Hvordan store pengene er å drive en massiv jakt på fremmed intelligens

I 2015, Sofia Sheikh var på løse ender., Hennes rådgiver ved University of California (UC), Berkeley, med hvem hun studerte varmt, gigantiske eksoplaneter, hadde forlatt for en ny jobb. Surfer reddit, hun så et innlegg om en overdådig finansiert nytt søk etter utenomjordisk intelligens (SETI) og la merke til at deres leder var også på UC Berkeley: astrofysiker Andrew Siemion. Hun spurte henne tidligere rådgiver for en introduksjon og møtt med Siemion da han fortsatt var utpakking bokser i en ny office. «Alt er slags historie fra det, sier Sheikh, som ble lagets første lavere grads student.

Sheikh er nå en Ph. D., student ved Pennsylvania State University (Penn State), University Park, hvor hun ledet en radio undersøkelse av 20 nærheten stjerners systemer på linje med Jordens baneplan. Hvis en intelligent sivilisasjon bebodd ett av disse systemene, og pekte et kraftig teleskop vår måte, ville de se Jorden passerer foran Solen, og de kan oppdage tegn til liv i vår atmosfære. De kan selv bestemme å sende oss en melding. Resultatene, som ble publisert i februar i Astrofysiske Journal, var overraskende. «Spoiler alert: ingen romvesener,» Sheikh vitser.,

SETI forskere er brukt til negative resultater, men de prøver hardere enn noen gang for å slå den rekorden rundt. Gjennombrudd Lytte, $100 millioner kroner, 10-året, privat finansiert SETI innsats Siemion fører til, er å løfte et felt som har i flere tiår lettelse opp på sporadiske filantropiske papirkopier. Før Gjennombruddet Lytte, SETI var «krype sammen» med et par dusin timer av teleskop gang i året, Siemion sier; nå blir det tusenvis. Det er som «å sitte i en Formel 1 racing bil, sier han., De nye midlene har også blitt «en stor katalysator» for opplæring av forskere i SETI, sier Jason Wright, direktør for Penn State Utenomjordisk Intelligens Center, som åpnet i år. «De egentlig er pleie et fellesskap.»

Gjennombrudd Lytte er å styrke radio undersøkelser, som er bærebjelken i SETI. Men penger er også fremskynder andre søk, i tilfelle aliens velge andre typer meldinger—laseren blinker, for eksempel—eller ingen i det hele tatt, og viser seg bare gjennom passiv «technosignatures.,»Og fordi de data som er samlet inn av Gjennombrudd Lytte er lagt ut i et offentlig arkiv, astronomer er grer gjennom det for nonliving fenomener: mystisk dyp-plass pulser kalt fast radio sprekker og foreslått mørk materie-partikler kalt axions. «Det finnes uutnyttede muligheter her, sier axion searcher Matteus Lawson av Universitetet i Stockholm.

Kanskje den viktigste konsekvens av Gjennombrudd Høre er at det har dyttet SETI, betraktet som fringe science, mot mainstream., «Tidsskrifter er avslappende og gi god technosignature papers bli publisert, sier astrobiologist Jakob Haqq-Misra av Blue Marble Plass Institute of Science. «Det fnise faktor er å redusere.»Etter nesten 3 tiår av eschewing SETI, NASA organisert en technosignature workshop i 2018. I juni, det er tildelt et stipend for å modellere detectability av mulige technosignatures i atmosfærer av eksoplaneter, den første noensinne SETI-relaterte gi ikke involverer radio søk.

Men noen astronomer bekymre finansiering velsignelse forvrenger vitenskap., Fernando Camilo, chief scientist av det Sør-Afrikanske Radio Astronomy Observatory, sier Gjennombrudd Lytte er glupske appetitt for tiden på store teleskoper forlater ham ubehagelig. «Det etterlater mindre tid til å gjøre astronomi.»Andre sier SETI er høy-risiko, rush-for-the-premie tilnærming kunne distrahere funders fra en mer rasjonell, trinnvis søk etter utenomjordisk liv. «Vi har et veldig gjennomtenkt prosess på hva som blir finansiert og hva som ikke gjør det, sier Harvard University astronom David Charbonneau. «Det skjer ikke med rike enkeltpersoner.,»

