Radiotélescope d'Arecibo Photo avec l'aimable autorisation de l'Observatoire NAIC-Arecibo, Photographe David Parker Sommes nous seuls dans l'univers, ou existe-t-il des êtres intelligents avec lesquels nous pourrions communiquer ? Nous ne saurons peut-être jamais si nous comptons sur les voyages spatiaux - les distances entre les étoiles sont incroyablement vastes, et nos idées les plus avancées pour les fusées spatiales, comme la propulsion légère, propulsion nucléaire, voiles solaires et moteurs matière-antimatière, sont à plusieurs années de devenir réalité.
Comment pouvons-nous détecter des signes de vie extraterrestre (ET) ? Une façon consiste essentiellement à écouter toutes les communications radio provenant d'au-delà de la Terre. La radio n'est pas seulement un moyen de communication bon marché, mais aussi le signe d'une civilisation technologique. L'humanité a involontairement annoncé sa présence depuis les années 1930 par le biais des ondes radio et des émissions de télévision qui voyagent chaque jour de la Terre dans l'espace extra-atmosphérique.
Les Recherche d'intelligence extraterrestre (SETI) est menée quotidiennement par des scientifiques dévoués. Dans le film "Contact", le personnage de Jodie Foster, Ellie Arroway, cherche les cieux avec plusieurs grands radiotélescopes. Lorsqu'elle reçoit un message radio d'une étoile lointaine, il y a des implications profondes pour l'humanité.
SETI est une entreprise scientifique extrêmement controversée. Certains scientifiques pensent que c'est une perte totale de temps et d'argent, tandis que d'autres croient que la détection d'un signal d'ET changerait à jamais notre vision de l'univers. Dans cet article, nous examinerons le programme SETI. Nous verrons comment fonctionnent les radiotélescopes et comment ils sont utilisés pour les recherches SETI, quelles sont les probabilités de détecter une vie extraterrestre, ce qui pourrait arriver si ou quand un tel signal est détecté et comment vous pouvez participer vous-même au SETI.
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Spectre radioélectrique, montrer la fenêtre, ou "trou d'eau, " dans la région des micro-ondes L'univers est un endroit terriblement grand. Comment pouvez-vous rechercher au mieux dans le ciel immense un signal radio d'ET ? Il y a trois dilemmes fondamentaux :
Parce que le ciel est si grand, il existe deux approches de base pour les recherches SETI :
Lorsque vous êtes dans une zone inconnue et que vous souhaitez rechercher une station sur votre autoradio, vous devez tourner le cadran jusqu'à ce que vous ramassiez quelque chose, ou appuyez sur le bouton « rechercher » ou « scanner » si votre radio dispose de ces fonctionnalités. Bien, La question est, où ET pourrait-il diffuser ? C'est peut-être le plus grand défi pour les chercheurs SETI car il y a tellement de fréquences -- " des milliards et des milliards, " pour citer Carl Sagan. L'univers est rempli de bruit radio provenant de phénomènes naturels, un peu comme une nuit d'été est remplie de cris de grillons et d'autres insectes. Heureusement, la nature fournit une "fenêtre" dans le spectre radio où le bruit de fond est faible.
Dans la gamme de fréquences de 1 à 10 gigahertz (GHz), il y a une forte baisse du bruit de fond. Dans cette région, il y a deux fréquences qui sont causées par des atomes ou des molécules excités :1,42 GHz, causée par des atomes d'hydrogène, et 1,65 GHz, causée par les ions hydroxyle. Parce que l'hydrogène et les ions hydroxyle sont les composants de l'eau, cette zone a été appelée la trou d'eau . De nombreux chercheurs du SETI pensent qu'ET connaîtrait cette région de fréquences et y diffuserait délibérément en raison du faible bruit. Donc, la plupart des protocoles de recherche SETI incluent cette zone du spectre. Bien que d'autres fréquences « magiques » aient été proposées, Les chercheurs de SETI ne sont pas parvenus à un consensus sur laquelle de ces fréquences rechercher.
Une autre approche ne limite la recherche à personne, petite gamme de fréquences, mais construit plutôt grand, processeurs de signaux multicanaux à bande passante capables de balayer des millions ou des milliards de fréquences simultanément. De nombreux projets SETI utilisent cette approche.
Le nombre de radiotélescopes dans le monde est limité, et les chercheurs de SETI doivent rivaliser avec d'autres radioastronomes pour le temps sur ces instruments. Il y a trois solutions possibles à ce problème :
Une grande partie de la recherche SETI a été effectuée en « louant » du temps sur des radiotélescopes existants. C'est ainsi que cela a été fait dans le film "Contact". Dans le monde réel, Le projet Phoenix (la seule recherche SETI ciblée) a loué du temps sur le radiotélescope de Parkes en Australie, le télescope de 140 mètres de Green Bank, Virginie-Occidentale et le radiotélescope d'Arecibo à Porto Rico. Le projet Phoenix dispose d'un semi-remorque rempli d'équipements d'analyse de signal qu'il attache au télescope pour la recherche.
