(Crédito de la imagen: Haitong Yu/Getty Images)
En julio, algunos de los principales astrónomos y científicos planetarios del mundo especializados en la búsqueda de inteligencia tecnológica en otros lugares del cosmos se reunieron para hablar de su trabajo en el departamento de física de la Universidad de Oxford.
Asistían a la conferencia anual Breakthrough Discuss de este año, un encuentro de mentes para desentrañar cómo la inteligencia artificial, la astrobiología y las misiones espaciales pueden llegar algún día a redefinir nuestra comprensión de la vida y la relación de la humanidad con el cosmos.
«Era la primera vez que celebrábamos la conferencia Breakthrough Discuss fuera de Estados Unidos. Esto habla de cómo la ciencia de las tecnofirmas está siendo aceptada cada vez más universalmente en todas las universidades. Ahora forma parte de la astrofísica convencional», declaró a universeexpedition.com Vishal Gajjar, investigador de la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI) y científico del proyecto de colaboración internacional Breakthrough Listen.
La conferencia está asociada a otras iniciativas «Breakthrough», como el proyecto Breakthrough Listen, un programa de 100 millones de dólares que utilizará algunos de los telescopios más avanzados del mundo para buscar en cerca de un millón de sistemas estelares cercanos indicios de civilizaciones tecnológicamente avanzadas. Otra iniciativa, Breakthrough Watch, pretende caracterizar una serie de planetas rocosos del tamaño de la Tierra situados a menos de 20 años luz de la Tierra para lograr el mismo objetivo de encontrar vida más allá de nuestro mundo. La conferencia Discuss proporciona una plataforma para que los investigadores que trabajan en distintos campos de la astrobiología comparen y discutan sus trabajos, y especulen sobre lo que puede deparar el futuro de este apasionante campo.
El tema candente de la conferencia de este año giró en torno a cómo las herramientas de inteligencia artificial pueden ayudar a peinar conjuntos masivos de datos generados por telescopios y otros observatorios para identificar cualquier indicio de que, de hecho, no estamos solos en el universo.
Históricamente, los científicos del Instituto de Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI) -una organización que se centra en la búsqueda de vida extraterrestre- han tenido que decidir dónde buscar señales, así como qué tipo de señales buscar en primer lugar. ¿Cómo podría una civilización tecnológicamente avanzada alertar de su presencia a alguien que estuviera escuchando? ¿Cómo localizar esos mensajes? Las respuestas a estas preguntas, que marcarían el punto de partida de cualquier búsqueda de vida extraterrestre avanzada, han sido hasta ahora, en el mejor de los casos, conjeturas.
Pero quizá no tenga por qué ser así en el futuro.
Los nuevos avances en inteligencia artificial y la mejora de las capacidades de observación permiten capturar y analizar enormes volúmenes de datos a una velocidad récord. Y estos avances, tal vez, puedan resolver algunas de las limitaciones actuales en la forma en que los científicos del SETI llevan a cabo sus búsquedas. En lugar de realizar observaciones a ciegas, puede que ahora sólo sea cuestión de esperar a que surja algo inesperado.
El Allen Telescope Array, en el norte de California, se dedica a observaciones astronómicas y a la búsqueda simultánea de inteligencia extraterrestre (SETI). (Crédito de la imagen: Seth Shostak/SETI Institute)
¿Dónde buscar?
¿En qué parte del cielo debe centrarse una búsqueda típica de firmas tecnológicas (o tecnosignaturas)?
Ésta ha sido una pregunta que los investigadores del SETI han tratado de responder porque, como el tiempo y los recursos son limitados cuando se trata de tener acceso a telescopios grandes y caros, los investigadores quieren darse la mejor oportunidad de detectar algo potencialmente interesante.
En gran medida gracias a la financiación, así como a los nuevos observatorios que captan datos de grandes zonas del cielo simultáneamente, los investigadores del SETI están superando algunas de estas limitaciones en lo que se refiere al «dónde» de esta ecuación.
«Estamos estudiando casi un millón de estrellas cercanas identificadas por la misión Gaia», explicó Gajjar a universeexpedition.com.
