Astronomie

Les données SETI ont-elles été utilisées pour l'astrophysique ? Comment, ou pourquoi pas ?

Les données SETI ont-elles été utilisées pour l'astrophysique ? Comment, ou pourquoi pas ?


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SETI collecte beaucoup de données depuis l'espace, principalement par radio. Je me demande si ces données ont une valeur astrophysique autre que SETI ?


Eh bien, cela peut dépendre exactement des définitions que vous utilisez. SETI lui-même est un vaste programme. Dans cette réponse, je me concentrerai uniquement sur ce que je considère comme la partie la plus emblématique du SETI moderne, à savoir [email protected]

Nous avons la citation suivante de la page Web de [email protected] (soulignez la leur) :

SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) est un domaine scientifique dont le but est de détecter la vie intelligente en dehors de la Terre. Une approche, connue sous le nom de radio SETI, utilise des radiotélescopes pour écouter les signaux radio à bande étroite provenant de l'espace. De tels signaux ne sont pas connus pour se produire naturellement, donc une détection fournirait la preuve de la technologie extraterrestre.

La finalité spécifique de [email protected] concerne les données radio SETI. Ils affirment donc implicitement que les données qu'ils collectent sont censées être inutiles en dehors de leur homonyme : ils recherchent spécifiquement des choses qui ne sont pas connues pour se produire naturellement.

Ceci étant dit, il s'avère que la collecte de données [email protected] n'est quasiment jamais active (voir ici sur leur site). Cela se fait de manière passive, comme une collection de ferroutage lorsque le radiotélescope d'Arecibo est utilisé pour d'autres projets scientifiques. Donc, si votre question est « des données utiles en dehors de SETI sont-elles réellement collectées pendant que SETI(@home) collecte des données ? », alors la réponse est « oui ».

Maintenant, nous pouvons également noter que l'un des objectifs initiaux du projet [email protected] était de prouver la viabilité et la praticité de l'informatique distribuée pour des projets scientifiques. On peut dire que c'est un succès retentissant, car il a engendré BOINC, qui sert de plate-forme informatique distribuée pour un large éventail de projets scientifiques non-SETI : [email protected] et [email protected] traitent du repliement des protéines, [email protected] est pour la gravité détection d'ondes, l'ancien [email protected] était destiné à trouver des nombres premiers de Mersenne, et bien d'autres (ma copie de BOINC indique spécifiquement qu'il y en a plus de 30 actuellement actifs).

Donc, si vous êtes prêt à considérer les progrès qu'ils ont stimulés dans l'informatique distribuée dans les projets scientifiques, et comment cela a eu un impact sur les projets scientifiques à l'intérieur de l'astrophysique (ou à l'extérieur), alors la réponse est à nouveau « oui ».


EDIT : [email protected] a récemment fait l'annonce suivante au sujet d'un pulsar à rayons gamma détecté via le programme ; il comprend des liens vers un article publié sur la détection, y compris un lien vers la version arxiv si vous trouvez que la publication officielle est derrière un paywall. C'est donc une découverte concrète, publiée et actuelle en astrophysique. Si vous êtes prêt à donner à SETI une partie du mérite d'avoir engendré le style @Home des projets d'informatique distribuée en science, comme suggéré ci-dessus, alors voilà.


Stuart Bowyer, pionnier de l'astronomie EUV et SETI, décède à 86 ans

Stuart Bowyer, un astronome qui a convaincu la NASA de lancer le premier satellite pour étudier le ciel dans des longueurs d'onde ultraviolettes extrêmes et a lancé l'une des plus longues recherches d'intelligence extraterrestre (SETI) au monde, est décédé le 23 septembre dans un hôpital près de son domicile à Orinda, Californie. Sa famille a déclaré que la cause était des complications associées à COVID-19.

Bowyer, professeur émérite d'astronomie à l'Université de Californie à Berkeley, avait 86 ans.

Charles Stuart Bowyer, ou Stu, comme l'appelaient ses amis et ses ennemis, était impétueux et audacieux, enthousiaste et arrogant, travailleur et aimant s'amuser. Bien qu'il ait lui-même admis qu'il n'était pas nécessairement le meilleur esprit de la pièce, il était assez astucieux pour choisir les meilleures personnes avec qui travailler.

"C'est peut-être sa plus grande réussite scientifique - attirer de très bons étudiants diplômés et postdoctoraux et les aider à devenir des leaders mondiaux", a déclaré Forrest Mozer, ami de longue date et collègue de Bowyer, professeur émérite de physique à l'UC Berkeley. « Pendant ce temps, il avait un groupe d'étudiants diplômés qui sont depuis devenus des leaders dans de nombreux sous-domaines de l'astrophysique. Stuart s'en est rendu compte, il m'a dit une fois qu'il n'était pas si intelligent, mais il était assez intelligent pour avoir une équipe de grands scientifiques.

« Stuart Bowyer était un personnage plus grand que nature. Il n'a rien fait à moitié. Les gens qui le connaissaient, semblait-il, l'aimaient ou le détestaient, mais personne que j'ai jamais rencontré n'était neutre à propos de Stu », a déclaré l'ancien boursier postdoctoral de l'UC Berkeley, Jean Brodie, maintenant directeur du Center for Astrophysics and Supercomputing et professeur distingué à Université Swinburne à Melbourne, Australie. "Néanmoins, sous le vernis grandiloquent se trouvait un scientifique sérieux avec un dévouement envers ses étudiants et ses post-doctorants, un égal que je n'ai jamais rencontré, avant ou depuis."

Alors que Bowyer a été formé et a fait certaines de ses premières contributions dans le domaine de l'astronomie des rayons X, il est surtout connu pour avoir défendu les observations dans une bande de longueur d'onde qui n'avait pas encore été explorée : l'extrême ultraviolet (EUV), une bande entre l'ultraviolet et le X -rayon. Le rayonnement EUV devrait être émis par des objets chauds - par exemple, l'atmosphère des étoiles - et pourrait potentiellement renseigner les astronomes sur l'évolution des étoiles et la composition du milieu interstellaire.

