"Nós estamos sozinhos no universo?" A questão fascinou, humanos atormentados e até mesmo desconcertados desde que podemos nos lembrar.

Até aqui, parece que a vida extraterrestre inteligente - pelo menos na medida em que se ajusta à nossa estreita definição dela - está longe de ser encontrada. Abundam teorias e suposições sobre por que não fizemos contato nem vimos evidências de civilizações extraterrestres avançadas, apesar dos esforços de décadas para tornar nossa presença conhecida e nos comunicarmos com elas.

Enquanto isso, um fluxo constante de descobertas está demonstrando a presença de análogos da Terra - planetas que, como o nosso, existem a uma distância da "zona Cachinhos Dourados" de suas respectivas estrelas, em que as condições são "perfeitas" para a existência de água líquida (e, portanto, de vida). Talvez ainda mais alucinante seja a ideia de que existem, na média, tantos planetas quantas estrelas.

"Isso é, Eu penso, uma das descobertas surpreendentes do último século ou mais - que os planetas são comuns, "disse Philip Lubin, cosmologista experimental e professor de física na UC Santa Barbara. Dado que, e a suposição de que os planetas fornecem as condições de vida, a questão para o grupo de Lubin tornou-se:Estamos procurando bastante por esses extraterrestres?

Esse é o motivador por trás da Pesquisa do Trilhão de Planetas, um projeto dos alunos pesquisadores de Lubin. O ambicioso experimento, executado quase inteiramente por alunos, usa um conjunto de telescópios próximos e distantes apontados para a galáxia próxima de Andrômeda, bem como outras galáxias, incluindo a nossa, um "pipeline" de software para processar imagens e um pouco de teoria dos jogos.

"Em primeiro lugar, estamos assumindo que existe uma civilização lá fora de classe semelhante ou superior à nossa tentando transmitir sua presença usando um feixe óptico, talvez do tipo agrupado de 'energia direcionada' atualmente sendo desenvolvido aqui na Terra, "disse o pesquisador principal Andrew Stewart, que é aluno da Emory University e membro do grupo de Lubin. "Segundo, assumimos que o comprimento de onda de transmissão deste feixe é aquele que podemos detectar. Por último, presumimos que esse farol foi deixado aceso por tempo suficiente para que a luz seja detectada por nós. Se esses requisitos forem atendidos e o diâmetro e o poder do feixe da inteligência extraterrestre forem consistentes com uma classe de civilização do tipo Terra, nosso sistema detectará esse sinal. "

De ondas de rádio a ondas de luz

Durante o último meio século, a transmissão dominante da Terra assumiu a forma de rádio, Sinais de TV e radar, e buscadores de vida alienígena, como os cientistas do Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute, têm usado radiotelescópios poderosos para procurar esses sinais de outras civilizações. Recentemente, no entanto, e graças ao progresso exponencialmente acelerado da tecnologia fotônica, comprimentos de onda ópticos e infravermelhos estão oferecendo oportunidades de pesquisa por meio de sinais ópticos que permitem detecção de alcance muito mais longo para sistemas comparáveis.

Em um artigo publicado em 2016 chamado "The Search for Directed Intelligence" ou SDI, Lubin descreveu a detecção fundamental e a teoria do jogo de um sistema "cego-cego" onde nem nós, nem a civilização extraterrestre está ciente um do outro, mas deseja se encontrar. Esse artigo foi baseado na aplicação da fotônica desenvolvida na UC Santa Bárbara no grupo de Lubin para a propulsão de pequenas espaçonaves através do espaço em velocidades relativísticas (ou seja, uma fração significativa da velocidade da luz) para permitir as primeiras missões interestelares. Esse projeto em andamento é financiado pelos programas Starlight da NASA e os programas Breakthrough Starshot do bilionário Yuri Milner, ambos usam a tecnologia desenvolvida na UCSB. O artigo de 2016 mostra que a tecnologia que estamos desenvolvendo hoje seria a luz mais brilhante do universo e, portanto, capaz de ser vista em todo o universo.

Claro, nem todo mundo se sente confortável em anunciar nossa presença para outras pessoas, potencialmente avançado, civilizações extraterrestres.

