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SETI

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Radiotelescópio de Arecibo

SETI (sigla em inglês para Search for Extraterrestrial Intelligence, que significa Busca por Inteligência Extraterrestre) é um projeto que tem por objetivo a constante busca por vida inteligente no espaço. Uma das abordagens, denominada radio SETI, visa analisar sinais de rádio de baixa frequência captados por radiotelescópios terrestres (principalmente pelo Radiotelescópio de Arecibo), uma vez que este tipo de sinal não ocorre naturalmente, podendo ser interpretado como evidência de vida extraterrestre.[1]

História

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Primeiros esforços

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Houve muitas buscas anteriores por inteligência extraterrestre dentro do Sistema Solar. Em 1896, Nikola Tesla sugeriu que uma versão extrema de seu sistema de transmissão elétrica sem fio poderia ser usada para contatar seres em Marte.[2] Em 1899, enquanto realizava experimentos em sua estação experimental de Colorado Springs, ele pensou ter detectado um sinal de Marte, já que um estranho sinal estático repetitivo parecia ser interrompido quando Marte se punha no céu noturno. A análise da pesquisa de Tesla levou a uma série de explicações, incluindo:

  • Tesla simplesmente entendeu mal a nova tecnologia com a qual estava trabalhando;[3]
  • Que ele pode ter observado sinais dos experimentos de rádio europeus de Marconi;
  • E até especulações de que ele poderia ter captado ruído de rádio de ocorrência natural causado por uma lua de Júpiter (Io) movendo-se através da magnetosfera de Júpiter.[4]

No início de 1900, Guglielmo Marconi, Lord Kelvin e David Peck Todd também declararam sua crença de que o rádio poderia ser usado para contatar marcianos, com Marconi afirmando que suas estações também haviam captado potenciais sinais marcianos.[5][6]

De 21 a 23 de agosto de 1924, Marte entrou em uma oposição mais próxima da Terra do que em qualquer momento no século anterior ou nos 80 anos seguintes.[7] Nos Estados Unidos, um "Dia Nacional de Silêncio de Rádio" foi promovido durante um período de 36 horas, de 21 a 23 de agosto, com todos os rádios silenciados por cinco minutos a cada hora. No Observatório Naval dos Estados Unidos, um receptor de rádio foi elevado a 3 quilômetros (1,9 milhas) do solo em um dirigível sintonizado em um comprimento de onda entre 8 e 9 km, usando uma "câmera de rádio" desenvolvida pelo Amherst College e Charles Francis Jenkins. O programa foi liderado por David Peck Todd com a assistência militar do Almirante Edward Walter Eberle (Chefe de Operações Navais), com William F. Friedman (chefe criptógrafo do Exército dos Estados Unidos), designado para traduzir quaisquer potenciais mensagens marcianas.[8][9]

Um artigo de 1959 de Philip Morrison e Giuseppe Cocconi apontou pela primeira vez a possibilidade de pesquisar o espectro de micro-ondas. Ele propôs frequências e um conjunto de alvos iniciais.[10][11]

Em 1960, o astrônomo da Universidade Cornell, Frank Drake, realizou o primeiro experimento SETI moderno, chamado "Projeto Ozma", em homenagem à Rainha de Oz nos livros de fantasia de L. Frank Baum.[12] Drake usou um radiotelescópio de 26 metros (85 ft) de diâmetro em Green Bank, Virgínia Ocidental, para examinar as estrelas Tau Ceti e Epsilon Eridani perto da frequência marcadora de 1,420 gigahertz, uma região do espectro de rádio apelidada de "buraco de água" devido à sua proximidade com as linhas espectrais do hidrogênio e do radical hidroxila. Uma banda de 400 kilohertz ao redor da frequência marcadora foi varrida usando um receptor de canal único com uma largura de banda de 100 hertz. Ele não encontrou nada de interesse.

Cientistas da União Soviética tiveram um forte interesse no SETI durante a década de 1960 e realizaram uma série de buscas com antenas omnidirecionais na esperança de captar sinais de rádio poderosos. O astrônomo soviético Iosif Shklovsky escreveu o livro pioneiro na área, Universo, Vida, Inteligência (1962), que foi ampliado pelo astrônomo americano Carl Sagan no livro de sucesso Vida Inteligente no Universo (1966).[13]

Na edição de março de 1955 da Scientific American, John D. Kraus descreveu uma ideia para varrer o cosmos em busca de sinais de rádio naturais usando um radiotelescópio de plano plano equipado com um refletor parabólico. Em dois anos, seu conceito foi aprovado para construção pela Universidade Estadual de Ohio. Com um total de US$ 71.000 em subsídios da National Science Foundation, a construção começou em um terreno de 8-hectare (20-acre) em Delaware, Ohio. Este telescópio do Observatório de Rádio da Universidade Estadual de Ohio foi chamado de "Big Ear" (Grande Orelha). Mais tarde, ele iniciou o primeiro programa SETI contínuo do mundo, chamado programa SETI da Universidade Estadual de Ohio.

Em 1971, a NASA financiou um estudo SETI que envolveu Drake, Barney Oliver da Hewlett-Packard Laboratories e outros. O relatório resultante propôs a construção de um arranjo de radiotelescópios terrestres com 1.500 antenas conhecidas como "Projeto Cyclops". O custo do arranjo Cyclops era de US$ 10 bilhões. O Cyclops não foi construído, mas o relatório[14] formou a base de muito do trabalho SETI que se seguiu.

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Sinal Wow!