Lorsqu'il a proposé pour la première fois une expérience spatiale EUV à la NASA, l'idée a été rejetée par d'autres astronomes. La plupart pensaient qu'il ne verrait rien, car l'EUV est absorbé par le gaz dans le milieu interstellaire. L'EUV est également absorbé par les gaz de notre atmosphère, ce qui empêche de telles observations depuis la Terre.

Mais Bowyer a persisté, démontrant en 1975 que les détecteurs que son équipe a construits et placés à bord de la mission spatiale habitée conjointe américano-soviétique Apollo-Soyouz pouvaient voir l'EUV d'autres étoiles, y compris des naines blanches chaudes et une nova. Son équipe a confirmé ces résultats avec des relevés du ciel ultérieurs par des instruments placés à bord de ballons et de fusées-sondes, qui s'élèvent au-dessus de la majeure partie de l'atmosphère qui bloque la bande de longueur d'onde.

Roger Malina et Stuart Bowyer posent à côté d'un prototype du télescope EUVE au Space Sciences Laboratory. EUVE a été lancé en juin 1992 et a fonctionné pendant neuf années productives. (Photo de l'UC Berkeley par Jane Scherr)

La NASA a finalement approuvé la mission Extreme Ultraviolet Explorer (EUVE) au début des années 1980, la première dédiée à l'astronomie EUV, avec Bowyer comme chercheur principal (PI). Selon Mozer, Bowyer a été l'un des premiers, sinon le tout premier, scientifique à devenir PI d'une mission entière de la NASA.

Après de nombreuses années de développement au Space Sciences Laboratory de l'UC Berkeley et au Bowyer's Center for Extreme Ultraviolet Astrophysics, l'EUVE a été lancé en orbite terrestre le 7 juin 1992. Il a survécu pendant neuf ans, répertoriant environ 800 sources EUV dans la galaxie de la Voie lactée, avant perdre des fonds d'exploitation et fermer le 31 janvier 2001. Il a brûlé dans l'atmosphère un an plus tard.

"L'idée scientifique majeure de Stu était que, contrairement à l'opinion générale, on pouvait en apprendre davantage sur l'univers en observant son rayonnement ultraviolet extrême", a déclaré Mozer. « La communauté scientifique était sceptique, car le milieu interstellaire était opaque à de telles longueurs d'onde. Mais Stu a persisté, a reçu le programme satellite EUVE, et il a montré qu'il y avait suffisamment de lacunes dans le milieu pour que l'on puisse voir ce rayonnement à de grandes distances dans certaines directions.

L'observation dans l'EUV est aujourd'hui aussi essentielle que les observations aux rayons X lors de l'étude d'objets chauds tels que les naines blanches et les étoiles avec des couronnes chaudes et évasées, bien qu'elles soient surtout utiles pour étudier notre propre galaxie, en raison de l'absorption par le gaz interstellaire. Bowyer a utilisé EUV pour cartographier la bulle de gaz autour de notre système solaire et a découvert des nuages ​​insoupçonnés de gaz frais émettant des EUV dans des amas de galaxies éloignés, y compris les amas de la Vierge et de la Coma.

Recherche d'intelligence extraterrestre

Bien que Bowyer ait consacré la majeure partie de sa carrière à l'astronomie EUV et aux rayons X, il a lancé l'un des premiers projets visant à rechercher systématiquement les signaux radio des planètes autour d'autres étoiles. Son intérêt a été piqué par la publication en 1971 du célèbre rapport Cyclops, un document qui proposait un réseau international de radiotélescopes pour rechercher une vie intelligente dans l'univers.

Stuart Bowyer avec Dan Werthimer, David Ng et Chuck Donnelly en 1992 discutant de leur projet SETI en cours, SERENDIP. (Photo de l'UC Berkeley par Jane Scherr)

Alors que Cyclops n'a jamais été construit, le projet de Bowyer - surnommé SERENDIP, pour Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations - a commencé en 1977 sur un seul radiotélescope de 85 pieds à l'observatoire Hat Creek de l'UC Berkeley en Californie du Nord. Il a scanné 100 fréquences radio simultanément et a été financé principalement par des donateurs privés, dont l'écrivain scientifique Arthur C. Clarke et la Planetary Society, dirigée à l'époque par l'astronome Carl Sagan.

L'un des scientifiques que Bowyer a incité à travailler sur le projet était Jill Tarter, qui est devenu directeur du Center for SETI Research et a été le modèle du personnage joué par Jodie Foster dans le film de 1997. Contacter. Après avoir obtenu un doctorat. du département d'astronomie de l'UC Berkeley, elle a été sollicitée par Bowyer pour programmer un ordinateur - un PDP-8/S - pour analyser les signaux radio capturés par le télescope de l'observatoire Hat Creek.

« Quand Stu m'a approché en 1975 avec une copie du rapport Cyclops et un surplus de PDP-8/S dont il avait besoin pour mettre en œuvre son projet d'observation visionnaire SETI sur le grand télescope de l'observatoire radio Hat Creek de l'UC Berkeley, j'étais accro, " elle a dit. "J'avais à la fois la formation en ingénierie et les connaissances actuelles de l'univers cosmique - au bon endroit, au bon moment. Quand je me suis inscrit, Stu a changé ma carrière professionnelle pour toujours. J'aimerais pouvoir le remercier à nouveau.

Un autre étudiant diplômé, Dan Werthimer, a été attiré par l'UC Berkeley en 1982 en raison du projet SERENDIP de Bowyer. Werthimer est resté associé au projet toute sa carrière, élargissant SERENDIP à divers télescopes et réseaux, y compris le plus grand radiotélescope du monde à Arecibo, Porto Rico. Il s'est joint à d'autres en 1999 pour créer [email protected], un économiseur d'écran de bureau qui, jusqu'au début de cette année, analysait les données radio à la recherche de signaux intéressants.

Le projet SETI fondé par Bowyer et ensuite transmis à d'autres a fait de l'UC Berkeley l'un des centres de SETI, aboutissant à la création en 2015 de Breakthrough Listen avec 100 millions de dollars de Yuri Milner, un investisseur et philanthrope israélo-russe dans la science et la technologie. .