Lanzado en 2013, Gaia es un telescopio espacial que está creando un catálogo de más de mil millones de estrellas en la Vía Láctea. A partir de este catálogo, los investigadores del SETI identificaron un millón de estrellas cercanas de distintos tamaños y luminosidades a las que seguir la pista utilizando algunos de los radiotelescopios y telescopios ópticos terrestres más potentes del mundo, como el Green Bank Telescope, el Parkes Observatory y el MeerKAT Array.
Pero los científicos no se limitan a las estrellas. Es posible que una tecnosignatura proceda del espacio vacío, de un objeto que no sea una estrella o un planeta, sino una nave espacial o una sonda que emita una señal. «También estamos observando ampliamente todo el plano galáctico de la Vía Láctea y también el centro galáctico, donde hay la mayor concentración de estrellas», dijo Gajjar.
Pero las nuevas tecnologías también pueden crear nuevos problemas.
Cuando buscamos con un número tan grande de objetivos y, por tanto, recogemos un volumen tan grande de datos, es inevitable que generemos un número masivo de falsos positivos detectados por nuestra propia tecnología. Por ejemplo, en términos de ondas electromagnéticas, la tecnología humana produce señales constantemente (torres de telefonía, aviones y drones, por nombrar algunos) y estas interferencias locales también son captadas por los mecanismos de detección de tecnosignaturas de los científicos. Por tanto, separar nuestras propias señales de las de una posible fuente extraterrestre se convierte en un verdadero reto.
Gajjar explica que los investigadores han logrado entrenar modelos de inteligencia artificial con los datos brutos que se han recogido hasta ahora (que están llenos de falsos positivos locales), de modo que el modelo puede eliminar eficazmente estas señales, reduciendo la cantidad de «ruido» que los investigadores deben desplazar para encontrar señales interesantes. «Con la IA hemos sido capaces de eliminar el 99,8% de nuestras propias señales», afirma Gajjar.
¿Qué hay que buscar?
Decidir cómo debe ser una tecnosignatura «típica» es difícil porque, como humanos, podemos suponer que otra civilización tecnológicamente avanzada crearía una señal con características que utilizamos para aludir a nuestra propia existencia. Por ejemplo, una sonda como la Voyager 1, o la emisión de ondas de radio al espacio.
Sin embargo, debemos alejarnos de nuestra forma de pensar antropocéntrica. «Hasta ahora nos hemos limitado a imaginar cómo podrían ser estas firmas tecnológicas», afirma Gajjar.
Sin embargo, sigue habiendo razones científicas legítimas por las que los científicos piensan que una señal debería tener ciertas características. «Nuestro principal argumento tiene que ver con la energía», afirma Gajjar. Si una civilización quisiera crear un «faro» para revelar su presencia, por ejemplo, tiene sentido que quisiera crear una señal que destaque, pero cuya creación no cueste cantidades extremas de energía.
Ilustración artística de la sonda Voyager 1 observando el sistema solar desde una gran distancia. (Crédito de la imagen: NASA, ESA y G. Bacon (STScI))
Considera una señal que entra en el espectro electromagnético, el continuo de varias longitudes de onda y energías de radiación. Cuanto más corta es la longitud de onda, más energía se necesita para generar una señal dentro de su rango. Por lo tanto, a una civilización le costaría enormes cantidades de recursos generar una señal única en la banda gamma del espectro, pero mucho menos crear una en la banda de radio. Por otro lado, aunque suene extremo, ¿qué pasaría si una civilización extremadamente avanzada pudiera realmente mover una estrella entera de tal manera que formara ondas gravitacionales únicas? Generar ondas en el tejido del espaciotiempo moviendo un objeto masivo para alertar al resto del universo de tu presencia sería asombroso, por supuesto, pero requeriría cantidades alucinantes de energía, al menos según la física que conocemos.
