返回SETI主页』 『看看其他SETI文章』 『论坛讨论解疑』 『新手指南手册』 『英语原版』 『站务联系

 

4. SETI@home在寻找什么?

 

那么,你所做的一切对我们有哪些帮助呢?你要在工作单元里面寻找什么呢?简单的说,我们想 知道地球以外的生命是否发送了信息给我们。我们想知道,“他们”是否用他们认为最有效的 方式发送信息给我们,并能够让我们很容易的发现这些信息。目前已知的是,在多个频率上发 送信息不是最有效的,因为这样需要很多能量。如果能够把发送信息的能量集中在比较窄的频 率范围内(即窄带),那么这些信号会比较容易从背景噪声中分离出来。这一点非常重要,因 为我们认为“他们”离我们非常遥远,因此“他们”的信号在到达我们这里的时候已经非常微 弱了。所以,我们不会搜索宽带信号(即在很多频率上的信号),我们只在一些特定的频率上 搜索。SETI@home的屏幕保护程序就像收音机的调频器一样可以调节不同的频道,然后观察 在该频道上的信号强度。如果信号强度有变化,就会引起我们的注意。一个可以帮助我们区分本地的信号(即来自地球或其卫星的信号)的原因是,这些信号或多或 少都是连续的,而且它们基本上是恒定强度的信号。另一方面,阿雷西博(Arecibo)射电望远镜是固定在地面上的,因此随着地球的自转,它并不是在跟做某一特定的星体。正是由于这样, 天空对于射电望远镜来说是“漂移”的。通常,任何目标在“漂移”过射电望远镜的碟形天线 的焦点中线(或者说目标束)时大约要12秒的时间,所以我们希望能有一个“他们”的信号能够在这12秒的时间里发生由强变弱的变化,以便能让我们发现它。因为我们想要搜索这12秒 钟的“高斯(gaussian)”信号,所以我们发送给你大约100秒的数据。我们也需要在不同工作 单元内的数据有一定的交迭,我们不想因为数据包的分解而丢失一些重要的数据。
点击这里可以看到关于RFI(无线频率接口 Radio Frequency Interference)的更多信息
让我们来看一些实例。如果你安装了Real player的话,你也可以听一听根据这些信号模拟出来 的声音(但是注意这些信号是无线电信号而不是声音信号)。点击下面的图象就可以听到声音。

 

这张图片所显示的X轴是表示时间的流向,Y轴表示的是频率,或者说是不同频率信号的强 度。这里所看到的是宽频信号,也就是说很多不同频率的信号混在一起。要注意的是,图中信 号有微弱(暗的)开始,然后逐渐增强(明亮),在横轴中间大约6秒的位置达到最大值。这 也正是我们希望看到的地外生命的信号在“漂移”过射电望远镜时的情形。但是我们并不在宽 频信号内搜索,这可能是星体或者其他天体所产生的信号。因此,宽频信号是不合适的。

 

 

这张图片正是我们想要看到的。在这里我们可以看到是在一个比较窄的频带内的信号,信号在 这个12秒的频带内也是有强有弱的。我们尚不知道多窄的频带才是合适的,所以我们会搜索多 个这样的频带。

 

 

如果“他们”试图在“他们”的信号中加入一些有意义的信息,那么信号几乎可以肯定是脉冲 信号,就像这张图片显示的这样。

 

 

由于行星的自转,“他们”的信号发生器和我们的射电望远镜都是在沿着各自行星的中心轴做 圆形运动。这种运动的结果是在观察的过程中我们会发现有些频率变化了,也正是因为这种相对运 动,我们可以称这种现象为“多普勒漂移(doppler shifting)”或者信号的频率漂移。这有可能 会造成在这12秒钟某些频率信号的增加或消失,这就是所谓的“啁啾信号(Chirped Signal)”。我们也会检测这种信号。

 

 

当然我们也会搜索含有脉冲信号的多普勒漂移(啁啾)信号。

 

 

资料补充:关于数据分析的更多信息
SETI@home的软件可以搜索比SERENDIP IV所能搜索的信号弱10倍的信号,因为它采用了 一种增强运算算法,称为“相干积分(coherent integration)”。目前还没有任何一台计算机 (包括SERENDIP程序)有足够的处理能力来独立实现这种方法。你的计算机对数据进行快速 傅立叶变换处理,在各种频率,带宽和啁啾速率中搜索较强的信号。你从我们这里获得的每一 个工作单元都会进行如下的步骤。
我们先来看一看最需要运算处理能力的部分。首先要做的工作是消除数据中的啁啾频率,也就 是说要消除多普勒效应的影响。最好的方法是,在-10Hz/秒到+10Hz/秒的频率内,步长为 0.002Hz/秒,进行约20000次的操作。在每一个啁啾频率上,对107秒的数据消除啁啾之后, 再将数据分成8块,每块13.375秒的数据块。每个13.375秒的数据块用0.07Hz的滤波器搜索,试图发现一些有意义的峰值信号(这意味着对每个啁啾频率上的每个数据块要进行约 131072次测试)。这样的话,有非常非常多的数据要处理。在这第一步的处理中,你的计算机 要进行约2000亿次的运算。而我们要做一些10Hz/秒到50Hz/秒之间的数据处理。
工作还没有完呢!因为我们还要搜索其他的频带。下一步,我们将滤波器的带宽加倍到 0.15Hz,同时因为滤波器的带宽加宽了,我们只需要检测四分之一的速率就可以了。在我们完 成上面的处理之后,我们只完成了四分之一的工作,或者说完成500亿次的运算。是不是太简 单了?
在下一步,我们再将滤波器的带宽加倍(从0.15到0.3Hz),同时将啁啾频率再减少四分之 一。这一步(包括这以后的后续步骤)的处理工作只是前一步的1/4。那么这里有125亿次运算 发生。就这样,对于那107秒的数据的连续14次的带宽加倍(0.07,0.15,0.3,0.6,1.2, 2.5,5,10,20,40,75,150,300,600和1200Hz)会产生总共2750亿次的运算。所以说, 我们主要对窄带的数据进行分析(大约70%的工作量)。
最后,那些在某些频率,带宽和啁啾组合下的比较强的信号实际上是从地球上产生的信号。只 有在12秒内产生并消失的信号(12秒钟正好是射电望远镜经过天空中某一点的时间)才有可 能被认为是地外生命的信号。同时,这样的超过某一门限的峰值信号会被记录下来。 >>下一页

 

中国分布式计算总站 版权所有