Selon Werthimer, qui est actuellement titulaire de la chaire Marilyn et Watson Alberts SETI du département d'astronomie de l'UC Berkeley et de son laboratoire de sciences spatiales (SSL), Bowyer a eu l'idée de se greffer sur des radiotélescopes qui faisaient d'autres observations, car le temps de télescope coûte cher. , et vous avez besoin de beaucoup de temps au télescope pour effectuer une recherche puissante d'ET.

"Stu, Mike Lampton et Jack Welch ont développé une idée appelée SETI commensal", a-t-il déclaré. «Les astronomes pointent le radiotélescope où ils veulent, et nous connectons nos détecteurs et écoutons nous accompagnons pour le trajet. De toute façon, nous ne savons pas vraiment où chercher, et il s'avère que les astronomes regardent dans de nombreux endroits intéressants et font des relevés du ciel, ce que nous voulions faire avec SETI. Avec SETI commensal, nous obtenons le télescope 24 heures sur 24, toute l'année.

Bien que la plupart des autres chercheurs du SETI se disputent le temps des télescopes ou construisent leurs propres télescopes dédiés, SERENDIP a eu un grand succès en s'appuyant sur d'autres observations radio, bien qu'il n'ait pas encore trouvé de signal d'une autre civilisation. Alors que SERENDIP I surveillait 100 fréquences radio, il est aujourd'hui possible de surveiller 100 milliards de canaux de fréquence simultanément, tandis que des télescopes considérablement améliorés offrent une couverture du ciel encore 1 000 fois plus grande.

"L'observation commensale était une idée puissante dans SETI, et cela a commencé avec Stu", a déclaré Werthimer.

Astronomie aux rayons X

Bowyer est né le 2 août 1934 à Toledo, Ohio, et a fréquenté l'école primaire dans une école à classe unique à un mile de la ferme de son père à Orland Park, Illinois, à l'extérieur de Chicago. Il est diplômé de l'Orland Park High School en tant que major de sa classe et s'est inscrit à l'Université de Miami en Ohio, où il a obtenu un B.A. Il a obtenu un doctorat. en physique de l'Université catholique d'Amérique en 1965, avec une thèse sur l'astronomie des rayons X.

Kinsey Anderson, Francesco Paresce et Stuart Bowyer au Laboratoire des sciences spatiales. (Photo d'Ed Kirwan Arts graphiques)

Après un bref passage à l'étude de la physique solaire en tant que chercheur en physique au Naval Research Laboratory de Washington, D.C., il a rejoint le Département des sciences spatiales de l'Université catholique d'Amérique en tant que professeur-chercheur, lançant un programme d'astronomie galactique aux rayons X. Il a rejoint le département d'astronomie de l'UC Berkeley en 1968, où il a mené de nombreuses expériences de fusées-sondes et a aidé à construire des expériences pour le vaisseau spatial HEAO-A et la mission Spacelab-1 à bord de la navette spatiale Columbia.

Au cours de sa carrière, il a formé un groupe d'environ 30 étudiants diplômés, dont beaucoup sont devenus des leaders dans le domaine de l'astronomie EUV, a déclaré Mozer. Lui et son équipe ont inventé et/ou développé de nombreux instruments qui sont aujourd'hui les piliers de ce domaine, y compris les miroirs à incidence rasante utilisés pour dévier la lumière EUV vers les détecteurs, car les miroirs normaux ne la reflètent pas. À son apogée, les projets de Bowyer chez SSL employaient plus de 150 ingénieurs et scientifiques.

Bowyer a pris sa retraite en 1994, bien qu'il ait poursuivi ses recherches en tant que fondateur et directeur du Centre d'astrophysique EUV de l'UC Berkeley, le premier centre en dehors de la NASA à devenir responsable du contrôle opérationnel d'une mission et de son instrumentation, de la réduction et de l'archivage des données du satellite, l'analyse des résultats scientifiques et la gestion des enquêteurs invités.

Au cours de sa carrière, Bowyer a rédigé ou co-écrit plus de 500 articles scientifiques et ses travaux sont référencés dans plus de 10 000 publications. Il a reçu de nombreux prix et distinctions, dont la NASA Exceptional Technical Achievement Medal, la NASA Exceptional Scientific Achievement Medal, le prix Humboldt de la Fondation Alexander von Humboldt, un doctorat honorifique en sciences de l'Université de Miami de l'Ohio, un doctorat honorifique en philosophie de la Catholic University of America, la NASA Distinguished Public Service Medal, le Computerworld Smithsonian Award et le COSPAR Massey Award.

Bowyer laisse dans le deuil son épouse, Jane Baker Bowyer, professeur d'éducation à la retraite au Mills College d'Oakland, ses fils, William et Robert, sa fille, Elizabeth et cinq petits-enfants.


Débuts

Il est difficile de dire comment la science citoyenne a commencé. Une définition décrit un citoyen scientifique comme « un membre du grand public qui s'engage dans des travaux scientifiques, souvent en collaboration avec ou sous la direction de scientifiques professionnels et d'institutions scientifiques et d'un scientifique amateur ». Vous pensez probablement tous que tous les astronomes amateurs, par exemple, sont des scientifiques citoyens. Et ils sont. Pas une seule fois un amateur n'a apporté de contributions significatives à l'astronomie. Par exemple, l'American Association of Variable Star Observers est une organisation fondée en 1911, qui recueille des données d'astronomes amateurs.

Crédits image : Institut SETI

La première utilisation enregistrée du terme date de 1989, lorsque 225 volontaires des États-Unis ont collecté des échantillons de pluie pour aider l'Audubon Society dans une campagne de sensibilisation aux pluies acides.


La vie à l'institut SETI : Dr. Gerry Harp - Déchiffrer les signaux célestes d'une nouvelle manière

Formé en tant que mécanicien quantique, le Dr Gerry Harp était profondément intéressé par les possibilités d'utiliser les multiples télescopes du réseau de télescopes Allen pour générer des "faisceaux" orientables sur le ciel - des faisceaux qui pourraient être beaucoup plus petits que n'importe quelle antenne unique pourrait produire. De tels faisceaux n'émettent rien, mais fonctionnent en sens inverse en capturant uniquement l'énergie qui vient du ciel dans une certaine direction. Gerry a rejoint l'Institut SETI en 2000, pratiquement à la création du télescope et utilise le télescope pour la recherche SETI.

