Algoritmos podem identificar anomalias espaciais, indicativas de potenciais pistas de inteligência tecnológica.
Em julho, alguns dos principais astrônomos e cientistas planetários do mundo, especializados na busca por inteligência tecnológica em outras partes do cosmos, se reuniram para discutir seu trabalho no departamento de física da Universidade de Oxford.
Eles estavam participando da conferência anual Breakthrough Discuss deste ano – um encontro de mentes para desvendar como a inteligência artificial, a astrobiologia e as missões espaciais podem um dia redefinir nossa compreensão da vida e da relação da humanidade com o cosmos.
“Esta foi a primeira vez que tivemos a conferência Breakthrough Discuss fora dos EUA. Ela fala sobre como a ciência da tecnoassinatura está se tornando mais universalmente aceita nas universidades. Agora faz parte da astrofísica convencional”, disse Vishal Gajjar, pesquisador de busca por inteligência extraterrestre (SETI) e cientista de projeto para a colaboração internacional da Breakthrough Listen, ao Space.com.
A conferência está associada a outras iniciativas “Breakthrough”, incluindo o Breakthrough Listen Project, que é um programa de 100 milhões de dólares que usará alguns dos telescópios mais avançados do mundo para pesquisar cerca de um milhão de sistemas estelares próximos em busca de sinais de civilizações tecnologicamente avançadas. Outra iniciativa, Breakthrough Watch, tem como objetivo caracterizar uma série de planetas rochosos do tamanho da Terra dentro de 20 anos-luz da Terra para atingir o mesmo objetivo de encontrar vida além do nosso mundo. A conferência Discuss fornece uma plataforma para pesquisadores que trabalham em diferentes campos da astrobiologia para comparar e discutir seu trabalho, e especular sobre o que o futuro deste campo emocionante pode reservar.
O tópico quente da conferência deste ano centrou-se em como as ferramentas de inteligência artificial podem ajudar a vasculhar conjuntos massivos de dados gerados por telescópios e outros observatórios para identificar quaisquer indicações de que não estamos, de fato, sozinhos no universo.
Historicamente, cientistas do instituto de busca por inteligência extraterrestre (SETI) – uma organização que se concentra na busca por vida extraterrestre – tiveram que decidir onde procurar sinais, bem como que tipo de sinais procurar em primeiro lugar. Como uma civilização tecnologicamente avançada alertaria sua presença para alguém lá fora ouvindo? Como localizaríamos tais mensagens? As respostas a essas perguntas – respostas que marcariam o ponto de partida de qualquer busca para encontrar vida alienígena avançada – têm sido, na melhor das hipóteses, palpites educados até agora.
Mas talvez isso não precise ser o caso daqui para frente.
Novos desenvolvimentos em inteligência artificial e níveis aprimorados de capacidades observacionais significam que enormes volumes de dados podem ser capturados e peneirados em taxas recordes. E esses avanços, talvez, possam resolver algumas das limitações atuais em como os cientistas do SETI conduzem suas buscas. Em vez de fazer tentativas observacionais no escuro, agora pode ser apenas uma questão de esperar por algo inesperado.
Onde procurar”
Em qual parte do céu uma busca típica de assinatura tecnológica (ou tecnoassinatura) deve se concentrar”
Esta tem sido uma questão que os investigadores do SETI têm procurado responder porque, como o tempo e os recursos são limitados quando se trata de ter acesso a telescópios grandes e caros, os investigadores querem ter a melhor chance de avistar algo potencialmente interessante.
Graças em grande parte ao financiamento, bem como a novos observatórios que capturam dados de grandes áreas do céu simultaneamente, os investigadores do SETI estão superando algumas dessas limitações quando se trata do “onde” nesta equação.
“Estamos pesquisando quase um milhão de estrelas próximas identificadas pela missão Gaia”, disse Gajjar ao Space.com.
