Le message d'Arecibo

L

e 16 novembre 1974, le radiotéléscope d'Arecibo (Puerto Rico) a envoyé un message simple vers l'amas d'étoiles NGC 6205 (Messier 13, constellation d'Hercules) sur la fréquence de 2380MHz, soit une longueur d'onde de 0,126m. Ce message a été composé par Frank Drake, auteur de l'équation tentant d'évaluer le nombre de planètes favorable à l'éclosion d'une vie intelligente, assisté notamment par Carl Sagan.

Le message comptait 1769 bits (0 ou 1) comportant 397 bips (1), représentés sur cette page par un astérisque:

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Pour recevoir et amplifier des signaux très faibles, il faut probablement disposer de bases mathématiques, permettant de se rendre compte que les séquences */*/*/*/*/*/*/*/*, /*****/*****/*****/*****/ et ///////////////////////, et surtout leur répétition sont peu probables. De la même manière, il devrait apparaître assez directement que le nombre 1679 est divisible par 23 et 73, permettant la disposition des bits par lignes complètes.

Rien de spécial n'apparaît en organisant la séquence en lignes de 73:

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La description


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Le rangement par 73 lignes de 23 bits montre une organisation graphique évidente, pour nous qui possédons la vision en deux dimensions. Nous ne pouvons être sûrs que cela «saute aux yeux» des savants extraterrestres s'ils n'en possèdent pas. Verront-ils l'intérêt d'une telle manipulation?

Dans l'hypothèse d'un peuple disposant de la vue, ou d'un organe analogue, ou de techniques permettant une telle appré­hension, il est possible d'imaginer que le graphique ci-contre ait une sens. Cela ne veut pas dire que des extra­terrestres aveugles ne pourraient interpréter ce graphique: nos mathéma­ticiens et physiciens appré­hendent bien des espaces à cinq dimensions, ce qui ne correspond à aucune réalité quotidienne tangible.

Au niveau de l'organisation globale, une demi-douzaine de lignes sont vides, dénotant une organisation par rangées de blocs, dont les premiers ont quatre ou cinq lignes lignes d'épaisseur.

1. La rangée formée des quatre premières lignes comporte des lignes vides verticales, séparant sept premières colonnes, puis trois agrégats de deux colonnes.

2. Une seconde rangée montre un agrégat bien compact en son centre. C'est la seule rangée parmi les premières à totaliser cinq lignes d'épaisseur.

3. Les quatre rangées suivantes montrent quelques régularités: les deux agrégats de bord de graphique sont égaux; de plus, les deux premiers sont répétés plus bas. Seuls les quatres agrégats du centre sont différents. Ils ont en outre tous une largeur de cinq, comme si la largeur de 23 avait été choisie en fonction de ces quatres agrégats et des trois bits vides qui les séparent.

4. Ce qui suit semble plus graphique, comme deux hélicoïdales croisées, disposant d'un axe central, quoiqu'irrégulier. Notons encore qu'il n'y a pas nette séparation entre les quatre blocs de rangées décrits ci-dessus et la double hélicoïdale, l'axe central faisant un lien entre les deux.

5. Les deux courbes débouchent sur la tête d'une sihouette humaine assez grossière, entourée à droite d'un agrégat très massif, et à gauche d'un croisement plus gracile de deux lignes.

6. La rangée qui suit semble assez régulière dans sa lecture de gauche à droite: après un carré de neuf bits, neufs points ou traits, dont un décalé situé juste en dessous de l'humanoïde, se succèdent à intervale régulier.

7. Le dernier élément comporte un segment de cercle, surmontant un «M» et un agrégat central entouré de deux segments symétriques.

Si les éléments qui nous sont les plus reconnaissables semblent intervenir à la fin, il convient peut-être de commencer par le début, les premiers éléments conditionnant peut-être la compréhension de ce qui suit.