"Transmitindo nossa presença para o universo, Acredite ou não, acaba sendo um tema muito controverso, "Stewart disse, citing bureaucratic issues that arise whenever beaconing is discussed, as well as the difficulty in obtaining the necessary technology of the scale required. Consequentemente, only a few, tentative signals have ever been sent in a directed fashion, including the famous Voyager 1 probe with its message-in-a-bottle-like golden record.

Tipping the concept on its head, the researchers asked, 'What if there are other civilizations out there that are less shy about broadcasting their presence?'

"At the moment, we're assuming that they're not using gravity waves or neutrinos or something that's very difficult for us to detect, " Lubin said. But optical signals could be detected by small (meter class) diameter telescopes such as those at the Las Cumbres Observatory's robotically controlled global network.

"In no way are we suggesting that radio SETI should be abandoned in favor of optical SETI, " Stewart added. "We just think the optical bands should be explored as well."

Searching the Stars

"We're in the process of surveying (Andromeda) right now and getting what's called 'the pipeline' up and running, " said researcher Alex Polanski, a UC Santa Barbara undergraduate in Lubin's group. A set of photos taken by the telescopes, each of which takes a 1/30th slice of Andromeda, will be knit together to create a single image, ele explicou. That one photograph will then be compared to a more pristine image in which there are no known transient signals—interfering signals from, dizer, satellites or spacecraft—in addition to the optical signals emanating from the stellar systems themselves. The survey photo would be expected to have the same signal values as the pristine "control" photo, leading to a difference of zero. But a difference greater than zero could indicate a transient signal source, Polanski explained. Those transient signals would then be further processed in the software pipeline developed by Stewart to kick out false positives. In the future the team plans to use simultaneous multiple color imaging to will help remove false positives as well.

"One of the things the software checks for is, dizer, a satellite that did go through our image, " said Kyle Friedman, a senior from Granada Hills High School in Los Angeles, who is conducting research in Lubin's group. "It wouldn't be small; it would be pretty big, and if that were to happen the software would immediately recognize it and throw out that image before we actually even process it."

Other vagaries, de acordo com os pesquisadores, include sky conditions, which is why it's important to have several telescopes monitoring Andromeda during their data run.

Thanks to the efforts of Santa Barbara-based computer engineer Kelley Winters and the guidance of Lubin group project scientist Jatila van der Veen, the data is in good hands. Winters' cloud-based Linux server provides a flexible, highly connected platform for the data pipeline software to perform its image analysis, while van der Veen will apply her digital image processing expertise to bring this project to future experimental cosmologists.

For Laguna Blanca School senior and future physicist Caitlin Gainey, who joins the UCSB physics freshman class this year, the project is a unique opportunity.

"In the Trillion Planet Survey especially, we experience something very inspiring:We have the opportunity to look out of our earthly bubble at entire galaxies, which could potentially have other beings looking right back at us, " she said. "The mere possibility of extraterrestrial intelligence is something very new and incredibly intriguing, so I'm excited to really delve into the search this coming year."

The search, for any SETI-watcher, is an exercise in patience and optimism. Andromeda is 2.5 million light-years away, van der Veen pointed out, so any signal detected now would have been sent at least 2.5 million years ago—more than long enough for the civilization that sent it to have died out by the time the light reaches us.

"That does not mean we should not look, " van der Veen said. "After all, we look for archaeological relics and fossils, which tell us about the history of Earth. Finding ancient signals will definitely give us information about the history of evolution of life in the cosmos, and that would be amazing."

While the data run and processing time for this particular project could occur in a span of weeks, according to the researchers this sequence could be repeated indefinitely. Theoretically, like all the sunrise and sunset watchers, and stargazers before us, we could look at the sky forever.

"I think if you were to take someone outside and you were to point at some random star in the night sky and see that is where life is, I think you would be hard pressed to find anyone who would not look at that star and just feel something very deep within themselves, " Polanski said. "Some very deep connection to whatever is up there or some kind of solace, Eu penso, knowing that we're not alone."

The latest UCSB data and game theory of the "blind-blind" detection strategy used is being presented at the NASA Technosignatures workshop in Houston on September 28.