استماع مبتكر

مشروع "بريكثرو ليسن" هو مشروع فلكي يهدف إلى البحث عن اتصالات ذكية من خارج كوكب الأرض . ^{[ 1 ] [ 2 ]} بتمويل قدره 100 مليون دولار أمريكي وآلاف الساعات المخصصة لرصد الاتصالات باستخدام أحدث التقنيات التلسكوبية، ^{[ 3 ]} يُعد هذا المشروع البحث الأكثر شمولاً عن اتصالات الكائنات الفضائية حتى الآن. ^{[ 1 ] [ 2 ]} بدأ المشروع في يناير 2016، ومن المتوقع أن يستمر لمدة 10 سنوات. ^{[ 4 ]} وهو جزء من برنامج "بريكثرو إنيشياتيفز " التابع ليوري ميلنر . يقع البرنامج العلمي لمشروع "بريكثرو ليسن" في مركز بيركلي لأبحاث SETI، ^{[ 5 ] [ 6 ]} التابع لقسم علم الفلك ^{[ 7 ]} في جامعة كاليفورنيا، بيركلي .

يستخدم المشروع رصد الموجات الراديوية من مرصد غرين بانك ومرصد باركس ، ورصد الضوء المرئي من جهاز البحث الآلي عن الكواكب . ^{[ 8 ]} تشمل أهداف المشروع مليون نجم قريب ومراكز 100 مجرة. جميع البيانات الناتجة عن المشروع متاحة للجمهور، ويُستخدم برنامج SETI@Home ( BOINC ) في بعض تحليلات البيانات. نُشرت النتائج الأولى في أبريل 2017، ومن المتوقع تحديثها كل ستة أشهر. ^{[ 6 ]}

يهدف المشروع إلى اكتشاف دلائل على وجود حضارات خارج كوكب الأرض من خلال البحث في النجوم والمجرات عن إشارات راديوية وبث ليزري . ويُجرى البحث عن الإشارات الراديوية باستخدام تلسكوب غرين بانك في نصف الكرة الشمالي وتلسكوب باركس في نصف الكرة الجنوبي . يُعدّ تلسكوب غرين بانك أكبر تلسكوب راديوي قابل للتوجيه في العالم ، بينما يُعدّ تلسكوب باركس ثاني أكبر تلسكوب راديوي قابل للتوجيه في نصف الكرة الجنوبي. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

ستغطي التلسكوبات الراديوية مجتمعةً مساحةً من السماء تفوق عشرة أضعاف ما غطته عمليات البحث السابقة، وستقوم بمسح  النطاق الكامل من 1 إلى 10 جيجاهرتز، وهو ما يسمى "المنطقة الهادئة" في الطيف حيث لا تحجب المصادر الكونية أو الغلاف الجوي للأرض الموجات الراديوية . ^{[ 11 ]}

تتمتع التلسكوبات الراديوية بحساسية كافية لرصد مستويات "التسرب الأرضي" من الإشارات الراديوية الصادرة من النجوم ضمن نطاق 5 فرسخ فلكي ، ^{[ 4 ]} ويمكنها رصد جهاز إرسال بنفس قوة رادار طائرة عادي من أقرب 1000 نجم. ^{[ 12 ]} بدأ تلسكوب غرين بانك عملياته في يناير 2016، وتلسكوب باركس في أكتوبر 2016. ^{[ 4 ]} كما انضم تلسكوب فاست الراديوي في الصين في أكتوبر 2016 إلى مبادرات الاختراق لإطلاق بحث منسق، يشمل المشاركة السريعة للإشارات الجديدة الواعدة لمزيد من الرصد والتحليل. ^{[ 13 ]}

يُجرى البحث عن إشارات الليزر الضوئية بواسطة جهاز البحث الآلي عن الكواكب التابع لمرصد ليك . ^{[ 14 ]} يتمتع التلسكوب بحساسية تمكنه من رصد ليزر بقوة 100 واط من نجم يبعد 25 تريليون ميل (4.25 سنة ضوئية ). ^{[ 12 ]}

