Une colonne, par Alan Stahler

(de la Grass Valley Union)

En réalisant qu'un ordinateur pourrait aussi bien faire quelque chose durant son temps libre, des centaines de milliers d'ordinateurs personnels (et leurs possesseurs) sont impliqués dans la recherche d'intelligence extra-terrestre (SETI).

Le temps d'écoute d'un télescope est onéreux. Avec des centaines de milliards d'étoiles dans notre galaxie, le coût d'une telle recherche deviendrait rapidement astronomique.

Deux organismes vivant ensembles sont en symbiose. Si un organisme tire profit des dépenses de l'autre, la relation symbiotique est parasitaire ; si les deux tirent profit de la collaboration, cette relation est mutualiste ; si un seul tire profit tandis que l'autre n'est ni aidé ni géné, elle devient opportuniste.

En analysant des signaux radio que les astronomes doivent collecter de toute façon pour d'autres projets, SETI@home est un projet SETI opportuniste.

D'une façon peu différente d'un annonceur diffusant une publicité commerciale, si une civilisation souhaitait maximiser les chances que quelqu'un entende son signal, elle devrait le diffuser à une fréquence ayant le plus grand nombre d'auditeurs.

Plus de 90 % des atomes de l'univers sont ceux de l'hydrogène, la forme la plus simple qui soit. L'hydrogène chaud émet un joli rayonnement rougeâtre, en s'ionisant sous forme d'un simple proton chargé et d'un électron libre ; il peut ensuite fusionner à de hautes températures dans des réactions thermonucléaires produisant des ondes radio-électriques de forte énergie, mais quantitativement significatives uniquement dans la couronne gazeuse des étoiles souvent très éloignées, où cet hydrogène se concentre avant de précipiter la plus grande partie des éléments lourds produits au coeur des étoiles ; mais la plus grande partie de l'hydrogène est froid comme de la pierre, et sombre. Heureusement, même l'hydrogène neutre et froid émet des ondes radio, à la fréquence de 1419 mégahertz (MHz.)

Le signal radio FM de KVMR vibre à 89,5 MHz ; pour capter l'hydrogène neutre, vous devez vous placer bien au dessus de la bande FM, dans la région micro-ondes du spectre. Une onde radio transmise par KVMR mesure environ 11 pieds, soit 335 centimètres ; l'onde de l'hydrogène est plus courte à environ 8 pouces 1/3, ou 21 cm. S'il y a bien une longueur d'onde sur laquelle se cale tout radio-astronome dans l'univers, c'est bien les 21 cm.

Quoi qu'il en soit, les ondes radio sont beaucoup plus longues que les ondes lumineuses (une onde orange-rouge d'un tube néon signalétique mesure 25 millionièmes de pouce, soit 635 nanomètres ou 63,5 millionièmes de cm), aussi les radio-télescopes doivent être également beaucoup plus large que les télescopes optiques pour espérer en récupérer une partie significative. A Arecibo, sur l'île de Puerto Rico, les astronomes ont employé le support en forme de bol d'une vallée montagneuse, pour poser une parabole large d'un millier de pieds (environ 300 mètres), sur une surface de plus d'une acre (plus de 4000 m², soit un demi-hectare, ou un stade olympique). Arecibo consacre la majorité de son temps à l'écoute de la bande des 21 cm.

La puissance brute de calcul nécessaire pour extraire l'aiguille d'un signal intelligent d'une meule immense de bruits de fonds est aussi dantesque que les ressources nécessaires pour détecter le signal ; le coût en temps sur un ordinateur de grande taille peut alors devenir astronomique. L'alternative consiste au traitement distribué, consistant à coordonner le travail de beaucoup de petits ordinateurs.

Durant l'expérience la plus large jamais tentée dans le domaine de l'informatique distribuée, les participants de SETI@home dans le monde entier téléchargent des données et le logiciel nécessaire pour les analyser. Une fois qu'ils ont traité tous ces chiffres, ils renvoient les résultats, et demandent d'autres données. Chaque ordinateur impliqué dans SETI@home analyse un tronçon de données enregistrées alors que Arecibo parcourait le ciel durant environ une minute et demi. Les graphiques à l'écran résument les résultats obtenus.

Affiché en perspective dans le sens entrant dans l'écran, l'axe "Z" divise le tronçon d'une minute et demi en incréments plus petits, du début (proche de vous) à la fin (au plan le plus lointain dans l'écran).

Alors que SETI@home centre son attention sur la ligne des 21 cm, il doit analyser des longueurs d'onde situées de chaque côté de cette ligne.

Si vous vous postez sur le couloir libre du parking de la Poste Centrale de Nevada City, vous pourrez entendre un subtile décalage en fréquence - un décalage Doppler. Les ondes sonores d'un véhicule passant devant vous sont "compactées ensembles" alors quele véhicule d'approche, et "étirées à part" une fois qu'elle est passée.