Les interprétations


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1. La première séquence représente les dix premiers nombres naturels sous forme binaire. Dans notre façon de noter (de gauche à droite), les nombres s'écrivent en binaire: 1 (une unité), 10 (une paire), 11 (une paire et une unité), 100 (une paire de paires), 101, 110, 111, 1000, 1001 et 1010. Dans le diagramme ci-contre, la hiérarchie des paires est verticale, mais il faut encore enlever le bip du bas, destiné à donner la fin du nombre (les zéros sont implicites). Pour gagner de la place, les nombres sont codés sur deux colonnes à partir du huit: la paire de paires de paires est notée juste en haut et à droite du bip de stop (voir annexe).

Pour avoir donné les dix premiers nombres, on peut supposer que nos correspondants (extra)galactiques comprendront que notre système arithmétique est décimal. Cela n'a pas beaucoup d'importance, si ce n'est qu'ils peuvent de ce fait imaginer que nous avons dix doigts: dans notre humanité, les systèmes sont le plus souvent décimaux parce que nous avons dix doigts ou en base 20 en ajoutant les orteils.

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2. La deuxième séquence s'interprète assez directement à partir du système binaire. En décomptant le bip de stop (voir annexe), cette fois-ci à droite, cette suite de nombres est 1, 6, 7, 8 et 15. Un chimiste extraterrestre pourrait comprendre qu'il s'agit du numéro atomique des cinq éléments qui nous sont très importants: hydrogène, carbone, azote, oxygène et phosphore. Ces numéros atomiques représentant ces éléments ne sont nullement arbitraires: ils correspondent au nombre de protons des atomes, propriété chimique primordiale des éléments.

La prépondérance des atomes d'hydrogène, de carbone, d'azote et d'oxygène ne devrait pas constituer une surprise pour les astronomes extra-terrestres: il existe dans l'espace intersidéral quelques molécules d'acides aminés composées de ces quatre éléments.

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3. Le groupe des quatre entités suivantes reprennent la structure de la ligne précédente. Il s'agit du dénom­brement, dans l'ordre, des cinq types d'atomes vu plus haut pour un certain nombre de molécules (bit de stop en bas).

La première rangée de figures commence et termine par une formule chimique comprenant 7 hydrogènes, 5 carbones et 1 oxygène (sans azote ni phosphore) qui compose le désoxy­ribose, constituant de l'ADN (Acide Désoxy­ribo­Nucléique). Entre ces deux sucres se trouvent l'acide aminé adénine (H4C5N5) et son corres­pondant thymine (H5C5N2O2).

Le second rang est plus simple, composé de deux ions «phosphate» (PO4), reliant les désoxy­riboses des rangées précé­dente et suivante.

La rangée suivante commence et termine également avec du désoxyribose, encadrant l'acide aminé cytosine (H4C4N3O) et son corres­pondant guanine (H4C5N5O).

La quatrième rangée est une répétition des deux groupes «phosphate», laissant la possi­bilité de nouveaux barreaux désoxy­ribose-acides aminés... Le graphique présente donc les chaînes ribose-phosphate («montants»), les quatre bases et leurs deux couples possibles (barreaux») de l'ADN.

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4. La structure précédente, en «barreaux d'échelle», est prolongée par la première esquisse graphique rencontrée jusqu'à présent dans le message: une double hélice, représentant l'ADN non plus chimi­quement, mais dans la structure.

La colonne du centre représente le nombre 4.294.441.822, répérable grâce à son bip en bas à gauche. S'agit-il de l'évaluation en 1974 du nombre de paires de bases codant le génome humain? Toujours est-il qu'il est actuel­lement estimé à 3,3 milliards.

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5. L'agrégat du centre représente la grossière esquisse d'un être humain. Le trait vertical à gauche (interrompu) représente une toise, le nombre 14 étant codé hori­zon­talement si le bit de stop est à gauche (voir annexe). Si le bit de stop est à droite, le nombre est de 11. L'unité la plus pratique est la longueur d'onde par laquelle le message a été transmis: 12,6cm. La hauteur moyenne d'un être humain est donc de 14 unités, ou de 11, à savoir 176,4cm, ou 138,6cm.