Lançado em 2013, o Gaia é um telescópio espacial que está criando um catálogo de mais de um bilhão de estrelas na Via Láctea. A partir deste catálogo, os investigadores do SETI identificaram um milhão de estrelas próximas de vários tamanhos e luminosidades para acompanhar usando alguns dos mais poderosos telescópios terrestres de rádio e ópticos do mundo, incluindo o Telescópio Green Bank, o Observatório Parkes e o Conjunto MeerKAT.
Os cientistas não estão se restringindo apenas às estrelas. É possível que uma tecnoassinatura possa vir do espaço vazio – de um objeto que não seja uma estrela ou planeta, mas sim algo como uma nave espacial ou sonda que pode estar transmitindo um sinal. “Também estamos observando amplamente todo o plano galáctico da Via Láctea e o centro galáctico, onde há a maior concentração de estrelas”, disse Gajjar.
Mas novas tecnologias também podem criar novos problemas.
Quando estamos pesquisando com um número tão grande de alvos e, portanto, coletando um volume tão grande de dados, é inevitável que geremos um número enorme de detecções de falsos positivos de nossa própria tecnologia. Por exemplo, em termos de ondas eletromagnéticas, a tecnologia humana está constantemente produzindo sinais (torres telefônicas, aviões e drones, para citar alguns) e essas interferências locais também são captadas pelos mecanismos de detecção de tecnoassinatura dos cientistas. Então, separar nossos próprios sinais daqueles de uma potencial fonte extraterrestre se torna um verdadeiro desafio.
Gajjar explica que os pesquisadores conseguiram treinar com sucesso modelos de inteligência artificial em dados brutos que foram coletados até agora (que estão cheios de falsos positivos locais), então o modelo pode efetivamente eliminar esses sinais, reduzindo a quantidade de “ruído” que os pesquisadores devem percorrer para encontrar sinais interessantes. “Com a IA, conseguimos remover 99,8% dos nossos próprios sinais”, disse Gajjar.
O que procurar”
Decidir como uma tecnoassinatura “típica” deve ser é difícil porque, como humanos, podemos supor que outra civilização tecnologicamente avançada criaria um sinal com características que usamos para aludir à nossa própria existência. Por exemplo, uma sonda como a Voyager 1, ou transmitir ondas de rádio para o espaço.
No entanto, devemos nos afastar de nossa maneira antropocêntrica de pensar. “Até agora, fomos limitados em nossa imaginação sobre como essas assinaturas tecnológicas podem ser”, disse Gajjar.
Ainda há razões científicas legítimas, no entanto, pelas quais os cientistas acham que um sinal deve ter certas características. “Nosso principal argumento tem a ver com energia”, diz Gajjar. Se uma civilização quisesse criar um “farol” para revelar sua presença, por exemplo, faz sentido que eles quisessem criar um sinal que se destacasse – mas que não custasse quantidades extremas de energia para criar.
Considere um sinal que se conecta ao espectro eletromagnético, o continuum de vários comprimentos de onda e energias de radiação. Quanto menor o comprimento de onda, mais energia é necessária para gerar um sinal dentro de seu alcance. Portanto, custaria a uma civilização grandes quantidades de recursos para gerar um sinal único na banda gama do espectro, mas muito menos para criar um na banda de rádio. Por outro lado, embora pareça extremo, e se uma civilização extremamente avançada pudesse realmente mover uma estrela inteira de tal forma que formassem ondas gravitacionais únicas? Gerar ondulações no tecido do espaço-tempo movendo um objeto massivo para alertar o resto do universo sobre sua presença seria surpreendente, é claro, mas exigiria quantidades alucinantes de energia para fazer isso – de acordo com a física que conhecemos, pelo menos.
Se o sinal tiver energia muito baixa, no entanto, ele pode se perder no fundo de outras fontes eletromagnéticas na galáxia – então, teoricamente, os sinais de rádio podem não ser o caminho ideal, apesar da relativa facilidade com que podem ser gerados. “Mas mesmo dentro desse limite, ainda há uma grande quantidade de maneiras possíveis de um sinal parecer”, diz Gajjar.