La Terre se déplace autour de son axe, autour du soleil, et autour de la galaxie. Toutes les autres planètes et étoiles sont également en mouvement, et se rapprochent ou s'éloignent de nous ; un signal interstellaires sera donc décalé par un tel effet Doppler. Aussi les ordinateurs reçoivent analysent un morceau du spectre radio d'une largeur d'environ 10 kHz (10 000 cycles par seconde). Ensembles les tronçons analysés par ces ordinateurs couvrent un spectre de fréquence plus étendu, large d'environ 120 kHz, ce qui permet de couvrir une gamme étendue de vitesses de rapprochement ou d'éloignement des sources potentielles d'émission. Les fréquences réellement analysées peuvent être lues suivant l'axe X du graphe, allant de gauche à droite sur l'écran ; ajoutez le nombre figurant sur la partie du graphique qui vous intéresse et la "fréquence de base" ("base frequency") affichée dans le cadre "Data Information."

Le but du projet est de trouver un pic, une croissance significative de la puissance du signal, représenté par la hauteur dans le graphique le long de l'axe Y. Avant de vous exciter en voyant un tel pic apparaître sur votre écran, réalisez que la veste majorité (tout ?) sera filtré précisément par les ordinateurs de Berkeley qui ont déjà en mémoire les échos de bien des objets d'origine terrestre tels que nos avions, engins spaciaux, réfrigérateurs, etc...

Bien que les couleurs soient souvent utilisées dans les affichages scientifiques pour permettre à l'oeil de mieux discerner les données importantes, ici les couleurs du graphique ont aussi été déterminées dans le graphique pour rendre le tout plus agréable à regarder ; il s'agit après tout d'un écran de veille. Elles ne sont toutefois pas sans signification : les couleurs sont déterminées en fonction de la puissance relative du signal détecté (donc de la hauteur de la barre dans le graphique) : le rouge indique une puissance relative faible, le bleu une puissance relative élevée, les puissances intermédiaires formant un dégradé progressif passant par le violet.

En cartographiant l'espace, nous avons adopté une légère concession : nous avons placé la Terre tout à fait au centre de l'univers. En étendant l'Équateur de la Terre dans l'espace, il couvre un plan dont l'inclinaison penche et varie faiblement durant l'année autour d'une position moyenne,  décrite par "l'Équateur Céleste". Ce plan passe à travers l'espace très près de la Ceinture d'Orion, la constellation bien connue de l'hiver, et possède une inclinaison par rapport au plan de rotation de la Terre autour du soleil (cette inclinaison est responsable du phénomène naturel du soleil de minuit dans les régions polaires terrestres, régions limitées par les Cercles Polaires Arctique au Nord et Antarctique au Sud, et du phénomène du soleil au zénith dans les régions équatoriales terrestres, limitées par les cercles du Tropique du Cancer au Nord et du Capricorne au Sud). Les noms de ces tropiques sont associés aux noms des constellations traversées par le prolongement de ces cercles tropicaux dans la sphère céleste.

Les données de SETI@home proviennent d'une bande de la galaxie qui s'étend juste au dessus (direction Nord) de l'Équateur Céleste, jusqu'à environ le tiers du chemin vers le Pôle Nord Céleste: ce pôle est la direction dans le ciel située à 90° du plan de l'équateur céleste en partant du centre de la Terre, ou encore de la direction moyenne visée dans le ciel à la verticale du pôle nord géographique terrestre, ou encore de la direction moyenne de l'axe de rotation de la Terre. Très près du Pôle Nord Céleste se situe la bien connue Étoile du Berger, visible pratiquement toute l'année depuis l'hémisphère Nord, car elle est très brillante et semble pratiquement immobile toute l'année dans le ciel malgré la rotation de la Terre, et indique donc une direction géographique pratiquement constante qui permettait au navigateur de se repérer avec une bonne précision (sauf près du Pôle Nord Géographique, car l'étoile étant visible à la verticale n'indique plus aucune direction précise pour les déplacements sur la surface de la Terre, et dans ce cas on se repère par la visée du Pôle Nord Magnétique Terrestre situé dans une direction différente, ou par la position d'étoiles équatoriales connues en fonction de l'heure solaire).

In fine, les chances que nous ayons de la compagnie dans l'univers dépendent d'un grand nombre de facteurs : de la prévalence de planètes et d'étoiles supportant potentiellement la vie ; de la probabilité de l'évolution de la vie, de l'intelligence et de la technologie sur de telles planètes ; et enfin, des chances qu'une telle civilisation, riche de ses puissantes découvertes, ne se détruise pas elle-même.

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