Rien ne semble jusqu'à présent nous indiquer le sens de lecture, tous les nombres ayant été écrits verticalement jusqu'à présent. Il aurait pourtant été simple de coder la hauteur sur deux lignes comme le 10 avait été codé sur deux colonnes en 1. – voir schéma de droite.

L'agrégat de droite est également un nombre codé horizontalement: 4.292.853.750, soit le nombre d'êtres humains sur terre en 1974. En arrondissant au millier ou au million, le message aurait pu confirmer que notre système numérique utilise la base 10, alors qu'une précision à la dizaine près risque de donner une idée fausse de notre capacité à mesurer le nombre d'habitants de notre planète.

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6. Le carré de gauche représente le soleil, les neufs points ou traits, les planètes, commençant par les quatre planètes tellu­riques (Mercure, Vénus, Terre et Mars) repré­sentées par un seul bip, puis les planètes géantes gazeuses repré­sentées par un trait vertical de trois points pour les toutes grosses planètes (318 masses terrestres pour Jupiter et 95 pour Saturne) ou deux pour les moyennes (15 masses terrestres pour Uranus et 17 et Neptune): le nombre de points représente les ordres de grandeur des planètes. Vient enfin le planétoïde pluton, considéré à l'époque comme une planète à part entière. Son omission aurait permis de laisser un espace vide entre Mars et Jupiter indiquant qu'aucune planète particulière ne s'y trouve (ceinture d'astéroïdes), au risque de briser la continuité du graphique: le zéro n'a pas été défini.

La Terre, exactement sous l'esquisse humaine, a été décalée vers le haut pour indiquer que nous vivons sur la troisième planète du cortège.

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7. La dernière séquence est encore très graphique. Pour qui reçoit un signal très faible, la conver­gence de rayons par une surface para­bolique devrait sembler évidente.

Le trait hori­zontal court sur la largeur du téléscope, inter­rompu par un nombre à nouveau codé de façon hori­zon­tale: 2430, ce qui, multiplié par 0.126m (la longueur d'onde utilisée), correspond à 306,18m, largeur du radio-télescope Arecibo (1000 pieds, soit 305m)


Expérience préalable

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Ajout du 2015.10.16; corr. 2018.12.26

Dans La réalité de la réalité (Seuil, coll. Points, 1978, p.182), Paul Watzlavick nous présente un schéma d'un message de 1271 bits (41x31) envoyé en 1962 par Bernard M. Oliver (1916-1995) à l'Institut des Ingénieurs de Radio. Les couleurs utilisées sur le schéma ci-contre ne sont pas d'origine, mais servent à un meilleur repérage pour la dscription.

Tel que représenté, l'ensemble des bips montre une bip à chaque coin du rectangle, ce qui ne semble qu'une confirmation a posteriori de la justesse de la représentation.

Le haut du dessin représente trois atomes sous forme de noyaux et d'électrons en orbite: deux bips le noyau et l'unique électron de l'hydrogène ; le noyau, deux électrons sur la première couche et quatre sur la seconde pour le carbone, et enfin six pour la seconde couche pour l'oxygène, ce qui donne pour information que la chimie organique de cette planète est basée sur l'hydrogène, le carbone et l'oxygène.

La colonne de gauche semble à première vue représenter en notation binaire les nombres 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 et peut-être 17 (attention! lecture de droite à gauche: * ** est en fait 1101). Mais dans l'hypothèse où le point de gauche sert de bip de stop (voir annexe), il s'agit des nombres de 1 à 8 (1 à 1000 en binaire). On pourrait en déduire la base numérale: l'octal.

Une seconde colonne représente un soleil et un cortège de huit planètes. Le fait que nombres et planètes partagent la même ligne peut laisser penser qu'il y a un rapport particulier entre ces nombres et chacune des planètes, et l'arrêt à huit ne représente alors que le nombre de planète, et non la base numérique.

