https://www.cambridge.org/core/journals/international-journal-of-astrobiology/article/rio-20-revising-the-rio-scale-for-seti-detections/DF9D6EABEA7D8D84999234BCFB3FADB4

Abstrait

L’échelle de Rio est un outil pour communiquer la signification d’un signal au grand public. Il attribue des scores aux signaux détectés dans les recherches d’intelligence extraterrestre (SETI), qui caractérisent à la fois les conséquences d’un signal et la probabilité que le signal soit réellement issu d’ETI, dans un format facilement digestible pour les laïcs à interpréter. Au cours des 17 années qui ont suivi sa construction, le nombre de groupes menant activement des recherches sur la vie intelligente au-delà de la Terre a considérablement augmenté, et des travaux théoriques ont établi une nouvelle série d’observables capables de révéler la présence d’ETI dans divers domaines. observations astronomiques. Dans cet article, nous révisons l’échelle de Rio, dans le but de (i) parvenir à un consensus entre les disciplines universitaires sur un système de classification des signaux indiquant potentiellement l ‘existence de la vie extraterrestre avancée, (ii) fournir un outil pédagogique pour informer le public sur les processus que les scientifiques passent par de développer une compréhension (iii) fournir un moyen de calibrer les attentes du monde entier lorsque les signaux sont discutés dans les médias. Nous présentons également (et encourageons la communauté SETI à adopter) un seul ensemble de termes cohérents pour discuter des signaux.

introduction

La découverte de l’intelligence extraterrestre (ETI) (ou son absence dans des enquêtes rigoureuses et complètes sur l’Univers local) aurait clairement des conséquences énormes pour l’humanité. Cela a incité les scientifiques à effectuer des recherches pour ETI, ou SETI, au moins pour les 50 dernières années. Le manque de détections confirmées de l’ETI jusqu’à présent peut être consternant, mais il reste un point de données important dans notre quête pour placer les êtres humains dans un contexte cosmique.

Les recherches SETI varient considérablement dans leur méthodologie, leurs cibles et leur analyse. La méthode SETI par radio «classique» (Cocconi et Morrison, 1959 ) se concentre sur la détection des transmissions radio intentionnelles ou non intentionnelles de l’ETI. Cette recherche est motivée par l’aptitude de la Terre à émettre et à recevoir des signaux radioélectriques à une gamme de fréquences spécifiée communément appelée “fenêtre hertzienne terrestre” (voir Colloque 4, dans Morrison et al. , 1977 ), ainsi que ondes pour parcourir les distances interstellaires sans souffrir d’absorption significative.

De même, des recherches SETI optiques (Schwartz et Townes, 1961 ) ont été tentées pour détecter la lumière optique collimatée, à bande étroite, pulsée à partir d’étoiles. ‘Artefact’ SETI recherche d’autres signes de technologie, y compris la chaleur résiduelle (Dyson, 1960 ) ou les sondes du système solaire. Le lecteur intéressé peut trouver des listes historiques de recherches SETI radio et optiques dans Ekers ( 2002 ). Les deux domaines continuent de progresser: des exemples des dernières recherches en radio et en optique sont enregistrés dans Isaacson et al. 2017 ), Tellis et Marcy ( 2017 ).

Le SETI radio et optique a été stimulé par une meilleure compréhension des systèmes planétaires autour d’autres étoiles (Wright, 2017 ). En effet, la science de la détection d’exoplanètes a commencé à produire de nouvelles observables pour la science SETI, comme la possibilité de détecter des mégastructures dans les courbes de lumière de transit exoplanet (Forgan, 2013 , Korpela et al. , 2015 , Wright et al. , 2015 ).

Comme les coûts électroniques ont diminué et que le nombre de sites disponibles pour les observations SETI a augmenté, la communauté SETI continue de croître dans le monde entier. Les astronomes observent de plus en plus à l’aide de grandes enquêtes (qui produisent de grandes quantités de séries chronologiques à haute sensibilité et cadence). Cela donne lieu à la perspective de SETI via l’exploration de données d’archives publiques, ouvrant la recherche à l’ensemble de la planète.

Indépendamment de la méthode de détection, la caractérisation d’un signal SETI a plusieurs phases différentes. Au cours de chaque phase, la probabilité qu’un tel signal soit une ETI de bonne foi augmente ou diminue. Dans tous les signaux à ce jour, la probabilité a diminué à des valeurs suffisamment basses pour qu’il n’y ait pas de candidats ETI largement acceptés au moment de la rédaction.

Almár et Tarter ( 2000 ) ont tenté d’encapsuler la signification d’un signal SETI possible en utilisant une échelle linéaire simple. C’est ce que l’on appelle l’échelle de Rio, telle qu’elle a été présentée pour la première fois au 51e Congrès international d’astronautique à Rio de Janeiro (voir aussi Almár 2001 , 2011 , Almár et Tarter 2011 ). Globalement, cet outil a été conçu pour communiquer avec le public quant à «comment excité» ils devraient être en ce qui concerne un signal. L’échelle est construite en multipliant deux nombres: Q , qui décrit les conséquences d’un signal s’il s’agit d’une découverte ETI, et δ, une description de la crédibilité du signal étant vraiment ETI. L’échelle résultante

(1)

Plage entre 0 et 10, avec 10 étant de la plus grande excitation possible.

