SETI: La Radio Ricerca

Scritto da Ron Hipschman

La ricerca di SETI è un'operazione enorme. Dove e come osserviamo? Dobbiamo essere concordi sul metodo e ne  vengono in mente molti.

In primo luogo, i nostri amici alieni potrebbero viaggiare in un'astronave e visitarci. Questo sarebbe il miglior metodo di comunicazione: "faccia a faccia ...". Purtroppo, malgrado tutti i  Roswells, i presunti rapimenti alieni e gli avvistamenti UFO, non c'è un singolo brandello di prova scientifica che gli alieni abbiano mai visitato la Terra. Non uno.

La quantità di energia e di tempo necessari per viaggiare fra le stelle è così immenso che la soluzione di un  metodo "economico" è affidato ai posteri. Facendo alcuni semplici calcoli, si può dimostrare che anche se qualcuno potesse inventare una nave con il tipo di motore più efficiente  ( "Star Trek": i fans saranno felici di sapere che questo coinvolge  materia ed  antimateria! ), un viaggio verso la stella più vicina, Alpha Centauri, con un tempo di andata e ritorno di 20 anni, consumerebbe l'energia necessaria per alimentare circa un milione di case, per oltre trenta milioni di anni! E questo viaggio porterebbe soltanto poche persone come passeggeri!

Questo non è un metodo economico di comunicare perché questa quantità di energia, agli odierni costi, costerebbe ben oltre  30 quadrilioni di dollari. Potete immaginare che un  governo alieno possa assegnare questo genere di risorse per inviare qualcuno di loro per una comunicazione amichevole? Naturalmente, potrebbero spedire migliaia o milioni di sonde leggere che annunciano la loro esistenza e le sonde potrebbero fare rapporto sui risultati ottenuti, ma anche questo sarebbe ancora molto costoso sia come tempo che come energia. Anche se vorremmo credere nel viaggio iperspaziale, nel teletrasporto ed in tutti gli altri prodigi della fantascienza, questi, purtroppo non sono che fantasie.

 

Sembra improbabile che le civilizzazioni aliene vogliano spendere 30 quadrilioni di dollari ai costi  energetici odierni per visitarci di persona. Il contatto via radio è più economico. La fotografia a destra è ancora un'altra immagine della burla degli UFO.

 

Come ti metteresti in contatto con un amico o forma di vita in un paese molto distante se tutto ciò che desideri dire è "ciao!" Andresti là? Probabilmente No. Prenderesti semplicemente il telefono e faresti una chiamata, o potresti trasmettere un e-mail, o se hai l'apparecchiatura giusta, potresti persino farti vedere in video in teleconferenza. Tutti questi metodi sono notevolmente più economici e veloci che viaggiare su di un jet. Inoltre, qualsiasi civiltà avanzata probabilmente sceglierebbe di comunicare con  metodi "economici".

Il metodo migliore che conosciamo è comunicare tramite le onde radio. Trasmettere informazioni con  le onde radio è molto poco costoso, utilizza un'apparecchiatura che è facile da costruire ed ha la capacità di trasporto-informazioni per compiere l'operazione. Le informazioni, inoltre,  viaggiano alla velocità massima nell'universo, la velocità della luce. Nessuna astronave può raggiungere questa velocità. Inoltre, se stai usando una radiotrasmittente, puoi puntare in milioni di direzioni e comunicare simultaneamente con molte civiltà differenti. Non si può fare ciò con una astronave!

Guarda tutti i modi in cui usiamo le trasmissioni radiofoniche: radio e TV naturalmente, telefoni cellulari, tutta la telecomunicazione via satellite, navigazione GPS e molto altro ancora. Sulla Terra, già abbiamo deciso il metodo più efficiente!

Così se decidiamo di cercare gli alieni che provano a mettersi in contatto tramite le onde radio, abbiamo un altro problema da risolvere. Quando accendi la tua radio, devi decidere che frequenza, o canale, vuoi ascoltare. Puoi sintonizzarti attraverso le varie fasce radiofoniche ( AM, FM, onde corte, radioamatori, polizia, meteo, ecc. ) per trovare il programma che desideri. Altrettanto, dovremo sintonizzare il nostro orecchio extraterrestre per trovare i nostri amici alieni. Lo spettro elettromagnetico è molto, molto grande e ci sono alcuni fenomeni che dovremmo esaminare per poter prendere più facilmente la nostra decisione di come sintonizzarci.

