El rincón de la Ciencia nº 5 (Marzo-2000)
Los extraterrestres, las ondas electromagnéticas y el proyecto SETI(RC-15)
Carlos Macho Antolín

1. La comunicación con los extraterrestres:

    Son muchas las personas que dicen haber visto OVNIS (Objetos Volantes No Identificados), concretamente, naves extraterrestres supuestamente tripuladas por alienígenas. Lo cierto es que nadie ha presentado una prueba científica de la existencias de tales visitas. Puede recurrirse a la imaginación, a la ciencia ficción, sin embargo, la Ciencia Física, que hoy conocemos, nos demuestra que es casi imposible que alguien, procedente de algún planeta perteneciente a alguna estrella más o menos próxima, nos pueda visitar. Un simple cálculo nos lo pone de manifiesto:
    Supongamos que la nave extraterrestre viene desde los alrededores de la estrella más cercana a nosotros, "alfa-centauro", que está aproximadamente a 4 años luz; calculemos la energía necesaria para recorrer esa distancia en 20 años. Si suponemos que se desplaza con velocidad constante, esta valdría:

wpe1.jpg (4197 bytes)

esta velocidad la puede adquirir en pocos días. La energía que se necesita para poner una nave de 1000 kg a esa velocidad -sin consideraciones relativistas que aumentarían el valor final de la energía- es:

wpe2.jpg (3296 bytes)

que es la energía que consumiría  una ciudad de un millón de habitantes durante 300 000 años.

 

 

 

 

 

 

 

 

Evidentemente esta forma de comunicación es muy cara. El método más económico de hacerlo es con ondas de radio: ondas electromagnéticas. Ninguna nave puede viajar tan rápido como ellas (300 000 km/s) y en infinitas direcciones simultáneamente.

 

2. Las ondas electromagnéticas:

    Recordemos que las ondas electromagnéticas (O.E.M.) son perturbaciones que se propagan en el espacio, a la velocidadde la luz (c) debidas a variaciones de campos electricos (E) y magnéticos (B) perpendiculares entre si; la dirección de propagación es, también, perpendicular a E y B (ver figura).

onda2.PCX (6096 bytes) ondas.PCX (10162 bytes)
Fig.1       Fig.2

    Dos características de todas las ondas son: la longitud de onda (l), o espacio recorrido por ella mientras vuelve la perturbación a tomar los mismos valores, y la frecuencia (f) que es el número de veces que oscila en la unidad de tiempo y que se mide en ciclos/segundo o herzios (Hz) -ver figuras 1 y 2-.

    Comunicarse con los extraterrestres, utilizando O.E.M. requiere un instrumento potente, como un radiotelescopio, para enfocarlo al espacio exterior. Pero nos encontramos con un problema: que frecuencia escuchar (sintonizar) del espectro electromagnético, que va desde 0 Hz hasta miles de GHz (miles de millones de Hz) "o más"... Sería estupendo encontrar una zona del espectro (banda) razonablemente pequeña  donde empezar a buscar y que, tanto nosotros como los alienigenas, consideremos buena para transmitir las señales a tan grandes distancias. Tal región del espectro debería tener otra cualidad: estar libre de ruidos, es decir de OEM producidas de forma constante por fenómenos naturales o por el hombre aquí en la Tierra. Hay frecuencias que podemos descartar: las bajas frecuencias que producen los cuerpos celestes, estrellas, galaxias, etc. y las muy altas frecuencias anegadas de ruidos producidos en nuestra propia atmosfera. Entre medias, tenemos una región tranquila que va desde 1 a 10 GHz. Esta banda sigue siendo muy ancha para poderla analizar toda ella. Pero, no preocuparse; la misma Naturaleza nos sugiere un camino para refinar nuestra busqueda. Podemos suponer, con bastante probabilidades de acierto, que la vida extraterrestre esté basada en el agua, y que sea considerada está, por los extraterrestres, tan importante como lo hacemos nosotros. Pues bien, la molécula de agua esta formada por hidrógeno y oxígeno ( H20); en la zona tranquila del espectro de la que antes hablamos, de encuentran las frecuencias de emisión de la molécula de hidrogeno (1.2 GHz)y la del radical OH (1,64 GHz). El intervalo entre las dos frecuencias es una zona especialmente tranquila y que los astrofísicos llaman: el agujero del agua. En esa región del espectro electromagnético es en donde se han puesto a buscar un grupo de científicos en un proyecto llamado SETI@home.

     El instrumento utilizado en el proyecto es el radiotelescopio más grande del mundo construido aprovechando una hondonada del terreno en Arecibo (Puerto Rico). Su posición es fija y tiene un diámetro de 305 m (una superficie equivalente a 26 campos de futbol). El disco refleja y concentra las débiles señales en una antena colgada sobre él a   120 m de altura.

