НОВОСТИ КОСМОСА И АСТРОНОМИИ

Поиск внеземных цивилизаций — модель Гримальди

Может ли существовать еще одна планета во Вселенной общество которой достигло того же технологического прогресса, что и земляне? Чтобы узнать об этом, ученый из Лаборатории физики сложной материи (EPFL) Клаудио Гримальди, работающий в сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Беркли, разработал статистическую модель, которая предлагает исследователям новый инструмент для поиска сигналов, которые может посылать внеземная цивилизация. Его метод, описанный в статье, опубликованной сегодня в PNAS, позволит сделать поиск более дешевым и эффективным.

Первоначально астрофизика не являлась специализацией Гримальди; его больше интересовала физика конденсированного вещества. Работая в EPFL, он занимался исследованием вероятностей использования углеродных нанотрубок, заменяющих электроны. Но потом он подумал: «Если бы нанотрубки были звездами, а электроны были сигналами, генерируемыми внеземными цивилизациями, смогли бы мы рассчитать рассчитать вероятность обнаружения этих сигналов более точно?

Это конечно не первое предположение, ученые изучали эту возможность почти 60 лет. Существует несколько исследовательских проектов, связанных с поиском внеземного разума (SETI), которые были начаты с конца 1950-х годов. Идея заключается в том, что продвинутая цивилизация на другой планете может генерировать электромагнитные сигналы, а ученые на Земле могут принимать эти сигналы с использованием новейших высокопроизводительных радиотелескопов.

Несмотря на то, что с тех пор достижения в области радиоастрономии и вычислительной мощности значительно возросли, ни один из этих проектов не привел к чему-либо конкретному. Были записаны некоторые сигналы без опознавательного происхождения, например «Вау!». в 1977 году, но ни один из них не был повторен или оказался достаточно достоверным для того, чтобы подтвердить наличие внеземной цивилизации.

Однако, это не означает, что ученые отказались от своей затеи. Напротив, SETI вновь проявила интерес после того, как было открыто множество экзопланет, вращающихся вокруг миллиардов звезд в нашей галактике. Исследователи разработали новые сложные инструменты, такие как Квадратный Километровый массив, гигантский радиотелескоп, строящийся в Южной Африке и Австралии с общей площадью сбора в один квадратный километр для того, чтобы может все таки проложить путь к другим разумным существам.

Так российский предприниматель Юрий Мильнер недавно объявил амбициозную программу под названием Breakthrough Listen, целью которой является охват небосклона в 10 раз больше, нежели во всех предыдущих исследованиях и сканирование гораздо более широкой полосы частот. Милнер намерен финансировать свою инициативу на 100 миллионов долларов в течение 10 лет.

«На самом деле расширение поиска этих величин только незначительно увеличивает наши шансы что-либо найти. Даже если мы не обнаружим никаких сигналов, мы не можем с уверенностью говорить о том, что разумная жизнь отсутствует за пределами нашей планеты, — сказал Гримальди.

Преимущество статистической модели Гримальди заключается в том, что она позволяет ученым интерпретировать как успех, так и отказ обнаружить сигналы на разных расстояниях от Земли. В его модели используется теорема Байеса для вычисления оставшейся вероятности обнаружения сигнала в заданном радиусе вокруг нашей планеты.

Например, даже если сигнал не будет обнаружен в радиусе 1000 световых лет, вероятность того, что Земля находится в радиусе сотен аналогичных сигналов из другого места в Галактике, по-прежнему превышает 10%, просто наши радиотелескопы в настоящее время недостаточно мощны, чтобы их обнаружить. Однако эта вероятность возрастает почти до 100 процентов, если даже один сигнал будет обнаружен в радиусе 1000 световых лет. В этом случае мы можем быть почти уверены, что наша Галактика изобилует другими разумными существами.

Схематический вид Млечного Пути, показывающий шесть изотропных процессов внеземной эмиссии, образующих сферические оболочки, заполненные радиосигналами. Внешние радиусы сферических оболочек пропорциональны времени, в которое сигналы были впервые излучены, а толщина пропорциональна длительности запросов. В этом примере Земля освещается одним из этих сигналов. Схема Клаудио Гримальди / EPFL

После факторизации других параметров, таких как размер галактики и насколько плотно укомплектованы в ней звезды, Гримальди считает, что вероятность обнаружения сигнала становится очень незначительной только в радиусе 40 000 световых лет. Другими словами, если на этом расстоянии от Земли не обнаружены сигналы, разумно считать, что никакая другая цивилизация на том же уровне технологического развития, что и наша, не присутствует в нашей Галактике. Но при всем при этом ученым удавалось найти сигналы в радиусе всего лишь 40 световых лет.