Au cours des 17 années écoulées depuis la formulation de l’échelle, la presse a connu un niveau de traction modeste. Malgré sa simplicité et la disponibilité des calculateurs en ligne, ces dernières années, l’échelle est devenue inutilisable par les praticiens SETI lors de l’évaluation de leurs signaux. En conséquence, l’échelle n’est pas bien connue des journalistes scientifiques et, par extension, du grand public.

Le niveau de «reconnaissance de la marque» de Rio a été bloqué dans une certaine mesure par la fragmentation générale des médias. Le nombre de médias a considérablement augmenté et les histoires se brisent et se déforment à une vitesse alarmante grâce aux médias sociaux, ce qui peut entraver les efforts des scientifiques pour communiquer efficacement avec le public (Forgan et Scholz, 2016 ). L’expérience personnelle des auteurs suggère que la connaissance de l’échelle de Rio parmi les journalistes est au mieux inégale, bien que des valeurs à l’échelle de Rio aient été rapportées pour certains signaux réclamés récemment.

L’échelle de Rio devrait être assignée comme standard à tout signal putatif, et pourrait être un outil précieux dans la gestion des attentes du public. Cependant, l’échelle a été formulée pendant une période où les scientifiques ont eu le luxe du temps dans l’analyse du signal. Il est de plus en plus commun que les signaux deviennent publics sans beaucoup d’analyse et de vérification, et l’échelle telle qu’elle est tend à surévaluer les signaux par rapport à l’opinion consensuelle de la communauté SETI.

Nous revisitons l’échelle de Rio, avec l’intention de

  1. (a) encourager tous les groupes SETI à donner à chaque signal une valeur R et à réviser cette valeur au fur et à mesure que d’autres analyses sont entreprises,

  2. (b) améliorer l’efficacité de l’échelle dans la communication scientifique moderne et

  3. (c) aider à calibrer les attentes du public à l’égard des signaux provisoires.

Dans les sections suivantes, nous récapitulons l’échelle initiale de Rio (que nous nommons Rio 1.0 / 1.1) et proposons ensuite notre échelle de remplacement, Rio 2.0, qui est calculée en remplissant un questionnaire. Enfin, nous discutons de la façon dont cette échelle devrait être utilisée lors de la communication avec les médias et le grand public sur les signaux SETI potentiels.

Terminologie

Avant de commencer, il est important d’être clair sur l’utilisation du jargon. Une «détection» a une signification astronomique claire (en ce sens qu’un signal a été reçu qui a dépassé un certain seuil de bruit prédéfini), mais sa signification pour le profane a des connotations non désirées de découverte et de confirmation.

Nous conseillons à la communauté SETI d’adopter un seul ensemble de termes pour discuter des signaux. Nous utiliserons la phraséologie suivante pour distinguer les différentes étapes du parcours d’un signal, depuis son enregistrement initial sur l’instrumentation jusqu’au produit final à données réduites (avec l’interprétation physique qui l’accompagne). La grande majorité des signaux ne parviennent pas à passer la première ou la deuxième étape. Pas de signal actuel, pas même le fameux Wow! Signal (voir Gray et Ellingsen 2002 et références à l’intérieur), obtient actuellement un score supérieur à 1 sur Rio 1.1 ou Rio 2.0.

  • Les signaux spéculatifs ( S ) sont des signaux à leur stade le plus précoce. Les signaux spéculatifs n’ont été analysés que par un groupe de recherche, sur un seul instrument.

  • Les signaux non vérifiés ( U ) sont des signaux dont les données ont été analysées par plus d’un groupe de recherche, idéalement en utilisant des méthodes différentes, mais le signal n’a été détecté que par un ensemble d’instrumentation 1 .

  • Les signaux vérifiés ( V ) ont été confirmés par au moins une mesure supplémentaire avec une instrumentation indépendante. Les signaux vérifiés peuvent toujours être dus à une erreur d’instrumentation. Selon le signal et l’équipement utilisé, une origine non instrumentale peut être démontrée pour certains signaux vérifiés, et ceux-ci passent immédiatement à la catégorie suivante.

  • Les signaux candidats ( C ) ne doivent faire référence qu’à un signal vérifié qui n’est manifestement pas dû à des effets d’instrumentation. Les candidats peuvent avoir une origine naturelle ou anthropique non encore identifiée, telle qu’une interférence de fréquence radio (RFI). Des exemples de candidats ont inclus à la fois des pulsars et des quasars immédiatement après leur détection, avant que leurs causes naturelles ne soient comprises (voir par exemple Penny 2013 ).

  • La découverte ( D ) fait référence à un signal caractérisé comme provenant d’ETI avec une confiance élevée.