    Pero no basta con emitir una onda electromagnética con una determinada frecuencia para transmitir información; es necesario introducir variaciones en la onda, variaciones que se corresponda con la información que queremos envíar.Estas variaciones pueden estar en la amplitud de la onda (modulación en amplitud, AM -ver figura 3-) o en la frecuencia (frecuencia modulada, FM -ver figura 4-). Se trata entonces de buscar, entre las OEM que nos llegan del espacio, aquellas que tengan esas características.

ondama.gif (22516 bytes) ondamf.gif (22673 bytes)
Fig.3 Fig.4

        

3. El proyecto SETI@home:

    Ningún ordenador actual es capaz de procesar los 35 Gbytes de datos que el radiotelescopio de Arecibo obtiene al día. Una posible solución es la construción de   un superordenador descomunal. Esto, a parte del tiempo y tecnologia necesaria, es muy caro. En 1996, David Gedye, junto con Craig Kasnoff, ambos de la Universidad de Columbia en Berkeley (USA), concibió la idea de SETI@home y formó el equipo inicial del proyecto. Esta idea consiste en aprovechar la potencia de cálculo de miles de ordenadores pequeños que ya están funcionando por todo el mundo (los PCs) y que no todo el tiempo que están encendidos están trabajando; son muchos los minutos que pasan inactivos mostrando, unicamente, un salvapantallas, más o menos bonito. Todos estos ordenadores pueden, de forma simultátnea, analizar una pequeña porción de los datos y mandar los resultados, vía Internet, a la central del proyecto. Esto se puede hacer porque el conjunto de todos los datos pueden dividirse en pequeñas partes independientes entre si.

     El radiotelescopio envía los 35 Gb de datos a la Universidad de Berkeley; alli se dividen en paquetes (work units) de 0.25 Mb; el servidor del SETI@home los envía por internet a todas las personas del mundo que quieran colaborar en el proyecto, y que tengan un PC, para ser analizados.

    SETI@home observa un ancho de banda de 2.5 MHz centrada en los 1420 MHz. Este espectro es dividido en 256 piezas

 spectrum_narrow.gif (5402 bytes)

Fig 5 (fuente: pág. Web de Seti@home)

de 10 KHz -ver fig 5-. Para registrar correctamente este ancho de banda es necesario muestrearlo a 20 Kb/s. SETI@home envía 107 segundos de esas frecuencias muestradas: 107 s · 20 000 b/s = 2 140 000 bits o 250 000 bytes; como además se adjuntan bites adicionales de información,  el paquete enviado por Internet a los participantes es de 340 Kb.

    El PC analiza los datos mientras actúa como salvapantallas. El algoritmo utilizado busca señales 10 veces más pequeñas que el utilizado por el propio telescopio en su trabajo habitual (el  SERENDIP IV). con él se llevan a cabo análisis en frecuencia y en intensidad, en intervalos de frecuencia variables. Con los 107 s de datos,  el algoritmo utilizado (llamado de integración coherente) tiene que realizar 175 000 000 000 operaciones lo que lleva entre 10 y 50 horas, dependiendo de la velocidad del PC.

    Una vez el ordenador ha terminado el análisis manda los resultados por Internet y recibe otra nueva unidad de trabajo (lo puede hacer automáticamente o cuando el usuario del PC quiera); el tiempo estimado en la conexión es de 5 min. aproximadamente.

4. ¿Qué pasa si el PC descubre señales emitidas por seres extraterrestres?

    Para que una señal sea considerada como procedente de algún planeta lejano de tener las siguientes caracteristicas:
      frecuencias.gif (3020 bytes) 

a) debe ser al principio tenue, ir aumentando en intensidad para luego ir debilitandose de nuevo; esta variación en 12 segundos. La razón es que cualquier punto del firmamento tarda en atravesar el disco del radiotelecopio (por tener su  posición fija al suelo y moverse junto al movimiento de rotación de la Tierra) 12 segundos.
 b)debe ser variable en intensidad o frecuencia con un periodo de oscilación inferior a 12 segundos ( por la misma razón anterior) y pulsada, si es que nuestros amigos extraterrestres quieren decirno algo.

    Si nuestro PC encuentra una señal con las caracteristicas anteriores, El equipo de SETI@home seguiría con el analisis cotejando la señal con las que  tienen almacenadas en una enorme base de datos sobre señales electromagnéticas cuyo origen es conocido. Si esta fase es superada, se mandaaría la señal candidata a se analizada por otro equipo con telescopio y ordenadores distintos. Después, se procedería a la detección simultanea de la señal por dos equipos en posiciónes diferentes en la Tierra para confirmar la procedencia exterior y localizar exactamente el lugar de procedencia. de confirmarse todos los resultados , SETI@home mandaría un telegrama  a la IAU (Unión Internacional de Astronomos) para asu difusión. Todos los resultados y hallazgos se haran publicos.

    Aún con todo, no tendriamos la certeza de que la señal es emitida por una civilización inteligente, y podría  ser debida a algún fenómeno o fuente desconocidos.

Enlaces:

Revista sobre Ovnis

Radiotelescopio de Arecibo (Puerto Rico)

Pagina Web oficial del proyecto SETI@home