Sarebbe piacevole, almeno, trovare una regione ragionevolmente piccola dello spettro elettromagnetico in cui iniziare la nostra ricerca. Se punti il tuo radiotelescopio al cielo trovi tutti i generi di segnali. Alcuni vengono dalla galassia in sé. Alcuni vengono dalla nostra atmosfera. Se facessi uno schema di questo disturbo inevitabile (noise), noteresti che è realmente rumoroso alle frequenze basse a causa della galassia. Egualmente diventa rumoroso alle più alte frequenze a causa del disturbo atmosferico. Fra le due regioni rumorose troveresti una regione relativamente calma [ da circa 1 GHz a circa 10 GHz (1 GHz o 1 GigaHertz è 1 miliardo di Hertz o 1 miliardo di vibrazioni al secondo. Questa parte dello spettro radio è giusto sopra la parte usata per i vostri pagers elettronici e molti radiotelefoni) ].

La natura fornisce un modo ancora più piacevole per raffinare  ulteriormente la nostra gamma di frequenza. L'elemento più semplice dell'universo, l'idrogeno neutro nello spazio interstellare, emette segnali radio a 1.42 GHz. Un'altra molecola dello spazio, l'ossidrile, o OH, emette a circa 1.64 GHz. Ora se guardi  questi due, H e OH, vedi che insieme compongono la  molecola dell' acqua HOH (o più comunemente H2O). La vita come noi la conosciamo richiede l'acqua per evolversi ed esistere. La gamma di frequenza fra queste due emissioni, da 1.42  a 1.64 GHz, è quindi una regione calma dello spettro chiamato "il buco dell'acqua" (water hole). Dove possiamo pensare che le civilizzazioni intelligenti a base d'acqua vengano a contattarci? Intorno al buco dell'acqua, naturalmente! Questa sarebbe una buona e piacevolmente limitata gamma di frequenze per iniziare la nostra ricerca. Possiamo estendere sempre la nostra gamma in un prossimo futuro.

 

Il disturbo interferente (di colore rosso) è la combinazione del disturbo galattico di bassa frequenza e del disturbo di alta frequenza della nostra atmosfera. "il buco dell'acqua" - water hole (in azzurro) è fra le righe dell'idrogeno (H) e lo ione dell' ossidrile (OH). C'è pochissimo disturbo vicino al "buco dell'acqua".

 

 

Un fatto importante da notare qui è che più un segnale è "stretto" (e quindi "raffinata" la frequenza) e più efficiente sarà per i nostri amici trasmettere. Un segnale più stretto di frequenza è inoltre più facile per noi da rilevare sopra il livello acustico normale. Purtroppo, i segnali molto stretti di frequenza implicano la necessità di controllare milioni di frequenze molto strette per trovare quello giusto. Più avanti approfondiremo questo concetto.

Che genere di segnali potremmo ricevere? Che cosa dovremmo cercare? Ci sono realmente due possibilità: la prima - le altre civiltà stanno spedendo intenzionalmente un segnale che è  espressamente concepito per ottenere la nostra attenzione; la seconda - come noi, fanno il loro lavoro ed alcuni dei loro segnali "trapelano fuori". La Terra trasmette per radio, involontariamente, molti segnali sporchi. I nostri trasmettitori della televisione e della radio sono molto forti. I nostri radar militari sono ancora più forti. Questi segnali sporchi stanno fuoriuscendo da almeno 50 anni; in questo modo i nostri segnali sporchi sono a circa 50 anni luce dalla Terra. Non molto lontano, ma siamo ancora degli infanti, tecnologicamente.

 

CON CHE COSA CAPTIAMO?

Mentre un segnale si sparge fuori dalla relativa fonte, diviene sempre più debole e ancora più debole. Le distanze fra le stelle sono così ampie che tutto il segnale che raggiunge la Terra sarà molto debole (a meno che non sia irradiato da noi stessi). Per raccogliere abbastanza di questo segnale abbiamo bisogno di un orecchio "gigante": nel nostro caso,  un radiotelescopio enorme.

 

 

Il più grande radiotelescopio del mondo, ed è quello usato per la ricerca "SETI" dell'University of California di Berkeley, è il radiotelescopio di Arecibo, nel Puerto Rico nord-occidentale, vicino alla città di Arecibo.

Il telescopio ha un riflettore fisso da 305 metri di diametro, costruito in un "affossamento" del terreno di Karst. Per poter immaginare quanto è grande questo riflettore pensate che occorrerebbero 10 miliardi di normali ciotole di cereali per riempire il radio riflettore fino al bordo! Ancora difficile da immaginare? La grande superficie di questo riflettore è oltre 20 acri con circa 18 acri, o 26 campi di calcio, di apertura disponibile!