L’échelle de Rio 1.0 / 1.1

L’échelle de Rio initiale a été définie selon l’équation ( 1 ), où R est le score de Rio, Q représente la signification des conséquences d’un événement et δ décrit la probabilité que l’événement ait effectivement eu lieu (et n’était pas une erreur d’instrumentation). erreur d’interprétation, un signal artificiel ou un canular délibéré).

Almár et Tarter ( 2000 , 2011 ) décrivent Q comme la somme de trois facteurs, relatifs à la classe de phénomène, à la méthode de découverte et à la distance de l’événement par rapport à la Terre ( Tableau 1 ). L’addition des trois facteurs donne une valeur pour Qentre 3 et 15. Facteurs cruciaux dans la construction de Qindiquer si le signal est un message contenant des informations par opposition à une balise et si le signal indique la connaissance de l’existence de la Terre (c.-à-d. si le signal est transmis spécifiquement à la Terre ou diffusé dans toutes les directions?). La nature de l’observation – soit une recherche délibérée de signaux SETI / la preuve d’artefacts (SETA) ou une observation accidentelle ou fortuite – influe également sur Q , tout comme la distance apparente du signal de la Terre.

Tableau 1. Schéma d’évaluation de Q dans les schémas Rio 1.0 et 1.1

Dans le schéma Rio 1.0, le paramètre δ a été autorisé à varier entre 0 et 1, donnant la plage de R à [0,15]. Le schéma ultérieur de Rio 1.1 (Almár, 2001 ) a modifié δ pour que R soit compris entre [0,10].

Une calculatrice pour Rio 1.1 est disponible en ligne 2 – l’interface utilisateur est illustrée à la Fig. 1 . La calculatrice prend la forme d’un quiz très simple, avec trois questions pour déterminer Q en utilisant le schéma du tableau 1 , et une seule question pour déterminer δ. Bien qu’il soit utile d’avoir une telle calculatrice pour le public, c’est extrêmement simple. δ ne peut prendre qu’une des cinq valeurs: (0, 0.2, 0.5, 0.7, 1.0).

Fig. 1. Une capture d’écran de la calculatrice Rio 1.1. Les trois premières questions définissent Q , la signification des conséquences d’un signal, et la dernière question estime δ, la crédibilité d’une découverte revendiquée.

Il est également plutôt opaque à l’utilisateur. Les valeurs de Q et δ ne sont pas affichées, seul R . Si l’utilisateur lit Almár et Tarter ( 2000 ), ils peuvent déduire ces valeurs, mais cela demande un effort sensiblement plus important.

Enfin, cela semble être la seule calculatrice disponible, et a été conçue bien avant le Web 2.0. La navigation sur le Web est de plus en plus le domaine des appareils mobiles, pas des ordinateurs de bureau ou portables (Ofcom, 2015 , Pew Research Center, 2015 , GlobalStats StatCounter, 2016 ). Les futures calculatrices de Rio devraient être suffisamment flexibles pour être consultées sur n’importe quel système d’accès Internet et respecter les normes d’accessibilité. Il est à noter que l’actuelle calculatrice Rio 1.1 respecte HTML 4 et est accessible depuis les navigateurs actuels pour smartphones et tablettes.

Rio 1.1 nous a aidés à clarifier notre réflexion sur la façon de communiquer au public au sujet des signaux SETI. Malheureusement, la communauté SETI ne l’utilise que de façon limitée lorsqu’elle discute de ses propres signaux, et les journalistes ou le grand public ne la connaissent pas beaucoup. Nous pensons qu’une échelle de Rio révisée est nécessaire non seulement pour améliorer le profil public de l’échelle, mais aussi pour la rendre plus pertinente aux pratiques et à la technologie de communication modernes. Cela rendra plus attrayant à la fois les praticiens du SETI et les communicateurs scientifiques, comme nous le décrivons dans la section suivante.

L’échelle de Rio 2.0

Desiderata pour Rio 2.0

Dans cette section, nous énumérons certaines propriétés souhaitées de l’échelle de Rio, compte tenu de son utilisation prévue comme outil pour calibrer les attentes du public quant à l’importance d’un événement.

  1. (i) La nouvelle échelle de Rio ne devrait pas complètement rejeter la structure de Rio 1.0 / 1.1, c’est-à-dire qu’elle devrait toujours être dérivée comme R  =  Q δ, où Q est la conséquence du signal et δ est la crédibilité. Cependant, il devrait y avoir moins d’accent sur l’interprétation du signal, et plus sur ses propriétés d’observation.

  2. (ii) Nous devons préserver la capacité de Rio à livrer rapidement un score. Cela devrait devenir une évidence pour les groupes SETI du monde entier de calculer un score en quelques minutes, et pour les groupes de marquer le travail de chacun.

  3. (iii) Le score doit être aussi objectif que possible – la subjectivité de l’utilisateur ne doit pas dominer le score final. Une calculatrice idéale permettrait à un groupe de personnes de divers horizons techniques de retourner des scores similaires. Cela étant, si un groupe SETI annonce un candidat avec un score élevé à Rio, et un autre donne un score très différent (disons un score très bas), cela reste une information précieuse pour le public.

