martes, 27 de enero de 2015

El mensaje de Arecibo

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(Contribución de El neutrino a la XII edición del Carnaval de Humanidades, organizada por ZTFNews)

El 16 de noviembre 1974, el radiotelescopio de Arecibo envió, por primera vez en la historia, un mensaje por radio en nombre de la Humanidad destinado a las posibles inteligencias extraterrestres del universo.

El mensaje de Arecibo es un dibujo rectangular en el que, a primera vista, podemos ver la silueta de un ser humano, una especie de ondas y una M cubierta por un arco, además de montones de puntos y símbolos extraños, de difícil interpretación. En principio. Pero hay mucha información en el mensaje, si sabemos cómo leerla.

En el diseño del mensaje trabajaron científicos de la talla de Carl Sagan y Frank Drake. Según se cuenta en el libro Vida inteligente en el Universo, de Iosif Samuilovich Shklovskiï y Carl Sagan, en 1961 Drake envió una primitiva versión del mensaje a varios científicos de diferentes disciplinas, participantes en el primer simposio sobre búsqueda de inteligencia extraterrestre, que se celebró en el Observatorio Nacional de Radio Astronomía de Green Bank, en Virginia Occidental. Los científicos no se habían puesto de acuerdo de antemano sobre el contenido del mensaje, y no había instrucciones adicionales. Resultó que cada uno logró entender las partes que se referían a su propio campo de investigación, pero ninguno fue capaz de descifrarlo completo.



¿Cómo se envió el mensaje? Parece fácil; al fin y al cabo, la televisión envía imágenes a través de las ondas continuamente. Pero para recibir una imagen transmitida por radio, tenemos que saber cómo descodificarla; intenta ver una emisión de televisión PAL con un televisor SECAM, o un canal de TV digital con un antiguo televisor analógico. En el caso de un mensaje dirigido a seres extraterrestres, sin un contacto previo ellos, debemos construir el mensaje de manera que su decodificación sea evidente sin más información adicional. El mensaje de Arecibo se transmitió como una ristra de bits, ceros y unos, que corresponden a los puntos claros y oscuros del dibujo, leídos de izquierda a derecha y de arriba abajo. Es una ristra de 1 679 bits, modulados en la señal de radio de 2 380 MHz mediante variaciones de frecuencia de 10 Hz, fácilmente detectables por cualquier inteligencia tecnológica. Para reconstruir el mensaje a partir de la cadena de bits, sólo hay que darse cuenta de que 1 679 es el producto de dos números primos, 73 x 23, precisamente las dimensiones del dibujo. Esto es una indicación muy clara de que se trata de un mensaje bidimensional, y cualquier niño de primaria sabe descomponer un número en sus factores primos.

Bien, ya sabemos que se trata de un dibujo bidimensional de 73 x 23 puntos. Pero ¿cómo colocamos los puntos? Todos los libros de divulgación que he consultado afirman que sólo hay dos maneras de hacerlo: en 23 filas de 73 puntos o en 73 filas de 23 puntos; en el primer caso obtenemos un dibujo sin sentido, y en el segundo aparece claramente el mensaje. Si en lugar de colocar los puntos de izquierda a derecha los colocamos de derecha a izquierda, aparece la imagen especular del mensaje, pero eso no impide su interpretación.

Sin embargo, esos libros dan por supuesto que la colocación de los puntos es unidireccional, igual que nuestra escritura, pero, como cuento en mi libro Infiltrado reticular, "han pasado por alto otros sistemas de escritura que, si bien hoy abandonados, estuvieron muy en boga en los inicios de la civilización. Como el bustrofedón, que consiste en alternar en zigzag el sentido de cada línea, a la manera en que un tiro de bueyes ara un campo: la primera de izquierda a derecha, la segunda de derecha a izquierda, la tercera de izquierda a derecha, y así sucesivamente. Un sistema de escritura abandonado en nuestro mundo, pero que quizá en otros sea el único conocido". Si tratas de reconstruir el mensaje en bustrofedón, el resultado son garabatos sin sentido. Nuestros extraterrestres se van a quedar frustrados, porque "igual que nuestros sabios han ignorado la posibilidad de leer el mensaje en bustrofedón, quizá los sabios extraterrestres sean igualmente incapaces de imaginar nuestro sistema de escritura unidireccional. Sin contar con que puede haber otros sistemas de lectura, quizá impensables para nosotros: espirales, diagonales...".

Pero bueno, seamos optimistas y supongamos que hay extraterrestres lo bastante inteligentes como para reconstruir el mensaje. Antes tendrían que haberlo recibido. Y esto va a ser aún más difícil. El mensaje se envió en dirección al Gran Cúmulo Globular de Hércules, M13, situado a unos 25 000 años luz del Sistema Solar, así que tardará 25 000 años en llegar allí. Pero durante esos 25 000 años, el cúmulo M13 se moverá en el espacio, de manera que, cuando al cabo de ese tiempo, llegue el mensaje, M13 ya no estará allí. Y el mensaje seguirá viajando por el espacio intergaláctico...

No contentos con enviar un mensaje a un lugar donde no habrá nada cuando llegue, lo enviaron una sola vez. Fue una emisión de 1 000 kilovatios a 10 bits por segundo, que duró menos de tres minutos. Sin embargo, ya se advertía en el libro de Sagan y Shklovskiï citado antes que sería conveniente repetir el mensaje varias veces para evitar la pérdida de información por ruido, interferencias... Se diría que los científicos no querían que nadie recibiera e interpretara el mensaje...