O programa SETI de Ohio ganhou fama em 15 de agosto de 1977, quando Jerry Ehman, um voluntário do projeto, testemunhou um sinal surpreendentemente forte recebido pelo telescópio. Ele rapidamente circulou a indicação em um impresso e rabiscou a exclamação "Wow!" na margem. Apelidado de Sinal Wow!, é considerado por alguns como o melhor candidato a um sinal de rádio de uma fonte artificial e extraterrestre já descoberto, mas não foi detectado novamente em várias buscas adicionais.[15]

Em 24 de maio de 2023, um sinal extraterrestre de teste, na forma de um "sinal de rádio codificado de Marte", foi transmitido para radiotelescópios na Terra, de acordo com uma reportagem do The New York Times.[16]

Sentinel, META e BETA

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Em 1980, Carl Sagan, Bruce Murray e Louis Friedman fundaram a Planetary Society dos EUA, em parte como um veículo para estudos SETI.[17]

No início da década de 1980, o físico da Universidade de Harvard, Paul Horowitz, deu o passo seguinte e propôs o projeto de um analisador de espectro especificamente destinado a buscar transmissões SETI. Os analisadores de espectro de mesa tradicionais eram de pouca utilidade para este trabalho, pois amostravam frequências usando bancos de filtros analógicos e, portanto, eram restritos no número de canais que podiam adquirir. No entanto, a moderna tecnologia de processamento digital de sinais (DSP) de circuitos integrados poderia ser usada para construir receptores de autocorrelação para verificar muito mais canais. Este trabalho levou, em 1981, a um analisador de espectro portátil chamado "Suitcase SETI" que tinha uma capacidade de 131.000 canais de banda estreita. Após testes de campo que duraram até 1982, o Suitcase SETI foi colocado em uso em 1983 com o radiotelescópio Harvard/Smithsonian de 26-metro (85 ft) no Observatório Oak Ridge em Harvard, Massachusetts. Este projeto foi batizado de "Sentinel" e continuou até 1985.

Mesmo 131.000 canais não eram suficientes para pesquisar o céu em detalhes a uma taxa rápida, então o Suitcase SETI foi seguido em 1985 pelo Projeto "META", para "Megachannel Extra-Terrestrial Assay". O analisador de espectro META tinha uma capacidade de 8,4 milhões de canais e uma resolução de canal de 0,05 hertz. Uma característica importante do META foi o uso do desvio Doppler de frequência para distinguir entre sinais de origem terrestre e extraterrestre. O projeto foi liderado por Horowitz com a ajuda da Planetary Society e foi parcialmente financiado pelo cineasta Steven Spielberg. Um segundo esforço desse tipo, META II, foi iniciado na Argentina em 1990, para pesquisar o céu do sul, recebendo uma atualização de equipamento em 1996–1997.[18][19]

O sucessor do META foi batizado de "BETA", para "Billion-channel Extraterrestrial Assay", e iniciou as observações em 30 de outubro de 1995. O coração da capacidade de processamento do BETA consistia em 63 motores dedicados de Transformada rápida de Fourier (FFT), cada um capaz de realizar FFTs complexas de 222 pontos em dois segundos, e 21 computadores pessoais equipados com placas personalizadas de processamento digital de sinais. Isso permitiu ao BETA receber 250 milhões de canais simultâneos com uma resolução de 0,5 hertz por canal. Ele varreu o espectro de micro-ondas de 1,400 a 1,720 gigahertz em oito saltos, com dois segundos de observação por salto. Uma capacidade importante da busca BETA era a re-observação rápida e automática de sinais candidatos, conseguida através da observação do céu com dois feixes adjacentes, um ligeiramente a leste e outro ligeiramente a oeste. Um sinal candidato bem-sucedido transitaria primeiro pelo feixe leste e depois pelo feixe oeste e o faria com uma velocidade consistente com a taxa de rotação sideral da Terra. Um terceiro receptor observava o horizonte para vetar sinais de origem terrestre óbvia. Em 23 de março de 1999, o radiotelescópio de 26 metros no qual o Sentinel, o META e o BETA se baseavam foi derrubado por ventos fortes e seriamente danificado.[20] Isso forçou o projeto BETA a encerrar as operações.

MOP e Projeto Phoenix

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Sensibilidade vs alcance para buscas de rádio SETI. As linhas diagonais mostram transmissores de diferentes potências efetivas. O eixo x é a sensibilidade da busca. O eixo y à direita é o alcance em anos-luz e à esquerda está o número de estrelas semelhantes ao Sol dentro deste alcance. A linha vertical rotulada SS é a sensibilidade típica alcançada por uma busca de céu completo, como o BETA acima. A linha vertical rotulada TS é a sensibilidade típica alcançada por uma busca direcionada, como o Phoenix.[21]

Em 1978, o programa SETI da NASA foi fortemente criticado pelo senador William Proxmire, e o financiamento para a pesquisa SETI foi removido do orçamento da NASA pelo Congresso em 1981;[22] no entanto, o financiamento foi restaurado em 1982, depois que Carl Sagan conversou com Proxmire e o convenceu do valor do programa.[22] Em 1992, o governo dos EUA financiou um programa SETI operacional, na forma do Programa de Observação de Micro-ondas da NASA (MOP). O MOP foi planejado como um esforço de longo prazo para conduzir um levantamento geral do céu e também realizar buscas direcionadas de 800 estrelas próximas específicas. O MOP deveria ser realizado por antenas de rádio associadas à NASA Deep Space Network, bem como pelo radiotelescópio de 140-pé (43 m) do Observatório Nacional de Rádio Astronomia em Green Bank, Virgínia Ocidental e pelo radiotelescópio de 1 000-pé (300 m) no Observatório de Arecibo em Porto Rico. Os sinais seriam analisados por analisadores de espectro, cada um com uma capacidade de 15 milhões de canais. Esses analisadores de espectro podiam ser agrupados para obter maior capacidade. Aqueles usados na busca direcionada tinham uma largura de banda de 1 hertz por canal, enquanto os usados no levantamento do céu tinham uma largura de banda de 30 hertz por canal.

