¿Qué puede hacer que los extraterrestres no entiendan nuestra señal?

Como señala AndreiROM, reconocer que hay una señal y comprender el contenido de la señal son dos cosas completamente diferentes.

De hecho, ni siquiera es un hecho que los extraterrestres reconozcan algunas de nuestras transmisiones como transmisiones deliberadas. Como ejemplo de esto, considere la señalización de banda ultraancha : muy poca potencia, en una gran franja de espectro de radio, ¡con la posibilidad incluso de que cada parte de la señal esté por debajo del nivel de ruido ambiental! Creo que algunos sistemas de radio militares también funcionan de manera similar, para dificultar el espionaje y la triangulación del transmisor. Sin la secuencia del código, es perfectamente posible que ni siquiera pueda decir que hay un transmisor allí , y mucho menos averiguar qué se está transmitiendo.

Nuestros sistemas de comunicación modernos utilizan esquemas de modulación increíblemente complejos, en parte para acercarnos al Santo Grial teórico del teorema de Shannon-Hartley . Incluso si los objetivos son los mismos, las probabilidades de que una civilización extraterrestre llegue exactamente a los mismos esquemas de modulación por casualidad parecen lo suficientemente escasas como para ser inexistentes, y eso es incluso antes de que consideremos la naturaleza de la señal de modulación (lo que sea que se alimenta al modulador, tal vez desde un micrófono o dispositivo similar; en términos técnicos, la señal de banda base ).

Cuídense de sus antenas, damas caballeros y xenomorfos, porque en los próximos párrafos los llevaré a un recorrido rápido por la historia de cómo se ha desarrollado la radio en la Tierra durante las últimas 150 órbitas del tercer planeta de el Sistema Solar alrededor de su estrella central.

La radio comenzó de manera simple, con una tecla de encendido/apagado trivial (útil por sí sola para el código Morse, pero en realidad no para mucho más), y luego creció con bastante rapidez con la modulación de amplitud que ( cuando se ve en el dominio de la frecuencia) es un solo señal de mayor potencia a una frecuencia fija y dos señales de menor potencia correspondientes a la señal moduladora. (Lo que permitió a AM fue descubrir cómo generar una forma de onda continua ; en los primeros días de la radio, incluso eso no era un logro trivial, y además de ser una tienda de la esquina para básicamente todas las tecnologías modernas de radio y comunicaciones por cable, su herencia sigue viva en cómo los radioaficionados de hoy en día a menudo se refieren al código Morse como "CW".) Esos dos son relativamente fáciles de demodular (si no necesariamente de entender, pero para entonces estás entrando en áreas como la lingüística o el diseño de sistemas de transmisión), pero prácticamente los abandonamos hace mucho tiempo porque no se ajustan a nuestro actual necesidades muy bien y nos dimos cuenta de cómo hacerlo "mejor". En este contexto, "mejor" puede significar cosas como "más fácil de entender para un lego con un receptor apropiado", "velocidad de datos más alta", "mayor resistencia a los errores de transmisión" o "mayor fidelidad", con muchos elementos combinados de estos; compare una recepción de AM de onda corta ruidosa y entrecortada con el audio nítido de una transmisión de FM con un presupuesto de enlace adecuado .

Algún tiempo después de AM, descubrimos cómo hacer modulación de frecuencia , que es básicamente una sola losa de potencia de RF que se baraja alrededor del espectro de radio. En ese momento, puede tener dos radios totalmente capaces de FM en la misma frecuencia y, sin embargo , ¡no pueden comunicarse! (El transmisor y el receptor deben ponerse de acuerdo sobre dos parámetros de la señal: desviación y ancho de banda de modulación, ya que estos dos afectan directamente el espectro de la señal transmitida).

Y luego está la modulación de fase , que fácilmente puede ser tan compleja como FM para decodificar, pero también completamente diferente. Es como FM en el sentido de que generalmente es potencia constante, pero en lugar de cambiar la frecuencia, la modulación de fase se basa en la idea de cambiar la fase de la señal para transmitir datos.

¡Sin mencionar que en estos días, no los usamos de forma aislada! No, hemos inventado bestias como la modulación de amplitud en cuadratura (que le brinda dos señales de AM diferentes en una sola portadora, cada una de las cuales puede modularse con datos digitales o analógicos).

Los modos de transmisión también se pueden superponer, como las muñecas Matryoshka . Por ejemplo, puede tener una señal de FM modulada por una modulación de fase o quizás más comúnmente una señal modulada por desplazamiento de frecuencia de audio (AFSK) que a su vez representa información útil.

Y, por supuesto, la señal utilizada para modular el transmisor generalmente no se usa directamente. Muchos sistemas modernos son digitales, lo que por diseño coloca un paso de modulación entre la señal útil (por ejemplo, audio, video o datos) y el transmisor de radio. Por ejemplo, DECT (que se usa comúnmente para teléfonos inalámbricos; sin embargo, no para teléfonos celulares) usa modulación codificada de pulso diferencial adaptable para crear la señal que se usa para modular el transmisor de radio, y GSM (telefonía móvil de segunda generación) usa lo que es conocida como codificación de predicción lineal excitada por código . Solo los nombres de estos deberían darle una pausa, y los estándares más nuevos son aún más complejos. Agregue a esto el hecho de que algunos sistemas de radio están encriptadosen intentos (más o menos exitosos) de evitar las escuchas. ¡Compare esto con el viejo AM, donde el transmisor hace poco más que cambiar la señal de banda base del micrófono al rango de frecuencia de radio!