Les recherches SETI de Gerry se concentrent souvent sur l'utilisation des propriétés du réseau du télescope pour accélérer SETI en recherchant simultanément de grandes zones du ciel (imagerie SETI). Gerry souhaite également étendre les façons dont nous analysons les données du télescope pour rechercher des signaux pouvant contenir de grandes quantités d'informations complexes (par exemple, des signaux à spectre étalé). En termes simples, en raison des longs délais (années) entre le moment où ils envoient le signal et son arrivée, les extraterrestres nous aideront avec une sorte de schéma de correction d'erreur ou un autre. Tous ces schémas introduisent de la redondance, et en concevant des algorithmes pour détecter la redondance, nous pouvons découvrir des signaux ET complexes sans connaître leur contenu.

Gerry, décrivez brièvement votre projet de recherche.
Je travaille avec le Allen Telescope Array (ATA), le radiotélescope interférométrique du SETI Institute. En étroite collaboration avec le Dr Jill Tarter, nous recherchons des signaux artificiels provenant de l'extérieur de notre système solaire. SETI est une sorte d'appel téléphonique à longue portée. Fonctionnant comme émetteur, votre téléphone portable convertit votre voix en ondes radio et les transmet à une tour qui amplifie et enregistre votre voix avec un ordinateur. Cet enregistrement est transféré à l'emplacement de votre ami où il est reconverti en son.


Réseau de télescopes Allen (Cliquez sur l'image pour agrandir)

Dans SETI, la seule différence est que le haut-parleur est très éloigné et n'a presque pas de barres sur leur connexion. Afin de les entendre, nous construisons un énorme radiotélescope (tour) pour capter ces ondes et transférons les signaux enregistrés à un ordinateur « ami » qui nous écoute attentivement. En raison de la longue distance, le message de l'extraterrestre est déformé et enterré dans l'électricité statique. La statique peut être surmontée en écoutant longtemps ou en construisant un télescope plus grand. Surmonter la distorsion est encore à peu près un problème non résolu que je trouve assez fascinant.

Vous devez accumuler une immense quantité de données.
Oui. Le monde est en train de devenir un meilleur endroit pour les scientifiques, car nous avons désormais accès à plus de données que jamais auparavant dans l'histoire de l'humanité. Les scientifiques d'aujourd'hui ont besoin de moyens d'analyser des quantités astronomiques (ha!) de données. Pour suivre le rythme, le rôle des ordinateurs dans toutes sortes de sciences augmente. Qu'ils le veuillent ou non, tous les scientifiques deviennent des informaticiens.

Nous utilisons des outils informatiques pour élargir ce que signifie « regarder » les données. En faisant quelque chose que nous appelons « projeter les données », nous regardons les données sous un angle différent ou sous un jour différent, si vous voulez. Avez-vous déjà été dans un endroit pendant la journée, et puis quand vous êtes revenu la nuit, vous ne pouviez pas le reconnaître ? Vous voyez toutes sortes de choses que vous n'avez pas remarquées pendant la journée. Dans notre langage, nous dirions que la vue de nuit montre une projection différente de la même scène que la vue de jour.

Il s'avère qu'il existe un nombre infini de projections possibles que nous pouvons utiliser sur la lumière ou les ondes radio provenant de l'espace. En pratique, nous ne sommes limités que par notre imagination et le choix des projections que nous regardons. Comment devrions-nous regarder l'univers? Projetons les données pour mettre en évidence comment l'univers change avec le temps. Ou mettez en surbrillance différentes couleurs. De quelle couleur sont les ondes radio ? Si nous mettons en évidence les différences de couleur, que trouverons-nous ? Tout d'abord, tout ce qui est blanc disparaîtra ! Si vous mettez en évidence les similitudes entre une partie du ciel et une autre partie, que pouvez-vous apprendre du résultat ? En fait, comment concevoiriez-vous même un programme qui met en évidence de telles similitudes ? L'histoire nous enseigne une leçon importante : chaque fois que nous trouvons une nouvelle façon de regarder l'univers, nous découvrons quelque chose de nouveau.

Comment cela s'applique-t-il à la science SETI ?
Nous recherchons à nouveau les différences et les similitudes. Dans une expérience, nous avons examiné une partie d'un signal prise à un moment précis et une autre partie du même signal capturée à un moment différent. Nous avons ensuite mis en évidence des similitudes entre ces deux morceaux d'un même signal. Dans la nature, il y a très peu de similitudes d'un moment à l'autre. C'est toujours nouvellement randomisé. Mais il est très courant que des signaux artificiels se répètent. En utilisant cette méthode, nous ne pouvons mettre en évidence que les signaux artificiels. Ensuite, il ne reste plus qu'à prouver que le signal vient de l'extérieur de notre système solaire, et le tour est joué !


Réseau de télescopes Allen (Cliquez sur l'image pour agrandir)

Après avoir fait cette recherche au cours de la dernière année, nous en sommes maintenant au point où nous avons nos résultats. Nous avons examiné les données avec une nouvelle technique appelée auto-corrélation, qui recherche essentiellement la répétition dans les signaux. Nous avons découvert de nombreux nouveaux signaux - des signaux très forts - qui ne sont jamais apparus dans aucune de nos mesures précédentes. Vous vous demandez comment quelque chose comme un signal fort pourrait se cacher, mais nos méthodes habituelles d'examen des données n'ont pas mis en évidence les répétitions. Nous avons traqué les signaux les plus forts que nous ayons trouvés et jusqu'à présent, nous avons découvert qu'ils étaient produits par des êtres humains, mais c'est une recherche très excitante.

En plus de mener des recherches SETI, comment utilisez-vous le Allen Telescope Array ?
L'ATA repousse les limites de la radioastronomie conventionnelle, et je fais de l'astrophysique avec le télescope Allen pendant mon temps libre, comme pendant ma pause déjeuner ! Je travaille sur l'astronomie dans le domaine temporel (galaxies qui changent avec le temps) et j'applique les méthodes de récupération de signal SETI aux données astronomiques ordinaires pour en savoir plus sur le "canal" interstellaire ou le contenu de l'espace entre les étoiles et les galaxies.