Større høystakker

Relative dybde i spaceFrequency (Gigahertz)Brøkdel av sky0.010%0.020.,0351525354531579Allen Teleskop Array2009Breakthrough Lytte, Grønn Bank Telescope2016Project Ozma1960

Men SETI talsmenn ikke se på seg selv som separatister. De er i økende grad arbeider hånd i hånd med de som søker etter eksoplaneter og studere astrobiology. «Leter du etter intelligens er den logiske konklusjonen av dette søket for livet, sier astronom David Kipping av Columbia-Universitetet.,

SETI startet i det små. I 1960, astronomen Frank Drake pekte en 26-meter radio teleskop i Green Bank, West Virginia, ved to i nærheten av Sol-lignende stjerner. Han skannede frekvenser rundt 1.42 gigahertz, noe som tilsvarer bølgelengder på ca 21 cm—den delen av spekteret der skyene av interstellar hydrogen avgir fotoner. Denne 21-centimeter glow er allestedsnærværende, og Drake ment at det kan være en universal channel på den kosmiske dashboard, et naturlig sted for et clarion «Vi er her!»Men hans mål, Tau Ceti og Epsilon Eridani, var uttrykksløst., Undersøkelsen, kalt Prosjekt Ozma, så ingen tegn til det kunstige, for eksempel en intens spike presset inn i et smalt frekvensbånd.

Med finansiering fra NASA og National Science Foundation (NSF), men søker fortsatte, med større teleskoper til å lytte til svakere signaler og maskinvare som kan skanne tusenvis og til slutt millioner av smale frekvens kanaler på en gang. Drake utviklet sin nå berømte, selvtitulerte ligningen som anslår hvor mange kommunikative utenomjordiske sivilisasjoner kan finnes i melkeveien., Det kommer an på sju variabler, fra pris i stjerneformasjon til den gjennomsnittlige levetiden til en sivilisasjon. Selv om bare en av de syv faktorer—stjerners-formasjon pris—var kjent med sikkerhet, fremmede jaktlaget var på jakt.

I 1992, NASA bestemt seg for å se vanskeligere, bare for å raskt kan reversere kurs. Det begitt seg ut på den Mikrobølgeovn Observere Prosjekt, en 10-års, $100 millioner SETI søk ved å bruke flere store teleskoper. Men året etter, prosjektet ble latterliggjort og kuttet av lovgiver fokusert på å redusere det føderale budsjettunderskuddet. Siden den gang, har NASA har for det meste shied bort fra SETI.,

Selv som føderal finansiering innskrumpet, 1990-tallet ga SETI en uventet gave. Inntil da ingen hadde oppdaget en exoplanet, mye mindre en potensielt gjestfrie, men at tiår ført en rekke funn. Siden da, oppdrag som nasas Kepler-teleskop har antydet at planetless stjerner er sjeldne, og at om lag en av fem Sol-lignende stjerner har potensielt beboelige Jorden-størrelse planeter—to flere faktorer i Drake-ligningen som har gitt optimisme blant SETI talsmenn. Turn-of-the-tallet tech boom tilbudt en annen boost: ferske milliardærer med en smak for plass., Et høydepunkt kom i 2007 med åpningen av Allen Telescope Array, en SETI-observatoriet i California kick-startet med $11,5 millioner fra Microsoft-grunnlegger Paul Allen.

Da feltet tok en dukkert. 2008 finanskrisen slo til, og i løpet av få år, med føderale og statlige midler stramt, UC Berkeley trakk seg fra prosjektet. Matrisen ble satt inn i dvalemodus etter 8 måneder. En planlagt utvidelse fra 42 til 350 retter aldri materialisert. «SETI var helt ødelagte,» Siemion sier. «Jeg var en av kanskje to eller tre i hele verden arbeider på SETI.,»

Det var da Yuri Milner kalt.

Født og utdannet i Moskva, Milner jobbet som en partikkel fysiker ved Fysiske Lebedev-Instituttet. I 1990, da Sovjetunionen kollapset, dro han for å studere business ved University of Pennsylvania, og i 1999 grunnla han en internett-investment fund. Fondet ble en tidlig backer på Facebook og Twitter, og senere Spotify og Airbnb. Forbes magazine setter Milner ‘ s formue på $3,8 milliarder kroner. «Jeg gjorde noen heldige investeringer,» sier han til Vitenskap.