Le projet SERENDIP superpose un récepteur supplémentaire sur un radiotélescope (Arecibo) qui est utilisé par quelqu'un d'autre. Les chercheurs du SERENDIP analysent ensuite les signaux acquis de la cible d'intérêt. Le projet SERENDIP profite de grandes quantités de temps de télescope, mais ses chercheurs n'ont aucun contrôle sur les cibles étudiées et ne peuvent pas mener d'études de suivi pour confirmer un éventuel signal ET.
Le Allen Telescope Array est un nouveau radiotélescope en cours de construction par l'Institut SETI. Situé au nord-est de San Francisco, dans la "zone de silence radio" de l'observatoire Hat Creek de l'Université de Californie à Berkeley, le tableau sera entièrement dédié à SETI, utilisant des centaines ou peut-être des milliers d'antennes paraboliques de type basse-cour pour collecter des signaux radio par interférométrie (voir la section Paraboles pour le ciel pour plus d'informations sur les radiotélescopes). Le réseau de télescopes Allen devrait coûter environ 26 millions de dollars.
Le réseau de télescopes Allen (en haut :prototype de réseau à sept antennes ; en bas :concept d'artiste du réseau terminé) Photo avec l'aimable autorisation de Seth Shostak/Institut SETI 
Le réseau de télescopes Allen (en haut :prototype de réseau à sept antennes ; en bas :concept d'artiste du réseau terminé) Photo avec l'aimable autorisation de Seth Shostak/Institut SETI Plusieurs projets SETI ont été menés depuis 1960. Certains des principaux sont :
Pour plus de détails sur ces projets et d'autres SETI, voir la section Liens à la fin de l'article.
Si un signal est détecté, il y a une série d'étapes qui suivent pour confirmer que le signal est extraterrestre :
Une fois qu'un signal a été confirmé, il y a des étapes très spécifiques qui doivent être suivies dans la divulgation de ces informations (voir Institut SETI :Déclaration de principes concernant les activités suite à la détection d'intelligence extraterrestre pour plus de détails). Le film "Contact" a une bonne description de la détection d'un signal ET et des événements ultérieurs.
Quelles sont les possibilités de trouver des signaux ET ? Pour résoudre ce problème, astronome Frank Drake introduit une équation pour calculer le nombre de civilisations extraterrestres dans la galaxie en 1961. L'équation, maintenant appelé le Équation de Drake , considère astronomique, facteurs biologiques et sociologiques dans ses estimations :
où:
Les fractions de l'équation de Drake ont des valeurs non nulles comprises entre zéro et 1. Les trois premiers termes du côté droit de l'équation sont les termes astronomiques. Les deux suivants sont les termes biologiques. Les deux derniers sont les termes sociologiques.
L'équation de Drake a été une ligne directrice dans la recherche SETI. La valeur de N a été calculée pour aller de milliers à des milliards de civilisations dans la galaxie, en fonction des estimations pour les autres valeurs.
Si nous utilisons les estimations énumérées ci-dessus, et décidez R
Comme tu peux le voir, les résultats de l'équation de Drake dépendent fortement des valeurs que vous utilisez, et les valeurs de N ont été calculées entre 1 et des milliers. Certains aspects de SETI et de la recherche astronomique générale ont été consacrés à la collecte de données pour des estimations fiables des termes de l'équation de Drake, comme le nombre de planètes extrasolaires. Voir la section Liens pour plus de détails sur l'équation de Drake.
Paradoxe de FermiLe physicien Enrico Fermi, lauréat du prix Nobel, a estimé que s'il faut à la vie des milliards d'années pour développer l'intelligence et le signal ou voyager vers les étoiles, et s'il y a des milliards de mondes dans l'univers, et si l'univers a plus de 13 milliards d'années, alors pourquoi n'avons-nous pas été visités par ET, ou pourquoi la galaxie ne grouille-t-elle pas d'ET ? Cet argument a été utilisé pour remettre en cause la valeur de SETI, et l'auteur David Brin l'a développé dans un essai intitulé "Le Grand Silence" (voir "Are We Alone in the Cosmos?:The Search for Alien Contact in the New Millennium").
SETI@écran d'accueil (version agrandie de l'image) En 1999, Les scientifiques de l'Université de Californie à Berkeley, Dan Werthimer et David P. Anderson, ont travaillé sur le projet SERENDIP. Ils ont reconnu qu'un facteur limitant dans l'analyse des données de la parabole Arecibo utilisée par le SERENDIP était la puissance de calcul disponible. Au lieu d'utiliser un ou plusieurs supercalculateurs pour analyser les données, de nombreux petits ordinateurs de bureau pourraient être utilisés pour analyser de petits morceaux de données sur Internet. Ils ont conçu un programme d'économiseur d'écran appelé SETI@home qui pouvait être téléchargé depuis l'UC Berkeley sur Internet et résidant sur l'ordinateur personnel d'un participant. Le programme peut fonctionner en résidence ou comme économiseur d'écran.