Fait intéressant, nous utilisons également l'ATA pour localiser les satellites en orbite autour de la terre. Nous comptons sur les satellites pour notre GPS, nos télécommunications (télévision par satellite), la surveillance météorologique (ouragans) et de nombreuses autres applications. Lorsque les satellites se heurtent et s'écrasent, cela cause des problèmes majeurs. Ils créent des débris qui peuvent s'écraser sur d'autres satellites, et encore plus de satellites peuvent être endommagés. Nous utilisons donc également l'ATA pour indiquer aux sociétés de satellites où se trouvent leurs satellites et elles utilisent cette information pour éviter de futures collisions. En plus du financement privé, ce service nous aide à payer les factures.

Quelle est la chose la plus cool dans votre projet ?
C'est l'élément de la découverte. Nous examinons constamment différentes parties du ciel à différentes fréquences et analysons les données de nouvelles manières. A chaque instant, nous apprenons quelque chose de nouveau. Il pourrait y avoir un énorme effet astronomique ou un message interstellaire juste sous notre nez que personne n'a encore vu parce qu'ils n'ont pas regardé exactement dans le bon sens. Je suis excité chaque jour de voir ce que nous pouvons trouver.

Quel est votre plus grand défi actuellement ?
Le plus grand défi est d'avoir assez de temps. J'ai la chance d'avoir beaucoup de bonnes idées devant moi, que je veux toutes poursuivre. Choisir les idées à poursuivre est un défi - mais un bon défi.

Pourquoi le grand public devrait-il se soucier de votre recherche?
Une chose sur laquelle on n'insiste peut-être pas assez sur la science est l'importance de la compréhension. Les applications pratiques de la théorie de la relativité générale d'Einstein ne viennent pas facilement à l'esprit, pourtant les humains sont fascinés par ce sujet. La physique explique comment fonctionne l'univers, elle peut nous dire comment les étoiles se déplacent et comment les galaxies se forment et interagissent les unes avec les autres. En tant qu'êtres humains, nous accordons une grande valeur à ce type de connaissances.

Ma recherche essaie d'examiner le ciel d'une manière nouvelle, différente de celle de la vision ou de l'écoute. Dans une petite mesure, c'est comme développer de nouveaux sens humains ou pousser nos sens dans de nouveaux domaines. Les images de radioastronomie offrent un nouveau sens humain dans lequel nous pouvons voir le ciel comme si nous avions des "lunettes radio", un peu comme les lunettes infrarouges utilisées dans les films d'action pour voir la nuit. En fait, c'est exactement ce que font les radiotélescopes : ils agissent comme des lunettes très lentes nous permettant de voir les parties immuables du ciel dans la gamme de fréquences radio. Nous voulons accélérer cela.

Dans ma carrière précédente, j'ai travaillé sur des problèmes similaires, n'utilisant pas d'ondes radio mais des rayons X et même des ondes électroniques pour "voir" des objets. Dans ce cas, les objets étaient très petits (atomes), mais les principes sont tous les mêmes. Il s'agit d'adapter les données que nous pouvons détecter avec nos instruments afin qu'elles puissent passer par les interfaces de notre esprit. Avec ces outils, nous ferons de nouvelles découvertes et en apprendrons davantage sur l'univers et notre place dans celui-ci.

Nous sommes en mode découverte. L'espace à proximité est familier, mais il garde de nombreux secrets. Nous ne savons pas ce que nous ne savons pas, et découvrir ces choses est le plus excitant de tous. Ce que nous découvrons peut en effet avoir des applications pratiques - ou cela peut simplement être vraiment merveilleux.

Y a-t-il un fait dans votre recherche qui surprend la plupart des gens ?
La recherche scientifique a toujours été un mariage de la science et de l'ingénierie. De nos jours, les aspects les plus importants du progrès scientifique se produisent en informatique et en génie logiciel. Je me retrouve à assister à plus de conférences sur les logiciels que de conférences scientifiques, car les grands bâtiments remplis d'ordinateurs deviennent les outils de l'astronomie. Nous construisons de grands télescopes et accumulons d'énormes quantités de données, mais les astronomes n'ont pas le temps d'étudier ces données. Je considère que l'informatique joue un rôle sans cesse croissant dans l'avenir de l'astronomie.

Quelle est votre opinion personnelle sur le potentiel de détection de la vie intelligente au-delà de la Terre ?
Je n'ai aucun doute que nous trouverons une autre vie en explorant le cosmos. Il est très clair pour moi que la vie est un impératif pour l'univers, donc la vie va grandir. Je crois que, à condition que la race humaine survive, nous finirons par trouver des formes de vie de nombreuses variétés. Et plus nous durons longtemps, plus nous trouverons de vie.

Contrairement à l'opinion populaire, l'univers est encore très jeune. Peut-être que la raison pour laquelle nous n'avons pas trouvé beaucoup de vie au-delà de la Terre est que nous sommes à la pointe des espèces intelligentes dans l'univers, et avec le temps, le nombre de créatures vivantes dans l'univers augmentera jusqu'à ce qu'il regorge de vie. Si les humains surmontent le changement climatique, gèrent nos ressources naturelles et survivent à long terme, nous pourrions un jour être confrontés à des problèmes similaires avec notre propre galaxie.

Quel était ton travail de rêve quand tu étais enfant ?
Picasso a dit un jour que chaque enfant est un artiste. J'ai entendu d'autres personnes dire que chaque enfant est un scientifique. Nous sommes nés avec une curiosité scientifique qui est évidente lorsque vous observez le comportement des enfants. Ils font constamment des expériences. En y réfléchissant, je pense que je n'ai jamais grandi. Je suis né avec le désir de faire des expériences et de comprendre les choses autour de moi et je n'ai tout simplement pas arrêté.

J'ai eu beaucoup de chance d'avoir une telle vocation. Au moment où j'ai compris ce que signifiait être un scientifique, la science s'était installée dans mon cœur comme un élément permanent. Je me considère chanceux car savoir ce que vous voulez est la moitié de la bataille pour l'obtenir.