O MOP atraiu a atenção do Congresso dos Estados Unidos, onde o programa encontrou oposição e foi cancelado um ano após o seu início.[22] Os defensores do SETI continuaram sem financiamento governamental e, em 1995, o SETI Institute, uma organização sem fins lucrativos de Mountain View, Califórnia, ressuscitou o programa MOP sob o nome de Projeto "Phoenix", apoiado por fontes privadas de financiamento. Em 2012, custava cerca de US$ 2 milhões por ano manter a pesquisa SETI no Instituto SETI e cerca de 10 vezes esse valor para apoiar diferentes atividades SETI globalmente.[23] O Projeto Phoenix, sob a direção de Jill Tarter, foi uma continuação do programa de busca direcionada do MOP e estudou cerca de 1.000 estrelas próximas semelhantes ao Sol até aproximadamente 2015.[24] De 1995 a março de 2004, o Phoenix realizou observações no radiotelescópio de 64-metro (210 ft) do Observatório Parkes na Austrália, no radiotelescópio de 140-pé (43 m) do Observatório Nacional de Rádio Astronomia em Green Bank, Virgínia Ocidental, e no radiotelescópio de 1 000-pé (300 m) no Observatório de Arecibo em Porto Rico. O projeto observou o equivalente a 800 estrelas nos canais disponíveis na faixa de frequência de 1200 a 3000 MHz. A busca era sensível o suficiente para captar transmissores com 1 GW EIRP a uma distância de cerca de 200 anos-luz.

Buscas de rádio em curso

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Janela de micro-ondas vista por um sistema baseado no solo. Do relatório da NASA SP-419: SETI – the Search for Extraterrestrial Intelligence

Muitas frequências de rádio penetram muito bem na atmosfera da Terra, o que levou ao desenvolvimento de radiotelescópios que investigam o cosmos usando grandes antenas de rádio. Além disso, as atividades humanas emitem radiação eletromagnética considerável como subproduto de comunicações, como televisão e rádio. Esses sinais seriam fáceis de reconhecer como artificiais devido à sua natureza repetitiva e largura de banda estreita. A Terra tem enviado ondas de rádio de transmissões para o espaço há mais de 100 anos.[25] Esses sinais já atingiram mais de 1.000 estrelas, com destaque para Vega, Aldebaran, Estrela de Barnard, Sirius e Proxima Centauri. Se existir vida alienígena inteligente em qualquer planeta orbitando essas estrelas próximas, esses sinais poderiam ser ouvidos e decifrados, embora parte do sinal seja distorcida pela ionosfera da Terra.

Muitos radiotelescópios internacionais estão sendo usados atualmente para buscas SETI de rádio, incluindo o Low Frequency Array (LOFAR) na Europa, o Murchison Widefield Array (MWA) na Austrália e o Telescópio Lovell no Reino Unido.[26]

Allen Telescope Array

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O Instituto SETI colaborou com o Laboratório de Radioastronomia no Berkeley SETI Research Center para desenvolver um arranjo de radiotelescópios especializado para estudos SETI, semelhante a um mini-arranjo Cyclops. Antigamente conhecido como One Hectare Telescope (1HT), o conceito foi renomeado como "Allen Telescope Array" (ATA) em homenagem ao benfeitor do projeto, Paul Allen. Sua sensibilidade foi projetada para ser equivalente a uma única antena grande com mais de 100 metros de diâmetro, se totalmente concluída. Atualmente, o arranjo possui 42 antenas operacionais no Observatório de Rádio Hat Creek, na zona rural do norte da Califórnia.[27][28]

O arranjo completo (ATA-350) planeja consistir em 350 ou mais antenas de rádio gregorianas descentralizadas, cada uma com 6,1 metros (20 pés) de diâmetro. Essas antenas são as maiores produzíveis com a tecnologia de antenas de TV via satélite disponível comercialmente. O ATA foi planejado para ser concluído em 2007, a um custo de US$ 25 milhões. O Instituto SETI forneceu fundos para a construção, enquanto a Universidade da Califórnia em Berkeley projetou o telescópio e forneceu financiamento operacional. A primeira parte do arranjo (ATA-42) tornou-se operacional em outubro de 2007 com 42 antenas. O sistema DSP planejado para o ATA-350 é extremamente ambicioso, e a conclusão do arranjo completo dependerá de financiamento e dos resultados técnicos do ATA-42.

O ATA-42 foi projetado para permitir que vários observadores tenham acesso simultâneo à saída do interferômetro. Normalmente, o gerador de imagens instantâneas do ATA (usado para levantamentos astronômicos e SETI) funciona em paralelo com um sistema de formação de feixe (usado principalmente para o SETI). O ATA também suporta observações em múltiplos feixes sintetizados ao mesmo tempo, através de uma técnica conhecida como "multifeixe" (multibeaming). Isso fornece um filtro eficaz para identificar falsos positivos, já que um transmissor muito distante deve aparecer em apenas um ponto no céu.

