18新利最新登入SETI是如何工作的

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SETI是一个非常有争议的科学的努力。mikulas1 /盖蒂图片社

我们在宇宙中孤独吗,还是有智能生物与我们能沟通吗?我们可能永远不会知道如果我们依赖太空旅行——之间的距离星星难以想象的巨大,我们的最先进的思想空间火箭,如光推进,核能发展,太阳帆物质反物质发动机多年远离成为现实。

18新利最新登入我们如何探测外星的迹象(ET)的生活?一种方法是基本上偷听任何来自地球外的无线电通讯。广播不仅是一个廉价的沟通方式,而且科技文明的标志。人类已经无意中宣布自1930年代以来出现的方式无线电波电视广播每天,从地球旅行到外太空。

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寻找外星智慧每天(SETI)是由专门的科学家。在电影中“接触”跟艾伊莉•亚罗威,朱迪·福斯特的性格,与几家大型射电望远镜搜索天空。当她收到广播消息从一个遥远的星球,人类有深远影响。

SETI是一个非常有争议的科学的努力。一些科学家认为,它是一个完整的浪费时间和金钱,而其他人认为检测信号的外星人将永远改变我们对宇宙的看法。在本文中,我们将检查SETI计划。我们来看看射电望远镜的工作原18新利最新登入理以及它们如何用于SETI搜索,发现外星生命的可能性是什么,可能会发生如果或当这样一个信号检测以及如何参与SETI自己。

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搜索天空

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无线电频谱显示窗口,或“水坑”,在18新利最新登入微波频段

宇宙是一个非常大的地方。18新利最新登入你怎么能最好的搜索的无线电信号等的巨大的天空吗?有三个基本的困境:

  • 18新利最新登入如何搜索如此大面积的天空
  • 收音机里拨寻找外星人在哪里
  • 18新利最新登入如何充分利用有限的无线电天文望远镜的资源可供搜寻地外文明计划

大与小的天空

因为天空是如此之大,SETI搜索两种基本的方法:

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  • 大视场搜索——在这个方法中,你调查大量的天空,一次一个信号。大视场搜索可以搜索整个天空在短时间内的低分辨率。18新利最新登入然而,如果检测到信号时,很难找到确切的来源没有后续高分辨率搜索。
  • 有针对性的搜索——在这个方法中,你让密集的有限数量的调查(1000 - 2000)的太阳星星为等信号。小范围的目标搜索允许更详细的调查,我们认为可能是可能的位置等,如恒星与行星和条件有利于我们知道它的生命。18新利最新登入然而,这种方法忽略了大部分的天空和可能产生什么如果猜测是错误的。

频率是多少?

当你在一个陌生的地方,想找到一个站在广播你的车,你必须把表盘直到你接东西,或按“搜索”或“扫描”按钮如果你的收音机有这些特性。嗯,问题是,可能等广播?SETI科学家这也许是最大的挑战,因为有太多的频率——“数十亿”,引用卡尔·萨根。宇宙充满了无线电噪声从自然现象,就像夏天的夜晚充满了蟋蟀的声音和其他昆虫。幸运的是,自然会提供一个“窗口”的无线电频谱背景噪音低。

在1 - 10-gigahertz GHz的频率范围,有一个急剧下降背景噪音。在这个地区,有两个频率是由兴奋引起的原子或分子:1.42 GHz,由于氢原子,1.65 GHz,由羟基离子引起的。因为氢和羟基离子成分的水,这个区域被称为水的洞。许多SETI研究原因,等了解这个地区的频率和故意广播,因为噪音低。如此,大多数SETI搜索协议包括这个区域的光谱。虽然其他“神奇”提出了频率,SETI研究人员尚未达成共识,这些频率搜索。

另一种方法不限制搜索,任何一个小的频率范围,而是构建大型multichannel-bandwidth信号处理器,可以同时扫描数百万或数十亿的频率。许多SETI计划使用这种方法。

无线电天文望远镜的资源有限

射电望远镜的数量在世界上是有限的,和SETI研究人员必须与其他时间射电天文学家在这些乐器。这个问题可能的解决方案有三种:

  • 进行有限的观察运行在现有射电望远镜
  • 进行SETI的无线电数据分析收购其他射电天文学家(肩扛寄生虫的搜索)
  • 建立新的完全致力于SETI研究射电望远镜

SETI的研究已经由“租”时间现有射电望远镜。这样是在电影“接触”。In the real world,凤凰城项目(只针对SETI搜索)租时间Parkes射电望远镜在澳大利亚,140米在绿色银行望远镜,西维吉尼亚州和波多黎各阿雷西博射电望远镜。项目凤凰的牵引式挂车信号分析设备,它高度的望远镜搜索。

锡兰项目运行一个额外的接收器到射电望远镜(阿雷西博)由他人使用。锡兰的研究人员通过分析信号从感兴趣的目标。望远镜项目锡兰利用大量的时间,但其研究人员没有控制目标是研究并不能进行后续研究来确认可能等信号。

艾伦望远镜阵列是一个新的射电望远镜由搜寻地外文明研究所。旧金山位于东北“无线电安静区”的加州大学伯克利分校的帽子溪天文台,数组将完全致力于搜寻地外文明计划,使用数百或者数千backyard-type卫星天线收集无线电信号干涉测量法(见章节菜的天空在射电望18luck手机登录远镜)的信息。艾伦望远镜阵列预计将耗资约2600万美元。

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艾伦望远镜阵列(上图:原型seven-dish数组;底部:艺术家完成了数组的概念)
照片由赛斯肖斯塔克/ SETI研究院
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艾伦望远镜阵列(上图:原型seven-dish数组;底部:艺术家完成了数组的概念)
照片由赛斯肖斯塔克/ SETI研究院

SETI计划

几个SETI项目自1960年以来一直在进行。一些主要的有:

  • 奥兹玛项目——第一个SETI搜索,由天文学家弗兰克德雷克在1960年
  • 俄亥俄州立大耳朵SETI项目——在1973年推出,检测到一个简短但未经证实的信号称为哇!在1977年和1997年被关闭信号为一个高尔夫球场
  • 项目锡兰——由1979年的加州大学伯克利分校
  • 美国国家航空航天局,8经(高分辨率微波调查)——NASA在1982年发起和停止在1993年美国国会削减资金
  • 项目元(Mega-channel外星分析)——哈佛大学在1985年推出搜索840万0.5 hz频道
  • COSETI(哥伦布光学SETI)——在1990年推出第一光学SETI搜索激光信号等
  • 项目测试(Billion-channel外星分析)——哈佛大学在1995年推出搜索数十亿的通道
  • 凤凰城项目——在1995年推出,SETI研究院NASA SETI工作的延续
  • Argus项目——在1996年推出,SETI联盟的全天调查项目
  • 南部锡兰于1998年在澳大利亚推出,捎带项目搜索南方的天空
  • 搜寻地外文明计划——提供截至1999年,使用家用电脑屏保程序分析SETI数据

在这些和其他SETI项目的详细信息,请参见链接在本文的最后。

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联系

如果检测到信号,有一系列步骤来确认信号是外星:

  1. 射电望远镜是移动目标(离轴)的信号应该消失,它应该返回当把望远镜指向目标。这证实信号是来自天文望远镜的视场。
  2. 已知地球或近地来源,如卫星,必须排除发起者的信号。
  3. 已知天然外星来源,如脉冲星和类星体,必须排除。
  4. 信号必须由另一个射电望远镜确认,最好是在一个不同的大陆。

一旦确认了一个信号,有非常具体的步骤,必须遵循在释放这些信息18luck手机登录SETI研究院:原则宣言》关于活动后发现外星智慧详情)。电影《接触》有很好的描绘等信号的检测和后续事件。

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的可能性是什么我们会发现外星人的信号?为了解决这个问题,天文学家弗兰克·德雷克介绍一个方程来计算的数量等文明1961年在银河系。现在的方程,称为德雷克方程认为,天文、生物和社会因素的估计:

地点:

  • N——交际文明
  • R*——平均利率形成的恒星在星系的生命周期(每年10 - 40)
  • fp恒星与行星的一部分(0 < fp< 1,估计0.5或50%)
  • ne——平均每个行星系统的地球行星数量(0 < ne< 1,估计0.5或50%)
  • fl——可以让生命发展的行星(0 < fl< 1,估计1或100%)
  • f——生命的一部分,发展智力(0 < f< 1,估计0.1或10%)
  • fc——一部分星球智慧生命发展技术如无线电(0 < fc< 1,估计0.1或10%)
  • l——交际文明的生命年(估计是高度变量,从数百到数千年,大约500年例如目的)

德雷克方程有非零值的分数在0和1之间。前三个条件方程的右边是天文术语。接下来的两个是生物学术语。最后两个是社会学的术语。

德雷克方程一直是SETI研究的指导方针。N的值被计算从数千到数十亿文明星系中,根据其他值的估计。

如果我们使用上面列出的估计,并决定R*= 40,德雷克方程变成了:

如您所见,德雷克方程的结果是高度依赖于您所使用的值,和N的值被计算在1到数千人。SETI的某些方面和一般的天文研究一直致力于收集数据可靠的估计方面的德雷克方程,如太阳系外行星的数量。看到链接部分德雷克方程的更多细节。

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搜寻地外文明计划,你

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络,屏幕(图像的放大图)

1999年,加州大学伯克利分校的科学家丹Werthimer和大卫·p·安德森在项目锡兰。他们认识到的一个限制因素分析的数据使用的阿雷西博菜锡兰是可用的计算能力。而不是使用一个或多个大型超级计算机来分析数据,许多较小的台式电脑可以用来分析数据在互联网上的小块。他们设计了一个屏幕保护程序叫做搜寻地外文明计划的程序,可以在互联网上下载从加州大学伯克利分校和驻留在一个参与者的家用电脑。程序可以在住宅或屏幕保护程序工作。

这个项目是如何18新利最新登入工作的:

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  1. 收集的数据是在波多黎各阿雷西博菜肴,在目前进行的项目锡兰。
  2. 数据存储在磁带或磁盘上随着笔记的观察,例如日期,时间,天空对接收设备坐标和笔记。
  3. 数据被分成小块(约107——第二块),台式电脑可以使用。
  4. 搜寻地外文明计划项目在你的电脑下载一块来自加州大学伯利克分校的计算机服务器的数据。
  5. 你的电脑分析下载数据的块根据搜寻地外文明计划的算法程序。需要10到20个小时来分析数据,根据计算机的微处理器和数量的内存
  6. 完成后,你的电脑上传结果京服务器和旗帜在分析任何可能的冲击。
  7. 上传后,你的电脑从服务器请求的另一块数据,这个过程仍在继续。

屏幕保护程序分为三个部分:数据分析窗口(左上)、数据/用户信息(右上),frequency-power-time图数据的分析(底部)。18luck手机登录块的数据分析了通过多种渠道传播数据使用数学技术快速傅里叶变换(FFT)。如果数据是随机的,那么所有的信号通道相等。如果一个信号(斯派克),然后一个或多个FFT通道将高于其余脱颖而出,超过一定阈值功率级。接下来,这个项目看起来任何尖峰的频率是否稍微转向其他频率,这种转变将是由地球自转引起的,表明的是外星起源的。最后,自从阿雷西博菜是静止的,与地球的自转不跟踪对象——一个外星人信号漂移盘表面,从边缘到中心优势,随着时间的推移和飙升的情节将会看起来像一个钟形曲线。程序测试曲线峰值是否适合。如果满足这三个条件,程序伯克利大学的旗帜为以后分析的信息。18luck手机登录

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搜寻地外文明计划的数据分析窗口

屏幕的数据/用户信息部分包含18luck手机登录笔记的观测得到的数据块,以及笔记用户。

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数据/用户信息搜寻地18luck手机登录外文明计划部分的屏幕
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搜寻地外文明计划图窗口的屏幕

图形屏幕允许用户看到第一眼的感觉分析的进展。程序记录所有观察到的峰值和继电器信息回到加州大学伯克利分校进行进一步分析。18luck手机登录每个数据集是由两个用户独立处理确证。如果飙升通过可能的标准信号,那么其他SETI项目将更详细地检查坐标来证实这一发现。