Quand avez-vous commencé à vous intéresser à la physique ?
Mon père a grandi en tant que fils d'un mineur de charbon. Ayant grandi dans la région des Appalaches en Virginie-Occidentale, la plupart des enfants sont passés par la sixième année et c'est toute la scolarité qu'ils ont reçue. Mon père est allé jusqu'à la huitième année, ce qui était considéré comme « l'enseignement supérieur » à cette époque et à cet endroit. Malheureusement, il n'a jamais pu obtenir le genre d'éducation qu'il souhaitait. Malgré cela, mon père n'a jamais cessé d'apprendre et s'est donné une éducation classique tout en travaillant deux ou trois emplois pendant une grande partie de sa vie. Quand j'étais enfant, j'ai découvert Einstein et Platon sur les genoux de mon père. Ce fut une période très formatrice pour moi. J'admirais mon père et ses héros sont devenus mes héros.

Qu'est-ce qui a créé la connexion pour que vous puissiez utiliser votre travail en physique et l'appliquer à l'astronomie et à la communication interstellaire ?
Enfant, mes parents m'ont acheté un télescope et j'ai passé des heures à regarder la lune et le soleil (avec des filtres adaptés, bien sûr). Mais mes intérêts principaux étaient pour les choses qui étaient très petites. Au début de ma carrière, j'étais particulièrement intéressé à essayer de voir des atomes en utilisant des électrons pour faire des hologrammes des atomes. Il s'avère qu'une fois que vous comprenez quelque chose sur les ondes, ces connaissances se transfèrent facilement à tous les domaines de la physique et de l'astronomie, ainsi qu'à d'autres disciplines.

Que faites-vous de votre temps libre?
J'ai lu des livres sur la cosmologie et d'autres domaines de la physique. J'aime aussi les bandes dessinées, en particulier les bandes dessinées du Japon, connues sous le nom de Mangas. Il existe une énorme quantité de bandes dessinées Manga dans différents genres pour adultes. Vous pouvez avoir des histoires dramatiques, des aventures ou même des histoires d'amour ou de détective, et j'adore ce genre de choses. C'est mon seul vice. (Un favori pour tous les âges est Affaire classée.)

Parlez-nous de votre intérêt pour l'éducation.
J'ai été professeur titulaire de physique et j'ai passé plusieurs années à l'Université de l'Ohio avant de revenir en Californie, et je prévois d'occuper à nouveau une sorte de poste d'enseignant dans quelques années. Entre-temps, je suis resté impliqué dans l'éducation en travaillant avec des stagiaires universitaires. L'Institut SETI parraine un programme d'été d'expérience de recherche pour les étudiants de premier cycle (REU) ainsi qu'une recherche de premier cycle à l'Institut SETI d'astrobiologie (URSA), un partenariat entre l'Institut SETI et l'Université d'État de San Jose. J'aime travailler avec les jeunes et je trouve que travailler avec des stagiaires est très enrichissant. En plus, ils font du très bon travail !


La classe REU de l'institut SETI de 2010 au mont. Lassen, Californie (Cliquez sur l'image pour agrandir)

J'aimerais amener plus de jeunes ingénieurs dans la science. J'ai vu une barrière entre l'ingénierie et la science. Les scientifiques sont souvent les bienvenus en ingénierie, mais pas l'inverse. Je crois que les scientifiques peuvent apprendre beaucoup de la communauté des ingénieurs. Je suis continuellement époustouflé non seulement par les ingénieurs, mais aussi par les gens de tous les domaines et de tous les métiers. Le monde regorge de gens extraordinaires.

Je suis également impliqué dans Puente, un programme à l'échelle de la Californie pour soutenir les jeunes étudiants de première famille entrant à l'université, proposé dans une université locale. En tant que première personne de ma famille à obtenir un diplôme, j'aime beaucoup travailler avec Puente pour aider les jeunes à s'adapter à la vie universitaire, en leur expliquant parfois les règles de base, comme obtenir des C simples n'est pas acceptable, ou ouvrir les yeux sur un nouveau mode de vie qu'un diplôme universitaire peut offrir. J'emmène généralement les étudiants visiter l'institut SETI. Beaucoup de ces jeunes n'ont pas été exposés à des environnements de travail en col blanc et laissez-moi vous dire que très peu quittent les lieux sans le désir d'un travail de bureau confortable ! Je rencontre également les étudiants et leurs familles lors d'un dîner organisé. Ici, nous aidons également les parents à comprendre les bases du collège, en expliquant comment un collège est une activité intéressante, notamment parce que l'éducation est un investissement qui rapporte considérablement au fil du temps. Si vous ne me croyez pas, consultez ce simple graphique sur Projections d'emploi :

Remarque : Les données sont des moyennes annuelles de 2010 pour les personnes de 25 ans et plus.
Les gains sont pour les travailleurs salariés à temps plein.
Source : Bureau of Labor Statistics, Current Population Survey. 4 mai 2011
(vue agrandie)

Avez-vous des conseils pour les élèves du secondaire qui s'intéressent aux sciences?
I would tell them to study what they enjoy and pursue your love. Don't worry too much about how you're going to make it. Unless money is what you live for (some people just like it!), just focus on what you want and get really good at what you enjoy -- the opportunities will be there. At some point in your life after you graduate college, you'll have to be flexible and figure out how you can apply what you've learned to something that is productive for society. You can do this. The people who are most successful are without exception the people who love what they're doing.

What is your philosophy of life?
The biggest obstacle that you'll face in life is yourself, so try not to get in your own way.

What historic and/or contemporary personalities do you admire and why?
The feat Einstein did all by himself - his leap of understanding - was enormous. At times, I've thought perhaps Einstein was too smart. He made this enormous leap and the rest of us didn't get the opportunity to visit all the stages in between. As a result, it's very difficult for cosmologists to understand what Einstein understood and very few people can enter the field. But what Einstein did was truly marvelous and he is someone I continue to admire.

Another person I've come back to recently is Richard Feynman -- not because of his contributions to physics but because of his contributions to education. I only recently realized that he basically rewrote the entire undergraduate curriculum in physics, with a couple of important partners, at CalTech. I'm revisiting his lectures now with amazement. It's inspiring that kind of accomplishment is possible. I've been thinking a lot about how we could rewrite it again.