O Centro de Pesquisa SETI (CSR) do Instituto SETI utiliza o ATA na busca por inteligência extraterrestre, observando 12 horas por dia, 7 dias por semana. Entre 2007 e 2015, o ATA identificou centenas de milhões de sinais tecnológicos. Até agora, todos esses sinais foram classificados como ruído ou interferência de rádio porque: a) parecem ser gerados por satélites ou transmissores terrestres, ou b) desapareceram antes do tempo limite de limite de aproximadamente 1 hora.[29] Os pesquisadores do CSR estão trabalhando em maneiras de reduzir o tempo limite e expandir as capacidades do ATA para detecção de sinais que possam conter mensagens embutidas.

Astrônomos de Berkeley usaram o ATA para pesquisar diversos temas científicos, alguns dos quais poderiam ter sinais transitórios de SETI, até 2011, quando a colaboração entre a Universidade da Califórnia e o Instituto SETI foi encerrada. Em 2012, o ATA foi revitalizado com uma doação de US$ 3,6 milhões de Franklin Antonio, cofundador da Qualcomm. Esse presente apoiou a atualização de todos os receptores para terem uma sensibilidade muito maior e suportarem observações em uma faixa de frequência mais ampla, de 1 a 18 GHz.

SERENDIP

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O SERENDIP (Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations) é um programa SETI lançado em 1979 pelo Berkeley SETI Research Center.[30] O SERENDIP aproveita observações radioastronômicas de "rotina" como um programa de "carona" (piggy-back) ou "comensal", utilizando grandes radiotelescópios, incluindo o telescópio de 90m do NRAO em Green Bank e, anteriormente, o telescópio de 305m de Arecibo. Em vez de ter seu próprio programa de observação, o SERENDIP analisa dados de radiotelescópios do espaço profundo obtidos enquanto outros astrônomos utilizam os instrumentos. O espectrômetro mais recente, SERENDIP VI, foi instalado em Arecibo e no Telescópio Green Bank entre 2014 e 2015.

Breakthrough Listen

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Breakthrough Listen é uma iniciativa de dez anos com financiamento de US$ 100 milhões iniciada em julho de 2015 para buscar ativamente por comunicações extraterrestres inteligentes no universo, de forma expandida, utilizando recursos que não haviam sido amplamente usados para esse fim.[31] Tem sido descrito como a busca mais abrangente por comunicações alienígenas até hoje. O programa científico do Breakthrough Listen está sediado no Berkeley SETI Research Center, localizado no Departamento de Astronomia da Universidade da Califórnia em Berkeley.

O projeto realiza observações por milhares de horas anualmente em dois grandes radiotelescópios: o Observatório de Green Bank, na Virgínia Ocidental, e o Observatório Parkes, na Austrália.[32] Anteriormente, apenas cerca de 24 a 36 horas de tempo de telescópio por ano eram dedicadas à busca por vida alienígena. Além disso, o Automated Planet Finder no Observatório Lick busca por sinais ópticos provenientes de transmissões a laser. Em outubro de 2019, o Breakthrough Listen iniciou uma colaboração com a equipe do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) para procurar sinais de vida extraterrestre avançada em milhares de novos planetas.

FAST

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O Telescópio Esférico de Abertura de Quinhentos Metros (FAST) da China lista a "detecção de sinais de comunicação interestelar" como parte de sua missão científica. É o primeiro observatório de rádio construído com o SETI como um objetivo científico central.[33] O FAST consiste em uma antena esférica fixa de 500 metros (1 600 ft) de diâmetro construída em uma depressão natural causada por processos cársticos. É o maior radiotelescópio de abertura preenchida do mundo.

De acordo com seu site, o FAST pode realizar buscas até 28 anos-luz de distância e atingir 1.400 estrelas. Se a potência do transmissor fosse aumentada para 1.000.000 MW, ele poderia alcançar um milhão de estrelas. Em junho de 2022, astrônomos trabalhando com o telescópio relataram a possibilidade de terem detectado sinais artificiais, mas alertaram que estudos adicionais eram necessários. Posteriormente, Dan Werthimer, cientista-chefe de vários projetos SETI, observou que esses sinais eram provavelmente interferência de rádio de origem terrestre.

UCLA

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Desde 2016, estudantes da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) participam de buscas por tecnoassinaturas com o Telescópio Green Bank. Os alvos incluem o campo do Telescópio Espacial Kepler, o sistema TRAPPIST-1 e estrelas do tipo solar. A busca é sensível a transmissores da classe de Arecibo localizados a até 420 anos-luz da Terra e a transmissores 1.000 vezes mais potentes a até 13.000 anos-luz.[34]

Experimentos ópticos

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Embora a maioria das varreduras do céu pelo SETI tenha estudado o espectro de rádio, alguns pesquisadores consideraram a possibilidade de que civilizações alienígenas possam estar usando lasers potentes para comunicações interestelares em comprimentos de onda ópticos.[35][36][37] A ideia foi sugerida pela primeira vez por R. N. Schwartz e Charles Hard Townes em um artigo de 1961 publicado na revista Nature, intitulado "Interstellar and Interplanetary Communication by Optical Masers". No entanto, o estudo Cyclops de 1971 descartou a possibilidade de um SETI óptico, argumentando que a construção de um sistema de laser que pudesse brilhar mais que a estrela central brilhante de um sistema estelar remoto seria muito difícil. Em 1983, Townes publicou um estudo detalhado da ideia na revista americana Proceedings of the National Academy of Sciences,[38] que foi recebido com interesse pela comunidade SETI.

Existem dois problemas com o SETI óptico. O primeiro é que os lasers são altamente "monocromáticos", ou seja, emitem luz em apenas uma frequência, o que torna problemático descobrir qual frequência procurar.[39] No entanto, a emissão de luz em pulsos estreitos resulta em um amplo espectro de emissão; a dispersão na frequência torna-se maior à medida que a largura do pulso diminui, facilitando a detecção de uma emissão.