  4. (iv) Rio 2.0 devrait refléter nos estimations actuelles des signaux (tels que le signal Wow !, et l’étoile de Boyajian). Il devrait également reproduire les estimations précédentes des anciens candidats tels que les quasars et les pulsars.

  5. (v) Le score devrait être facile à comprendre. Un profane devrait être capable de répondre aux questions nécessaires pour obtenir un score, afin de comprendre comment les signaux sont évalués (voir vii). Il va de soi que l’expertise est nécessaire pour produire un score suffisamment fiable.

  6. (vi) L’algorithme et le code qui implémente le score doivent être open source pour une transparence maximale. Des sites Web facilement accessibles, des applications Web et des applications pour smartphones devraient être développés de manière à ce que chacun puisse obtenir un score de Rio pour un signal, sous réserve d’un encadrement approprié. Les projets scientifiques citoyens montrent clairement que le grand public peut accomplir des tâches de classification similaires avec des niveaux de formation relativement faibles.

  7. (vii) Plus important encore, l’échelle de Rio devrait enseigner au public comment les scientifiques du SETI évaluent les signaux. Un site Web bien conçu a le potentiel d’être un outil pédagogique puissant pour vacciner contre une presse trop médiocre. Il assure la transparence des processus de réflexion scientifique et indique au public le travail qui reste à faire pour caractériser le signal.

  8. (viii) Les communicateurs scientifiques et d’autres groupes apparentés devraient être capables de l’utiliser efficacement lorsqu’ils discutent des implications d’un signal dans les médias sociaux et numériques (Forgan et Scholz, 2016 ).

Algorithme pour la calculatrice Rio 2.0

Nous envisageons le nouveau calculateur d’échelle de Rio comme étant un site web hébergeant un petit quiz plutôt qu’une gamme de boutons sur une page. Chaque page a une seule question, et l’utilisateur n’apprend pas les valeurs de Q ou δ jusqu’à la fin du quiz. Dans le cas de δ, le quiz peut se terminer tôt (par exemple s’il y a une bonne raison de croire que le signal est un canular).

Comme avec Rio 1.0, il est clair que la valeur de l’échelle changera probablement avec le temps (lorsque les autres équipes vérifient un signal, ou lorsqu’une explication naturelle plausible est découverte).

Questions à calculer Q (0 à> 10)

(Q1) Quelle est la distance estimée à la source du signal? (Commencez avec Q entre 0 et 4)

  • Moins d’un jour léger (c.-à-d. Dans le système solaire): Q  = 4.

  • Jours-lumière à années-lumière (c’est-à-dire à peu près aussi proche que l’étoile la plus proche): Q  = 3.

  • Années-lumière à dizaines d’années-lumière: Q  = 2.

  • Des centaines à des milliers d’années-lumière (dans la Galaxie): Q  = 1.

  • Plus long / inconnu: Q  = 0.

(Q2) Quelles sont les perspectives de communication avec la source du signal? (Ajouter entre 0 et 4 points à Q )

  • Nous sommes dans la communication bidirectionnelle active: Q  =  Q  + 4.

  • Nous pourrions répondre en utilisant le même support / codage que le signal dans les 20 ans: Q  =  Q  + 3.

  • Nous pouvons comprendre le signal ou nous avons des artéfacts que nous pouvons étudier: Q  =  Q  + 2.

  • Aucune communication n’a lieu: Q  =  Q  + 0.

(Q3) L’expéditeur est-il conscient de l’humanité / de sa technologie? (Ajouter entre -1 et 2 points à Q )

  • Oui, certainement – le signal nous est destiné, en particulier: Q  =  Q  + 2.

  • Peut-être, mais il y a peu ou pas de preuve pour cela: Q  =  Q  + 1.

  • Presque certainement pas (par exemple, ils sont trop loin): Q  =  Q  + 0.

  • Les expéditeurs sont apparemment éteints: Q  =  Q -1.

Si Q  <0: Q  = 0.

Questions à calculer δ (0 à> 1)

Depuis toute découverte de ETI est digne d’ intérêt, δ applique bien à l’échelle d’intérêt pour la presse, que nous appelons J .

J est calculé comme le produit de trois grandeurs: la probabilité que le signal soit réel (section A), la probabilité qu’il ne soit pas instrumental (section B) et la probabilité qu’il ne soit pas naturel ou humain (section C). Pour conserver la gamme dynamique en bas, l’échelle est exprimée en logarithmes et redimensionnée pour avoir un maximum à 10:

où J est la probabilité logarithmique remise à l’échelle, et A , B et C représentent les trois probabilités logarithmiques, remises à l’échelle qui entrent dans la probabilité finale.

L’idée derrière ce changement d’échelle est que deux étapes sur l’échelle est un facteur de 10. Une valeur de 10 signifie 100% de certitude, 8 signifie 10% de confiance, 6 signifie 1% de confiance et ainsi de suite.

J et δ peuvent être calculés directement si les probabilités pour les trois composants peuvent être évaluées quantitativement. C’est-à-dire, si l’ on peut déterminer les probabilités de réponses oui / non aux questions A , B et C , on les multiplie ensemble pour obtenir δ et on calcule J en utilisant l’équation ci-dessus.