I also really admire a lot of the people I work with, Jill Tarter being an excellent example. She excels in ways that I've never seen in anyone else. She has capacities and abilities to think and synthesize and just has enormous energy -- it's fascinating to watch her. I can only stand in awe of what she accomplishes.


Gerry Harp and Jill Tarter in 2010 at Lassen, near Hat Creek, CA, home to the ATA

(click on image for larger view)

What is your favorite vacation destination?
Perhaps my best vacation was a trip to Ecuador and specifically the Galapagos Islands. That trip was like a complete course in biology and in particular, what can go wrong in evolution. I believe that the animals in the Galapagos have not had sufficient predation they have not been sufficiently challenged by their environment. It's just too nice a place to live. The birds cannot get off the ground under their own power. They have to leap off a cliff in order to get airborne because they're so fat. There are countless similar examples because the environment lacks predators. When I look at them, I can only see ourselves and wonder if perhaps at the moment and as a species, we're not sufficiently challenged.


The PSETI Center

Well ahead of the trip to Green Bank, Wright and colleagues at Penn State had been putting their heads together — thinking about different and unique implementations of SETI, devising new and novel search strategies to look for signals beyond the radio spectrum, and shaping the University’s curriculum to reflect those evolving methodologies. Getting the SETI course off the ground was a critical step and after just one semester as a special-topics offering, it was officially added to the curriculum.

Concurrently, Wright and his colleagues had developed a plan for a SETI research center — one that would support both Penn State researchers and the global community of SETI scientists. Working with the University’s development officers, former SETI Institute chair John Gertz, and Penn State President Eric Barron, they began a major fundraising campaign to endow the PSETI Center at University Park.

“Penn State has all the pieces to do a really good job at giving the search for extraterrestrial intelligence an academic home,” Wright explained. “We have one of the only astrobiology programs in the world. We actually do SETI here and we publish SETI papers, which makes us a major player in the field. We’re a big research university. And, of course, we have the curriculum now. I can’t think of any other place that has all of those pieces.”

Although Wright and his colleague Steinn Sigurdsson are the only two Penn State faculty members with SETI as a significant part of their research portfolio, a large number of others will broaden the Center’s expertise: Evan Pugh Professor Alex Wolszczan, who co-discovered the first exoplanets, and colleagues from Penn State’s Center for Exoplanets and Habitable Worlds will join researchers from the Astrobiology Research Center, the Center for Astrostatistics, and the Institute for Gravitation and the Cosmos — as well as scientists worldwide who are sharing data through the University’s globe-spanning Astrophysical Multimessenger Observatory Network (AMON).

“We’ve got everything,” Wright said. “If you’re going to look for extraterrestrial intelligence, this is what you need — and we’re right at the center of it.”

As a further sign of Penn State’s worthiness as a global SETI hub, scientific giants Drake, Freeman Dyson and Nobel Laureate George Smoot sit on the PSETI Center’s advisory board, as do former NASA Kepler Mission Scientist Natalie Batalha, NASA Innovative and Advanced Concepts group adviser David Brin, prominent Caltech astronomy professor Andrew Howard, and Thirty Meter Telescope IRIS Project Scientist Shelley Wright.

“I’m really proud of what we’re doing here,” Wright said. “This is something the University is really serious about pursuing long-term — and we’re just as serious about making sure the whole SETI community benefits. I think that’s why so many leaders of the field have signed on to endorse this project — they see the value this will have to the entire scientific community.”

Taking the long view, venturing boldly into new frontiers, Wright and his colleagues are poised to advance both their field and humanity’s understanding of its place in the universe. In time, they may find like minds — out there, ready to join them.


[email protected] is on Pause. Unfortunately, it’s not Because They’ve Discovered Aliens

In May of 1999, the Berkeley SETI Research Center launched a citizen-science program that would make the Search for Extra-Terrestrial Intelligence (SETI) open to the public. The brainchild of computer scientist David Gedye, this program would rely on large numbers of internet-connected computers to sort through the volumes of data collected by institutions participating in SETI efforts.

The program was appropriately named [email protected] and would rely on the computers of volunteers to process radio signals for signs of transmissions. And after twenty years, the program recently announced that it has gone into hibernation. The reason, they claim, is that the program’s network has become too big for its own britches and the scientists behind it need time to process and share all the results they’ve obtained so far.

To break it down, conventional SETI efforts rely on radio telescopes to listen for narrow-bandwidth radio signals from space. This is intensive work, seeing as how naturally-occurring radio transmissions are very common in the Universe and human activities (from radar, satellites, and modern communications) produce a considerable amount of interference that has to be filtered out.

To process the volumes of radio data involved, previous SETI projects relied on special-purpose supercomputers that were located on the facility grounds. In contrast, [email protected] relies on Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC), an open-source platform that allows volunteers to contribute their spare computing resources.

This “virtual supercomputer” sorts through radio data collected by the Arecibo radio telescope and the Green Bank Telescope. To minimize the impact on users’ lives, [email protected] uses the power of spare computing cycles (when the computers are not in use) to search through stacks of data for possible signs of extra-terrestrial radio transmissions.

In its earliest version, the software encouraged its users to run [email protected] as a screensaver so that it would not slow down their computers while they were working. These efforts made [email protected] the third-largest distributing computing network dedicated to astrophysical studies, behind [email protected] and [email protected] .

The former relies on volunteer computing services to help create an accurate 3D model of the Milky Way, using data from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Meanwhile, the latter relies on data collected by the LIGO gravity-wave detectors, the Arecibo radio telescope, and the Fermi gamma-ray satellite to search for quasars.

A screenshot of the [email protected] screen saver. Credit: [email protected]

While the program has not revealed any hard evidence of ETIs to date, its growth has been nothing short of incredible. Over the past 20 years, as computing power has increased, the amount of data accumulated has exploded and the project has logged (literally) eons of computing time. In fact, at its peak, [email protected] registered as one of the most powerful supercomputers on the planet.

In fact, it was this growth that has led [email protected] to decide to put the project on an indefinite hiatus. As they recently announced on their website, as of March 31st, 2020, “the volunteer computing part of [email protected] will stop distributing work and will go into hibernation.” The reasons for this, they explain, are twofold:

𔄙) Scientifically, we’re at the point of diminishing returns basically, we’ve analyzed all the data we need for now.