Sin embargo, si la señal tiene una energía demasiado baja, puede perderse entre el fondo de otras fuentes electromagnéticas de la galaxia, por lo que, en teoría, las señales de radio pueden no ser el camino óptimo a seguir a pesar de la relativa facilidad con la que pueden generarse. «Pero incluso dentro de ese límite, todavía hay una gran cantidad de formas posibles en que una señal podría verse», dice Gajjar.
Por ejemplo, tampoco podría darse el caso de que detectáramos señales de «baliza» allí donde una civilización quiere ser vista. Podría tratarse de una señal de «fuga», en la que interceptamos comunicaciones destinadas a los propios fines comunicativos internos de una civilización (de hecho, nuestras propias señales de radio se filtran al espacio de esta forma). Así que, si queremos ser agnósticos sobre cómo podría ser una señal, Gajjar dice que simplemente tenemos que buscar anomalías. Todas ellas.
Y aquí es donde entra en juego la inteligencia artificial.
Los investigadores han estado desarrollando modelos de inteligencia artificial capaces de identificar señales anómalas en vastos conjuntos de datos astronómicos generados por sondeos como los mencionados anteriormente. Estos modelos funcionan de forma similar a como lo hacen los grandes modelos lingüísticos (LLM), como ChatGPT. Básicamente, los LLM predicen qué palabra es más probable que siga a otra en una frase basándose en grandes cantidades de datos, y estos detectores de anomalías predicen qué señales electromagnéticas es más probable que sigan basándose en datos observacionales previos.
Si tomas cientos de horas de datos observacionales que ya has recopilado, y luego entrenas a una IA para que haga predicciones probabilísticas sobre qué señales electromagnéticas deberían suceder a continuación, y luego si los nuevos datos violan lo que la IA predice, eso podría considerarse una anomalía.
«Los algoritmos de aprendizaje automático, en particular, han demostrado su eficacia en la detección de anomalías, pero los seres humanos todavía tienen un papel crucial que desempeñar», dijo a universeexpedition.com Michelle Lochner, astrofísica que también intervino en Breakthrough Discuss, y que desarrolla algoritmos de detección de anomalías. A los astrofísicos les corresponde entonces desarrollar una explicación de cuál podría ser la causa de esta señal anómala.
El futuro
Mientras que los sondeos galácticos ya están generando grandes cantidades de datos para que los investigadores de SETI los examinen, aún hay más en camino. El año que viene comenzará a funcionar el Sondeo del Espacio y el Tiempo de los Observatorios Vera C. Rubin, y se espera que genere 20 terabytes de datos cada noche (60 petabytes en 10 años) y, en última instancia, proporcione «32 billones de observaciones de 20.000 millones de galaxias.»
Además, está previsto que en 2028 se inaugure el Square Kilometer Array, que superará en 50 veces la resolución de imagen del Hubble.
Habrá desafíos computacionales para los astrónomos que buscan identificar nuevos objetivos potenciales en grandes conjuntos de datos creados por observatorios actuales y futuros, sin embargo, «las posibilidades de descubrimientos científicos son enormes y, mediante la combinación de grandes conjuntos de datos, sofisticados algoritmos de IA y percepciones humanas, este puede ser el momento para uno de los descubrimientos más importantes en la historia de la humanidad», dijo Lochner.
Gajjar afirma que también está entusiasmado con el futuro de la ciencia de las tecnofirmas.
«Cuando se puso en marcha Breakthrough Listen, cambiaron todas las reglas del juego, se abrió este nuevo campo de investigación y surgieron muchísimas oportunidades en todo el mundo: se financia en todos los niveles del mundo académico, lo que no era el caso cuando yo terminé mi doctorado».
La ciencia de las tecnofirmas parece haber entrado en la corriente dominante. Por fin se toma en serio a los investigadores que quieren entrar en este campo, y las nuevas vías de financiación, así como las tecnologías emergentes, están convirtiendo lo que antes era un campo para astrofísicos jubilados en una actividad científica respetada.
«Buscar señales tecnológicas de extraterrestres», puede sonar un poco absurdo decirlo, pero ¿para qué construir telescopios multimillonarios si ni siquiera podemos comprobar si hay otra civilización avanzada ahí fuera? Puede que incluso quieran saludarnos».