أُعلن عن مشروع "بريكثرو ليسن" للجمهور في 20 يوليو/تموز 2015 (ذكرى هبوط أبولو 11 على سطح القمر) من قِبل ميلنر في الجمعية الملكية بلندن . وحضر الحدث علماء بارزون مثل فرانك دريك ، المعروف بمعادلة دريك التي تُقدّر عدد الحضارات الفضائية القابلة للكشف ، وجيف مارسي ، عالم الفلك الذي ساهم في اكتشاف مئات الكواكب الخارجية . ^{[ 15 ]} وتضمن الإعلان رسالة مفتوحة وقّعها عدد من العلماء، من بينهم الفيزيائي ستيفن هوكينغ ، أعربوا فيها عن دعمهم لتكثيف البحث عن حياة خارج كوكب الأرض. ^{[ 1 ] [ 16 ]} وخلال حفل الإطلاق، قال هوكينغ:

في كون لانهائي، لا بد من وجود حياة أخرى. لا يوجد سؤال أهم من هذا. لقد حان الوقت للالتزام بإيجاد الإجابة. ^{[ 1 ]}

يُعدّ هذا المشروع البحثَ الأكثر شمولاً عن اتصالات الكائنات الفضائية حتى الآن. ^{[ 1 ]} ويُقدّر أن يُنتج المشروع في يوم واحد بياناتٍ تُعادل ما أنتجته مشاريع البحث عن ذكاء خارج الأرض (SETI) السابقة في عام واحد. ^{[ 1 ]} وبالمقارنة مع البرامج السابقة، تُغطي المسوحات الراديوية مساحةً من السماء أكبر بعشر مرات، ونطاقًا من الطيف الراديوي أكبر بخمس مرات على الأقل ، وتعمل بسرعة أكبر بمئة مرة. ^{[ 14 ]} كما يُعدّ المسح الليزري البصري أعمق وأوسع بحث في التاريخ. ^{[ 14 ]}

يصف أندرو سيميون ، مدير مركز بيركلي لأبحاث SETI في جامعة كاليفورنيا، بيركلي ، قائلاً: "كنا نحصل عادةً على 24-36 ساعة على التلسكوب سنويًا، ولكن الآن سنحصل على آلاف الساعات سنويًا على أفضل الأجهزة... من الصعب المبالغة في وصف مدى أهمية هذا الأمر. إنها ثورة." ^{[ 17 ]}

اعتبارًا من أبريل 2016، تشمل أهداف البحث الراديوي باستخدام تلسكوب غرين بانك الراديوي في نصف الكرة الشمالي ما يلي: ^{[ 4 ]}

• جميع النجوم الـ 43 الواقعة ضمن مسافة 5 فرسخ فلكي ، أو 16.3 سنة ضوئية ، أو 1.03 مليون وحدة فلكية ، أو1.545 × 10^ ¹⁴  كيلومتر
• ألف نجم من جميع الأنواع الطيفية ضمن مسافة 50 فرسخًا فلكيًا، أو 163 سنة ضوئية، أو 10.3 مليون وحدة فلكية، أو1.545 × 10^ ¹⁵  كم
• مليون نجم قريب
• المناطق المركزية لما لا يقل عن 100 مجرة ​​قريبة، بما في ذلك المجرات الحلزونية والمجرات الإهليلجية والمجرات القزمة والمجرات غير المنتظمة.
• نجوم غريبة: 20 قزمًا أبيض ، 20 نجمًا نيوترونيًا ، 20 ثقبًا أسود

سيغطي تلسكوب باركس الراديوي أهدافًا مماثلة في نصف الكرة الجنوبي من 1 إلى 4  جيجاهرتز، وكذلك مستوى المجرة ومركزها. ^{[ 4 ]}

ستتطابق أهداف جهاز البحث الآلي عن الكواكب بشكل كبير مع أهداف البحث الراديوي في غرين بانك، مع تعديلات طفيفة بسبب مجال رؤية التلسكوب الأصغر بكثير. ^{[ 4 ]}

أثناء قيام التلسكوبات بالرصد، يمكن مشاهدة الأهداف الحالية لتلسكوب غرين بانك الراديوي وجهاز البحث الآلي عن الكواكب مباشرة في مركز بيركلي لأبحاث سيتي.