络,一台电脑和互联网连接,您可以参与SETI研究。到目前为止,搜寻地外文明计划网站每天收到一百万的点击量,100000独立访客。

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SETI的未来

看来,公众对SETI研究非常感兴趣,如果感兴趣可以衡量货币支持的私人基金会SETI研究院和SETI联赛和参与搜寻地外文明计划。SETI的未来看上去很光明,发展在以下方面:

  • 新SETI项目将利用无线电频谱的其他领域,如微波地区。
  • 技术进步的个人电脑和互联网的力量,可能会有更多参与seti项目以及其他的发展分配权力计算程序。
  • 新射电望远镜,像艾伦望远镜阵列,将建为独家SETI研究。
  • 使用相对廉价的,现成的技术,如卫星天线,计算机和电子设备、业余爱好者可以实现他们自己的SETI项目。一个这样的业余项目项目小鹿斑比(鲍勃和迈克的大型投资)。
  • 因为外星人可能发送光信号以及或无线电信号,而是更多的光学SETI计划可能涌现。寻找光信号从太阳周围等星星,最好的红外部分频谱,明星的背景光可能更不突兀,如下所示:18新利最新登入从类太阳恒星光谱的光,显示在可见光和红外激光信标会高于背景光闪耀。18新利最新登入其中一个叫做光学SETI计划COSETI(哥伦布光学SETI)。

现有智能生命在宇宙中其他地方的可能性是人类几千年来一直感兴趣的问题。我们目前在我们的技术已经足够先进检测信号等,甚至广播明星自己的信号。在科技飞速发展和SETI的兴趣越来越浓,我们可能会接近发现,古老的问题的答案,“智慧生命存在?”

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菜的天空

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干涉仪结合来自多个射电望远镜的图像使图像看起来就像是从一个大盘子。

如果通过无线电通信等,我们如何检测这种信号?18新利最新登入一波又一波的无线电信号,如可见光,红外线(热)和x射线。但无线电信号波长比这些其他形式的光。检测等无线电信号,你使用射电望远镜。射电望远镜是一个无线电接收器相似广播你在你的房子或汽车。它有以下部分:

图的部分射电望远镜(卡塞格伦望远镜设计)。

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悬停在标签每一块的上门服务。

  • ——一个抛物面反射器(“桶”)收集无线电波和带来他们的关注(像一面镜子反射式望远镜)。图是一个望远镜卡塞格伦望远镜设计,它使用一个sub-reflector(如二次镜反射式望远镜),饲料喇叭把这道菜背后的无线电波的关注。
  • 天线-金属装置(通常是直或线圈)位于射电望远镜的焦点。它将无线电波转换成电流调到正确的频率由于无线电波引起的运动电子在天线。噪声的电子射电望远镜天线,调谐器,放大器,通常与液氮或液态氦冷却减少随机电流,或噪音。噪声越低,就越容易检测弱信号。
  • 调谐器——电气设备,分离单个无线电信号从数千进入天线。调谐器调整天线的频率匹配之间的特定频率的无线电波。SETI使用多道分析器,可以同时优化多个频率。
  • 放大器-电气设备,增加弱电流的强度由于传入的无线电信号。
  • 数据记录器——开发磁带或数码设备,存储的信号放大器。
  • 辅助数据工具——额外的设备编码的数据磁带信息18luck手机登录干涉测量法(见下文)。这些工具包括GPS接收器记录的位置准确时间符号的射电望远镜和设备。
  • 电脑——电脑是用来获取和分析数据,以及控制望远镜的动作。
  • 机械系统- - - - - -齿轮汽车在水平和垂直轴和跟踪点这道菜。

一般来说,大型射电望远镜让你检测弱信号和解决他们,所以,盘子越大,分辨率越大的信号。18新利最新登入然而,大盘子是困难和昂贵的构建和维护。为了解决这个问题,射电天文学家使用技术干涉测量法。干涉法结合的信号从几个小射电望远镜的大面积铺开达到相当于一个大盘子在同一区域(有关详细信息,请参阅下一个页面上的链接在干涉法)。

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