2) It’s a lot of work for us to manage the distributed processing of data. We need to focus on completing the back-end analysis of the results we already have, and writing this up in a scientific journal paper.”

Analysis of all this data will be carried out using Nebula, the software pipeline used by [email protected] and developed by the Berkeley SETI Group. This same software is used by the Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations (SERENDIP) program, another Berkeley group dedicated to searching the radio band for potential signatures of ETI.

Photo of the central region of the Milky Way. Credit: UCLA SETI Group/Yuri Beletsky, Carnegie Las Campanas Observatory

In the meantime, the leaders of [email protected] encourage people to check out similar open-source computing projects (and have provided a list). These include the aforementioned [email protected] and [email protected] , as well as [email protected] , [email protected] , and [email protected] . These programs rely on volunteer computing resources to located Near-Earth Asteroids (NEAs), test cosmological models, and advance particle physics.

They also recommend signing up for Science United, a BOINC project run by UC Berkeley that connects volunteers with open-source science projects. And of course, [email protected] was sure to thank its volunteers for the 20 years they’ve contributed and wanted to let people know that they are not going away:

“The web site and the message boards will continue to operate. We hope that other UC Berkeley astronomers will find uses for the huge computing capabilities of [email protected] for SETI or related areas like cosmology and pulsar research. If this happens, [email protected] will start distributing work again. We’ll keep you posted about this.”

We can also look forward to the results of the analysis, which will be released in a series of papers in the near future. In addition, Breakthrough Listen (which includes scientists from UC Berkeley’s SETI Research Center) recently made the nearly 2 petabytes of data they accumulated over the past four years available to the public. So if you’re jonesing for some SETI data, have a gander at Breakthrough Initiatives Open Data Archive.


How large would a space radio telescope have to be to detect Earth-like radio emissions from nearby stars?

SETI has been focused on detecting radio beams that were directed at us. Such searches have been unsuccessful. But what about searching for general radio emissions that an advanced civilization at our level or above might be expected to put out? How large would such a radio telescope have to be for us to detect those from nearby star systems?

This becomes a serious question with plans being made to place telescopes optical and radio on the far side of the moon to eliminate optical and radio interference:

Ideally we should have a radio telescope on dark side of the Moon. The main issue is that there is way too much interference on Earth and we are simply unable to get a clear view of signals coming from other planets and star systems. If we can filter most of that interference then it opens up a whole new arena of radio astronomy. There is an episode on this in Event Horizon YouTube channel. Vérifiez-le!

what if we changed our form of radio signals? im not an expert in telecommunications, just wondering. but would that filter our interference?

Just for the sake of accuracy, referring to it as the dark side of the Moon is actually incorrect. A more accurate description would be the far side of the Moon.

Would a radio telescope in Earth orbit work? You can point it away from Earth and have shielding toward Earth.

Merci. I’ll give it a look.

I don't have an answer to the title question, but have you heard about the project Breakthrough Listen? It uses its $100M in funding in part to rent radio telescope time around the world to search for exactly that: general radio transmissions escaping from other worlds (in other words not necessarily direct at us specifically). The quote from Wikipedia is:

The radio telescopes are sensitive enough to detect "Earth-leakage" levels of radio transmission from stars within 5 parsecs, and can detect a transmitter of the same power as a common aircraft radar from the 1,000 nearest stars.

Breakthrough listen actually uses [email protected] to analyze some of its data. In 2020, it was discovered that data from April/May 2019 contains what some have called another "Wow! signal" and although it's probably nothing (in terms of a techno signature) it's the first time in the 5 years the project has been active that they have classified anything of interest, labeling it Breakthrough Listen Candidate 1 (BLC1) .


Project personnel

Eric is an astronomer. In addition to SETI, he studies interstellar matter (the gas and dust that lies between the stars) using radio, optical, and space-based ultraviolet telescopes. He has participated in several satellite missions, and is currently Instrument Scientist for the EUV spectrograph aboad the NASA ICON mission to study the interface between the ionized and non-ionized portions of the Earth's atmosphere.

David is a computer scientist, with research interests in volunteer computing, distributed systems, and real-time systems. He co-founded [email protected] and directed it from 1998 to 2015. He leads the BOINC project, and is leading Nebula, the back-end data analysis phase of [email protected]

Dan specializes in signal processing for radio astronomy. He has been doing SETI since 1979, and he runs the SERENDIP, Optical SETI, and CASPER projects.

Jeff develops data acquisition and analysis software and oversees the systems group.

Matt is a computer scientist working on SETI since 1997. More detail about what he does can be found here.

©2021 University of California

[email protected] and Astropulse are funded by grants from the National Science Foundation, NASA, and donations from [email protected] volunteers. AstroPulse is funded in part by the NSF through grant AST-0307956.


Eligibility

  • Eligible Countries: All nationalities.
  • Acceptable Course or Subjects: Master of Science (Advanced) in Astronomy and Astrophysics.
  • Admissible Criteria: To be eligible, applicants must have to meet the following eligibility criteria:
  • Students who receive an offer of admission or is currently enrolled in the Master of Science (Advanced) in Astronomy and Astrophysics.
  • Has achieved a minimum ANU GPA of 5.75/7.0 (or equivalent) in their undergraduate degree or completed at least 24 units of a cognate Masters level degree program with a GPA of 5.75/7.0 (or equivalent).

DSMMA News

Winning a President's Student Leadership and Service award, especially in a year where we faced so much adversity, means a lot to me. The DSMMA program has provided many opportunities for me to grow as a leader by moderating the Women in Data Science Symposium and acting as a student representative. This award shows me that my hard work this year has paid off and helped others, which is why I'm very thankful to be receiving it.

I'm honored to have received the President's Student Leadership and Service Award in recognition of my work with Universe @ Home and service as student representative for the DSMMA program! I'm proud of my contributions to these efforts, but would like to extend well-deserved credit and my sincere gratitude to all the students, staff, and faculty who made the success of these programs possible. In particular, I'd like to highlight the contribution of fellow MIfA graduate student Nico Adams, who led the initial creation of the Universe @ Home virtual outreach series and without whom it would not exist!