A Eletrônica em busca dos ETs (PN011)

Não estamos sós! Quantos mundos habitados por seres inteligentes existem no universo? A idéia de que existem civilizações avançadas no universo é aceita por uma boa parte dos cientistas, e que em determinado grau de seu desenvolvimento elas passem a conhecer as ondas de rádio também. Assim, partindo desse princípio, projetos sérios, usando receptores eletrônicos sensíveis focalizam suas antenas para os pontos mais prováveis de encontrá-las, na esperança de que nos enviem suas mensagens. Que frequências pesquisar e como isso está sendo feito é o assunto desse nosso interessante artigo em que a eletrônica ajuda a encontrar civilizações extraterrenas.

 

 

 

A idéia de que outros planetas possam abrigar seres inteligentes e mesmo civilizações mais avançadas que a nossa não é recente. Vários escritores de ficção científica como Júlio Verne, H. G. Wells, Cyrano de Bergerac, Fontenelle e mesmo cientistas sérios como Huygens, Voltaire, Herschel defenderam a "pluralidade dos mundos" com contribuições científicas e literárias bastante interessantes.

Para os cientistas, a existência de uma estrela com as características de estabilidade e temperatura de nosso Sol (uma estrela do tipo F) é indicativo bastante seguro da probabilidade de que em sua volta existam planetas semelhantes à terra e que portanto possam abrigar algumas formas de vida.

Segundo os cientistas, em torno de uma estrela desse tipo existe uma faixa bem delimitada de distâncias que formam duas esferas concêntricas, denominadas "esferas ecológicas", dentro da qual um planeta com as dimensões da terra teria condições muito favoráveis para o aparecimento de formas de vida, conforme mostra a figura 1.

 

Estrelas muito quentes se caracterizam por sua vida curta e por variações explosivas de temperatura, enquanto que estrelas muito frias como as vermelhas, não teriam temperatura suficiente para aquecer um planeta nas condições ideais exigidas pela vida.

Analisando nossa galáxia, a Via Láctea que tem 100 bilhões de estrelas, os pesquisadores chegaram à conclusão de que uma estrela em cada mil tem as características necessárias a manutenção da vida num planeta. Nem todas têm estes planetas, mas num "universo" de 100 bilhões de estrelas, chegamos a 100 milhões de estrelas que poderiam abrigar planetas habitados.

Quantas dessas 100 milhões realmente abrigam ETs (Seres Extraterrestres) não temos a mínima idéia, mas por menor que seja a probabilidade, certamente ela não é nula...

 

Figura 2 - Nossa galáxia é como esta, contendo mais de 100 bilhões de estrelas.

 

A idéia de que tenhamos tamanha quantidade de planetas habitáveis, torna-se ainda mais espantosa se considerarmos que a nossa galáxia é apenas uma entre as mais de 100 milhões que podemos observar na parte conhecida do universo!

Em suma, devemos nos acostumar a idéia de que não estamos sós e que a terra seja o único planeta habitado em todo universo.

 

COMO SERÃO ELES?

Os escritores de ficção científica costumam exagerar na diferenciação das formas e até mesmo dos materiais que possam ser usados por uma civilização extraterrena.

Para se estabelecer uma pesquisa série, na busca de sinais de outras civilizações, os pesquisadores não partem simplesmente de suposições, mas sim de fatos.

E, alguns desses fatos conhecidos são muito importantes para que não gastemos esforços num trabalho que não leve à nada. Estamos diante de uma quantidade enorme de pontos que devem ser observados, o que significa que, somente com um trabalho sério é que teremos maior probabilidade de acertar exatamente num local em que exista alguém que nos responda ou corresponda às nossas expectativas.

O primeiro fato importante a ser considerado é a própria natureza de todos os corpos celestes.

Analisando a luz emitida por estrelas, por mais distantes que esteja, verificamos pelo espectro obtido que elas são feitas pelos mesmos elementos químicos que conhecemos na terra. Em outras palavras, as mais distantes estrelas do universo conhecido são feitas de hidrogênio, hélio, carbono, etc., da mesma forma que as coisas na terra. Isso significa que a química de qualquer coisa viva ou objeto, por mais longe que seja o planeta considerado deve obedecer às mesmas leis que são válidas na terra.

