Durante 21 anos, entre 1999 e 2020, milhões de pessoas em todo o mundo "emprestaram" os seus computadores a cientistas da Universidade da Califórnia em Berkeley para procurarem sinais de civilizações avançadas na nossa Galáxia.

O projeto - denominado SETI@home, em homenagem ao SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) - atraiu um grupo de fiéis seguidores ansiosos por participar num dos mais populares projetos de "crowdsourcing" dos primórdios da Internet. Transferiram o software SETI@home para os seus computadores domésticos e permitiram que estes analisassem os dados obtidos pelo agora extinto Observatório de Arecibo, em Porto Rico, para encontrar invulgares sinais de rádio provenientes do espaço. No total, estes cálculos produziram 12 mil milhões de deteções - "'blips' momentâneos de energia a uma determinada frequência provenientes de um determinado ponto do céu", segundo o cientista informático e cofundador do projeto, David Anderson.

Após 10 anos de trabalho, a equipa do SETI@home terminou agora a análise dessas deteções, reduzindo-as a cerca de um milhão de sinais "candidatos" e, depois, a 100 que valem a pena ser vistos novamente. Desde julho que têm apontado o radiotelescópio FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope), na China, para estes alvos, na esperança de voltar a ver os sinais.

Embora os dados do FAST ainda não tenham sido analisados, Anderson admite que não espera encontrar um sinal de ETs. Mas os resultados do projeto SETI@home - apresentados em dois artigos científicos publicados no ano passado na revista The Astronomical Journal - fornecem lições para futuras pesquisas e apontam para potenciais falhas nas atuais.

"Se não encontrarmos ETs, o que podemos dizer é que estabelecemos um novo nível de sensibilidade. Se houvesse um sinal acima de uma certa potência, tê-lo-íamos encontrado", disse. "Algumas das nossas conclusões são que o projeto não funcionou completamente como pensávamos. E temos uma longa lista de coisas que teríamos feito de forma diferente e que os futuros levantamentos do céu deveriam fazer de forma diferente".

De acordo com o astrónomo e diretor do projeto SETI@home, Eric Korpela, pesquisas como o SETI@home irão inevitavelmente revelar milhares de milhões de sinais possíveis. O desafio para os investigadores é desenvolver algoritmos para eliminar os sinais duvidosos causados por ruído ou interferência de rádio sem eliminar os verdadeiros sinais de uma civilização distante. A interferência de radiofrequência (abreviatura internacional RFI) provém não só dos satélites em órbita da Terra e espalhados pelo Sistema Solar, mas também das emissões de rádio e televisão e até dos fornos de micro-ondas.

"Não é exequível fazer uma investigação completa de todos os sinais possíveis que se detetam, porque isso ainda requer uma pessoa e olhos", disse. "Temos de ser melhores a medir o que estamos a excluir. Estaremos a deitar fora o que é bom com o que é mau? Não creio que saibamos, para a maioria das pesquisas SETI, e isso é realmente uma lição para as pesquisas SETI em todo o lado".

Anderson e Korpela abordaram essa questão inserindo cerca de 3000 sinais falsos - chamados "birdies" - no seu "pipeline" de dados antes de os vasculharem para eliminar a RFI e o ruído. Ignoraram a natureza destes sinais falsos e calcularam a sua sensibilidade com base na potência do sinal dos "birdies" que conseguiram detetar.

Korpela salientou que quase todas as pesquisas atuais assumem que uma civilização colocaria muita potência numa banda de frequência estreita para chamar a atenção de outras civilizações, e depois enviaria informação ou dados através de uma frequência de banda larga adjacente. Para aumentar as hipóteses de ser detetado, o sinal deve estar numa frequência em que os astrónomos observem o Universo, disse Korpela - muito provavelmente em torno do comprimento de onda de rádio de 21 centímetros, que é usado para mapear o gás hidrogénio na Galáxia.

David Anderson, cofundador do SETI@home, discute o projeto de computação distribuída em 2003. Crédito: Robert Sanders/Universidade da Califórnia em Berkeley

"Este potente sinal de banda estreita seria algo fácil de detetar. Depois, quando alguém o detetasse, dedicar-se-ia a mais observações para tentar encontrar sinais próximos em termos de frequência que pudessem ser de menor potência e de banda mais larga e que contivessem informação", disse Korpela. "Se víssemos um sinal extraterrestre de banda estreita algures, provavelmente teríamos todos os telescópios, radiotelescópios e telescópios óticos disponíveis apontados para esse ponto do céu, procurando em todas as frequências qualquer outra coisa. Até à data, ainda não tivemos isso. Se tivéssemos, acho que todos saberíamos".