Además de lo anterior, los sistemas de radio a menudo usan antenas relativamente direccionales (al menos en un plano, y para enlaces de radio, la direccionalidad en dos planos es muy a menudo una propiedad deseada), por lo que a menos que sus alienígenas estén en la ruta de la señal, podrían No sé que hay un transmisor allí en absoluto.

Con todo lo que sucede entre decir "hola" al teléfono celular y la señal que llega incluso a la estación base de la red celular más cercana a usted, y mucho menos al teléfono remoto, sería más mágico si los extraterrestres pudieran descubrir algo más. que eso alguien acaba de hacer una transmisión de radio . Lo que sabrían porque el transmisor transmitía varias ráfagas cortas de señales de radio, si y solo si estuvieran escuchando la frecuencia correcta.

De hecho, que los extraterrestres entiendan nuestras señales es lo suficientemente improbable como para que TV Tropes tenga un artículo completo sobre la tecnología plug-and-play (cita detrás de la etiqueta de spoiler porque, bueno, TV Tropes ):

/.../ Sin un acuerdo para que todos sigan estándares técnicos fijos, las computadoras no podrían diferenciar sus preciados 0 y 1 en el flujo de datos; la compatibilidad es la excepción, no la predeterminada. No puede abrir o cerrar la puerta de su armario enchufando una computadora, o captar estaciones FM en una radio AM. Los televisores fabricados en EE. UU. no están diseñados para los niveles de voltaje más altos de los enchufes eléctricos europeos (o la codificación de transmisión PAL); no puede reproducir discos de Nintendo GameCube en su PS3, no puede ejecutar ejecutables de Mac OS en el sistema operativo Windows y la World Wide Web simplemente no existiría (al menos no como la conocemos) sin que todos se comuniquen de acuerdo con el Estándar técnico HTTP. /.../

Esto es realmente increíblemente simple.

Nuestras señales diferirán y difieren significativamente de los ruidos de fondo del universo: tienen patrones. De hecho, este es el método que SETI está tratando de usar para diferenciar entre "ruido" aleatorio y posibles transmisiones alienígenas.

Y estamos transmitiendo constantemente estas señales, por lo que ciertamente pueden usarlas para concentrarse en nuestro sistema solar si pueden "escucharnos" para empezar.

Sin embargo, saber que las señales no son aleatorias e interpretarlas es algo completamente diferente. Incluso nuestra tecnología necesita saber cómo interpretar una determinada señal antes de poder enviarla a un usuario en un formato que podamos entender.

Los extraterrestres probablemente estarían completamente perdidos hasta que se les presente una muestra de nuestra tecnología para que puedan comenzar a comprender lo que les estamos enviando. Por ejemplo, es posible que en su mundo no usen nuestro estilo de comunicación visual (señales de video) porque su visión está en un espectro completamente diferente (IR, por ejemplo). Entonces podrían estar interpretando esa señal de video de 100 mil maneras diferentes, y aún así sería un galimatías para ellos.

Incluso si lograran descifrar una señal de audio o video, todavía necesitarían una piedra de Rosetta que les permitiría entender ese mensaje.

En persona, podríamos señalar un objeto, repetir nuestra palabra y llegar a un entendimiento. Sin embargo, esta interacción sería unilateral, y probablemente no tendrían idea de lo que está pasando hasta que se pusieran en contacto con nosotros.

En realidad, simplemente no te molestes en preocuparte en absoluto.

Es tan difícil entender una señal alienígena que, de hecho, gastamos un montón de esfuerzo tratando de hacer que las placas de la sonda Voyager sean legibles para otras especies. Incluso después de ese esfuerzo, encuentran en una prueba de sala blanca que incluso otro grupo de ingenieros/científicos no pudo descifrar las placas... ¡y esos eran humanos!

¡Descifrar señales es difícil!

En Ender's Game de Orson Scott Card , los fórmicos nunca inventaron el concepto de comunicación hablada o escrita. Eran telepáticos, por lo que nunca se les ocurrió usar otra cosa para comunicarse, o escuchar a otras personas comunicándose por radio. Es de suponer que usaron las porciones de "radio" del espectro EM para la astronomía tal como lo hacemos nosotros, pero no tenían radios como las llamaríamos.

En primer lugar, los extraterrestres no están tan lejos , relativamente hablando.

La mayoría de nuestras señales son bastante débiles, especialmente en comparación con la salida de radio de nuestro sol, y tendrías que estar muy cerca y escuchar con mucha atención para escucharlas.

Su mejor apuesta es un evento que realmente sucedió en 1974, donde se envió una transmisión intencional muy fuerte desde el observatorio de Arecibo, y consistió en 1,679 dígitos binarios y duró tres minutos.
Si esa señal llamó la atención de alguien, entonces la raza alienígena está a 42 años luz de la Tierra. Eso podría estar lo suficientemente cerca como para posiblemente captar algunas de las señales de radio más fuertes una vez que sepa dónde buscar. Como señaló AndrieROM, una vez que tenga la señal, las diferencias biológicas y culturales tendrán un gran impacto en la capacidad de saber qué dice realmente el mensaje, lo que lo hará mucho más difícil. Lo cual te funciona bien.