Milner sier han har alltid følt en forbindelse med plass og SETI., Han ble født i 1961, dager etter Drake sammenkalt første SETI konferanse. Han er oppkalt etter Yuri Gagarin, det første kosmonauten. En gang hadde han bygget opp en formue», oppdaget jeg at nå kan jeg gi noe tilbake til vitenskap, sier han. Han visste av SETI er store økonomiske vanskar, og han trodde hans penger og kunnskap om tech industrien kunne bidra til å øke hastigheten på søk. Siemion er UC Berkeley center, over San Francisco Bay fra Milner hjem i Silicon Valley, ble begunstiget.

Gjennombrudd Lytte satt seg ambisiøse mål., Det ville undersøkelse 1 million av de nærmeste stjernene til Jorden, og 100 nærliggende galakser ved hjelp av to av verdens mest sensitive styrbar teleskoper, 100-meter-Grønn Bank Teleskop i West Virginia og 64-meter Parkes radio teleskop i Australia. Å kjøpe opp om 20% og 25% av tiden på de teleskoper, Gjennombrudd Lytte lovet å dekke 10 ganger mer sky enn tidligere undersøkelser og fem ganger mer av radiofrekvenser, og samle data som er 100 ganger raskere.,

for å nå disse målene kreves ny maskinvare. Nøkkelen elektronisk komponent er en digital backend, som koteletter teleskop data til ultrathin frekvens skiver og poster det. Siemion sier Gjennombrudd Lytte er bakstykker er «størrelsesordener mer kraftig enn noe annet på nettstedet.»De instrumentene som er tilgjengelige for 100 timer hvert år til andre astronomer som er interessert i slike fine frekvens oppløsning., At tildeling er ofte overtegnes på Green Bank, Siemion sier, helt siden backend hjalp karakterisere den første gjenta rask radio sprekke.

prosjektet er å legge til et nytt, stort teleskop til sin blanding av samarbeid: Surikat, en Sør-Afrikansk utvalg av 64 retter hver 13.5 meter på tvers. I stedet for å kjøpe tid på tabellen, Gjennombrudd Lytte er å hanke inn data stream mens teleskopet observerer i sin ordinære mål—en prosedyre, kjent som commensal observere. «Du tar hva du kan få,» sier Camilo. «Når det fungerer, det er fantastisk.,»Commensal observere vil også bli lagt til Karl G. Jansky Veldig Stort Utvalg i New Mexico, arbeidshesten av AMERIKANSKE radio astronomy, i et prosjekt ledet av privatfinansiert SETI Institute.

Gathering datasett er en ting, scouring hauger av dem for fremmede meldinger er en annen. SETI forskere har lenge sett etter energi pakket inn i trange frekvens signaler—noe som er vanskelig for naturen og for å replikere, selv om astronomene nødvendig å ekskludere humanmade signaler., En test for å se om signalets frekvens driver over tid: En fremmed senderen ville være på et bevegelig planet, forårsaker en Doppler-skift. Hvis frekvensen er rock steady, er det sannsynlig til å være jordiske forstyrrelser. Tilsvarende, hvis signalet forsvinner når teleskopet beveger seg fra sitt mål, det er støy fra Jorden.

Men fremmede kan sende noe mer komplisert enn en enkelt kraftig merk. Hvordan kan du skanne SETI data for noe som virker unormalt eller rart? Forskere har prøvd å verve kunstig intelligens (AI), men det har ikke vært lett., En art av AI, naturlig språk algoritmer, kan gjenkjenne viktige ord i flyten av menneskelig tale—tenk på Amazon Alexa, eller tyvlyttere borte ved National Security Agency—etter å ha blitt trent på store tale datasett. Men det store antallet av smale frekvens-tv i SETI data forvirrer disse algoritmene.

Konvertering av data stream inn 2D-diagrammer som ligner bilder fungerer bedre, i hvert fall i tester som machine vision algoritmer plukket ut merkelige bilder fra en torrent av tilsvarende., «Vi er nødt til å gjette hva en anomali kan se ut og trene algoritmen for å se etter denne, eller se etter ting som ligner,» sier Steve Croft av UC Berkeley er SETI Research Center.

fokus på SETI søker har en tendens til å reflektere teknologi ganger. Radio var i sine glansdager når Drake startet. Men som lasere har vokst i kraft og raffinement, så har arbeidet med å oppdage fremmede laser signaler med såkalt optisk SETI.

