά επιστημονική φάση. Το SETI@home, το πρόγραμμα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Berkeley (UC Berkeley), αξιοποίησε για περισσότερες από δύο δεκαετίες τους υπολογιστές εκατομμυρίων χρηστών παγκοσμίως, αναλύοντας τεράστιους όγκους δεδομένων από ραδιοτηλεσκόπια. Σήμερα, η ερευνητική ομάδα ανακοίνωσε ότι έχει απομονώσει τα 100 πιο υποσχόμενα σήματα, τα οποία εξετάζονται ενδελεχώς μέσω του μεγαλύτερου ραδιοτηλεσκοπίου μονού πιάτου στον κόσμο.

Τι είναι τα 100 υποψήφια σήματα του SETI@home;

Τα 100 υποψήφια σήματα αποτελούν τις πιο αξιοσημείωτες ραδιοφωνικές ανωμαλίες που εντοπίστηκαν από το πρόγραμμα SETI@home του Πανεπιστημίου του Berkeley μεταξύ 1999 και 2020. Επελέγησαν μέσα από δισεκατομμύρια καταγραφές χάρη στην επεξεργαστική ισχύ εκατομμυρίων εθελοντών και πλέον αναλύονται επισταμένως για την επιβεβαίωση της προέλευσής τους και την πιθανότητα ύπαρξης εξωγήινης νοημοσύνης.

Τεχνικά δεδομένα & εξαγώγιμα στοιχεία

• Πηγή Δεδομένων: Αρχείο παρατηρήσεων του ραδιοτηλεσκοπίου Arecibo (Πουέρτο Ρίκο).
• Όγκος Επεξεργασίας: Δισεκατομμύρια σήματα στενής ζώνης που αναλύθηκαν από περισσότερους από 5 εκατομμύρια υπολογιστές.
• Εργαλείο Επαλήθευσης: Τηλεσκόπιο FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) στην επαρχία Guizhou, Κίνα.
• Χρονοδιάγραμμα: Έναρξη συλλογής 1999, παύση δημόσιας επεξεργασίας 2020, τρέχουσα φάση ανάλυσης 2026.

Η αρχιτεκτονική της κατανεμημένης επεξεργασίας

Η επιστημονική πρόκληση του SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) ήταν πάντα η επεξεργασία του αχανούς όγκου δεδομένων που συλλέγουν τα ραδιοτηλεσκόπια. Η λύση του Berkeley ήταν η πλατφόρμα BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing). Οι εθελοντές εγκαθιστούσαν ένα λογισμικό –συχνά με τη μορφή screensaver– το οποίο κατέβαζε μικρά «πακέτα» δεδομένων από τους διακομιστές του πανεπιστημίου, τα ανέλυε τοπικά εκμεταλλευόμενο τους αδρανείς κύκλους του επεξεργαστή (CPU), και έστελνε τα αποτελέσματα πίσω.

Η ανάλυση επικεντρωνόταν σε σήματα στενής ζώνης (narrow-band signals). Η φύση δεν παράγει συχνά ραδιοκύματα σε πολύ στενό εύρος συχνοτήτων. Αστροφυσικά φαινόμενα, όπως τα πάλσαρ και τα κβάζαρ, εκπέμπουν σε ευρύ φάσμα (broadband). Συνεπώς, ένα ισχυρό σήμα στενής ζώνης, το οποίο παρουσιάζει τακτική συμπεριφορά και συχνότητα, θεωρείται ως πιθανή «τεχνοϋπογραφή» (technosignature) – δηλαδή ένα ίχνος τεχνολογικής δραστηριότητας. Παρά το γεγονός ότι το σύστημα τερμάτισε τη διανομή νέων πακέτων το 2020, οι ερευνητές χρειάστηκαν αρκετά χρόνια για να φιλτράρουν τον τεράστιο όγκο του θορύβου (από δορυφόρους, ραντάρ και γήινες τηλεπικοινωνίες) και να καταλήξουν στον αριθμό των 100 υποψηφίων σημάτων.

Ο ρόλος του τηλεσκοπίου FAST

Για την επαλήθευση αυτών των 100 υποψηφίων σημάτων, το UC Berkeley δεν μπορούσε να βασιστεί στο αρχικό παρατηρητήριο, καθώς το ραδιοτηλεσκόπιο Arecibo κατέρρευσε το 2020. Τη σκυτάλη ανέλαβε το FAST, γνωστό και ως “Sky Eye”, το οποίο βρίσκεται στην Κίνα.