Voici comment fonctionne le projet :
L'économiseur d'écran est divisé en trois sections :la fenêtre d'analyse des données (en haut à gauche), les données/informations utilisateur (en haut à droite) et le graphique fréquence-puissance-temps des données en cours d'analyse (en bas). Le bloc de données est analysé en répartissant les données sur de nombreux canaux à l'aide d'une technique mathématique appelée Transformée de Fourier rapide (FFT) . Si les données sont aléatoires, alors le signal dans tous les canaux sera égal. Si un signal ( pic ) est présent, alors un ou plusieurs canaux FFT se démarqueront des autres, au-dessus d'un certain seuil de puissance. Prochain, le programme cherche à voir si la fréquence d'un pic est légèrement décalée vers d'autres fréquences - ce décalage serait causé par la rotation de la Terre, indiquant que la pointe est d'origine extraterrestre. Finalement, puisque la parabole d'Arecibo est stationnaire - ne suit pas les objets avec la rotation de la Terre - un signal ET dériverait sur la surface de la parabole, d'un bord à l'autre d'un bord à l'autre, et un tracé de la pointe au fil du temps ressemblerait à une courbe en forme de cloche. Le programme teste pour voir si le pic correspond à cette courbe. Si ces trois critères sont remplis, le programme marque les informations pour une analyse ultérieure par UC-Berkeley.
Fenêtre d'analyse des données de SETI@home La section données/informations utilisateur de l'écran contient les notes sur les observations qui ont obtenu le bloc de données, ainsi que des notes sur l'utilisateur.
Partie données/informations utilisateur de l'écran d'accueil SETI@ 
Fenêtre graphique de l'écran d'accueil SETI@ L'écran graphique permet à l'utilisateur de voir la progression de l'analyse d'un seul coup d'œil. Le programme note tous les pics observés et transmet ces informations à l'UC Berkeley pour une analyse plus approfondie. Chaque ensemble de données est traité indépendamment par deux utilisateurs pour corroboration. Si un pic passe les critères d'un signal possible, puis d'autres projets SETI examineront les coordonnées plus en détail pour confirmer la conclusion.
Avec SETI@home, un ordinateur et une connexion Internet, vous pouvez participer à la recherche SETI. À ce jour, le site Web SETI@home reçoit un million de visites et 100, 000 visiteurs uniques par jour.
Noter Certaines formes de l'équation de Drake ajoutent un terme supplémentaire après R
Il apparaît que le public est fortement intéressé par la recherche SETI, si l'intérêt peut être mesuré à partir du soutien monétaire de fondations privées comme le SETI Institute et la SETI League et la participation à SETI@home. L'avenir de SETI s'annonce radieux, avec des évolutions dans les domaines suivants :
La possibilité qu'une vie intelligente existe ailleurs dans l'univers intrigue l'humanité depuis des milliers d'années. Nous sommes actuellement à une époque où notre technologie est suffisamment avancée pour que nous puissions détecter les signaux d'ET et même diffuser nos propres signaux vers les étoiles. Avec les progrès technologiques et l'intérêt croissant pour SETI, nous sommes peut-être sur le point de trouver la réponse à cette vieille question, « Est-ce que la vie intelligente existe là-bas ? »
Les interféromètres combinent des images de plusieurs radiotélescopes pour créer une image qui semble avoir été prise à partir d'une grande parabole. Si ET communique par radio, comment pouvons-nous détecter de tels signaux? Les signaux radio sont des ondes lumineuses, comme la lumière visible, lumière infrarouge (chaleur) et rayons X. Mais les signaux radio ont des longueurs d'onde plus longues que ces autres formes de lumière. Pour détecter les signaux radio ET, vous utilisez un radiotélescope. Un radiotélescope est un récepteur radio similaire à la radio que vous avez dans votre maison ou votre voiture. Il comporte les parties suivantes :
Schéma des pièces d'un radiotélescope (conception Cassegrain).
Survolez les étiquettes pour une légende de chaque pièce.
En général, les grands radiotélescopes vous permettent de détecter les signaux faibles et de les résoudre -- donc, plus le plat est grand, plus la résolution du signal est grande. Cependant, les grands plats sont difficiles et coûteux à construire et à entretenir. Pour contourner ce problème, les radioastronomes utilisent une technique appelée interférométrie . L'interférométrie combine les signaux de plusieurs petits radiotélescopes répartis sur une grande zone pour obtenir l'équivalent d'une grande parabole sur la même zone (voir les liens à la page suivante pour plus de détails sur l'interférométrie).
Pour plus d'informations sur SETI et les sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.