Astronomer har gjennomført optisk søker med små teleskoper siden 1990-tallet. Gjennombrudd Lytte er å gjøre seg selv, med sine gang på 2.,4-meter Automatisert Planet Finder (APF) teleskop ved Lick Observatory i California. APF har vært skanne et eksempel på stjernene for å avstander opp til 160 lys-år, men vil nå arbeide gjennom en ny liste: stjerner med potensielt beboelige planeter som er identifisert av nasas Transitt Exoplanet Undersøkelsen Satellitt.

Andre er å utvikle teleskoper som ikke ville trenge å målrette enkelte stjerner. Den LaserSETI prosjektet, som er finansiert av SETI Institute, som er en samling av $30,000 miniobservatories, består av en off-the-sokkel fisheye linse, to kameraer, og elektronikk som ville samle lys fra hele himmelen. Den første ble installert siste året på et observatorium taket nord for San Francisco. Til slutt, institutt ønsker å installere 60 instrumenter verden rundt, for 24/7 dekning.,

LaserSETI er små teleskoper ville bare plukke opp et spesielt lys flash fra en nærliggende kilde. Shelley Wright av UC San Diego håper å se mye lenger med den Pulserende All-sky Nær-infrarøde Optisk SETI (PANOSETI), en all-sky teleskop i stand til å oppdage ultrashort laser pulser over alle optiske bølgelengder.

PANOSETI design inkluderer lynrask foton tellere følsom for pulser mindre enn en milliarddel av 1 sekund lengre. «Det er vanskelig for natur å gjøre det,» Shelley sier Wright. Det baserer seg på en Fresnel-linse, en type som brukes i fyr å fokusere lys inn i en smal stråle., Snudd, en Fresnel kan samle lys fra 10°-bredt oppdateringen av himmelen på fotonet tellere. Teamet er å bygge to jorden, hvert et utvalg av 80 teleskop med linser 50 centimeter over, bunched sammen i et fly øye arrangement. Planen er å side 1 par kilometer fra hverandre—for å hjelpe utrydde falske positiver—på Palomar-Observatoriet i California. Finansiert av Qualcomm medstifter Franklin Antonio, prosjektet har bygd fem teleskoper, men har blitt stoppet av COVID-19 pandemi.,

Så igjen, selv intelligente romvesener kan være for opptatt eller for sjenert til å sende meldinger til stjernene. Så SETI forskerne håper også å oppdage passiv tegn på teknologi. Folks ideer om hva du skal se etter ofte reflekterer sin tid: Vurdere det 19. århundre «oppdagelsen» av kanaler på Mars når kanalene fortsatt var en vanlig form for transport på Jorden. I 1960, midt i rask økonomisk vekst og bekymringer om energi mangel, fysikeren Freeman Dyson forestilte en avansert samfunn kan bygge en megastructure rundt en stjerne for å fange sin energi., Slike «Dyson sfærer» fortsetter å fascinere og ble foreslått som en forklaring på det merkelige dimmings av star KIC 8462852, kjent som Tabby Stjerne. I 2015, Jason Wright led et søk for glansen av Dyson sfærer i 100,000 nærliggende galakser, ved hjelp av data fra NASA ‘ s Wide-field Infrared Survey Explorer satellitt.

Technosignatures kan være mer subtile. I en ikke altfor fjern fremtid, ultrasensitive radio teleskop kan være i stand til å plukke opp bjelker av en radar, som de som brukes for luft trafikk-kontroll, fra en fjern exoplanet., Fremtiden optiske teleskoper kan avsløre gløden av en byens lys eller infrarød varme. Tung industri eller geoengineering kan forlate fingeravtrykk i en planetens atmosfære.

Bare å vite at vi er ikke alene … er noe som kan bringe oss sammen her på Jorden.