Por exemplo, também pode não ser o caso de detectarmos sinais de “farol” onde uma civilização quer ser vista. Pode ser um sinal de “vazamento”, onde interceptamos a comunicação destinada aos próprios propósitos comunicativos internos de uma civilização (nossos próprios sinais de rádio estão vazando para o espaço dessa forma, na verdade). Então, se quisermos ser agnósticos sobre a aparência de um sinal, Gajjar diz que precisamos simplesmente procurar anomalias. Todas elas.
E é aí que entra a inteligência artificial.
Pesquisadores têm desenvolvido modelos de inteligência artificial capazes de identificar sinais anômalos em vastos conjuntos de dados astronômicos gerados por pesquisas como as mencionadas anteriormente. Esses modelos funcionam de maneira semelhante a como os modelos de linguagem grande (LLMs), como o ChatGPT, funcionam. Os LLMs basicamente preveem a palavra mais provável de seguir outra em uma frase com base em grandes quantidades de dados, e esses detectores de anomalias preveem quais sinais eletromagnéticos têm mais probabilidade de seguir com base em dados observacionais anteriores.
Se você pegar centenas de horas de dados observacionais que já coletou e, em seguida, treinar uma IA para fazer previsões probabilísticas sobre quais sinais eletromagnéticos devem acontecer em seguida, e então se os novos dados violarem o que a IA prevê, isso pode ser considerado uma anomalia.
“Algoritmos de machine learning em particular têm se mostrado eficazes na detecção de anomalias, mas os humanos ainda têm um papel crucial a desempenhar”, disse Michelle Lochner, uma astrofísica que também falou no Breakthrough Discuss e que desenvolve algoritmos de detecção de anomalias, ao Space.com. É então o trabalho dos astrofísicos desenvolver uma explicação para o que poderia ser a causa desse sinal anômalo.
O futuro
Embora as pesquisas galácticas já estejam gerando grandes quantidades de dados para os investigadores do SETI analisarem, ainda mais estão a caminho. No ano que vem, a Pesquisa de Espaço e Tempo dos Observatórios Vera C. Rubin começará as operações e deverá gerar 20 terabytes de dados todas as noites (60 petabytes em 10 anos) e, finalmente, fornecer “32 trilhões de observações de 20 bilhões de galáxias”.
Além disso, o Square Kilometer Array, que excederá a resolução da imagem do Hubble em 50 vezes, está programado para ser inaugurado em 2028.
Haverá desafios computacionais para astrônomos que buscam identificar novos alvos potenciais em grandes conjuntos de dados criados por observatórios atuais e futuros, no entanto, “as possibilidades de descobertas científicas são enormes e, ao combinar grandes conjuntos de dados, algoritmos sofisticados de IA e insights humanos, este pode ser o momento para uma das descobertas mais importantes da história humana”, disse Lochner.
Gajjar diz que também está animado com o futuro da ciência da tecnoassinatura.
“Quando o Breakthrough Listen começou, mudou todo o jogo e abriu essa nova área de pesquisa e desencadeou tantas oportunidades em todo o mundo – está sendo financiado em todos os níveis acadêmicos, o que certamente não era o caso quando terminei meu doutorado!”
A ciência da tecnoassinatura parece ter entrado no mainstream. Pesquisadores que desejam entrar no campo estão finalmente sendo levados a sério, e novas vias de financiamento, bem como tecnologias emergentes, estão transformando o que antes era um campo para astrofísicos aposentados em uma busca científica respeitada.
“Buscar por sinais tecnológicos de alienígenas” pode soar um pouco absurdo, mas por que construir telescópios multibilionários se não podemos nem verificar se há outra civilização avançada por aí? Eles podem até querer dizer oi.”
Publicado em 15/09/2024 04h24
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