Un mensaje de la Tierra

Un mensaje de la Tierra

Si quisieras escribir un mensaje que pudiera ser entendido por una civilización alienígena, ¿cómo lo harías? No podrías incluir un dibujo de un humano promedio, indicando su masa en kilogramos o su estatura en metros, o decir que la tierra está a tantos años luz del centro de la galaxia, pues ¿qué significan estas unidades para un extraterrestre?

En esta entrada veremos cómo se las ingeniaron los físicos norteamericanos Franz Drake y Carl Sagan para idear un mensaje universalmente descodificable usando la ciencia como lenguaje.

EL CONTEXTO

A principios de 1972 se ultimaban los preparativos para que la sonda Pioneer 10 se convirtiera en el primer vehículo espacial que explorase el medio interplanetario entre la Tierra y Júpiter y realizara medidas de las partículas y campos del entorno cercano del gigante rojo. El tirón gravitacional del planeta más grande del sistema solar sobre la Pioneer la aceleraría hasta 13,5 km/s, suficientes para hacerla escapar de nuestro sistema solar y llegar al infinito con una velocidad residual de 11,5 km/s.

Cuando Sagan se enteró de que sería el primer objeto de origen humano en abandonar el sistema solar le pareció apropiado que debía portar ciertas indicaciones del lugar de origen, época y naturaleza de sus constructores. Algo así como el mensaje en una botella de un naúfrago, pero de proporciones cósmicas.

Para su sorpresa, la idea encontró apoyos en todos los niveles jerárquicos de la NASA, pese a que era demasiado tarde incluso para realizar cambios mínimos en la nave. Sagan contactó con su colega Franz Drake (el famoso creador de la ecuación de Drake). Disponían solo de tres semanas para idear y realizar un mensaje entendible por una civilización extraterrestre.

Finalmente lo consiguieron: el mensaje fue grabado en una placa de aluminio y oro anodizado de 15×23 cm que se colocó sujeta a los puntales que soportan la antena del Pioneer 10 como se puede ver en la siguiente imagen.

La placa sujeta a los puntales del Pioneer 10, imagen sacada de aquí.

Aunque parezca extraño, debido al bombardeo de fotones, electrones y protones altamente energéticos, en el espacio siguen existiendo procesos de erosión, los cuales erosionarían la placa a una velocidad promedio de una décima de milmillonésima de metro al año. Dado que el grabado tiene una profundidad de diezmilésimas de métros, la sonda podría viajar más de 100 pársec sin que su mensaje fuera drásticamente alterado. Por tanto, no solo es el primer objeto de fabricación humana en abandonar el sistema solar, es también nuestra obra más longeva.

BREVE CURSO DE BINARIO

Para poder entender y disfrutar el mensaje, primero debemos hacer una incursión en los números binarios.

No te sorprenderé si te digo que nuestro sistema de numeración otorga un valor a cada posición en un número (se dice que es posicional). Esto significa que podemos desglosar un número cualquiera de la siguiente forma:

    \[ 51432 = 5\cdot 10^4 + 1\cdot 10^3 +4 \cdot 10^2+3\cdot 10^1+2\cdot 10^0 \]

Es decir, numeramos en base diez: cada posición corresponde a una potencia de diez, empezando por la derecha con diez elevado a cero (que es uno), y el número en esa posición indica cuántas veces tenemos esa potencia de diez.

Pues el código binario es simplemente numerar en base dos. Por ejemplo, de binario a base diez queda:

    \[ \begin{aligned} 100101 =& 1\cdot2^5+0\cdot 2^4+0\cdot 2^3+1\cdot 2^2+0\cdot 2^1+1\cdot 2^0 \\ =& 32+0+0+4+0+1 = 37 \end{aligned} \]

Fácil, ¿no? 🙂

Su interés radica en que solo se necesitan dos símbolos para especificar el valor en cada posición: 1 ó 0, ↥ ó ↧, | ó -, … en resumen: encendido o apagado. Y es que existen infinidad de sistemas físicos con dos estados, y por tanto directamente tratables de esta manera. Además, el binario mantendría legible por más tiempo el mensaje frente a la erosión.

Con esto ya podemos pasar a explicar el contenido del mensaje.