Apesar de não ter conseguido encontrar ETs, o SETI@home é considerado um sucesso?

"Eu diria que foi muito, muito, muito além das nossas expetativas iniciais", disse Anderson. "Quando estávamos a conceber o SETI@home, tentámos decidir se valia a pena fazê-lo, se teríamos capacidade de computação suficiente para fazer nova ciência. Os nossos cálculos baseavam-se em conseguir 50.000 voluntários. Rapidamente, tivemos um milhão de voluntários. Foi incrível e eu gostaria que a comunidade e o mundo soubessem que realmente fizemos alguma ciência".

Computação distribuída

Quando Anderson começou a trabalhar no SETI@home, em meados da década de 1990, ele ensinava ciência da computação na Universidade da Califórnia em Berkeley e realizava investigação em computação distribuída - dividindo problemas grandes e complexos em partes que poderiam ser tratadas por computadores menos poderosos. Esta era uma solução alternativa para as pessoas que não tinham acesso a um supercomputador. Um licenciado em ciências informáticas da UC Berkeley e antigo aluno de Anderson, David Gedye, sugeriu que a crescente rede de computadores domésticos poderia ser aproveitada através da computação distribuída para analisar sinais de radiotelescópios em busca de padrões invulgares produzidos por uma civilização avançada - o que é hoje conhecido como uma tecnoassinatura.

Anderson juntou-se posteriormente a Korpela e ao engenheiro elétrico e astrónomo Dan Werthimer, da Universidade da Califórnia em Berkeley, e juntos lançaram o SETI@home em 1999. Em poucos dias, 200.000 pessoas de mais de 100 países tinham transferido o software. Um ano depois, tinha 2 milhões de utilizadores.

Os dados foram obtidos pelo radiotelescópio de Arecibo com 300 metros. Foram registados de forma passiva, à medida que outros astrónomos apontavam a antena de rádio - na altura, a maior do mundo - para diferentes regiões do céu para estudo. Esta chamada observação comensal revelou-se muito eficaz. Ao longo do projeto, cada área do céu visível a partir de Porto Rico - um-terço de todo o céu - foi observada 12 ou mais vezes, com algumas áreas observadas centenas ou mesmo milhares de vezes.

Uma vista do radiotelescópio de Arecibo em 2019. Na altura, era o maior radiotelescópio do mundo, com 300 metros de diâmetro e construído num sumidouro natural perto de Arecibo, Porto Rico. Os sinais de rádio captados durante os seus estudos astronómicos foram analisados por milhões de voluntários que faziam parte do projeto SETI@home. A antena de rádio foi destruída durante uma tempestade em 2020. Crédito: Mario Roberto Durán Ortiz

"A partir de Arecibo cobrimos a maior parte das estrelas da Via Láctea, que são milhares e milhares de milhões", disse Anderson.

"Somos, sem dúvida, a pesquisa de banda estreita mais sensível e de grandes porções do céu, pelo que tínhamos a melhor hipótese de encontrar algo", acrescentou Korpela. "Por isso, sim, há uma pequena desilusão por não termos visto nada".

A maioria das atuais pesquisas SETI - incluindo o projeto Breakthrough Listen, com 10 anos de existência - são pesquisas orientadas e não varrimentos de todo o céu. Ou seja, procuram tecnoassinaturas em estrelas próximas específicas ou em estrelas mais distantes que se descobriram albergarem planetas. Os radiotelescópios utilizados, como o GBT (Greenbank Telescope), no estado norte-americano da Virgínia Ocidental, e o MeerKAT, na África do Sul, ainda só são capazes de detetar um transmissor da dimensão de Arecibo relativamente próximo, em termos galácticos.

"Para sondar distâncias maiores, são necessários telescópios maiores e tempos de observação mais longos", disse Korpela. "É sempre melhor podermos controlar o telescópio para o nosso projeto. Não fomos capazes de controlar o que o telescópio estava a fazer".

A análise final

O software que Korpela desenvolveu para o SETI@home pegou nos dados de rádio de Arecibo - frequência, intensidade, posição no céu - e manipulou-os matematicamente num processo chamado transformada discreta de Fourier, que divide as frequências em pequenos grupos. Uma vez que a Terra está em movimento, tal como qualquer fonte provável de sinal, o software analisou as observações em busca de mudanças de frequência, designadas por efeito Doppler.

