На протяжении 21 года, в период с 1999 по 2020 год, миллионы энтузиастов по всей планете предоставляли ресурсы своих персональных компьютеров сотрудникам Калифорнийского университета в Беркли. Целью этого масштабного объединения был поиск следов высокоразвитых цивилизаций в нашей галактике. Проект, получивший название SETI@home, стал одним из самых знаковых примеров краудсорсинговых исследований в эпоху становления интернета. Участники устанавливали специальное ПО, которое в фоновом режиме анализировало радиоданные, полученные ныне утраченной обсерваторией Аресибо в Пуэрто-Рико. Итогом этой работы стали 12 миллиардов обнаружений — специфических энергетических всплесков на определенных частотах.
Спустя десять лет кропотливой обработки результатов команда проекта завершила финальный этап фильтрации. Из миллиардов первичных данных был отобран миллион наиболее вероятных кандидатов, а затем — 100 сигналов, требующих детального изучения. С июля прошлого года эти цели исследуются с помощью китайского радиотелескопа FAST. Хотя сооснователь проекта Дэвид Андерсон не питает иллюзий относительно быстрой поимки сигналов «чужих», он подчеркивает, что SETI@home позволил достичь нового порога чувствительности в астрономии. Даже если инопланетный разум не будет обнаружен, ученые получили бесценный опыт и выявили системные ошибки, которые помогут будущим проектам по обзору небосвода.
Методология фильтрации и борьба с помехами
Основным вызовом для астрономов и программистов стали земные помехи (Radio-Frequency Interference), которые генерируются спутниками, телевещанием и даже бытовой техникой. Как отмечает директор проекта Эрик Корпела, алгоритмы должны быть достаточно совершенными, чтобы отсеивать техногенный шум, не пропустив при этом настоящий сигнал от далекой звезды. Чтобы проверить эффективность своих инструментов, исследователи использовали метод слепого тестирования: в общий поток данных было внедрено около 3000 искусственных сигналов, так называемых «птичек». Способность системы обнаружить эти фальшивки и легла в основу расчета итоговой чувствительности проекта.
Согласно гипотезе ученых, внеземная цивилизация, скорее всего, будет использовать мощный узкополосный маяк для привлечения внимания, транслируя его на частоте 21 сантиметр (линия 21 сантиметр, также известная как линия водорода или линия HI, — это «золотой стандарт» в радиоастрономии), так как именно за этой областью спектра чаще всего наблюдают земные астрономы. Предполагается, что после обнаружения такого «маркера» можно будет найти более широкие каналы передачи данных поблизости. Хотя SETI@home пока не нашел подтвержденных техносигнатур, его масштаб поражает: по первоначальным планам Дэвид Андерсон рассчитывал привлечь 50 000 волонтеров, но в итоге их число превысило миллион, что позволило провести научную работу невиданного прежде объема.
Технологическое наследие и перспективы проекта FAST
Фундаментом проекта стала концепция распределенных вычислений, предложенная бывшим студентом Андерсона Дэвидом Геди. Это позволило обойтись без использования дорогостоящих суперкомпьютеров, разделив сложные задачи на мелкие блоки для домашних ПК. Благодаря «комменсальным» наблюдениям в Аресибо, когда данные записывались параллельно с другими исследованиями, ученым удалось охватить треть небесной сферы и миллиарды звезд Млечного Пути. Для поиска сигналов использовалось дискретное преобразование Фурье, учитывающее эффект Доплера и дрейф частоты, вызванный движением Земли и самого источника сигнала.
Финальный отсев проводился на вычислительном кластере Института гравитационной физики Макса Планка в Германии. Из огромного массива данных были выделены наборы обнаружений, приходящиеся на одну и ту же точку пространства и частоту. Теперь 100 лучших кандидатов изучаются телескопом FAST, чья чувствительность значительно превышает показатели Аресибо. Каждый участок неба сканируется в течение 15 минут.
Несмотря на формальное завершение активной фазы SETI@home в 2020 году, его технологическая база продолжает жить. Созданная Андерсоном платформа BOINC успешно применяется в таких проектах, как Rosetta@home (биология) и LHC@home (физика элементарных частиц). Эрик Корпела уверен, что формат гражданской науки актуален и для современных данных с телескопа FAST, особенно учитывая возросшие скорости интернета. В будущем ученые надеются найти финансирование для повторного, более совершенного анализа архивов SETI@home. Учитывая ошибки прошлого и ограничения компьютеров образца 1999 года, исследователи допускают, что искомый сигнал «чужих» всё еще может прятаться в необработанных слоях старых данных.
Источник: UC Berkeley