EL MENSAJE

 

Reproducción del mensaje grabado en la placa, sacada de aquí. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pioneer_plaque.svg

Salvo que seas un puritano como los que conocerás al final del artículo y te fijes primero en el pito del hombre o los pezones de la mujer, quizá lo que te llame más la atención sean todas esas rayas que salen de un origen común y con esas extrañas marcas. “Vale, dos humanos, eso lo entiendo. Me puedo figurar que lo de detrás es la nave, y lo de abajo del todo es una representación de nuestro sistema solar, pero ¿y esas malditas rayas?”

Para ello primero tenemos que volver a la pregunta del inicio: ¿como establecemos un patrón de medida común?

ESTABLECIENDO LAS UNIDADES

Pues usando al átomo más común del universo: el hidrógeno. Es de esperar que sus propiedades sean sobradamente conocidas para los físicos de una civilización alienígena, y en concreto en la parte superior izquierda de la placa se esquematiza la que nos atañe: la transición hiperfina.

Representación de la transición hiperfina grabada en la placa.

En este proceso el espín del único electrón del átomo de hidrógeno pasa de estar antiparalelo al espín del núcleo (un protón), a estar paralelo, transición que es favorable energéticamente, con lo que se ve seguida de la emisión de un fotón cuya longitud de onda es de 21 cm y frecuencia de 1420 MHz (un periodo del orden de nanosegundos). La pequeña barrita -el número uno en binario- dibujada entre ambos estados hace que adquiera este significado: cada vez que aparezca será para medir o bien distancias o bien tiempos. Aun así, por si no queda claro, la estatura de la mujer, aproximadamente del tamaño de la nave la cual podrían medir, se ve acompañada por el número | – – – ; es decir, el número 8, lo que nos dan unos 168 cm.

El número ocho en binario entre dos marcas que delimitan la altura de la mujer

Operando a la inversa les permitiría inferir que el proceso de la figura representa la transición hiperfina, y así de una u otra forma tener las unidades definidas.

INDICANDO NUESTRA POSICIÓN

Volquemos ya nuestra atención en el patrón radial. Consiste en una representación en coordenadas polares cilíndricas (es decir, distancia desde un centro, ángulo desde un eje y elevación desde un plano dado) de objetos respecto a un origen. Este dibujo señala el hogar de la civilización fabricante de la nave.

Se pueden contar hasta 15 líneas, 14 de las cuales vienen acompañadas de un número en binario bastante largo. Convertidos a base diez, consisten en una serie de números de diez cifras. Como medida de distancia no pasan, puesto que una civilización en nuestro estado de avance tecnológico (¡recordad que tienen nuestra nave!) no sería capaz de indicar distancias estelares con diez cifras significativas de precisión (además de que serían distancias astronómicamente ridículas dado el patrón que hemos usado). Deben indicar intervalos temporales. Convertidas a tiempo gracias a nuestro patrón de unidades, todos estos intervalos son del orden de décimas de segundo. ¿Qué objetos podría conocer una civilización en nuestro estadio tecnológico con tales periodos característicos y con tan alta precisión? Los púlsares son sin duda la respuesta obvia.

Los púlsares son estrellas de neutrones con velocidades de rotación altísimas y muy estables, lo que nos permite usarlas como relojes cósmicos. Las partículas cargadas de su superficie tales como protones y electrones, girando a velocidades tan altas, crean una fuerte radiación electromagnética que se emite como un haz mientras la estrella gira. Este haz nos alcanza periódicamente, de la misma manera que un faro ilumina a los barcos en mitad de la noche. Para que la vida útil del mensaje fuera la máxima posible, los 14 púlsares seleccionados fueron aquellos de menor periodo entre los conocidos, lo que daría la mayor longevidad y luminosidad para éstos.

Pero aunque el periodo de los púlsares es muy estable, cambia con el tiempo. La idea es que una civilización tan o más avanzada que la nuestra disponga de registros con los periodos y localizaciones a través del tiempo de los púlsares mostrados, lo que en conjunción con sus posiciones relativas les permitiría restringir la localización de nuestro sistema solar a un volumen de unos pocos pársec cúbicos, lo que incluye entorno a mil estrellas más además de la nuestra, y con el añadido extra de poder fijar el año de lanzamiento de la nave. La redundancia que supone incluir tantos se debe a que algunos pueden no ser visibles desde la posición de la civilización extraterrestre, y que el promedio por los errores en las medidas angulares puede compensarse.