في يناير 2017، نشر المشروع أهدافه الأولية، وهي أقرب 60 نجمًا، بالإضافة إلى 1649 نجمًا أخرى تمثل أقرب النجوم لكل نوع طيفي. ^{[ 18 ]} وتشمل الأهداف الأولية أيضًا 123 مجرة ​​تغطي جميع الأنواع المورفولوجية للمجرات. ^{[ 18 ]}

في أكتوبر 2019، أُعلن عن تعاون مشروع "بريكثرو ليسن" مع علماء من فريق "تيس" التابع لوكالة ناسا ، وهو قمر صناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة . سيتم مسح أكثر من ألف كوكب جديد اكتشفه "تيس" بحثًا عن بصمات تكنولوجية. سيستخدم البحث المرافق الأساسية لمشروع "ليسن" (تلسكوبات غرين بانك وباركس، وميركات ، وجهاز البحث الآلي عن الكواكب )، بالإضافة إلى مرافق الشركاء (بما في ذلك فيريتاس ، ونينوفار ، وفاست ، ومصفوفة مورشيسون واسعة المجال ، ومحطات لوفار في أيرلندا والسويد، ومرصد جودريل بانك ، وإي-ميرلين ، ومرصد كيك ، وتلسكوب سردينيا الراديوي ، إلى جانب مصفوفة ألين للتلسكوبات ). إضافةً إلى استهداف كواكب "تيس" بمرافق "ليسن"، سيتم البحث في منحنيات الضوء الخاصة بـ"تيس" نفسها عن أي شذوذ، على سبيل المثال، ناتج عن هياكل ضخمة . ^{[ 19 ] [ 20 ]}

يُعدّ فهرس Breakthrough Listen Exotica قائمةً تضم 700 هدفًا تم اختيارها "لتشمل كل شيء" في الكون المرصود - بدءًا من المذنبات والمجرات، ومن الأجسام العادية إلى أندر الظواهر السماوية وأكثرها عنفًا. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

يوجد أربعة أنواع من الأهداف في الكتالوج: ^{[ 21 ]}

1. "النماذج الأولية: قائمة تحتوي على مثال واحد على الأقل لكل نوع معروف من الأجرام السماوية (باستثناء تلك العابرة جدًا بحيث لا يمكن اعتبارها أهدافًا واقعية للملاحظة). الكواكب والأقمار، والنجوم في كل مرحلة من مراحل دورة حياتها، والمجرات الكبيرة والصغيرة، والتجمعات النجمية الهادئة والكوازارات المتوهجة، وغيرها الكثير مدرجة في القائمة."
2. "الصفات الفائقة: هي الأجسام ذات الخصائص الأكثر تطرفاً. وتشمل هذه الأمثلة الكواكب الأكثر سخونة، والنجوم ذات المحتوى المعدني العالي أو المنخفض بشكل غير عادي، وأبعد الكوازار، وأسرع النجوم النابضة دورانًا، وأكثر المجرات كثافة."
3. "الشذوذات: أهداف غامضة لا يُفسر سلوكها حاليًا بشكل مُرضٍ. على سبيل المثال، " نجمة تابي " الشهيرة بسلوكها الخافت الغريب؛ و "أومواموا " - الجسم بين النجوم الذي مر بالقرب من الأرض في عام 2017؛ والنبضات الضوئية غير المفسرة التي تستمر لبضع نانوثوانٍ فقط؛ والنجوم ذات الإشعاع تحت الأحمر الزائد الذي يمكن تفسيره على أنه حرارة مهدرة من هياكل عملاقة غريبة."
4. عينة ضابطة من المصادر التي لا يُتوقع أن تُنتج نتائج إيجابية.

يتطلب تحليل الرصد الراديوي بحثًا عن إشارات محتملة تحليلًا مكثفًا للبيانات لتغطية جميع أنواع الإشارات الممكنة. ولإجراء بحث معمق، تم تحديث مسجل البيانات في تلسكوب غرين بانك بشكل كبير. ^{[ 24 ]} يسجل النظام  نطاقًا تردديًا يبلغ 6 جيجاهرتز بمعدل 24 جيجابايت من البيانات في الثانية، مما يجعله من بين أنظمة تسجيل البيانات ذات أعلى معدل في علم الفلك الراديوي، وهناك خطة لمضاعفة قدراته في المستقبل القريب. ^{[ 24 ]} بمجرد تسجيل هذه البيانات، يتم تحليلها بحثًا عن إشارات باستخدام مجموعة حوسبة تضم 64 وحدة معالجة رسومية من نوع GTX 1080. ^{[ 24 ]} يتم تقليل دقة البيانات الأولية للسماح بالتخزين طويل الأجل، ولكن حتى هذه البيانات المُخفَّضة يبلغ حجمها الإجمالي حوالي 1 بيتابايت سنويًا. ^{[ 25 ]}