 

 

Da mesma forma, o espectro visível e mesmo invisível que captamos aqui na terra resultante de fenômenos naqueles corpos distantes ocupam as mesmas frequências do espectro e têm à mesma natureza dos que obtemos em fenômenos semelhantes aqui na terra.

Assim, é de se supor, que uma civilização que se desenvolva em qualquer corpo do universo conhecido tenha uma química e uma física que siga às mesmas regras que a nossa. As variações quanto às formas podem ocorrer, mas no geral não existem muitas opções...

Por exemplo, num planeta que gravite em torno de uma estrela um pouco mais fria que o Sol, e que, portanto o espectro visível tenda mais para comprimentos de onda maiores, os seres podem ser capaz de ver uma parte do infravermelho que não vemos, e por outro lado serem cegos para o violeta!

 

Mas, o importante realmente, é que se uma civilização se desenvolver em qualquer parte, em determinado instante ela vai descobrir e usar o espectro eletromagnético em quase sua totalidade como nós fazemos. Em outras palavras, qualquer civilização em determinado momento de sua evolução vai usar as ondas eletromagnéticas ou ondas de rádio de alguma forma. Esta civilização vai usar transmissores e vai ter receptores, não importando que tecnologia use para conseguir isso...

A procura de civilizações extraterrenas usando receptores de rádio, não é, portanto algo sem fundamento.

 

QUE FREQUÊNCIAS SINTONIZAR

O espectro eletromagnético é extremamente amplo, nossos leitores sabem disso. Assim, se apontar uma antena direcional para o céu em busca de uma estrela que tenha probabilidade de abrigar alguém que opere um transmissor já é uma escolha difícil (uma em cem bilhões!) e depois como escolher a frequência certa?

 

As dificuldades de se estabelecer uma comunicação com civilizações distantes têm sido analisadas desde 1959 quando Giuseppe Cocconi e Philip Morrison apresentaram seus estudos.

Para estes pesquisadores, as ondas de rádio oferecem o melhor meio de comunicações conhecido tanto pela sua velocidade de propagação (tem a maior velocidade conhecida = a velocidade da luz) como pela possibilidade de serem concentradas numa única direção.

No entanto, para estes pesquisadores, o espectro das ondas de rádio está limitado a determinadas frequências por diversos motivos.

Um deles é que as ondas de rádio não se propagam todas da mesma forma pelo meio interestelar. Ao contrário do que se pensa, não existe vácuo absoluto no espaço, mas sim muitas partículas dispersas que podem absorver mais ou menos os sinais de rádio e outras frequências do espectro conforme sua natureza.

Estudos mais detalhados permitiram o estabelecimento de faixas que seriam consideradas "promissoras" para uma comunicação entre civilizações distantes.

O limite inferior de frequência, determinado pela absorção do meio interestelar é de 1 MHz, enquanto que o limite superior é de pouco mais de 1,5 GHz, determinado pela absorção da umidade da atmosfera e pelos próprios gases da atmosfera da terra, além dos chamados "ruídos quânticos".

Na figura 6 temos um gráfico que mostra os níveis de ruído nas diversas frequências entre 100 MHz e 10 000 GHz.

 

O ruído quântico é gerado quando as partículas excitadas da matéria interestelar ou das próprias estrelas emitem radiação. Esta radiação depende da temperatura além de fenômenos ciclotrônicos que podem ocorrer em determinados pontos do universo.

Outro ruído importante é o "ruído de fundo" que tem sua origem, segundo os pesquisadores, no próprio nascimento do universo. Esse ruído refletiria o "big bang" que foi a explosão que deu origem ao universo que, então se concentrava na forma de uma única partícula.

Este ruído, de natureza térmica, corresponde à "temperatura de fundo" do universo e tem e mesma intensidade em todas as direções, correspondendo a 2,76 graus Kelvin.

O ruído atmosférico é produzido pelo oxigênio que absorve radiação em determinados comprimento de onda e os re-emite na faixa indicada.

Veja então, que observando este gráfico, nos resta uma faixa relativamente estreita de frequências em que pesquisar em ter muita "interferência" com que se preocupar.

Temos então a faixa entre 1 e 10 GHz que segundo os cientistas seria a mais promissora numa pesquisa.

 

 

PORQUE A FREQUÊNCIA DE 1420 MHz

No espectro apropriado à pesquisa existem certas frequências que têm um interesse especial e uma delas é a de 1420 MHz ou 1,42 GHz.