La verdad es que hay un poco de eso. La emisión del mensaje formó parte de la ceremonia de inauguración del remodelado radiotelescopio de Arecibo, el 16 de noviembre de 1974. En esa época, EE.UU. estaba aún inmerso en la guerra de Vietnam, y su economía no era muy boyante. Además, el programa Apollo había acabado dos años antes, así que las instituciones que administraban el telescopio, la National Science Fundation y la Universidad Cornell, necesitaban apoyo público para mantener la financiación necesaria. ¿Qué mejor publicidad que un mensaje destinado a establecer contacto con los extraterrestres? El mensaje se envió a M13 simplemente porque dió la casualidad de que ese cúmulo de estrellas pasaba por encima del telescopio en el momento de la inauguración. La frecuencia de emisión, 2 380 MHz, tampoco era la más adecuada para la comunicación interestelar, era simplemente la frecuencia de emisión del telescopio para el estudio de las superficies de la Luna y Venus. En realidad, no se esperaba que nadie fuera de la Tierra recibiera nunca el mensaje. Los verdaderos destinatarios eran los contribuyentes estadounidenses.

En cualquier caso, y si no te has cansado ya de leer, vamos a ver el significado completo del mensaje. El dibujo se puede dividir en siete partes, de arriba abajo.


La primera, formada por las primeras cuatro filas del rectángulo, contiene los números del 1 al 10 en una codificación binaria un tanto extraña. En la cuarta fila se marca la posición de cada número, porque el 8, el 9 y el 10 ocupan dos columnas, ya que su expresión en binario requiere más de tres puntos. Una forma un tanto enrevesada de mostrar que si un número no cabe en una columna se puede escribir en varias, cosa que será útil más adelante.


En la segunda parte aparecen los números atómicos del hidrógeno (1), el carbono (6), el nitrógeno (7), el oxígeno (8) y el fósforo (15), elementos que forman el ADN. De nuevo, los puntos de la fila inferior sólo marcan la posición de cada número, y no forman parte de él. Pero en este caso todos los números ocupan una sola columna, así que en lo poco que llevamos, el 8 aparece escrito de dos formas diferentes.


La tercera parte muestra las fórmulas de los azúcares y las bases nitrogenadas que forman el ADN y, a la vez, es un esquema que muestra dos eslabones de su estructura: en las dos columnas laterales tenemos las cadenas de azúcares (desoxirribosa) unidas por grupos fosfato, y en las columnas centrales, enlazadas con las desoxirribosas, se muestran las bases nitrogenadas: adenina y timina en el primer eslabón, y citosina y guanina en el segundo. Cada una de esas moléculas se representa por el número de átomos de los cinco elementos mostrados en la parte anterior; por ejemplo, 75010, o sea, 7 átomos de hidrógeno, 5 de carbono, 0 de nitrógeno, 1 de oxígeno y 0 de fósforo, significa desoxirribosa (C5H7O en el ADN).


La cuarta parte es una representación gráfica de la doble hélice del ADN, con una doble línea de puntos vertical en el centro que representa la cantidad de nucleótidos que forman el ADN humano. O, más bien, la cifra que en 1974 se creía correcta: 4 300 millones. En realidad, hoy se cree que son más bien 3 200 millones. Otra vez, como al principio, el número ocupa dos columnas, y un punto en la fila inferior indica dónde comienza.


La quinta parte muestra la silueta de un ser humano en el centro. Es la más fácil de interpretar, al menos para nosotros, que ya sabemos cómo somos. A la izquierda, una barra vertical de la misma altura que la figura humana está cortada por un número binario que expresa la estatura media de un ser humano: 14. No podemos poner la estatura en metros, porque lo más seguro es que los extraterrestres tengan otras unidades de medida diferentes. La unidad de medida en la que está expresada esa estatura es la única longitud implícita en el mensaje: su longitud de onda, o sea, 126 mm. Así que 14 x 126 mm = 1,764 m. A la derecha de la figura humana, otro número binario muestra la población de la Tierra en 1974, 4 292 853 750. Esta vez, el número se lee de izquierda a derecha y de arriba abajo, como marca el punto de inicio, ocupa seis filas. Parece que quisieron ponerselo difícil a los extraterrestres.


La sexta parte es una representación gráfica del Sistema Solar, con el Sol y los planetas en orden de izquierda a derecha, y una indicación esquemática de sus tamaños relativos: el Sol es un cuadrado de 2x2, Mercurio, Venus, la Tierra y Marte están representados por un punto, Júpiter y Saturno por tres, Urano y Neptuno por dos, y Plutón, que por entonces aún se consideraba un planeta, por uno. La Tierra, situada justo debajo de la figura humana, está desplazada además hacia arriba, para indicar que es el planeta de origen del mensaje.


La séptima parte, por último, es un dibujo del radiotelescopio de Arecibo. La M muestra el comportamiento de los rayos de luz en un espejo parabólico. Bajo el dibujo hay un último número, en horizontal: el diámetro del telescopio; 2 430 longitudes de onda, o sea, 306,18 metros.

¿Habrías sido capaz de interpretarlo tú solo? Si quieres saber los problemas que tuvo el protagonista de Infiltrado reticular con el mensaje, y de paso ver cómo queda el mensaje en bustrofedón, puedes leer gratis el segundo capítulo de la novela.

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