Message d'Arecibo

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Des couleurs ont été ajoutées à ce message pour mieux voir les différentes parties mais le message réel ne comportait pas de couleurs.

Le message d'Arecibo est un message radio émis vers l'espace à l'occasion de la transformation du radiotélescope d'Arecibo en 1974[1]. Il est envoyé le 16 novembre 1974 vers l'amas globulaire M13 (plus communément appelé Amas d'Hercule) qui se trouve à environ 22 200 années-lumière et consiste en 1 679 bits. Le nombre 1 679 est choisi parce qu'il est le produit de deux nombres premiers et ne peut donc être divisé qu'en 73 lignes et 23 colonnes. Cela suppose que ceux qui pourraient le lire choisiront de l'arranger comme un quadrilatère (voir paragraphe « Décodage du message »). L'information arrangée de la première façon ne présente aucun sens alors que si elle est arrangée de la seconde façon, l'image contient des informations à propos de la Terre et de l'humanité. Si on lit de gauche à droite, elle montre les nombres de un à dix, les numéros atomiques de l'hydrogène, carbone, azote, oxygène et phosphore, les formules chimiques des sucres et bases dans les nucléotides de l'ADN, les nombres de nucléotides dans l'ADN, la structure en double hélice de l'ADN, un croquis de l'être humain et sa taille, la population de la Terre, le Système solaire et une image du radiotélescope d'Arecibo avec son diamètre.

Parce que le message mettra plus de 20 000 ans pour atteindre la destination voulue (de même qu'une éventuelle réponse pour nous revenir), le message d'Arecibo est plus une démonstration de l'avancée technologique de l'Humanité qu'un réel essai d'entrer en contact avec une civilisation extraterrestre. Le , soit exactement 44 ans après son émission, le signal se trouvait à 44 années-lumière de la Terre.

Le docteur Frank Drake, créateur de la célèbre équation de Drake, a écrit le message avec l'aide entre autres de Carl Sagan.

Description du message[modifier | modifier le code]

Nombres[modifier | modifier le code]

Arecibo message part 1.png

En lisant de gauche à droite, les nombres 1 à 10 apparaissent en format binaire (la ligne du bas montre la position verticale de chaque nombre).

Même en connaissant le système binaire, l'encodage des nombres ne semble pas totalement évident, à cause de la façon dont ils ont été écrits. Pour lire les sept premiers nombres, en ignorant la ligne du bas, il faut les lire en prenant les trois nombres binaires du haut vers le bas. Les nombres 8, 9 et 10 sont un peu différents puisqu'ils comportent une autre colonne, à droite de la première.

0 0 0 1 1 1 1 00 00 00
0 1 1 0 0 1 1 00 00 10
1 0 1 0 1 0 1 01 11 01
X X X X X X X X  X  X   ← repère montrant la position de chaque nombre

Éléments constituant l'ADN[modifier | modifier le code]

Arecibo message part 2.png

Les nombres 1, 6, 7, 8 et 15 (en binaire, verticalement) représentent respectivement l'hydrogène (H), le carbone (C), l'azote (N), l'oxygène (O) et le phosphore (P). Ce sont les éléments qui constituent l'ADN.

H  C  N  O  P
1  6  7  8 15
-------------
0  0  0  1  1
0  1  1  0  1
0  1  1  0  1
1  0  1  0  1
X  X  X  X  X

Nucléotides[modifier | modifier le code]

Part 3 — The nucleotides of DNA
Désoxyribose
(C5H7O)
Adenine
(C5H4N5)
Thymine
(C5H5N2O2)
Désoxyribose
(C5H7O)
Phosphate
(PO4)
Phosphate
(PO4)
Désoxyribose
(C5H7O)
Cytosine
(C4H4N3O)
Guanine
(C5H4N5O)
Désoxyribose
(C5H7O)
Phosphate
(PO4)
Phosphate
(PO4)

Par exemple le désoxyribose (C5H7O dans l'ADN) est codé ainsi :

1 1 0 0 0
1 0 0 0 0
1 1 0 1 0
X X X X X
---------
7 5 0 1 0
H C N O P  <- toujours classés selon l'ordre des éléments constituant l'ADN (voir section ci-dessus)


donc 7 atomes H, 5 atomes C, 0 atome N, 1 atome O, 0 atome P, soit C5H7O en formule moléculaire.

Remarque : les formules moléculaires des nucléotides sont données dans la configuration incorporée à l’ADN (typiquement, un hydrogène en moins par rapport au nucléotide libre).

Double hélice[modifier | modifier le code]

Arecibo message part 4.png


Double hélice de l'ADN (la barre verticale représente le nombre de nucléotides).

Humanité[modifier | modifier le code]

Arecibo message part 5.png

L’élément au centre représente la silhouette d'un humain vue de face, ou de dos. L’élément sur la gauche illustre la taille moyenne d’un humain : 1 764 mm. Cela correspond au nombre binaire 14 écrit horizontalement multiplié par la longueur d’onde du message (126 mm). L’élément sur la droite correspond à la population humaine en 1974 encodée en 32 bits soit 4 292 853 750.

Planètes[modifier | modifier le code]

Arecibo message part 6.png

Le Système solaire : le Soleil, Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune et Pluton (à l’époque de l’envoi du message, Pluton était considérée comme une planète).