O que há de especial nesta frequência?

Conforme vimos, os elementos de que é feito o universo são os mesmos em todas as suas partes. Assim, por mais distante que esteja uma estrela e á possui hidrogênio, oxigênio, etc. com átomos exatamente iguais aos dos mesmos elementos encontrados na terra.

Verifica-se também que mais de 90% de toda a matéria do universo constitui-se em hidrogênio. O hidrogênio é o "combustível" das estrelas, consumindo-se numa reação que o transforma em hélio e elementos mais pesados, com a emissão de grande quantidade de energia.

Além de estar concentrado nas estrelas, o hidrogênio também está presente difuso em nuvens gigantescas que são as nebulosas difusas, e mesmo no meio interestelar na forma de átomos isolados.

Ocorre que, o hidrogênio ao ser excitado por energia elevadas, como por exemplo ao absorver luz, radiação ultravioleta, raios X, etc., ele emite a energia absorvida numa frequência fixa: 1 420 GHz.

Assim, como o hidrogênio é a forma de material mais comum no universo, a frequência de 1 420 GHz está presente numa forma mais intensa.

Os cientistas supõem que, se alguma civilização, descobrir como usar as ondas eletromagnéticas, vai acabar inevitavelmente se deparando com uma fonte intensa de radiação vinda do espaço em 1 420 MHz onde quer que se encontre.

Evidentemente, se naquela civilização existirem cientistas, eles acabarão por desenvolver aparelhos para estudar sinais desta frequência.

Os cientistas acreditam que 1 420 MHz seria um "canal universal" usado como referência para comunicações entre civilizações.

É claro que não seria esta a frequência usada, pois seu nível é tamanho no universo, que por mais forte que fosse nosso transmissor ou de uma civilização que desejasse um contacto, ele facilmente seria coberto pela radiação natural do hidrogênio espalhado pelo espaço.

No entanto, podemos usar de artifícios que certamente seriam também considerados por seres inteligentes como:

 

* Transmitir num canal adjacente aos 1 420 MHz de modo que um leve deslocamento da sintonia de um cientista "alienígena" pudesse captá-lo.

* Usar uma frequência múltipla, como por exemplo 2 840 MHz

No seu livro "Univers - Vie - Raison" (Universo, Vida, Razão), o autor russo I. Chklovski analisa todos os problemas que o envio de mensagens que pudessem ser "entendidas" por uma civilização como uma tentativa de se comunicar com semelhantes no universo, e suas soluções, de uma forma bastante completa.

 

No entanto, os aspectos práticos desta comunicação "via meios eletrônicos" só começaram a vingar com o projeto OZMA do professor Frank Drake em 1960 no National Radio Astronomic Observatory de Green Bank (USA).

A idéia foi usar um receptor superheteródino especial de faixa muito estreita, cujo diagrama de blocos é mostrado na figura 7.

Fig. 7 - Clique na imagem para ampliar.

 

Este receptor de "quádrupla conversão" foi ligado a uma antena parabólica de 27 metros de diâmetro e varia o espectro em torno das frequências escolhidas, detectando qualquer sinal anormal que pudesse indicar uma transmissão "inteligente".

A estabilidade do circuito tinha de ser extrema, o que foi conseguido através de cristais. Assim, o oscilador principal, na frequência de 1 390 MHz não variava mais do que 1 Hz em cada 100 segundos de operação.

As primeiras estrelas "suspeitas" escolhidas por Drake foram Epsilon Eridani e Tau Ceti, ambas a uma distância de "apenas" 11 anos-luz da terra. Esses 11 anos-luz de distância significam que, se alguém nos dirigir um "alô, como vão vocês?", a resposta só chegará até eles - se for dada imediatamente - 22 anos depois!

Em 1972 o projeto teve uma nova fase com o nome de OZMA II quando foi liderado pelo professor Benjamin M. Zuckerman da Univrsidade de Maryland e Patrick Palmer da Universidade de Chicago. Esse projeto usava uma nova antena de 92 metros de diâmetro e o sistema receptor consistia em 384 receptores separados que cobriam uma faixa em torno de 1 420 MHz, com a cobertura de uma faixa de 3 kHz.

Depois de vários anos, em 1976, tinham sido pesquisadas mais de 700 estrelas num raio de 65 anos luz aparece um novo projeto.