В любом случае, ученый уверен, что астрономам еще есть куда двигаться в этой области. Особенно с учетом того, что существующие методы поиска не способны обнаружить другие цивилизации, в случае если они находятся в начальной стадии развития или пошли по другой технологической ветви развития.

 

Источник: phys

Перевод: Колупаев Дмитрий

нравится(3)не нравится(0)

Искусственный интеллект помог астрономам обнаружить неизвестные сигналы из космоса

В рамках проекта SETI, ученые из Калифорнийского университета в Беркли на основании компьютерного моделирования смогли определить сразу 72 новых быстрых радиосигнала от таинственного источника находящегося в трех миллиардах световых лет от Земли. Результаты исследования описаны в новой статье, принятой к публикации в The Astrophysical Journal.

Быстрые радиосигналы — яркие импульсы радиоизлучения, длительностью в миллисекунды, которые, как полагают, приходят из далеких галактик. Однако источник этих сигналов все еще неясен. Теории варьируются: от сильно намагниченных нейтронных звезд, взорванных газовыми потоками из соседней сверхмассивной черной дыры, до предложений о том, что сигналы имеют техногенный характер и посланы разумной цивилизацией.

«Эта работа увлекательна не только потому, что она помогает нам более детально разобраться в динамическом поведении быстрых радиосигналов, но также из-за перспектив, которые мы видим, когда обученные компьютеры при помощи классических алгоритмов сами находят эти сигналы», — сказал Эндрю Симион, директор исследовательского центра Berkeley SETI и главный исследователь программы Breakthrough Listen, посвященной поиску разумной жизни во Вселенной.

В рамках этой программы исследователи успешно использовали алгоритм машинного обучения для поиска новых видов сигналов, которые могут поступать от внеземных цивилизаций.

В то время как самые быстрые радиосигналы являются разовыми по своей сути, обнаруженный источник под названием FRB 121102 является уникальным так как показывает целый комплекс сигналов. Такое поведение привлекло внимание многих астрономов, надеющихся выявить причину и экстремальную физику, участвующую в природе возникновения подобного явления.

Искусственный интеллект обнаружил радиосигналы в базе данных, в пятичасовом отрезке наблюдений 26 августа 2017 года телескопом «Зеленый банк» в Западной Вирджинии. В более раннем анализе 400 терабайт данных использовались стандартные компьютерные алгоритмы для идентификации 21 радио-всплеска за этот период. Все они были замечены в течение одного часа и предполагалось, что источник чередуется между периодами покоя и бешеной активностью, — по крайней мере, так отметил исследователь Berkeley SETI докторант Vishal Gajjar.

Воспитанник SETI, автор исследования Джерри Чжан и его помощники впоследствии разработали новый мощный алгоритм машинного обучения и повторно проанализировали данные 2017 года, обнаружив еще 72 всплеска, которые не были обнаружены первоначально. В итоге наблюдатели с изумлением пришли к выводу, что общее количество обнаруженных всплесков от FRB 121102 составляет около 300 с момент обнаружения объекта в 2012 году.

«Эта работа — только начало использования новых мощных методов для поиска переходных процессов радиосигналов», — сказал Чжан. «Мы надеемся, что наш успех может вдохновить другие серьезные организации на применение машинного обучения в радиоастрономии».

Команда Чжана использовала те же методы, которые используют специалисты интернет-технологий для оптимизации результатов поиска и классификации изображений. Они разработали алгоритм, известный как сверточная нейронная сеть, который позволяет распознать радио-всплески, найденные классическим методом поиска, используемым Гаджаром и сотрудниками, а затем обнаружить их в базе данных, найти всплески, которые были пропущены при классическом подходе к поиску.

Результаты помогли установить новые ограничения на периодичность импульсов из FRB 121102 и указали на то, что импульсы имеют не регулярный характер в том случае, если период этого шаблона больше, чем около 10 миллисекунд. Подобно тому, как модели импульсов пульсаров помогли астрономам ограничить компьютерные модели экстремальных физических условий в таких объектах, новые измерения FRB, по мнению ученых, помогут выяснит природу новых загадочных источников.

«Независимо от того, будут ли сигналы от FRB в конечном итоге признаком внеземных технологий, Breakthrough Listen помогает продвигать границы новой и быстро растущей области нашего понимания Вселенной вокруг нас», — подвел итог Джан.

нравится(6)не нравится(1)

Популярные статьи

Популярные блоги