Pour aider à cette évaluation, on peut construire une série de questions pour guider le processus de détermination de J , donnée ci-dessous.

Veuillez noter que ce questionnaire est orienté vers les «détections SETI» de tous les jours, ce qui signifie qu’il s’agit de fendre des cheveux fins pour de très faibles probabilités. En conséquence, ce questionnaire ne fournit pas beaucoup de granularité entre δ = 0.1-1. Si un signal est confirmé artificiel et extraterrestre avec δ> 0.1, il peut être nécessaire de revoir ce calcul en fonction des spécificités de ce signal, tout en conservant l’esprit de l’échelle.

Notez également que les termes A , B et C ne sont pas entièrement indépendants: le même fait peut affecter plus d’un terme. Certains faits apparaissent également dans Q . Ceci est intentionnel et souhaitable: la nature du signal, qui contribue à Q , peut aussi influencer sa crédibilité comme étant réelle, étant astrophysique et étant étrangère.

Questionnaire pour calculer J

Les experts d’un domaine pertinent à un «signal» donné peuvent utiliser leur jugement pour donner des demi-points ou interpoler autrement pour les phénomènes qui se situent entre les points sur les échelles ci-dessous, ou pour ajuster leurs points basés sur des idiosyncrasies d’un signal donné. ce questionnaire. Des notes sont données ci-dessous pour aider les utilisateurs dans leur interprétation.

Un score «parfait» sur le questionnaire donne A  = 10, B  = 10, C  = 10, donnant J  =  A  +  B  +  C -20 = 10, ou une probabilité de 100% que le signal soit réel et étranger. À ces fins, il est utile de se rappeler qu’un point vaut approximativement un facteur de confiance de 3 et que deux points valent un facteur de 10.

Sur ce formulaire, ces termes signifient:

  • Anthropogénique : Fabriqué par des humains. Inclut le rayonnement des objets fabriqués par les humains.

  • Artificiel : Conçu par des êtres intelligents.

  • Extraterrestre : Originaire de l’extérieur de la Terre. Peut mais n’implique pas définitivement l’origine en dehors du Système Solaire.

  • Instrumental : Produit d’un instrument de mesure lui-même ou de son opérateur, par opposition à quelque chose de naturel ou artificiel.

  • Naturel : Non fabriqué par des êtres intelligents (c’est-à-dire le contraire de l’artificiel).

  • Terrestre : Originaire de la Terre. Pas nécessairement artificiel. Inclut les objets qui ont quitté la terre – par exemple, selon cette définition, Voyager 1 et 2 sont encore terrestres.

Section A: Dans quelle mesure le phénomène est-il réel et propice à l’étude?

(A1) Y a-t-il une incertitude significative quant à la question de savoir si le phénomène est survenu / se produit? Par exemple, les données sont-elles corrompues, y a-t-il un risque important de malentendu ou d’erreur de transcription? «Significatif» signifie ici plus de 10%.

  • Oui, il y a une incertitude significative: A  = 6 (passer le reste de A, aller à B1).

  • Non, quelque chose s’est presque certainement passé: A  = 7.

(Exemples d’incertitude significative: rapports d’observation d’un OVNI ou d’extraterrestres, interprétation de l’art ancien, données télescopiques d’amateurs, interprétation de données d’autres personnes avec peu ou pas de documentation ou de métadonnées.)

(A2) Comment le phénomène peut-il être étudié? Attribuer entre 0 et 3 points en fonction de la répétabilité des phénomènes.

  • x  = 0: Le phénomène a été observé exactement une fois (par exemple le signal Wow!).

  • x  = 1: Le phénomène a été observé un petit nombre, mais plusieurs fois, soit comme plusieurs cibles présentant des phénomènes similaires, soit comme une seule cible montrant plusieurs événements similaires (p. ex. impulsions laser revendiquées dans les données SDSS (Borra et Trottier, 2016 ) quelques ondes radio rapides (FRB) dans un seul observatoire (voir Lorimer et al. , 2007 )).

  • x  = 2: le phénomène a été confirmé réel et répété, par exemple par plusieurs groupes utilisant un seul instrument pour observer le phénomène ou par une observation supplémentaire avec un instrument différent ou d’un site différent (ex. FRBs découverts dans d’autres observatoires, ou une fois plusieurs FRB connus).

  • x  = 3: Le phénomène est observé de façon routinière par différents groupes utilisant des équipements différents (par exemple, les FRB observés aujourd’hui, voir Petroff et al. , 2016 ).

  • A  =  A  +  x.

(A3) Le découvreur du phénomène est-il la même personne / groupe qui a prédit qu’un tel phénomène indiquerait la présence d’une intelligence extraterrestre?

  • Les demandeurs ont prédit le phénomène qu’ils ont «découvert»: A  =  A -1.

  • Les demandeurs ont identifié un nouveau phénomène, ou prédite par d’autres: A  =  A  + 0.

Les gens sont des pieux penseurs, et voient souvent ce qu’ils veulent voir, donc cela donne une crédibilité supplémentaire à une revendication si les groupes qui font la prédiction et ceux qui font la découverte ne sont pas les mêmes.