O outro problema é que, enquanto as transmissões de rádio podem ser transmitidas em todas as direções, os lasers são altamente direcionais. O gás e a poeira interestelar são quase transparentes ao infravermelho próximo, portanto esses sinais podem ser vistos de distâncias maiores, mas os sinais de laser extraterrestres precisariam ser transmitidos na direção da Terra para serem detectados.[40][41]

Os defensores do SETI óptico realizaram estudos teóricos[42] sobre a eficácia do uso de lasers de alta energia contemporâneos e um espelho de dez metros de diâmetro como um sinalizador interestelar. A análise mostra que um pulso infravermelho de um laser, focado em um feixe estreito por tal espelho, apareceria milhares de vezes mais brilhante que o Sol para uma civilização distante na linha de fogo do feixe. O estudo Cyclops provou estar incorreto ao sugerir que um feixe de laser seria inerentemente difícil de ver.

Tal sistema poderia ser feito para se guiar automaticamente através de uma lista de alvos, enviando um pulso para cada alvo a uma taxa constante. Isso permitiria atingir todas as estrelas do tipo solar dentro de uma distância de 100 anos-luz. Os estudos também descreveram um sistema automático de detecção de pulsos de laser com um espelho de baixo custo de dois metros feito de materiais compostos de carbono, focando em um conjunto de detectores de luz. Este sistema de detecção automática poderia realizar varreduras no céu para detectar flashes de laser de civilizações tentando contato.

Vários experimentos de SETI óptico estão agora em andamento. Um grupo de Harvard-Smithsonian que inclui Paul Horowitz projetou um detector de laser e o montou no telescópio óptico de 155 centimetros (61 polegadas) de Harvard. Este telescópio está sendo usado atualmente para uma varredura estelar mais convencional, e a pesquisa de SETI óptico está pegando "carona" nesse esforço. Entre outubro de 1998 e novembro de 1999, a pesquisa inspecionou cerca de 2.500 estrelas. Nada que se assemelhasse a um sinal de laser intencional foi detectado, mas os esforços continuam. O grupo Harvard-Smithsonian está agora trabalhando com a Universidade de Princeton para montar um sistema de detecção semelhante no telescópio de 91 centímetros (36 polegadas) de Princeton. Os telescópios de Harvard e Princeton serão acoplados para rastrear os mesmos alvos ao mesmo tempo, com a intenção de detectar o mesmo sinal em ambos os locais como um meio de reduzir erros decorrentes de ruído do detector.

O grupo SETI de Harvard-Smithsonian liderado pelo Professor Paul Horowitz construiu um sistema dedicado de varredura óptica de todo o céu seguindo as linhas descritas acima, apresentando um telescópio de 1,8 metro (72 polegadas). O novo telescópio de varredura SETI óptico está sendo instalado no Observatório Oak Ridge em Harvard, Massachusetts.

A Universidade da Califórnia em Berkeley, sede do SERENDIP e do SETI@home, também está conduzindo buscas de SETI óptico e colabora com o programa NIROSETI. O programa de SETI óptico no Breakthrough Listen foi inicialmente dirigido por Geoffrey Marcy, um caçador de planetas extrassolares, e envolve o exame de registros de espectros obtidos durante caçadas de planetas extrassolares em busca de um sinal de laser contínuo, em vez de pulsado. Esta pesquisa utiliza o telescópio Automated Planet Finder de 2,4 m no Observatório Lick, situado no cume do Monte Hamilton, a leste de San Jose, Califórnia.[43] O outro esforço de SETI óptico de Berkeley está sendo conduzido pelo grupo Harvard-Smithsonian e é dirigido por Dan Werthimer de Berkeley, que construiu o detector de laser para o grupo Harvard-Smithsonian. Esta pesquisa utiliza um telescópio automatizado de 76 centímetros (30 polegadas) no Observatório Leuschner e um detector de laser mais antigo construído por Werthimer.

O Instituto SETI também opera um programa chamado 'Laser SETI' com um instrumento composto por várias câmeras que varrem continuamente todo o céu noturno em busca de pulsos únicos de laser de milissegundos de origem extraterrestre.[44][45]

Em janeiro de 2020, dois telescópios do projeto Pulsed All-sky Near-infrared Optical SETI (PANOSETI) foram instalados no Domo Astrógrafo do Observatório Lick. O projeto visa iniciar uma busca de SETI óptico de campo amplo e continuar os projetos de protótipo para um observatório completo. A instalação pode oferecer uma busca de tecnoassinaturas pulsadas e transientes astrofísicos no óptico e infravermelho próximo de "todo o céu observável" para o hemisfério norte.[46][37]

Em maio de 2017, astrônomos relataram estudos relacionados a emissões de luz laser de estrelas, como uma forma de detectar sinais relacionados à tecnologia de uma civilização alienígena. Os estudos relatados incluíram a Estrela de Tabby (designada KIC 8462852 no Kepler Input Catalog), uma estrela que escurece estranhamente e cujas flutuações incomuns de luz estelar podem ser o resultado da interferência de uma megaestrutura artificial, como um enxame de Dyson, feita por tal civilização. Nenhuma evidência foi encontrada para sinais relacionados à tecnologia de KIC 8462852 nos estudos.[47][48][49]

Comunicações quânticas

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Em um artigo de 2020, Berera examinou as fontes de decoerência no meio interestelar e observou que a coerência quântica de fótons em certas bandas de frequência poderia ser mantida em distâncias interestelares. Sugeriu-se que isso permitiria a comunicação quântica nessas distâncias.[50]