Entonces, ¿cómo se “leen” estas rayas?

  • La raya horizontal que pasa por detrás de los humanos simboliza la distancia hasta el centro de la galaxia, y por ello no va acompañada de ningún número en binario.

  • Desde ésta línea imaginaria, se mide el ángulo (θ) al que estaría localizada la línea que une nuestro sistema solar con el pulsar.

  • La longitud de éstas indica la distancia relativa entre cada púlsar y nuestro sistema solar, y

  • se añade una pequeña marca que medida desde el final de la línea indica la coordenada z (cuan elevado respecto al plano galáctico esta el púlsar), por eso la línea que señala el centro de la galaxia tiene tal marca al final del todo.

Además, algunas líneas están rotas: la intención es indicar que la precisión con la que se conoce la distancia a estos púlsares es menor. Por último, el número que las acompaña en binario indica el periodo del pulsar en unidades del periodo de la luz emitida en la transición hiperfina. En la siguiente figura podemos ver esquematizado todo lo anterior.

En el artículo original de Sagan y Drake se incluye la siguiente tabla con los periodos de todos los púlsares utilizados, por si a alguien le apetece entretenerse en localizar cada uno en la placa:

Vale, ya tienen solo 1000 estrellas entre las que buscar, ¿y ahora qué? Pues para rematar, se introduce un esquema de nuestro sistema solar en la parte inferior de la placa.

Obviamente no está a escala, pero sí guarda información de cómo es la escala.

Los números en binario ahora indican el semieje mayor de cada planeta medido en unidades de la décima parte del semieje de Mercurio (que es de 0,0387 UA, fijaos que sobre el primer planeta aparece el número 10 en binario). ¿Por qué la décima? Porque eso, acompañado de que verán que tenemos diez dedos en las extremidades, les puede inducir a pensar que usamos la base diez. Dado el cambio de unidades, se optó por escribir el “uno” en binario como \text{I} en lugar de I, para poder así diferenciarlos. Además, la Pioneer 10 apunta a nuestro planeta en este esquema, y se indica su trayectoria para mas inri. Aun si las otras miles de estrellas tuvieran planetas orbitando, la precisión en las distancias incluidas y que el sexto planeta posea anillos deberían bastar para que nuestro sistema solar fuera el elegido.

Con todo lo anterior, vemos que este mensaje especifica una única estrella de entre doscientos cincuenta mil millones, y un solo año (1972) de entre más de diez mil millones.

INDICANDO NUESTRA NATURALEZA

Lo último que nos falta por comentar es la inclusión de las figuras humanas, cuyo diseño corrió a cargo de la entonces mujer y artista de Carl Sagan, Linda Sagan.

Su tamaño se indica de dos maneras: la altura de la mujer como ocho veces la longitud de onda del fotón emitido en la transición hiperfina, o por comparación con el tamaño de la nave. En el artículo se deja caer que 10 dedos en manos y pies los puede poner sobre la pista de un pasado arbóreo (cosa que a mí no me parece muy plausible), pero sí sirve para indicar que podemos contar en base diez, como anteriormente se ha comentado. El hombre aparece saludando con su mano derecha, pues Sagan leyó en un libro de antropología que es un signo universal (todo lo universal que pueda ser algo que solo aplica al planeta Tierra) de buena voluntad, y pese a que dudan que sea así en una cultura alienígena, al menos muestra que poseemos un pulgar oponible. Que la mujer no aparezca saludando se debe a querer mostrar que nuestras extremidades no son rígidas, sino que pueden adoptar diversas posiciones. Se dibujan separados pues de haberlos dibujado con las manos entrelazadas podría inducirse a pensar que forman un solo organismo (al respecto Sagan comenta que los aztecas e incas consideraron a los conquistadores europeos un único organismo bicéfalo por ir montados sobre caballos).

REACCIONES AL MENSAJE

La reacción general a la inclusión del mensaje y al contenido de éste fue positiva. Fue noticia en gran número de medios, y su contenido se reprodujo en diversos artículos; desde en una placa para su comercialización, pasando por juguetes científicos para niños y hasta fue reproducido por un fabricante de tapicerías.