Section B: À quel point sommes-nous certains que le phénomène n’est pas instrumental?

(B1) Le phénomène ressemble-t-il à un effet instrumental ou psychologique connu?

  • Oui: B  = 0, passez à C1.

  • Non: B  = 7.

Exemples d’effets instrumentaux connus: canal CC dans un fichier de banc de filtres, rayons cosmiques dans les spectres, lumière parasite dans la photographie, source connue de bruit / mauvaises données.

Exemples d’effets psychologiques connus: Rapports d’enlèvements extraterrestres, observations d’OVNIS; interprétations subjectives et qualitatives des corrélations apparentes dans les données bruitées.

(B2) Quelles sont les chances pour les constructeurs d’instruments / experts de la méthode / observateurs du phénomène que le signal ne soit pas instrumental?

Attribution entre 0 et 3 points:

  • x  = 0: Ces experts n’ont pas du tout pesé.

  • x  = 1: Ces experts donnent une chance de ~ 90% qu’elle est instrumentale (donc ~ 10% c’est réel).

  • x  = 2: Ces experts donnent même des chances qu’il est instrumental.

  • x  = 3: Ces experts donnent <10% de chances qu’elle soit instrumentale.

B  =  B  +  x .

Section C: A quel point sommes-nous certains que le phénomène n’est pas naturel ou anthropique?

(C1) Y a-t-il une bonne raison de penser que le phénomène est un canular?

  • Oui: C  = 0 → J  = 0, fin du quiz.

  • Non: C  = 1.

(C2) Comment une large communauté d’experts évalue-t-elle la probabilité qu’il existe des sources connues de signaux naturels ou anthropiques pouvant expliquer le phénomène?

  • x  = 0: Un large éventail d’experts s’accorde à dire que le signal est clairement naturel / anthropique ou que les experts n’ont pas été consultés.

  • x  = 1: Cela correspond à un phénomène commun.

  • x  = 3: Il est compatible uniquement avec un phénomène rare ou mal compris.

  • x  = 6: Cela ne correspond à aucun phénomène naturel ou anthropique connu (mais des phénomènes naturels / anthropiques inconnus pourraient être la cause).

  • x  = 8: Seules les explications artificielles extraterrestres ont un sens (c’est-à-dire celles qui requièrent une conception et une ingénierie non humaines, par exemple: une sphère Dyson, une onde porteuse à bande étroite provenant d’une source extraterrestre, un laser pulsé strictement périodique; explications naturelles et anthropiques exclues).

  • x  = 9: Le phénomène contient un contenu d’information de conception clairement intelligente (c’est-à-dire qu’il contient un message ou est un artefact artificiel et étranger manifestement disponible pour une inspection rapprochée – peut-être robotique).

C  =  C  +  x .

Exemples de signaux anthropiques: RFI terrestre pour les observations radio, communications laser terrestres, avions expérimentaux pour des observations d’OVNI bien documentées.

Informatique J

Maintenant, calculez:

  • J  =  A  +  B  +  C -20.

  • ô = 10 J- 10) / 2 .

Interpréter les scores de Rio

Interprétation Q

Si le signal est vraiment dû à des aliens, alors le schéma suivant illustre la conséquence de la découverte:

  • Q  = 10 : Révolutionnaire. La vie quotidienne sur la Terre changera pour toujours.

  • Q  = 8-9 : La fabrication d’une époque; la direction future de l’humanité est changée.

  • Q  = 6-7 : SETI devient “l’étude d’ETI”. Il y a de bonnes perspectives pour une compréhension limitée à l’avenir de l’ETI.

  • Q  = 4-5 : Scientifiquement révolutionnaire, mais sans conséquence quotidienne. Les perspectives de compréhension des ETI restent des décennies à l’avenir.

  • Q  = 0-3 : Philosophiquement révolutionnaire, mais d’impact social ou scientifique immédiat limité. Les perspectives de compréhension des ETI restent floues.

Interprétation J

La valeur de J donne aux journalistes une échelle sur laquelle comparer les affirmations précédentes de signaux ou de détections à de nouvelles avec suffisamment de dynamique pour distinguer, disons, le Wow! signal, les lasers SDSS, les revendications UFO sincères et les canulars pure et simple. L’échelle est:

  • J  <1 : Aucun intérêt justifié.

  • J  = 1-4 : Intérêt SETI potentiellement justifié; aucun intérêt de presse justifié.

  • J  = 5-6: Intérêt SETI probablement justifié; L’intérêt technique de la presse populaire est potentiellement justifié.

  • J  = 7-8 : intérêt SETI définitivement justifié; l’intérêt de la presse populaire technique est probablement justifié; un article de presse inhabituel pour la presse générale, s’il est exprimé avec des mises en garde appropriées. Si ce n’est pas des extraterrestres, encore très intéressant.

  • J  = 9 : Intérêt important de la presse grand public, forte couverture de la presse technique populaire. Un large accord sur le fait que le signal pourrait être dû à des extraterrestres.