Em um pré-print de 2021, o astrônomo Michael Hippke descreveu pela primeira vez como se poderia buscar por transmissões de comunicação quântica enviadas por uma IET usando a tecnologia existente de telescópios e receptores. Ele também fornece argumentos sobre por que as buscas futuras por IET também deveriam visar redes de comunicação quântica interestelares.[51][52]

Um artigo de 2022 de Arjun Berera e Jaime Calderón-Figueroa observou que a comunicação quântica interestelar por outras civilizações poderia ser possível e vantajosa, identificando alguns desafios e fatores potenciais para a detecção de tecnoassinaturas. Elas poderiam, por exemplo, usar fótons de raios X para comunicação quântica estabelecida remotamente e teletransporte quântico como modo de comunicação.[53][54]

Busca por artefatos extraterrestres

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A possibilidade de usar sondas mensageiras interestelares na busca por inteligência extraterrestre foi sugerida pela primeira vez por Ronald N. Bracewell em 1960 (veja Sonda Bracewell), e a viabilidade técnica desta abordagem foi demonstrada pelo estudo de nave estelar da Sociedade Interplanetária Britânica, o Projeto Daedalus, em 1978. A partir de 1979, Robert Freitas apresentou argumentos[55][56][57] para a proposição de que sondas espaciais físicas são um modo de comunicação interestelar superior aos sinais de rádio (veja Disco de Ouro da Voyager).

Em reconhecimento de que qualquer sonda interestelar suficientemente avançada nas proximidades da Terra poderia monitorar facilmente a Internet terrestre, o "Invitation to ETI" (Convite ao IET) foi estabelecido por Allen Tough em 1996, como um experimento SETI baseado na Web convidando tais sondas espaciais a estabelecer contato com a humanidade. Os 100 signatários do projeto incluem proeminentes cientistas físicos, biológicos e sociais, bem como artistas, educadores, filósofos e futuristas. H. Paul Shuch, diretor executivo emérito da SETI League, atua como o Investigador Principal do projeto.

Inscrever uma mensagem na matéria e transportá-la para um destino interestelar pode ser enormemente mais eficiente em termos energéticos do que a comunicação usando ondas eletromagnéticas, se atrasos maiores do que o tempo de trânsito da luz puderem ser tolerados.[58] Dito isto, para mensagens simples como "olá", o SETI via rádio poderia ser muito mais eficiente.[59] Se o requisito de energia for usado como um indicador de dificuldade técnica, então uma Busca por Artefatos Extraterrestres (SETA, do inglês Search for Extraterrestrial Artifacts)[60] solarcentrada pode ser um complemento útil às buscas tradicionais de rádio ou ópticas.[61][62]

Assim como o conceito de "frequência preferida" na teoria de faróis de rádio SETI, as órbitas de libração[63] Terra-Lua ou Sol-Terra podem, portanto, constituir os locais de estacionamento universalmente mais convenientes para naves espaciais extraterrestres automatizadas que exploram sistemas estelares arbitrários. Um programa SETI viável a longo prazo pode ser fundamentado em uma busca por esses objetos.

Em 1979, Freitas e Valdes realizaram uma busca fotográfica nas proximidades dos pontos de libração triangulares Terra-Lua L4 e L5, e das posições sincronizadas com o Sol nas órbitas de halo associadas, buscando possíveis sondas interestelares extraterrestres em órbita, mas nada encontraram até um limite de detecção de cerca de magnitude 14.[63] Os autores realizaram uma segunda busca fotográfica mais abrangente por sondas em 1982[64] que examinou as cinco posições lagrangianas Terra-Lua e incluiu as posições sincronizadas com o Sol nas órbitas estáveis de libração L4/L5, as órbitas não planares potencialmente estáveis perto de L1/L2, Terra-Lua L3, e também L2 no sistema Sol-Terra. Novamente, nenhuma sonda extraterrestre foi encontrada até magnitudes limites de 17–19 perto de L3/L4/L5, 10–18 para L1/L2, e 14–16 para o ponto L2 do sistema Sol-Terra.

Em junho de 1983, Valdes e Freitas usaram o radiotelescópio de 26 m no Observatório de Rádio Hat Creek para procurar a linha hiperfina do trítio a 1516 MHz em 108 objetos astronômicos diversos, com ênfase em 53 estrelas próximas, incluindo todas as estrelas visíveis em um raio de 20 anos-luz. A frequência do trítio foi considerada altamente atraente para o trabalho SETI porque (1) o isótopo é cosmicamente raro, (2) a linha hiperfina do trítio está centrada na região do buraco de água SETI da janela de micro-ondas terrestre e (3) além de sinais de farol, a emissão hiperfina do trítio pode ocorrer como um subproduto da produção extensiva de energia por fusão nuclear por civilizações extraterrestres. As observações de canais de banda larga e banda estreita alcançaram sensibilidades de Predefinição:Científico W/m²/canal e Predefinição:Científico W/m²/canal, respectivamente, mas nenhuma detecção foi feita.[65]

Outros especularam que poderíamos encontrar vestígios de civilizações passadas em nosso próprio Sistema Solar, em planetas como Vênus ou Marte, embora os vestígios seriam encontrados muito provavelmente no subsolo.[66][67]

Tecnoassinaturas

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As tecnoassinaturas, incluindo todos os sinais de tecnologia, são uma via recente na busca por inteligência extraterrestre.[68][17] As tecnoassinaturas podem originar-se de várias fontes, desde megaestruturas como esferas de Dyson[69][70] e espelhos espaciais ou sombras espaciais[71] até a contaminação atmosférica criada por uma civilização industrial,[72] ou luzes urbanas em planetas extrassolares, e podem ser detectáveis no futuro com grandes hipertelescópios.[73]

As tecnoassinaturas podem ser divididas em três categorias amplas: projetos de astroengenharia, sinais de origem planetária e naves espaciais dentro e fora do Sistema Solar.

