viernes, 22 de diciembre de 2006

SETI@Home I

El proyecto SETI@Home (Search for Extraterrestrial Intelligence at Home) es un proyecto de la Universidad de Berkeley cuyo objetivo es coordinar la búsqueda de inteligencia extraterrestre.

Aunque hasta aquí esto pueda parecer sacado de algún programa de Iker Jiménez, en realidad, el proyecto es serio.

No se busca inteligencia al tuntún, sino que buscan un tipo de inteligencia muy concreto: aquél capaz de tener una tecnología que permita enviar señales de radio al espacio.

Nosotros mismos somos una civilización capaz de eso. En realidad, no las mandamos al espacio exterior de forma deliberada. Pero estamos transmitiendo ondas de radio constantemente, y una buena parte acaba perdida en el más allá.

Los focos más potentes de señales de radio enviadas por nosotros son las emisoras de radio y televisión, y también los radares civiles y sobre todo, los militares. Estas señales, aunque destinadas la mayoría a alcanzar la superficie terrestre, se transmiten con muchísima potencia, que atravesando la atmósfera terrestre, se escapa y empieza a viajar.

En caso de que haya una civilización como la nuestra cerca, en teoría podríamos recibir sus señales de radio.

Para recibirlas, se emplean los mayores radiotelescopios existentes. Un radiotelescopio es simplemente una parabólica gigante, o muchas unidas, y una tecnología de recepción y control de los equipos lo más perfecta posible.

En el caso del proyecto SETI@Home, se utiliza el radiotelescopio de Arecibo, el mayor existente. De hecho, es tan grande que está construido en un valle de Puerto Rico, ocupando el valle por completo. La parabólica no se puede mover, y lo que se mueve es el receptor que flota sobre la parábola, donde luego se recogen las señales.



He dicho al principio que el proyecto SETI@Home coordina la búsqueda. Y si ellos sólo coordinan, ¿quién busca realmente? Pues los internautas que voluntariamente quieran hacerlo.

Procesar digitalmente las señales recibidas requiere mucha capacidad de cálculo, horas de CPU. Es decir, el ordenador debe pasarse horas y horas (o años y años) calculando y procesando un trocito pequeño de datos.

Se requiere demasiado tiempo para que un proyecto individual pueda hacerlo. Así que se recurre a pedir ayuda a los navegantes. Puedes instalarte una aplicación que ellos te proporcionan, instalarlo en tu PC y automáticamente la aplicación se conectará al proyecto, cogerá trocitos de datos y se pondrá a analizarlos. Los resultados que calcule se devolverán al servidor, que será el encargado de decidir si has encontrado algo interesante o no.

Sin embargo, se nos presentan muchos problemas con lo que recibimos. Algunos los hemos superado, o al menos, conocemos sus limitaciones. Otros nos pueden jugar una mala pasada. Paso a comentar algunos y cómo solucionarlos o esquivarlos.

  • El espacio está lleno de señales de radio. Éstas se generan de manera natural en los diversos fenómenos astronómicos: radiación de fondo que queda de la creación del universo, quásares lejanos, púlsares, nubes de gases interestelares, estrellas (especialmente nuestro Sol por su proximidad...). La tarea de buscar señales artificiales entre tanto ruido natural no es fácil. Por ello, la búsqueda se limita a señales que no pueden ser generadas de forma natural: ondas continuas, de frecuencia constante.
  • Las señales llegan muy débiles, tras tanto viaje. Se considera que con nuestra tecnología actual, si existiera otro planeta idéntico a la tierra, con la misma civilización, emitiendo las mismas señales, sólo lo oiríamos si estuviera a menos de 50 años luz. No es mucho, así que esperemos que ahí fuera emitan con más potencia.
  • Nuestra atmósfera bloquea parte de las ondas de radio. Contra esto hay dos soluciones: salir fuera de la atmósfera (inviable de momento, los radiotelescopios son enormes) o simplemente, escuchar en la parte que atraviesa la atmósfera, y confiar en que esa zona tampoco se bloquee en el planeta vecino.
  • Hay muchas señales artificiales en la Tierra que pueden confundir. Se ha hecho un intento por parte de organismos internacionales para que una zona de la banda de radio no se utilice nunca, que se limite a fines de radioastronomía. Huelga decir que esto no se respeta, y al final esta banda se usa por países que no firman estos acuerdos o por gobiernos de países que sí lo hacen de boquilla y luego "pasan". Estados Unidos, por ejemplo, ha utilizado estas bandas con fines militares. La única forma de evitar esto es escuchar un mismo punto del cielo en varias ocasiones, y viendo si la señal se repite. El segundo paso es comprobar si otro observatorio en otro lugar del mundo también lo oye. Entonces podría descartarse un origen terrenal.
La clave es el primer punto: se buscan señales de frecuencia constante. Se cree que este tipo de señales no se producen de forma natural, así que si se oyen, hay que prestarlas atención.

No todo son problemas. Afortunadamente, las señales continuas también son las más fáciles de detectar. Existen algoritmos para buscar específicamente estas señales (que se remontan a más de 200 años, con otro uso original que nada tiene que ver con los marcianos).

Este proceso de datos, llamado Transformada rápida de Fourier (FFT), permite pasar del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia.

Me explico (para que Lau no se pierda mucho): una señal grabada, normalmente está en el dominio del tiempo. Podemos ver cómo cambia a medida que pasa el tiempo. Ahora sube, ahora baja... por ejemplo, si medimos la temperatura de la casa cada hora y hacemos una gráfica, está en el dominio del tiempo.

Con la FFT se puede pasar al dominio de la frecuencia. Es decir, cómo cambia la señal con la frecuencia. Técnicamente hablando, cómo se reparte la energía en cada frecuencia.

Siguiendo con el ejemplo de las temperaturas. Si tomamos las temperaturas cada hora durante un año, en el dominio de la frecuencia se verá que hay ciclos. Uno clarísimo es cada día. Cada día la temperatura sube, baja, sube, baja... La FFT nos permite encontrar esto: la frecuencia de los cambios.

¿Y qué es una señal de frecuencia fija? Precisamente eso, que cambia con una frecuencia exacta y constante, siempre igual. Y esto es exactamente lo que busca la FFT. Así que si grabamos una señal del espacio y le hacemos la FFT, veremos claramente si hay una señal constante.

Confiamos en las señales constantes porque son el tipo que generamos nosotros. Las emisoras de radio y TV las emiten, aunque me permito comentar que sólo las analógicas, y con matices. Las señales digitales no suelen transmitir señales constantes.

La transformada se llama "rápida", y realmente lo es. Sin embargo, hay que hacerla muchas veces, muchísimas en realidad, por eso un único ordenador no es capaz de hacerlo y se recurre a dividir el trabajo (divide y vencerás).

No me voy a alargar más en este post. Dejo para más adelante los detalles de cómo se graban y procesan las señales, aunque ya aviso que será un poquito más técnico.

Un saludo.

2 comentarios:

Luis y Laura dijo...

¡Interesante! Este post me ha gustado mucho... gracias por las explicaciones.

Besetes
Lau

Anónimo dijo...

Buenas Nacho!!!

Me ha parecido muy interesante tu explicación. Es muy curioso. Lo que no se si estoy seguro es de condenar a mi ordenador a que se pase el rato haciendo transformadas. jajaj.

Un saludo.

merino