"Na verdade, tivemos de analisar toda uma gama de desvios possíveis - dezenas de milhares - só para nos certificarmos de que tínhamos todas as possibilidades", disse Anderson. "Isso multiplica por 10.000 a quantidade de poder computacional de que necessitamos. O facto de termos um milhão de computadores domésticos à nossa disposição permitiu-nos fazer isso. Nenhum outro projeto SETI, no rádio, foi capaz de o fazer".

No entanto, os 12 mil milhões de sinais interessantes que estes computadores domésticos identificaram tiveram de ser examinados e Anderson admite que, nos primeiros anos do SETI@home, não tinham pensado muito sobre como o fazer.

"Até cerca de 2016, não sabíamos realmente o que iríamos fazer com estas deteções que tínhamos acumulado", disse Anderson. "Não tínhamos descoberto como fazer toda a segunda parte da análise".

A seleção exigiu um "cluster" de computação com uma grande quantidade de armazenamento e memória, que foi fornecido pelo Instituto Max Planck de Física Gravitacional em Hanover, na Alemanha. O supercomputador permitiu a Anderson e Korpela eliminar a RFI e o ruído, reduzindo os milhares de milhões de deteções a um par de milhões de candidatos a sinais - "conjuntos de deteções que vêm mais ou menos do mesmo local no céu e mais ou menos com a mesma frequência, mas possivelmente muitos deles espalhados ao longo do tempo", disse Anderson.

Depois de os classificarem por probabilidade de serem reais, os mil primeiros tiveram de ser revistos manualmente. Korpela e Werthimer trabalharam para rever os candidatos e reduzir o campo para cerca de 100. Estes estão a ser alvo do FAST, sendo cada ponto no céu registado durante cerca de 15 minutos. O FAST tem uma área de recolha cerca de oito vezes superior à de Arecibo.

A análise final destes sinais ainda está para vir, disse Anderson, mas "estes dois artigos científicos são as conclusões importantes do SETI@home".

Será que um projeto SETI semelhante, com recurso a "crowdsourcing", é viável atualmente?

Korpela pensa que a resposta é sim. O telescópio FAST já está a realizar um levantamento comensal. Esses dados podem ser divididos em pedaços e distribuídos a cientistas cidadãos para análise. Os computadores domésticos poderiam processar esses dados numa plataforma para computação voluntária chamada BOINC, que Anderson criou e continua a desenvolver. O BOINC, financiado pela NSF (National Science Foundation), é atualmente utilizado por vários projetos de computação em "crowdsourcing", incluindo o Rosetta@home, que calcula como as proteínas se dobram em 3D; o Einstein@home, que analisa dados em busca de pulsares; e o LHC@home, que simula colisões de partículas no LHC (Large Hadron Collider) do CERN. Computadores mais rápidos e velocidades de Internet mais rápidas poderão permitir a análise de quantidades muito maiores de dados do que o SETI@home, que começou durante a era dos modems lentos e de ligação telefónica que tornavam penoso transferir grandes quantidades de dados.

"Penso que a procura de inteligência extraterrestre ainda capta a imaginação das pessoas", disse Korpela. "Penso que ainda é possível obter uma capacidade de processamento significativamente superior à que utilizámos para o SETI@home e processar mais dados devido a uma maior largura de banda da Internet. O maior problema de um projeto deste tipo é que requer pessoal e pessoal significa salários. Não é a forma mais económica de fazer o SETI".

O SETI@home chegou a ser operado por seis pessoas, mas Korpela é atualmente o único membro remunerado da equipa e está semirreformado. Mas ele vê a computação em "crowdsourcing" como uma oportunidade para melhor analisar os dados de rádio do SETI usando as lições do SETI@home. Isso poderia incluir uma segunda análise de todos os dados do SETI@home.

"Num mundo em que eu tivesse o dinheiro, reanalisá-lo-ia da forma correta, ou seja, corrigiria os erros que cometemos. E nós cometemos alguns erros. Foram escolhas conscientes devido à rapidez dos computadores em 1999", disse Korpela. "Ainda há a possibilidade de o ET estar naqueles dados e nós falhámos por pouco".

// Universidade da Califórnia em Berkeley (comunicado de imprensa)
// Artigo científico #1 (The Astronomical Journal)
// Artigo científico #2 (The Astronomical Journal)

Quer saber mais?

SETI@home:
Página principal
Wikipedia

Observatório de Arecibo:
Página principal
Wikipedia

FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope):
Página principal
Wikipedia

Interferência de radiofrequência (abreviatura internacional RFI):
Wikipedia

Tecnoassinatura:
Wikipedia

Transformada discreta de Fourier:
Wikipedia

Breakthrough Listen:
Página principal
Wikipedia