Το FAST διαθέτει διάμετρο 500 μέτρων και είναι το πιο ευαίσθητο ραδιοτηλεσκόπιο που υπάρχει αυτή τη στιγμή στη Γη. Η ικανότητά του να ανιχνεύει εξαιρετικά ασθενή ραδιοκύματα από τα βάθη του Διαστήματος είναι καθοριστική. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν το FAST για να στρέψουν την προσοχή τους ακριβώς στις συντεταγμένες από τις οποίες προήλθαν τα υποψήφια σήματα του SETI@home. Στόχος είναι να διαπιστώσουν εάν η εκπομπή επαναλαμβάνεται, εάν εμφανίζει μοτίβα που δεν εξηγούνται από γνωστά αστροφυσικά φαινόμενα, ή εάν ήταν απλώς μια στιγμιαία παρεμβολή (Radio Frequency Interference – RFI).

Η διαδικασία αποκλεισμού είναι εξαιρετικά αυστηρή. Ένα σήμα πρέπει να εντοπιστεί ξανά, να επιβεβαιωθεί από ανεξάρτητο παρατηρητήριο και να περάσει από εξαντλητικούς ελέγχους πριν καν εξεταστεί σοβαρά η υπόθεση της εξωγήινης προέλευσης. Οι αστροφυσικοί του Berkeley τονίζουν με έμφαση πως η ύπαρξη 100 υποψηφίων σημάτων δεν μεταφράζεται στην ανακάλυψη 100 εξωγήινων πολιτισμών. Τα περισσότερα, αν όχι όλα, ενδέχεται να αποδειχθούν πολύπλοκες μορφές γήινων παρεμβολών ή ανεξερεύνητα μέχρι σήμερα φυσικά φαινόμενα.

Η σημασία των τεχνοϋπογραφών και η προοπτική

Η μεθοδολογία εστίασης στα συγκεκριμένα 100 σήματα ακολουθεί το μοντέλο της στατιστικής ανωμαλίας. Το SETI δεν αναζητά απλώς μηνύματα που απευθύνονται στη Γη, αλλά γενικές τεχνοϋπογραφές – δηλαδή οποιαδήποτε δομή στα δεδομένα που αποκλίνει στατιστικά από το θερμικό και αστροφυσικό υπόβαθρο του σύμπαντος. Η συνεισφορά του έργου, ανεξαρτήτως του τελικού αποτελέσματος για αυτά τα 100 σήματα, αφήνει μια σημαντική κληρονομιά: απέδειξε τη δυναμική των συστημάτων peer-to-peer και edge computing για την επίλυση προβλημάτων κλίμακας Petabyte.

Με την πρόοδο της μηχανικής μάθησης (Machine Learning), η ανάλυση αυτών των σημάτων πραγματοποιείται πλέον με αλγορίθμους ικανούς να διαχωρίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια το σήμα από τον θόρυβο. Οι συνεργασίες μεταξύ διαφορετικών ιδρυμάτων και τεράστιων υποδομών όπως το FAST, καθιστούν τη σύγχρονη ραδιοαστρονομία πιο ισχυρή από ποτέ, επιτρέποντας στους επιστήμονες να απαντήσουν στα πιο θεμελιώδη ερωτήματα με αμιγώς μετρήσιμα, εμπειρικά δεδομένα.

Με τη ματιά του Techgear

Η ολοκλήρωση της ανάλυσης των δεδομένων του SETI@home έχει μια ιδιαίτερη συναισθηματική, αλλά και τεχνική, βαρύτητα για τους Έλληνες power users. Στις αρχές των δεκαετιών 2000 και 2010, χιλιάδες υπολογιστές στην Ελλάδα συμμετείχαν στο δίκτυο του BOINC, αφήνοντας τους επεξεργαστές Intel Pentium και AMD Athlon να “καίνε” ρεύμα τα βράδια για την επεξεργασία των πακέτων.

Η μετάβαση της ανάλυσης από τον συλλογικό οικιακό υπολογιστή στον υπερ-ευαίσθητο εξοπλισμό του τηλεσκοπίου FAST καταδεικνύει την αλλαγή παραδείγματος στην τεχνολογία. Σήμερα, παρόμοιες εργασίες βασίζονται σε συστοιχίες GPUs και cloud computing, καθιστώντας τα μοντέλα κατανεμημένης προσπάθειας τύπου BOINC λιγότερο αποδοτικά ενεργειακά, αλλά ιστορικά κομβικά για την εξέλιξη της ανάλυσης μεγάλων δεδομένων (Big Data).