La zone la plus centrale représente une onde, qui peut éventuellement représenter les vagues d'un océan. Comme cette onde est liée à la troisième planète, il semble s'agir d'une indication que celle-ci est majoritairement entourée d'eau, dans laquelle nagent des êtres ressemblant à un poisson.

Le bas du dessin donne trois silhouettes: une petite entourée de deux grandes presque semblables, ce qui nous semble facilement interprétable en un rejeton entre deux adultes sexués: la silhouette de droite comporte un bip en moins au niveau des épaules, deux de plus sur la thorax, tandis que la silhouette de gauche comporte un bip de plus en dessous de l'abdomen. Il n'est cependant pas évident que ces caractères soient sexuels ni facilement interprétables pour tous les extraterrestres.

L'être de gauche montre un point faisant partie du cortège planétaire: ils vivent sur la quatrième planète. L'être de droite montre ce qui peut être un nombre, difficilement interprétable: est-ce que le bip de stop reste à gauche, comme pour les nombres, où les nombres sont maintenant écrits de gauche à droite? Dans le premier cas, le nombre 3 est 6 (x **=110) ; dans le second, il s'agit du nombre 5 (* *x=101). Il peut s'agir du nombre de doigts par main.

La barre de droite peut être une toise, l'interruption (*** *) peut représenter le nombre 11 (* **x) si le bip de stop est à gauche, ou 14 (*** x) si le bip de stop est à droite. En l'absence d'unité de mesure, la plus probable est 21cm, longueur d'onde d'émission ou d'absorption de l'hydrogène neutre, l'élément le plus léger et le plus abondant dans l'univers. Ces êtres une fois adultes mesureraient 0.21m*11, à savoir 2,31m, ou 0.21m*14, soit 2,94m. Cette dernière grandeur laisse supposer, pour des raisons physiologiques, que la pesanteur de la planète est moindre [Watzlawick 1978:183], mais cela favoriserait la perte de son atmosphère.

Annexe: l'interprétation des nombres binaires avec bip de stop

à droitebipsà gauche
1x1**x11
10x2* *x012
11x3***x113
100x4*  *x0014
101x5* **x0116
110x6** *x1015
111x7****x1117
1000x8*   *x00018
1001x9*  **x001112
1010x10* * *x010110
1011x11* ***x011114
1100x12**  *x10019
1101x13** **x101113
1110x14*** *x110111
1111x15*****x111115

Ajout au 2018.12.26

Ne disposant que de deux états émission/non émission, la représentation des nombres ne peut se faire qu'avec deux chiffres: le bip (1) et l'absence de bip (0). Toute absence de bip équivalant à un 0, il est nécessaire de préciser la fin du nombre, pour différencier 1 de 10 (2), 100 (4), 1000 (8), etc.

Cette façon de coder est induite par un protocole de nombres, visibles sur les deux graphiques: **, * *, ***, *  *, * ** (5)... l'ordre arithmétique permet de comprendre où se situe le bip de stop noté ici x, à partir du nombre 5, dont la représentation avec le bip de stop n'est plus nécessairement symétrique.

Mais si l'on commence par coder les nombres verticalement, que se passe-t-il lorsque l'on passe au codage horizontal? Le graphique d'Arecibo est clairement codé de gauche à droite (ordre croissant des nombres), les bits les plus significatif étant situés en haut. Lorsque les nombres sont codé de gauche à droite, les premiers devraient donc être situés à gauche, ce qui n'est pas vrai dans la représentation supposée du nombre d'humains (à droite de l'humanoïde, en 5.).

   *
°****

De plus, il peut y avoir une équivoque sur la hauteur d'un nombre dont les bits sont répartis sur plusieurs colonnes: dans l'exemple ci-contre, la position ° pourrait être un bit à 0, allongeant le nombre de 1111x (15) à 10111x (23). Si les deux bits vides autour du nombre relatif à la taille de la parabole laisse penser que ce bit vide n'existe pas, et si l'alignement le long d'un bord ne laisse aucune équivoque pour le nombre d'humains, le protocole du début du message d'Arecibo n'a pas utilisé cette méthode, elle n'est donc pas systématique.