Em torno de 1975, o novo projeto de busca de civilizações extraterrenas, baseadas em rádio emissões, foi novamente liderado pelo prof. Frank Drake, e recebeu o nome de SETI (Search for Extra-Terrestrial Inteligence).

Este projeto utilizava a fantástica antena parabólica do Observatório de Arecibo em Porto Rico, que tem 305 metros de diâmetro e é montada na cratera de um vulcão extinto.

Esta antena consiste num refletor com 38 778 painéis individuais de 1 metro por 2 que podem ser posicionados de modo independente com uma precisão melhor que 1 milímetro.

 

Um nome bastante conhecido na divulgação científica entrou em cena neste projeto, o de Carl Sagan que juntamente com Frank Drake passaram a explorar minuciosamente o céu em buscas dos ETs.

Até esta época nenhuma descoberta de ETs havia sido feita a não ser alguns sustos e alarmes que acabaram por levar à descoberta de misteriosos corpos celestes emissores de ondas de rádio.

Em 1967, por exemplo, um estudante inglês havia detectado intrigantes pulsos de rádio que vinham de uma região bem determinada do espaço. A regularidade desses impulsos era tamanha que não se podia acreditar que eram produzidos naturalmente: tinham de ser artificiais!

Mais tarde, já com a antena de Arecibo os cientistas associaram estes impulsos a um interessante objeto celeste que denominaram "pulsar". Tratava-se de uma estrela super-nova, na nebulosa do Caranguejo que, depois de "explodir" formando um halo em sua volta, passou a girar com enorme velocidade produzindo assim sinais elétricos de frequência bem definida.

 

 

ONDE ESTÁ A DIFICULDADE EM SE ESTABELECER CONTACTOS?

As distâncias que separam os diversos sistemas planetários que suspeitamos existir são enormes. Cada ano luz representa quase 9,5 trilhões de quilômetros. Um sinal emitido por um potente transmissor aqui na terra a esta distância se torna tão fraco que se perde diante do ruído de fundo do espaço e do próprio ruído gerado pelos aparelhos receptores.

Um passo importante no desenvolvimento de receptores supersensíveis foi o MASER (antecessor do LASER). Este dispositivo, operando em baixíssimas temperatura praticamente não gera ruído e sinais tremendamente fracos podem ser captados.

Os radiotelescópios usam Masers refrigerados em hélio ou nitrogênio líquido de modo a terem uma temperatura menor do que a representada pelo ruído de fundo do espaço e pelo sinal que se deseja captar.

 

Mas, ainda temos dois fatores a considerar: distância e quantidade de estrelas.

Num raio de 65 anos luz foram pesquisadas 700 estrelas. Será que justamente no instante que apontamos nossas antenas para lá haveria alguém emitindo um sinal em nossa direção?

Além disso: se alguém enviou o sinal, e desejarmos dar uma resposta quanto tempo demoraria para se estabelecer a comunicação? Na distância limite pesquisada de 65 anos-luz, o sinal leva 65 anos para ir e 65 anos para voltar. Nem se pensar em diálogo nestas condições!

Uma vez estabelecido um contacto, a comunicação se resumiria num fluxo bilateral de informações.

E, se pensarmos que nossa galáxia tem 100 bilhões de estrelas que se espalham num disco de 100 000 anos-luz de diâmetro, concluímos que mal começamos as pesquisas.

Estamos ainda no quintal do vizinho num trabalho de exploração para tentar descobrir se existe alguém mais num território do tamanho do Brasil.

É claro que, o importante é começar, e se alguém captar algum sinal estranho no seu rádio... não se alarme! Provavelmente pela sua sensibilidade ele não deve vir dos locais em que podem existir civilizações tentando comunicar conosco que estão muito, mas muito mesmo, mais longe do que a maioria das pessoas pode imaginar!

 


 

Para o leitor saber mais:

* Univers - Vie - Raison - I. Chklovski (em Francês) - Editions de La Paix - Moscou .

* Radio Astronomy for the Amateur - Dave Heiserman (em Inglês) - TAB Books - 714 - Blue Ridge Summit, Pa. 17214 - USA.

* Não Estamos Sós - Walter Sullivan - (em Português) - Editora Cultrix.

* Contato - Carl Sagan (na verdade, este é um romance de ficção científica em que o autor imagina o que ocorreria se um dia conseguíssemos um contato com uma civilização extraterrena).

 

 

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