  • J  = 10 : Aliens. Première page de tous les grands journaux.

Interprétation R

Nous conservons la description de R de Rio 1.1:

  • R  = 10 : Extraordinaire.

  • R  = 9: exceptionnel.

  • R  = 8: grande portée.

  • R  = 7: Élevé.

  • R  = 6: Remarquable.

  • R  = 5: Intermédiaire.

  • R  = 4: Modéré.

  • R  = 3: Mineur.

  • R  = 2: Faible.

  • R  = 1: insignifiant.

  • R  = 0: Nul.

Répartition des scores

Il est instructif de considérer l’éventail des scores possibles produits par la nouvelle calculatrice, comme l’ont fait Almár et Tarter ( 2000 , 2011 ) pour Rio 1.0 / 1.1. La figure 2 montre la distribution des valeurs Q possibles dans le schéma Rio 2.0. Q fournit des valeurs comprises entre 0 et 10, 5 étant la valeur médiane (la moyenne est de 4,76). Plutôt que la distribution gaussienne symétrique de Qvue pour Rio 1.0 / 1.1, Q est légèrement asymétrique vers des valeurs plus basses.

Fig. 2. La distribution de tous les scores Q possibles dans le schéma Rio 2.0.

Almár et Tarter ( 2000 , 2011 ) n’ont pas calculé de distribution δ, bien qu’il semble immédiatement clair que la nouvelle distribution est assez différente ( figures 3 et 4 ). La grande majorité des réponses au questionnaire J donne J  = 0, avec une distribution clairsemée de notation vers le maximum de 10. Ceci est principalement dû à certaines des questions de «deal-breaker» concernant les effets instrumentaux et les canulars. Par conséquent, la distribution de δ tend également vers des valeurs faibles (avec une médiane de 10-5 et une moyenne de 0,0016), en raison de la logarithmie de J , qui discrimine finement parmi les signaux de faible probabilité d’être artificielle.

Fig. 3. La distribution des scores J dans le schéma Rio 2.0.

Fig. 4. La distribution des scores δ dans le schéma Rio 2.0.

La figure 5 montre la distribution résultante de R , compte tenu de toutes les permutations possibles de Q et δ. La variable de crédibilité pondère fortement l’échelle vers 0. En effet, la médiane est d’environ 5 × 10 -5 (la moyenne est d’environ 0,007).

Fig. 5. La distribution des scores de Rio dans le schéma Rio 2.0.

Bonne pratique pour utiliser Rio 2.0

Utiliser Rio 2.0 pour évaluer les signaux

Nous avons l’intention que Rio 2.0 soit appliqué par n’importe quel scientifique (et le public s’il le souhaite) à n’importe quel signal, que ce soit leur propre signal ou celui d’une autre équipe. Le score de Rio d’un signal doit être mis à jour à mesure que de nouvelles informations ou analyses arrivent. Idéalement, lorsqu’une équipe publie un score de Rio, elle devrait également publier les réponses à son questionnaire, fournir une brève explication sur les facteurs qui ont contribué au signal recevant ce score et inviter le public à tenter ses propres scores de Rio.

Nous préconisons également que les trois paramètres ( Q , J , δ, R ) soient publiés. Un signal avec un Q faible mais un δ élevé peut ne pas donner lieu à des événements politiques à fort impact, tels que des discussions sur la transmission d’une réponse ou le partage de connaissances issues d’une culture extraterrestre. Cela ne veut pas dire qu’il n’est pas d’un grand intérêt philosophique et culturel. Tout signal SETI avec un δ élevé marquera un tournant entre deux époques scientifiques, indépendamment de son Q.

En gros, une fois qu’un signal spéculatif est détecté, il y a deux futurs possibles. Dans le premier cas, le signal peut progresser dans la séquence vers un signal non vérifié ou vérifié et obtenir un petit score de Rio non nul. De nouvelles informations peuvent alors être découvertes qui réduisent δ, potentiellement même excluant le signal en tant que candidat SETI, et le score de Rio devient soit très faible, soit nul. C’est en fait le résultat typique de tous les signaux SETI passés, des pulsars à l’étoile de Boyajian (Boyajian et al. , 2016 ).

Si cela se produit, il est important que l’équipe qui analyse le signal fasse une annonce claire aux médias (via différentes formes de communication), de l’état actuel de leur signal.

Que faire si un signal défie la réfutation et atteint le statut de «signal candidat»? Plusieurs groupes devraient continuer à attribuer des scores de Rio à mesure que davantage de données sont collectées. Une grande collection de scores de Rio donne au public un baromètre utile pour mesurer le degré de consensus dans l’opinion de la communauté sur un signal, surtout si cette opinion est profondément divisée.

Les principes suivants devraient être adoptés par les scientifiques SETI utilisant Rio:

  1. (i) Marquez un signal immédiatement.

  2. (ii) Notez-le à plusieurs reprises, à mesure que de nouvelles données arrivent.

  3. (iii) Avoir obtenu un score indépendant, par des experts ne participant pas aux observations.