Dette arbeidet chime med søker for biosignatures, synlig merker at organisk liv kan gå ut på en exoplanet. «Linjen mellom technosignatures og biosignatures er uklare,» Sheikh sier. «Det er fornuftig å se på begge sider.,»I de bestemmer seg for å finansiere 2018 workshop på technosignatures, NASA følte at de kan bli diskutert på et bedre vitenskapelig grunnlag enn før,» sier Michael Nye, byråets nestleder førsteamanuensis administrator for forskning. Etter workshopen er ordlyden i NASA finansiering samtaler som hadde for noen år ekskludert SETI-relaterte forslag rolig forsvant.,

I juni, Jason Wright og hans kolleger har dratt nytte av den nye åpenhet når de ble tildelt et stipend for å modellere exoplanet atmosfærer og sette sammen et «bibliotek» av potensielle technosignatures, som astronomene kan se når observere eksoplaneter. Teamet vil første modellen chlorofluorocarbons—en forurensningskilde som ikke er produsert naturlig og enorme solenergi-systemer, fordi de ville forlate en åpenbar cutoff i den ultrafiolette delen av spekteret., «Hva vi skal se etter er ting som ikke kan unngås, sivilisasjon er manifestasjoner i biosfæren,» sier Adam Frank, føre etterforsker på grant ved University of Rochester.

Men selv etter en fanfare av Gjennombrudd Lytte, SETI er fortsatt langt fra et sentralt spørsmål for de fleste astronomer. I 2018, paneler av forskere, sammenkalt av National Academies of Sciences, Ingeniørfag og Medisin (NASEM) trakk opp strategier for NASA på astrobiology og eksoplaneter., De gjorde lite omtale av technosignatures og hadde ikke råd til NASA for å bruke noen penger på emnet, eller, mer generelt, SETI.

SETI-entusiaster sier at de prøver å unngå å bli stengt ute av en enda større NASEM innsats: sin decadal undersøkelse av astrofysikk, en gang-en-tiåret prioritering øvelse som er innflytelsesrike med finansiering etater og politikere. Undersøkelsen er grunn til å rapportere tidlig neste år. «Vi har gjort et stort trykk for å få decadal undersøkelse … eksplisitt å si at NASA og NSF trenger for å gi næring til dette feltet,» Jason sier Wright., Han og kolleger laget ni bidrag, kjent som white papers undersøkelsen, sammenlignet med et enkelt hvitt papir i forrige undersøkelse. Sheikh sier: «Det er tegn som tyder på at vinden er i ferd med å skifte.»

Men mange astronomer tror mer viktig jakten er for fremmed liv på en mer grunnleggende form, ikke høyere risiko søk etter teknologiske samfunn. «Vi er nødt til å investere i generelle spørsmål, sier Charbonneau, som co-leder for den NASEM panel som er utviklet av NASA exoplanet jakt strategi. «Hvis vi bare gå for premien og ikke finne noe, hva har vi lært av dette?,»

Mainstream astrobiologists håper decadal undersøkelsen vil gi tommelen opp til det Store UV/Optisk/IR Takstmann, eller LUVOIR, et forslag NASA space telescope så mye som seks ganger større enn Hubble-Teleskopet. Det ville granske beboelige planeter for biosignatures og beregne brøkdel av dem som støtter liv—et annet begrep i Drake-ligningen. «Den fremgangen vi har gjort som forskere følger vilkårene i Drake-ligningen i orden, sier astrobiologist Shawn Domagal-Goldman av NASA Goddard Space Flight Center. «At fremgangen kunne føre til et søk etter technosignatures., Jeg kunne se LUVOIR blir brukt for å gjøre det, selv om det ikke er utviklet for slike søk.»

Jason Wright, imidlertid, mener den potensielle utbetalingen av SETI er bare for fristende å sette av søk. I juli, han og hans kolleger rapporterte «oppdagelsen plass»—alle mulige steder, frekvenser, følelser, båndbredde, tidspunkter, polarizations, og moduleringer—at SETI radio undersøkelser har så langt utforsket. Resultatet: Hvis hele discovery plass er representert ved verdens hav, SETI har så langt søkt volumet av et boblebad.,

Milner synes klar til å støtte minst et par mer SETI boblebad. Han sier at han ønsker Gjennombrudd Lytte til fortsett forbi 2025, når hans innledende finansiering går ut. «Det er en av de mest eksistensielle spørsmål i universet vårt,» sier han. «Bare å vite at vi er ikke alene … er noe som kan bringe oss sammen her på Jorden.”