La Terre est décalée pour montrer d’où vient le message.

Télescope[modifier | modifier le code]

Arecibo message part 7.png

La dernière partie représente le radiotélescope d’Arecibo avec son diamètre (2 430 multiplié par la longueur d’onde, ce qui donne 306,18 m).

Décodage du message[modifier | modifier le code]

Les seize possibilités pour le décodage du message d’Arecibo.

Il existe seize façons d’arranger l’image : il y a quatre coins dans un rectangle donc quatre possibilités pour le premier chiffre binaire, il reste ensuite la manière de les ranger soit ligne par ligne soit colonne par colonne donc deux possibilités et il y a aussi les dimensions du rectangle soit 23 × 73 soit 73 × 23 donc deux possibilités. Au total 4 × 2 × 2 = 16 possibilités, mais on peut les regrouper en deux groupes : pour huit possibilités on obtient le Message d’Arecibo (comme sur la deuxième image, avec une rotation de 90°, 180°, 270°, avec une inversion horizontale (miroir), inversion horizontale + 90°, inversion horizontale + 180° et inversion horizontale + 270°) et avec les huit autres possibilités on obtient le message ici à droite (comme sur l’image à droite, avec une rotation de 90°, 180°, 270°, avec une inversion horizontale (miroir), inversion horizontale + 90°, inversion horizontale + 180° et inversion horizontale + 270°).

Description du signal radio support[modifier | modifier le code]

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Caractéristiques du signal émis[modifier | modifier le code]

Le message a été émis à une fréquence porteuse de 2380 MHz en utilisant la technique de modulation par déplacement de fréquence avec une déviation en fréquence de 10 Hz.

Cette fréquence de porteuse présente l'avantage d'être faiblement absorbée par l'atmosphère terrestre et est proche du point d'eau qui est une gamme de fréquence où le niveau de bruit est particulièrement faible dans le milieu interstellaire.

après sa modernisation du début des années 70 (à l'issue de laquelle le message d'Arecibo a été émis), la puissance de l'émetteur du radiotélescope était de 1 MW à cette fréquence.

Le gain d'une antenne parabolique est donné par la formule suivante :

où :

  • est le diamètre de l'antenne.
  • est la longueur d'onde du signal
  • est un nombre adimensionnel entre 0 et 1 associé à l'efficacité de l'antenne (pertes)

Sachant que le diamètre de l'antenne d'Arecibo est de 305 mètres, l'ordre de grandeur du gain de celle-ci, à la fréquence de 2380 MHz (et en prenant une valeur pessimiste de l'efficacité de 0,5), est d'environ 75 dB soit un facteur multiplicatif d'environ 30 000 000. A proximité de la terre, la puissance apparente rayonnée du signal émis par Arecibo était donc d'environ 30 TW ou .

Capacité du signal à être détecté à son arrivée[modifier | modifier le code]

La puissance d'un signal radioélectrique varie en à mesure où il s'éloigne de son point d'émission. Lorsque le signal atteindra les systèmes stellaires de M13 situés 22 200 années-lumière plus loin, sa puissance ne sera donc plus que de ou .

Cette puissance, bien qu’extrêmement faible, est à comparer à celle d'autres signaux comme par exemple ceux émis par la sonde Voyager 1. L'émetteur en bande X de cette sonde a une puissance de 23 W et son antenne HGA fourni un gain de . La puissance du signal provenant de voyager 1 (qui a passé une des frontières conventionnelles du système solaire) est donc de l'ordre de ou quand il arrive sur terre et celui-ci est détectable (et détecté) par exemple par l'antenne du Green Bank Telescope qui fait 100 mètres de diamètre.

En effet, la capacité de détection d'un signal radioélectrique est essentiellement liée au rapport signal sur bruit dans la gamme de fréquence écoutée. A la fréquence de 2380 MHz, les sources naturelles de bruit sont largement inférieures au bruit thermique des capteurs électroniques qui constitue la source de bruit dominante. Pour une bande de fréquence correspondant à plus ou moins 10 Hz, avec de l'électronique à la température ambiante, le niveau de bruit thermique est de .

Une valeur de est couramment retenue en termes de rapport signal sur bruit pour définir un seuil de détection. Après amplification par une antenne réceptrice, le signal doit donc avoir une puissance minimale de . Le gain de l'antenne réceptrice minimal est donc de .

En employant la formule de gain ci-dessus, on peut alors déterminer que le diamètre de l'antenne réceptrice doit être supérieure à 1 km pour pouvoir détecter le signal. Ces dimensions sont à la portée de la technologie humaine. La détection est donc techniquement possible d'autant que de nombreuses techniques peuvent être mises en oeuvre pour améliorer les capacités de détection à dimensions d'antenne fixées (comme la réfrigération des moyens de détection à des température cryogéniques pour limiter le niveau du bruit thermique) ou pour limiter la taille des antennes à performances de détection fixées (utilisation d'un ensemble d'antennes par la technique de l'interférométrie radio).

La difficulté de la détection réside alors plutôt dans le fait de savoir où écouter (zone du ciel, gamme de fréquence, taille de la bande passante).

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Steven Johnson, « Greetings, E.T. (Please Don’t Murder Us.) », The New York Times Magazine, (consulté le 16 novembre 2018).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]