ستكون جميع البيانات المُستخرجة من مشروع Breakthrough Listen متاحة للجمهور. ^{[ 26 ]} تُرفع البيانات إلى أرشيف البيانات المفتوحة الخاص بالمبادرة، حيث يمكن لأي مستخدم تنزيلها لتحليلها باستخدام البرمجيات. ^{[ 27 ]} تعمل مبادرات Breakthrough على تطوير برمجيات مفتوحة المصدر لمساعدة المستخدمين في فهم البيانات وتحليلها، وهي متاحة على منصة GitHub تحت اسم UCBerkeleySETI. ^{[ 26 ]}

تتم معالجة البيانات أيضًا بواسطة شبكة الكمبيوتر التطوعية SETI@home ( BOINC )، حيث تم توفير الدفعة الأولى من البيانات لـ SETI@home في أبريل 2016. ^{[ 4 ]}

يُموَّل المشروع بمبلغ 100 مليون دولار من المؤسسة التي شارك في تأسيسها يوري ميلنر . ^{[ 28 ]} سيُخصَّص ثلث هذا التمويل لشراء وقت استخدام التلسكوب. ^{[ 29 ]} حتى الآن، وقّع المشروع عقودًا لحوالي 20% من وقت استخدام تلسكوب غرين بانك خلال السنوات الخمس القادمة، و25% من وقت استخدام تلسكوب باركس. ^{[ 9 ] [ 30 ]} سيُخصَّص ثلث آخر لتطوير معدات جديدة لاستقبال ومعالجة الإشارات المحتملة، ^{[ 29 ]} وسيُخصَّص الثلث الأخير لتوظيف كوادر فلكية. ^{[ 31 ]}

ومن بين قادة المشاريع:

• فرانك دريك ، الرئيس الفخري لمعهد SETI؛ أستاذ فخري لعلم الفلك والفيزياء الفلكية، جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز؛ المدير المؤسس للمركز الوطني لعلم الفلك والغلاف الأيوني؛ أستاذ غولدون سميث السابق لعلم الفلك، جامعة كورنيل.
• آن درويان ، المديرة الإبداعية لرسالة فوياجر بين النجوم ، فوياجر التابعة لناسا؛ المؤسسة المشاركة والرئيسة التنفيذية لشركة Cosmos Studios؛ كاتبة ومنتجة حائزة على جائزة إيمي وجائزة بيبودي.
• مارتن ريس ، عالم الفلك الملكي، زميل كلية ترينيتي؛ أستاذ فخري في علم الكونيات والفيزياء الفلكية، جامعة كامبريدج.
• أندرو سيميون ، مدير مركز أبحاث SETI في بيركلي . ^{[ 32 ]}
• دان ويرثيمر ، المؤسس المشارك وكبير العلماء في مشروع SETI@home؛ مدير مشروع SERENDIP؛ الباحث الرئيسي لمشروع CASPER.
• بيت ووردن ، رئيس مجلس إدارة مؤسسة جائزة الاختراق.

• في أبريل 2017، نشر المشروع أول مجموعة من نتائجه، والتي غطت رصد 692 نجمًا قريبًا بترددات تتراوح بين 1.1 و1.9  جيجاهرتز ( النطاق L ). ^{[ 6 ] [ 33 ]} تضمنت هذه الرصدات 11 حدثًا تجاوزت عتبة الدلالة الإحصائية، ولكن خُلص إلى أنها جميعًا تتوافق مع تداخل الترددات الراديوية. ^{[ 33 ]} نُشر ملخص للرصدات والبيانات الأولية المتعلقة بها على الإنترنت. ^{[ 34 ]} يخطط المشروع لمواصلة نشر نتائج محدثة كل ستة أشهر تقريبًا. ^{[ 6 ]}

بدأ المشروع بترددات منخفضة لأن نطاق الترددات المنخفضة فيها أسهل في التسجيل والمعالجة، ويخطط في النهاية للمراقبة في نطاق واسع من الترددات من 1.15  جيجاهرتز إلى 93  جيجاهرتز. ^{[ 24 ]}