Uma instalação de astroengenharia, como uma esfera de Dyson, projetada para converter toda a radiação incidente de sua estrela hospedeira em energia, poderia ser detectada através da observação de um excesso de infravermelho de uma estrela análoga ao Sol,[74] ou pelo desaparecimento aparente da estrela no espectro visível ao longo de vários anos.[75] Após examinar cerca de 100.000 galáxias grandes próximas, uma equipe de pesquisadores concluiu que nenhuma delas exibe sinais óbvios de civilizações tecnológicas altamente avançadas.[76][77]

Outra forma hipotética de astroengenharia, o propulsor de Shkadov, move sua estrela hospedeira refletindo parte da luz da estrela de volta para si mesma, e seria detectado observando se seus trânsitos pela estrela terminam abruptamente com o propulsor à frente.[78] A mineração de asteroides dentro do Sistema Solar também é uma tecnoassinatura detectável do primeiro tipo.[79]

Planetas extrassolares individuais podem ser analisados em busca de sinais de tecnologia. Avi Loeb, do Harvard & Smithsonian, propôs que sinais de luz persistentes no lado noturno de um exoplaneta podem ser uma indicação da presença de cidades e de uma civilização avançada.[80] Além disso, o excesso de radiação infravermelha[73][81] e compostos químicos[82][83] produzidos por vários processos industriais ou esforços de terraformação[84] podem apontar para a inteligência.

A luz e o calor detectados em planetas precisam ser distinguidos de fontes naturais para provar conclusivamente a existência de uma civilização. No entanto, como argumentado pela equipe do projeto Colossus,[85] a assinatura de calor de uma civilização deve estar dentro de uma faixa de temperatura "confortável", como as ilhas de calor urbanas terrestres, ou seja, apenas alguns graus mais quente que o próprio planeta. Em contraste, fontes naturais como incêndios florestais, vulcões, etc., são significativamente mais quentes, sendo bem distinguidas pelo seu fluxo máximo em um comprimento de onda diferente.

Além da astroengenharia, tecnoassinaturas como satélites artificiais em torno de exoplanetas, particularmente aqueles em órbita geoestacionária, podem ser detectáveis mesmo com a tecnologia e os dados de hoje, e permitiriam, de forma semelhante aos fósseis na Terra, encontrar traços de vida extrassolar de há muito tempo.[86]

Naves extraterrestres são outro alvo na busca por tecnoassinaturas.[87] Naves interestelares com vela magnética devem ser detectáveis a milhares de anos-luz de distância através da radiação síncrotron que produziriam pela interação com o meio interestelar; outros projetos de naves interestelares podem ser detectáveis a distâncias mais modestas.[88] Além disso, sondas robóticas dentro do Sistema Solar também estão sendo buscadas com varreduras ópticas e de rádio.[89][90]

Para uma civilização suficientemente avançada, neutrinos hiperenergéticos de aceleradores na escala de Planck devem ser detectáveis a uma distância de muitos Mpc.[91]

Paradoxo de Fermi

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O físico italiano Enrico Fermi sugeriu na década de 1950 que, se civilizações tecnologicamente avançadas são comuns no universo, elas deveriam ser detectáveis de uma forma ou de outra. De acordo com aqueles que estavam presentes, Fermi perguntou: "Onde eles estão?" ou "Onde está todo mundo?"[92]

O Paradoxo de Fermi é comumente entendido como um questionamento sobre por que extraterrestres não visitaram a Terra,[93] mas o mesmo raciocínio se aplica à questão de por que sinais de extraterrestres não foram ouvidos. A versão SETI da pergunta é por vezes referida como "o Grande Silêncio".

O Paradoxo de Fermi pode ser enunciado de forma mais completa da seguinte forma:

O tamanho e a idade do universo nos inclinam a acreditar que muitas civilizações tecnologicamente avançadas devem existir. No entanto, esta crença parece logicamente inconsistente com a nossa falta de evidência observacional para apoiá-la. Ou (1) a suposição inicial está incorreta e a vida inteligente tecnologicamente avançada é muito mais rara do que acreditamos, ou (2) nossas observações atuais estão incompletas e simplesmente ainda não os detectamos, ou (3) nossas metodologias de busca são falhas e não estamos procurando os indicadores corretos, ou (4) é da natureza da vida inteligente destruir a si mesma.

Existem múltiplas explicações propostas para o Paradoxo de Fermi,[94] variando de análises que sugerem que a vida inteligente é rara (a "Hipótese da Terra Rara"), a análises que sugerem que, embora as civilizações extraterrestres possam ser comuns, elas não se comunicariam conosco, se comunicariam de uma forma que ainda não descobrimos, não poderiam viajar através de distâncias interestelares ou destruiriam a si mesmas antes de dominarem a tecnologia de viagem ou comunicação interestelar.

