viernes, 29 de diciembre de 2006

SETI@Home II

En el post anterior sobre SETI@Home me quedé a punto de contar cómo se graban las señales.

Ya dije que el radiotelescopio utilizado para SETI@Home es el de Arecibo. Es el más grande, y también el más solicitado.

¿Cuáles son las ventajas de ser grande? Burro grande, ande o no ande. Pero en este caso sí que anda.

Hay dos ventajas claras de una parábola grande. La primera es bastante obvia: cuanto mayor sea su tamaño, mayor sensibilidad tiene. Es decir, mejor escucha las señales débiles. En radioastronomía esto es especialmente interesante, ya generalmente todas las señales son muy débiles.

Estos radiotelescopios se usan para oír púlsares (estrellas de neutrones que giran a gran velocidad. Desde tierra se ven fogonazos según giran), nubes de gases interestelares (según su composición, emiten en diferentes frecuencias), estrellas de todo tipo, quásares, etc, etc. Y si hay suerte, algún día escucharán una emisión de una inteligencia extraterrestre. Así que mejor tener buen oído.

La segunda ventaja de una antena grande no es tan obvia. La forma parabólica de la antena se usa como una trompetilla para recibir. Concentra las señales de una dirección en un receptor. Cuanto mayor es la parábola, ya lo he dicho, más escucha. Pero además apunta mejor. Es decir, recibe señales de un punto concreto del espacio, y no de los alrededores.

Cuando miramos por un telescopio de luz, vemos toda una imagen. Si "miramos" por un radiotelescopio veremos sólo un punto, como si en un telescopio de luz tapáramos todo y sólo dejáramos un agujerito en el medio.

Para formar una imagen con un radiotelescopio hay que "barrer" el cielo, es decir, se mueve poco a poco y se va guardando, como haríamos con una pequeña linterna en una habitación grande. Así pueden sacarse imágenes de regiones del cielo.

Cuanto mejor se apunte, más precisión tendrá el mapa. Si se apunta mal, la imagen es borrosa.

Existe una técnica llamada interferometría, capaz de simular una antena grande a partir de muchas pequeñas. Al menos, en lo que a resolución se refiere. Son los conocidos arrays de antenas que pueden verse en algunas películas como Contact.



Pero como en sensibilidad no mejora mucho, para SETI no van tan bien.

Espero haber explicado bien por qué la antena de Arecibo es la mejor que tenemos para buscar señales extraterrestres.

He dicho que la antena está muy solicitada, y hay largas colas de espera para poder usarla. Buscar inteligencia extraterrestre no es muy prioritario, así que no se le concedería mucho tiempo.

Sin embargo, no lo necesita. Se ha ideado un método en el que la antena puede usarse cuando no la usa nadie, es cualquier rato muerto.

Se tiene conectado un receptor de radio siempre en la antena (se pueden poner varios, así que esto no es un problema). Y se graba sólo cuando la antena no se está moviendo, cuando está quieta.

Y si se está quieta, ¿quiere decir que siempre apunta al mismo sitio? Pues no. Si está quieta, en realidad se mueve a la misma velocidad que la Tierra, por tanto, lentamente, barre el cielo. Basta con grabar todo lo que se reciba en esos momentos (que no son pocos) y por supuesto, registrar automáticamente qué parte del cielo está pasando por delante, para tener una referencia.

Esto de aprovechar los ratos libres y no mover la antena, en realidad, es muy conveniente.

He dicho antes que la antena de Arecibo apunta muy bien. Supongamos que hay una señal muy alejada que llega hasta la Tierra. Si la antena, en su movimiento con la Tierra, señala ese punto, lo que se oirá será que poco a poco, a medida que la antena apunta, la señal aumentará. Llegará a un máximo, y poco a poco se "desapuntará" hasta perderla. Si se dibuja la potencia que oímos, se forma una curva llamada campana de Gauss.

Aquí se puede ver esa campana, sacada directamente del software de SETI@Home.


En rojo, la señal recibida (como se ve, muy ruidosa). En blanco, la curva de Gauss que mejor se adapta a la señal recibida.

Puede ocurrir que la antena nunca apunte directamente a la señal. En ese caso, la señal será más débil de lo que podría ser si se mirase directamente. Pero lo importante, que es la forma de la campana, no cambiaría. Como realmente no sabemos cuan fuerte será la señal si algún día se oye, esto no es un problema.

Podemos ver el símil de un barco en el mar que ve un faro. El faro gira con el foco apuntando hacia adelante. Pero el foco no es perfecto, además de apuntar directamente hacia adelante, emite algo de luz a los lados, así que desde lejos se verá una luz que crece, llega a un máximo, y se desvanece.

En el caso de Arecibo, desde que se empieza a oír hasta que se desvanece, pasan 12 segundos.

¿Y qué tiene de bueno esto para SETI? Pues es una herramienta clave para discernir señales extraterrestres, o interferencias en Tierra. Cualquier señal que no siga exactamente la curva de subida y bajada que tiene la antena, no proviene del espacio y puede ser descartada sin miramientos.

Podría darse el caso de que la señal extraterrestre no sea estable, que también varíe. En ese caso, si la variación es aproximadamente igual a la de 12 segundos de Arecibo, probablemente se descartará.

Así pues, los artífices de SETI@Home han podido sacar provecho al problema de no disponer de Arecibo todo lo que les gustaría.

Las señales grabadas se almacenan en cintas magnéticas (sí, en estos tiempos, ya que estamos hablando de varios terabytes, millones de megabytes) y se envían a la universidad de Berkeley. Allí se hacen trocitos pequeños y se mandan a los clientes para que los procesen en sus casas.

Pero esa parte da de sobra para otro post.