LẮNG NGHE Ở NƠI NGƯỜI NGOÀI HÀNH TINH CÓ THỂ TÌM CHÚNG TA

Công cuộc tìm kiếm trí tuệ ngoài Trái Đất (SETI) săn lùng các dấu hiệu công nghệ (technosignatures): dấu vết của một nền công nghệ không phải của chúng ta, ở đây là sóng vô tuyến. SETI thường cho rằng một máy phát rải tín hiệu ra mọi hướng sẽ rất lãng phí, còn sóng vô tuyến rò rỉ ngẫu nhiên thì quá yếu. Vì vậy, họ tìm đèn hiệu (beacons) — những tín hiệu được cố ý hướng về một nơi nào đó. Vấn đề là bầu trời quá rộng. Nên lắng nghe ở đâu, và khi nào?

Một điểm hẹn không cần gọi điện

Isabel Gerrard, thuộc nhóm Breakthrough Listen của Đại học Oxford và Viện SETI, cùng Sofia Sheikh, thuộc Viện SETI và Trung tâm Nghiên cứu SETI Berkeley, mượn một ý tưởng từ lý thuyết trò chơi: điểm Schelling. Đó là lời giải mà hai người chơi tự nhiên cùng hướng tới mà không cần liên lạc, vì nó nổi bật với cả hai.

Lập luận của họ bắt đầu từ cách chúng ta tìm các hành tinh có thể sống được: phương pháp quá cảnh (transit), phát hiện sự mờ đi rất nhẹ của một ngôi sao khi một hành tinh đi qua trước nó. Một nền văn minh dùng cùng phương pháp có thể thấy Trái Đất đi ngang qua Mặt Trời mỗi năm một lần — với điều kiện họ ở gần mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất, tức hoàng đạo. Khoảnh khắc nổi bật là khi máy phát, Mặt Trời và Trái Đất thẳng hàng. Nhìn từ Trái Đất, máy phát khi đó nằm đúng phía đối diện Mặt Trời, tại điểm đối Mặt Trời (anti-solar point). Nhìn từ đó, Trái Đất đang ở giữa chặng quá cảnh. (Ý tưởng này giả định rằng bên phát tín hiệu có tính đến thời gian di chuyển của ánh sáng.)

Các nhà nghiên cứu SETI từng đề xuất lắng nghe ở đó. Theo các tác giả, chiến dịch này mang lại cho điểm đối Mặt Trời lần phủ quan sát đầu tiên.

Hai chùm tia để vạch mặt tín hiệu giả

Khảo sát dùng Allen Telescope Array, một mạng lưới chảo ăng-ten đường kính 6,1 mét ở Hat Creek, phía bắc California, được xây dựng cho SETI. Hai mươi tám trong số 42 chảo có bộ thu mới được làm lạnh. Chúng nghe trong dải 2.356 đến 3.700 MHz, chia nhỏ dải này thành các kênh rộng 1,9 hertz.

Ba phép thử tách một đèn hiệu tiềm năng khỏi nhiễu:

Băng hẹp. Các nguồn vô tuyến tự nhiên trải rộng trên nhiều tần số; viễn thông của chính chúng ta, cũng như một đèn hiệu, thì hẹp.
Độ trôi. Một máy phát ở xa chuyển động so với chúng ta sẽ trôi tần số từ từ do hiệu ứng Doppler. Nhiễu tại chỗ hầu như không trôi.
Vị trí. Hệ thống tạo ra hai chùm tia, một hướng vào điểm đối Mặt Trời và một ngay bên cạnh. Một tín hiệu thực sự đến từ xa phải mạnh hơn ít nhất 5,29 lần trong chùm thứ nhất.

Mỗi điểm được quan sát năm phút, vào ban đêm, khi điểm đối Mặt Trời ở trên đường chân trời. Phần mềm có tên ATSAT, được phát hành dưới dạng mã nguồn mở, đảm nhận việc phân loại. Những tín hiệu sống sót cuối cùng được kiểm tra bằng mắt và xếp vào sáu nhóm: bốn loại nhiễu, một nhóm “khác”, và “tín hiệu đáng chú ý”.

Từ 169 triệu xuống 25

Từ tháng 8 năm 2024 đến tháng 8 năm 2026, hệ thống đã dành 126 phiên và khoảng 876 giờ quan sát bầu trời: 11.313 lần hướng kính, khoảng 1,3 petabyte dữ liệu. Như vậy đã phủ được khoảng 12% hoàng đạo.

Với 84 phiên đã phân tích đến nay, cái phễu lọc rất dốc:

168.721.405 tín hiệu băng hẹp, có độ trôi được phát hiện;
còn 74,8 triệu sau khi che các tần số ô nhiễm nặng nhất;
27,2 triệu sau khi so sánh hai chùm tia;
11.212 biểu đồ cho mắt người xem, trong đó 8.473 đã được phân loại.

Gần như tất cả là nhiễu: các đường nằm ngang (46%), tín hiệu mờ dần (43%), các khối (1,9%). Chỉ 25 tín hiệu — 0,29% — vừa băng hẹp, vừa có độ trôi, vừa sáng hơn chỉ trong chùm tia đối Mặt Trời. Chúng rơi vào 10 tần số và 10 vị trí trên bầu trời, trong bảy đêm; 14 trên 25 tín hiệu đến từ một lần hướng kính duy nhất.

Các tác giả không công bố phát hiện nào. Cả 10 vị trí đều đã được lên lịch quan sát lại.

Một khảo sát tính bằng petabyte

Phủ toàn bộ hoàng đạo cần 87.660 lần hướng kính. Vì tại mọi thời điểm một nửa hoàng đạo nằm trong ánh sáng ban ngày, và một năm của Trái Đất không phải là số nguyên ngày, việc này sẽ mất ít nhất bốn năm, hơn 700 phiên và hơn 11 petabyte dữ liệu — chiến dịch lớn nhất từng được thực hiện trên Allen Telescope Array.

Các tác giả thừa nhận một điểm yếu: các dải tần bị che đã được điều chỉnh trong quá trình làm, nên không phải phiên nào cũng được xử lý như nhau. Một đợt phân tích lại toàn bộ với thiết lập thống nhất đã được lên kế hoạch, bắt đầu từ năm 2025. Trong khi đó, hàng nghìn phổ đồ được gắn nhãn thủ công tạo thành một danh mục nhiễu vô tuyến có thể dùng để huấn luyện các bộ phân loại trong tương lai. Liệu 25 tín hiệu sống sót có đứng vững hay không, chỉ có thể biết khi các chảo ăng-ten quay lại 10 điểm ấy trên bầu trời.