Il disco riflette e concentra i deboli segnali celesti sulle antenne riceventi che sono appese 450 piedi più in alto. Poiché il riflettore è fisso e non può girare, le antenne riceventi sono montate su di  una struttura ad arco che gli permette "di guardare" gli oggetti fino a 20 gradi dallo zenith (lo zenith è il punto del cielo sulla verticale del riflettore). Questo struttura ad arco è montata su di una pista circolare per permettere alle antenne di seguire un oggetto mentre si muove attraverso il cielo a causa della rotazione della Terra. Questi due movimenti danno al telescopio la capacità di esplorare una buona parte di cielo.

Il radiotelescopio ha ha due sistemi principali di antenne: l'antenna lineare che serve per SETI@home e la gigantesca cupola del  fuoco "Gregoriano". Il fuoco Gregoriano è una nuova aggiunta all'osservatorio di Arecibo; all'interno della cupola ci sono due riflettori radio che metteranno a fuoco con più  precisione i segnali radiofonici sui rivelatori. Anche se la cupola può sembrare piuttosto piccola in fotografia, nella realtà ha 85 piedi di diametro (26 metri circa).

 

Foto aerea dell'osservatorio di Arecibo.
Foto di David Parker 1997

 

La "Fuoco Gregoriano" è all'interno della cupola. L'antenna lineare SETI è quella struttura simile ad una lancia alla sinistra della cupola.

 

SINTONIZZANDO LE NOSTRE "ORECCHIE"

Le frequenze intorno a 1420 MHz sono particolarmente interessanti da osservare a causa della loro prossimità "al buco dell'acqua". Inoltre, a causa dell'importanza di questa parte dello spettro per la radioastronomia, in virtù di un accordo internazionale a nessuno è permesso produrre qualsiasi radiodiffusione fra 1420 MHz e 1427 MHz. A causa di questo divieto, questa è una parte particolarmente calma dello spettro. Diamo un'occhiata più da vicino per capire cosa significa tutto ciò.

Che cosa stiamo cercando esattamente? Come accennato precedentemente, il modo più efficace per un segnale alieno di essere notato è di concentrare tutta l'energia radio in un segnale molto stretto di frequenza . Se il tuo apparecchio radioricevente è "scadente" e può ascoltare soltanto gamme di frequenza larghe, il segnale stretto sarà annegato da tutti i segnali indesiderabili intorno ad esso (anche se quel segnale è molto forte).

Immagina una persona che fischia fortemente in mezzo ad una enorme folla rumorosa. Il fischio ha una frequenza o tono molto specifico. Se usi soltanto le tue orecchie, che captano una vasta gamma di toni, il disturbo proveniente dalla folla "maschererebbe il fischio". Al contrario, che cosa succederebbe se le tue orecchie fossero sintonizzate per ascoltare soltanto il tono del fischio? Non sentiresti gran parte del disturbo della folla perché la maggior parte non sarebbe della tonalità su cui "sei sintonizzato", ma il fischio arriverebbe forte e chiaro. In modo analogo, SETI@home ascolta in molti canali esattamente sintonizzati (o frequenze) i segnali che sono significativamente "sopra il disturbo." Con il tuo aiuto, SETI@home fa una delle ricerche più dettagliate e con una  precisione di sintonizzazione, mai tentate prima d'ora. Il tuo computer "ascolta" i segnali provenienti dal cielo in un canale largo 0.07 Hz.

 

CHE COSA ACCADE SE LA RICERCA RIESCE E I SEGNALI EXTRATERRESTRI VENGONO TROVATI?

La Comunità SETI è conforme sulla procedura da utilizzare per informare il resto del mondo se una scoperta è stata fatta.

In primo luogo, lo scopritore deve fare tutti i tentativi possibili per verificare che il segnale sia effettivamente extraterrestre; allora lo scopritore può informare altri nel campo, per ottenere una verifica indipendente della scoperta. Se questa prova è superata, lo scopritore può diffondere largamente le informazioni alla comunità scientifica ed al pubblico. Tutti i dati raccolti saranno messi a disposizione della comunità scientifica per ulteriori analisi.

Come potete vedere, nonostante tutte le "teorie del complotto" che abbondano in certe frange delle comunità scientifiche, non ci sarà tentativo di nascondere tutti i dati o di impedirne la diffusione al pubblico.

Con un po' di fortuna, potremo sapere, nel corso della nostra vita, se siamo soli nella nostra Galassia.

Sono fiducioso che scopriremo molti amici là.

 

 

ULTIMO AGGIORNAMENTO 22 APRILE 2003

 

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