Idéalement, les communiqués de presse annonçant les signes d’une éventuelle origine extraterrestre comprendront:

  1. (i) Le score de Rio de l’équipe.

  2. (ii) Au moins un score de Rio d’une équipe indépendante.

Nous encourageons les journalistes scientifiques, dans la mesure du possible, à calculer leur propre score en fonction des données disponibles. Lorsque le public lit un article sur les signaux SETI, il doit vérifier si un score de Rio est calculé et attribuer plus de crédibilité aux histoires ayant plusieurs scores Rio à l’intérieur et à l’extérieur de la collaboration responsable du signal. Nous encourageons également le public, dans la mesure du possible, à calculer ses propres scores, à se renseigner sur le processus de vérification des signaux SETI et à voir comment leurs scores s’alignent sur les autres disponibles pour un élément de nouvelles donné.

Évaluer l’efficacité de Rio 2.0

Malgré tous nos efforts pour établir une échelle de Rio objective, il est clair qu’il restera toujours un élément subjectif à toute tentative de déterminer la «signification» d’un signal SETI.

Dans le passé, l’objectivité de Rio 1.1 a été évaluée en considérant les scores pour les scénarios fictifs (Shostak et Almár, 2002 ). Les auteurs ont validé Rio 2.0 de la même façon en calculant ( Q , J , δ, R ) plusieurs scénarios de signaux fictifs, les résultats obtenus étant relativement bons. Ce n’est évidemment pas particulièrement surprenant, puisque les auteurs ont tous contribué à la production de l’échelle.

L’étalonnage complet de Rio 2.0 représente un problème de «poule et œuf». Pour calibrer l’échelle, elle doit être largement utilisée par la communauté pour trouver les zones de subjectivité et de désaccord. Pour être largement utilisé, il doit être raisonnablement calibré. Nous avons donc décidé d’adopter une approche adaptative. Nous qualifions délibérément cette échelle «Rio 2.0», car nous prévoyons que l’échelle (et les questionnaires pour délivrer des valeurs) continuera d’évoluer à mesure que la science du SETI continuera d’évoluer.

Nous recommandons donc de réexaminer Rio 2.0 après un intervalle de temps approprié et une utilisation raisonnable par toutes les parties intéressées. Il devrait ensuite être évalué pour:

  1. (a) Son niveau d’utilisation par les praticiens SETI et les médias.

  2. (b) Sa capacité à fournir un score objectif pour les exemples de test.

Pour ce faire, nous recommandons de collecter des données de test auprès des utilisateurs sur un ensemble d’exemples fictifs bien définis, ainsi que des données d’enquête concernant l’efficacité de l’échelle. Pour chaque exemple fictif, il convient d’interroger la distribution des scores de chaque paramètre ( Q , J , δ, R ), en particulier la moyenne de l’échantillon et l’écart type, ainsi que la distribution générale. Combiné avec une analyse qualitative des commentaires / commentaires des répondants au sondage, cela devrait fournir des données d’étalonnage suffisantes pour l’échelle de Rio de la prochaine génération.

Résumé

Nous avons revisité l’échelle de Rio, un outil numérique utilisé par les scientifiques du SETI pour informer le public du niveau d’attention ou d’excitation qu’un signal SETI mérite. Depuis sa création il y a 17 ans, Rio a connu une utilisation régulière par des sections limitées de la communauté SETI et a un profil médiatique respectable (si limité).

Les 17 dernières années ont vu une augmentation significative du nombre de groupes actifs dans SETI, couplée à une explosion dans la production de médias pour la consommation publique. Les histoires sur le SETI sont rapidement converties en articles de journaux, blogs et vidéos, dans de nombreux cas notables, sans que la crédibilité du signal ait été dûment vérifiée.

Notre révision de Rio (Rio 2.0) vise à calibrer rapidement les attentes publiques d’un signal signalé et à les éduquer sur la façon dont les scientifiques SETI évaluent un signal, depuis sa détection initiale jusqu’aux différentes étapes de vérification nécessaires pour déterminer si un signal est crédible. ETI.

Cet article détaille les questionnaires pour les deux paramètres qui construisent l’échelle, Q et δ. Nous avons également fourni un ensemble cohérent de termes que la communauté SETI utilisera pour discuter des signaux, afin que le public comprenne clairement ce qui a été observé et quel niveau de vérification un signal a reçu.

À mesure que la science du SETI évolue, nous nous attendons à ce que la composition de l’échelle de Rio évolue aussi. Nous recommandons donc que l’utilisation et l’efficacité de l’échelle soient examinées de façon continue pour s’assurer que Rio reste un outil hautement considéré et largement utilisé. communiquer avec le public au sujet des signaux SETI.

Une version du questionnaire basée sur un navigateur est disponible sur https://dh4gan.github.io/rioscale2 , avec le code source publié sur Github 3 . Nous avons couru chaque itération possible de chaque questionnaire et collationné les résultats pour déterminer la répartition des valeurs de Q , δ et R . La majorité des réponses au questionnaire aboutit à juste titre à un score de R  = 0, nous rappelant que les demandes extraordinaires nécessitent des preuves extraordinaires.

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