Una de las críticas recibidas fue hacia el hecho de que fuera el hombre el que saludara, y no la mujer. Como hemos visto, la idea es que se viera que somos “seres articulados”, con extremidades capaces de adoptar diversas posturas. También se criticó la ausencia de huellas exteriores que evidenciaran el sexo de la mujer. Sagan alega que su deseo era ver el mensaje enviado, y quizá prejuzgó mal a las altas esferas de la NASA, las cuales en ningún momento pusieron impedimento alguno.

Pero Sagan hacía bien en temer esa respuesta, pues en diversos medios el mensaje fue censurado. El Sun Times de Chicago llegó a publicar tres versiones de la placa en diferentes ediciones de su periódico en el mismo día, la primera con el hombre completo; la segunda castrado; y en la versión final carente de todo signo sexual. El Inquirer de Filadelfía suprimió los pezones de la mujer y el aparato genital del hombre por completo. No solo muchos periódicos censuraron el mensaje, la propia audiencia envió cartas con su enfado a periódicos como el Times de los Ángeles, alegando que si no era suficiente con la cantidad de pornografía diaria que incluían películas y revistas, que debíamos propagar esta indecencia incluso más allá del sistema solar. En un artículo publicado en Catholic Reviews se criticaba la placa pues “lo incluye todo excepto Dios”, y sugerían que la inclusión de un par de manos en gesto de oración habría sido más acertada.

Eso sí, no todo fueron incendios epistolares. Muchas de las cartas ironizaban contra tanta “gazmoñería victoriana” (palabras de Carl Sagan, no mías). Por ejemplo, una de ellas pedía la inclusión de un dibujo de un bebé portado por una cigüeña, amén de un Papá Noel y alguna tontería extra que les diera una idea a nuestros vecinos celestiales de cuan avanzados andábamos en el plano intelectual.

En cuanto a las críticas más científicas, destacan las alusiones hacia el contenido antropocéntrico de la placa, como el ya comentado uso de la flecha para señalar, o la mano alzada del hombre.

También el dibujo de los humanos en sí recibió críticas. Se buscó una representación lo más panracial posible: a la mujer se le dio un aspecto físico agradable, parcialmente asiático, y al hombre nariz ancha, labios gruesos y corte de pelo afro. Pero la ausencia de color hizo que el cabello de la mujer pareciera rubio, descartando un posible origen asiático, y el pelo afro acabó por parecer rizado, corto, y de aspecto muy mediterráneo.

Otra crítica interesante es por qué presuponen Sagan y Drake que los extraterrestres verán en longitudes de onda del visible, como hacemos los humanos. A esto Sagan responde de dos maneras:

  • La primera es que las atmósferas planetarias absorben la luz del cercano Sol de tres maneras posibles: cambio de energía de los electrones en los átomos (lo que las hace opacas a rayos UV, X y gamma); transiciones en el estado de vibración de las moléculas (absorbiendo así en el infrarrojo cercano) y por último, transiciones en el estado giratorio de las moléculas (eliminando el infrarrojo lejano). Esto deja a los planetas iluminados mayormente en el visible, y de desarrollar un sentido de la vista como el nuestro, es a donde la evolución en los extraterrestres podría conducir. Fijémonos que las ondas de radio no son aptas para desarrollar un sistema de captación de imágenes, pues la resolución sería muy escasa debida a la gran longitud de onda de éstas.
  • La segunda es simple: una civilización avanzada podrá examinar el mensaje de diversas formas, entre ellas en frecuencias a las que sus ojos no sean sensibles. De hecho el grabado es más oscuro que el metal que lo rodea, por lo que el mensaje sería visible también en frecuencias infrarrojas (las zonas oscuras emitirían más que el resto).

Aun con todas estas críticas, para Sagan no cabe duda: es mucho más seguro que el mensaje sea más entendible para una civilización alienígena y sus científicos que para un “hombre de la calle”, por muy terrestre que sea.


En resumen, el mensaje no solo sirvió como un intento de comunicación con una posible civilización extraterrestre. Representó una especie de prueba de Rorschach para toda la humanidad. Una pregunta hacia nosotros mismos, para que consideremos cual es la imagen que queremos dar de la humanidad hacia el universo. Nos ayudó a considerarnos en una perspectiva cósmica.

En mi opinión, creo que el mayor significado de la placa del Pioneer 10 no es precisamente el hecho de enviar un mensaje al exterior, sino más bien el de que se trata de un mensaje enviado a nosotros mismos”.

Carl Sagan, La conexión Cósmica.

 

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