O astrofísico e radioastrônomo alemão Sebastian von Hoerner sugeriu[95] que a duração média de uma civilização era de 6.500 anos. Após esse tempo, segundo ele, ela desapareceria por razões externas (a destruição da vida no planeta, a destruição apenas dos seres racionais) ou causas internas (degeneração mental ou física). De acordo com seus cálculos, em um planeta habitável (um em cada três milhões de estrelas) existe uma sequência de espécies tecnológicas ao longo de uma distância temporal de centenas de milhões de anos, e cada uma delas "produz" uma média de quatro espécies tecnológicas. Com essas premissas, a distância média entre civilizações na Via Láctea seria de 1.000 anos-luz.[96][97][98]

O escritor científico Timothy Ferris postulou que, como as sociedades galácticas são provavelmente apenas transitórias, uma solução óbvia seria uma rede de comunicações interestelares, ou um tipo de biblioteca composta principalmente por sistemas automatizados. Eles armazenariam o conhecimento cumulativo de civilizações desaparecidas e comunicariam esse conhecimento através da galáxia. Ferris chama isso de "Internet Interestelar", com os vários sistemas automatizados atuando como "servidores" de rede. Se tal Internet Interestelar existe, afirma a hipótese, as comunicações entre servidores são feitas principalmente através de links de rádio ou laser de banda estreita e altamente direcionais. Interceptar tais sinais é, como discutido anteriormente, muito difícil. No entanto, a rede poderia manter alguns nós de transmissão na esperança de fazer contato com novas civilizações.

Embora um tanto datada em termos de argumentos de "cultura da informação", sem mencionar os problemas tecnológicos óbvios de um sistema que poderia funcionar efetivamente por bilhões de anos e requer que múltiplas formas de vida concordem com certos princípios básicos de tecnologias de comunicação, esta hipótese é, na verdade, testável.

Dificuldade de detecção

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Um problema significativo é a vastidão do espaço. Apesar de pegar "carona" no radiotelescópio mais sensível do mundo, o astrônomo e iniciador do SERENDIP, Charles Stuart Bowyer, observou que o então maior instrumento do mundo não poderia detectar o ruído de rádio aleatório emanado de uma civilização como a nossa, que tem vazado sinais de rádio e TV há menos de 100 anos.[99] Para que o SERENDIP e a maioria dos outros projetos SETI detectem um sinal de uma civilização extraterrestre, a civilização teria que estar transmitindo um sinal poderoso diretamente para nós. Isso também significa que a civilização da Terra só será detectável dentro de uma distância de 100 anos-luz.[100]

SETI@home

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BERJAYA
SETI@home em execução

SETI@home é um projeto feito com base nas pesquisas do projeto SETI que utiliza os dados coletados por ele, dividindo-os em pequenos trechos que possam ser analisados por computadores pessoais comuns. Para isso, o projeto conta com a participação voluntária dos internautas, que "emprestam" o tempo de processamento de seus computadores para a análise desses sinais de rádio.

Assim, ao se conectar à Internet, o usuário cadastrado do SETI carrega dados coletados por um radiotelescópio no seu computador que serão analisados durante o tempo livre do processador. Após essa análise, os resultados são retransmitidos ao controlo do projeto.

Essa versão do projeto SETI@home migrou para a plataforma BOINC.

A capacidade de processamento desses voluntários supera em mais de 5 vezes o volume de dados disponíveis para análise, além de, conjuntamente, terem a maior capacidade de processamento criada pelo homem, da ordem de 7,691081e+21 operações em ponto flutuante (Flops).

O Brasil estava na 30ª posição da lista de países que mais colaboraram para o projeto, tendo 68 901 colaboradores que enviaram 6 649 489 resultados.

SETI@home II

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A nova versão do programa de computação distribuída e voluntária é a aplicação pioneira do BOINC - Berkeley Open Infrastructure for Network Computing, um sistema com o que há que mais moderno em termos de Grid e Computação distribuída.

No início de dezembro de 2005, o projeto contava com uma potência computacional de 157 teraFLOPS. Em agosto alcançou a potência de 162 teraFLOPS. Com essa capacidade de processamento, o projeto pode ser considerado o segundo computador mais potente da Terra, tendo apenas menos potência de cálculo que o BlueGene/L, que tem capacidade de 280,7 teraFLOPS.

O projeto conta com a participação de 666 078 usuários de 229 diferentes países, que contribuem com 1 517 850 computadores rodando o projeto (dados de Julho de 2007).

Colocação dos países lusófonos no ranking:

PosiçãoPaísQuantidade de utilizadoresQuantidade de pontos
22ºPortugal34 95612 833 582
30ºBrasil68 9016 656 564
119ºMacau45661 174
131ºMoçambique13419 968
163ºSão Tomé e Príncipe4127 145
176ºAngola1091 865
189ºCabo Verde542 897
219ºTimor-Leste26 599
225ºGuiné-Bissau1537

Fim do SETI@HOME

Em 2 de março de 2020, pesquisadores do Centro de Pesquisa SETI de Berkeley anunciaram que parariam de distribuir novos dados para usuários do SETI@home no final daquele mês. O anúncio é o culminar de uma experiência sem precedentes de mais de 20 anos que envolveu milhões de pessoas de quase todos os países do planeta. Os pesquisadores de Berkeley só conseguiram analisar pequenas porções dos dados do SETI@home. A pausa (com volta indefinida) na parte voltada para o público do experimento foi necessária para analisar as duas décadas completas de dados de radioastronomia que coletaram para ver o que poderiam encontrar.

Embora a parte voltada para o público do experimento, o SETI@home, possivelmente tenha chego ao fim, os pesquisadores afirmam que o projeto não está morto, e sim hibernando. Depois que a análise de dados estiver concluída, dizem, o SETI@home poderá ser relançado usando dados de outros telescópios, como o MeerKAT na África do Sul ou o telescópio FAST na China. Provavelmente levará um ano ou mais para se ter um sucessor da primeira iteração do programa, afirmam.

Ver também

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Notas e referências

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Fontes

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Ligações externas

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