• في 30 أغسطس/آب 2017، أعلن مشروع "بريكثرو ليسن" عن رصده سلسلة من 15 نبضة راديوية قادمة من مجرة ​​قزمة تبعد حوالي 3 مليارات سنة ضوئية. ^{[ 35 ]} وأشار باحثو "بريكثرو ليسن" إلى أنه لا يمكن استبعاد احتمال أن يكون مصدر هذه النبضات حياة خارج كوكب الأرض.رصد تلسكوب غرين بانك في ولاية فرجينيا الغربية الانبعاثات الراديوية. المصدر هو FRB 121102، وهو أمر معروف مسبقاً، إلا أن النشاط كان مختلفاً تماماً في أحدث النتائج.
• في ديسمبر 2017، رصد مرصد بريكثرو ليسن الكويكب أومواموا ، وهو كويكب بين النجوم ذو شكل مستطيل غير عادي، بحثًا عن أي علامات لانبعاثات الراديو. ^{[ 36 ]} وعلى مدار ثماني ساعات من الرصد ضمن نطاق ترددات يتراوح بين 1.1 و11.6 جيجاهرتز، لم يتم رصد أي انبعاثات. ^{[ 37 ]} 
• في ديسمبر 2018، أُجري بحثٌ عن انبعاثات ضوء الليزر من نجم بويجيان باستخدام جهاز البحث الآلي عن الكواكب، وهو جهازٌ يتمتع بحساسيةٍ كافيةٍ لرصد ليزر بقوة 24 ميغاواط على هذه المسافة. وعلى الرغم من تحديد عددٍ من المصادر المحتملة، إلا أن التحليلات اللاحقة أظهرت أنها قادمةٌ من الأرض وليست من النجم. ^{[ 38 ]}
• في يناير 2020، أُعلنت نتائج أولية للنجوم القريبة (أقل من 150 فرسخًا فلكيًا)، حيث لم تُسجّل أي اكتشافات إيجابية لأجهزة إرسال اصطناعية مماثلة لتلك التي رصدها مرصد أريسيبو الأرضي في نطاق التردد 3.95-8.00 جيجاهرتز. كما خُلص إلى أن 8% على الأقل من 252 نجمًا قريبًا في منطقة تسمح برصد الأرض بطريقة الاحتجاب لا تحتوي على أجهزة إرسال اصطناعية تعمل بكامل طاقتها ، من النوع الذي يسعى إليه المسح. ^{[ 39 ]}

• في ديسمبر 2020، أفيد أنه في أبريل ومايو 2019، تم رصد إشارة ضيقة النطاق بتردد 982.002 ميجاهرتز، أظهرت تغيرات في ترددها تتوافق مع حركة كوكب. لم يتم رصد أي تعديل. ^{[ 40 ]} يبدو أن الإشارة قد نشأت من اتجاه بروكسيما سنتوري . وقد أُطلق عليها اسم "المرشح الأول للاستماع الاختراقي" ( BLC1 ). اعتبارًا من ديسمبر 2020 كان الباحثون لا يزالون يعملون على استبعاد التداخل الأرضي، الذي اعتبروه السبب الأكثر ترجيحًا. ووصفه أحد الباحثين بأنه "يضاهي" إشارة "واو! " . ^{[ 41 ] [ 42 ]}
• في مايو 2022، أجرت مبادرة "بريكثرو ليسن" أول عملية بحث مُوجَّهة عن إشارة "واو!". ^{[ 43 ]} وكان هذا أول تعاون بين تلسكوب غرين بانك ومصفوفة تلسكوبات ألين التابعة لمعهد SETI . ^{[ 44 ]} استمرت عمليات الرصد ساعة واحدة من غرين بانك، و35 دقيقة من مصفوفة تلسكوبات ألين، و10 دقائق متزامنة. ^{[ 45 ]} ولم يتم العثور على أي مؤشرات محتملة للبصمة التكنولوجية. ^{[ 46 ]}

• التواصل مع ذكاء خارج الأرض
• اكتشاف الأرض من النجوم البعيدة – اكتشاف الأرض ككوكب خارج المجموعة الشمسية. صفحات تعرض أوصافًا موجزة للأهداف المراد إعادة توجيهها. 
• قائمة بأقرب النجوم والأقزام البنية ضمن نطاق 20 سنة ضوئية
• مركز علوم أنظمة الكواكب الخارجية
• مرصد راديو جامعة ولاية أوهايو
• البيانات المفتوحة ، البرمجيات مفتوحة المصدر
• البحث عن ذكاء خارج الأرض
• معهد SETI

• موقع مبادرة Breakthrough Listen
• مركز بيركلي لأبحاث SETI ، موقع مركز بيركلي لأبحاث SETI