Před více, než 40 lety jsme vyslali do kosmu sondu Voyager 1, první člověkem vyrobený předmět, který opustil naši Sluneční soustavu.

Už při jejím vypuštění byl let do hubokého vesmíru součástí mise, tudíž vědci z NASA na její tělo také přimontovali tzv. Zlatou desku, která obsahuje zprávy mimozemšťanům: Nahrávky zvuků naší planety a také 115 obrázků zachycujících život na naší planetě.

Už tehdy jsme museli překonat několik technologických hádanek, hlavně při ukládání obrázků.

Není žádný formát

Kdybychom posílali obrázky a zvuky dnes, tak prostě vybereme ověřený formát typu jpg nebo mp3, a ten pak popíšeme, jak funguje. Nejlépe tak, aby jej pochopili i mimozemšťané.

Mějme ale na paměti, že samotný palubní počítač lodi Voyager 1 měl pouhých 69 kB paměti. Když si dneska koupíte paměťovou kartu o kapacitě 64 GB za tisícovku, tak bude mít kapacitu asi milionkrát vyšší než celý operační systém Voyageru.

I kdyby v době vypuštění sondy uměli uložit obrázky digitálně, tak by na ně prostě nebylo místo. NASA musela přijít se svým vlastním analogovým formátem pro uložení obrázků na zlatou desku.

Jak sepsat návod?

Druhým obrovským oříškem bylo, jak sestavit návod. Nákresy na obalu desky totiž musely splňovat dva zcela protichůdné požadavky:

1. Nákresy musí být co nejjednodušší: Podle popisu musí být zjevné, co se od uživatele dané zlaté desky očekává. Co by měl dělat, aby se dostal ke zprávám

2. Nákresy musí zabírat co nejméně místa: Plocha na desce je samozřejmě omezena, musí se tedy postupovat tak, aby se k rozluštění desky došlo v co nejméně krocích. Je tedy nutné, aby každý nákres obsahoval co nejvíce informací.

Proto jsou na první pohled obrázky na zlaté desce tak kryptické:

Nejvíce místa na desce zabírá vesmírná mapa vlevo dole, která pomáhá určit polohu Země v realtivní konstelaci k nejbližším neutronovým hvězdám.

I kdyby se mimozemšťanům nepodařilo rozluštit cokoliv jiného, tak by stále měli mít představu, odkud Voyager 1 pochází a tak by se mohli pokusit o kontakt.

Klíčem šifry je vodík

Dalším značně podstatným dílkem skládanky je atom vodíku, zobrazený hned vedle vesmírné mapy.

Vodík je nejčastější prvek ve vesmíru, proto si jej vědci vybrali jako základ všech jednotek uvedených na obrázcích.

Na desce je vodík zachycen ve velmi zvláštním stavu, ke kterému v přírodě dochází velmi vzácně, asi jednou za 10 milionů let. Jedná se o změnu spinu, někdy nazývanou jako vodíkovou čáru.

Jedná se o neobvyklou změnu v chování atomu vodíku. Důležité na této změně je, že má vždy stejnou délku, asi 21 cm, což se dá přeložit na frekvenci asi 1420 MHz.

Tuto frekvenci používají pozemští vědci na mapování celého vesmíru. Zároveň se domnívají, že tato frekvence je tak jedinečná, že by mohla mimozemšťanům napovědět, jak postupovat v luštění návodu dál.

Díky převedení frekvence na čas získáme asi 7 nanosekund. Čas, který slouží k rozlousknutí všech dalších údajů na zlaté desce.

Všechna čísla jsou na desce znázorněna v binární soustavě, nejjednoduší, a doufejme nejuniverzálnější číselné soustavě. Když převedeme číslo hned nad mapou na desítkovou soustavu a vynásobíme časem sedmi nanosekund, tak nám vyjde asi 53 minut. Tedy celková délka všech nahraných vzkazů.

Další binární číslo je hned nad ním. Po převedení a vynásobení získáme asi 4 sekundy. Čas jedné otočky desky kolem své osy.

Rozluští to mimozemšťani? Těžko říct. Už tady jsem se dost ztratil. A to jsme zatím jenom popsali, jak vůbec funguje klasická LP deska. Něco, co možná ještě máte doma a nebo naopak už zase máte doma, protože se považujete za správné audiofily.

CRT monitor? Co to je?

Ta správná zábava ale teprve začíná. Zatím jsme přišli na to, že máme v ruce desku a že by se měla otáčet kolem své osy asi jednou za 6 sekund. Taky víme, že celková délka zprávy bude asi jedna hodina.

Když se nám ale desku podaří pustit na špatné straně, tak uslyšíme opravdu divné pazvuky. Schválně si video pusťte a zaposlouchejte se do divnozvuků, ve kterých by se měla skrývat data.

Pro jejich rozluštění pak potřebujeme pochopit to, co se vědci pokusili sdělit ve zlaté desce vpravo nahoře.

Tyto obrázky popisují, jak rozložit danou zprávu na kousky dat a jak daná data poskládat za sebe, aby z nich vyšly jednotlivé skenovací čáry.

Ano, tyto obrázky popisují, jak fungovaly staré CRT monitory, které tehdejším vědcům posloužily jako vzor pro uložení dat o obrázku.

Audacity, Excel a Python

Původní návody sice počítají s řádkováním starých CRT monitorů, ale upřímně, ty už jaksi nemáme k dispozici. Na videu je krásně vidět, kolik práce zabralo rozluštění vůbec prvního obrázku alternativní metodou.

Stačilo ručně vystříhat části zvukové stopy po asi osmi milisekundách a hodnoty úrovně hlasitosti převést do excelovské tabulky jako data.

Pak bylo potřeba toto opakovat řádek po řádku, než se daty naplnilo všech 512 řádků tak, jak popisuje návod na zlaté desce.

Tabulku pak stačí jenom správně naformátovat a voilà, máme na světě první obrázek. Jednoduchý kruh, který je i posledním vodítkem na obalu desky.

Nezdá se to být moc, ale jestli se mimozemšťané dostanou až k tomuto kroku, tak budou vědět, že rozluštili první zprávu a mají správný klíč k tomu, aby rozlouskli zbývající obrázky uložené na desce.

Asi to nebude žádná sranda. Ruční rozluštění prvního obrázku zabralo asi 12 hodin práce. Jenom k tomu, aby se na obrazovce objevil celkem jednoduchý kruh.

Samozřejmě, málokomu se chce ručně procházet všechny stopy na zlaté desce a stříhat zvukové stopy za cílem vložit to ručně do Excelu.

Stačilo napsat jeden skript v Pythonu a bylo vyřešeno.  Python posloužil jako skriptovací jazyk, který zautomatizoval sálodlouhé a monotónní získávání dat.

Zlatou desku se tak podařilo zpětně rozluštit. Za použití zcela jiných technologií a postupů, než těch, které byly použity k jejímu zakódování.

Ano, asi hodně pomohlo, že jsme věděli, co daný návod na obalu desky znamená a jak jej máme číst, ale i tak mě nadchnulo, že danou zprávu jsme byli schopni přečíst i přes propast věků.

Dává to tak naději, že pokud jednoho dne bude zachycena zpráva jinou civilizací, tak si ji budou moci přečíst.

Chcete se i vy podívat, co jsme vlastně na desce poslali? Podívejte se na můj dřívější článek zprávy mimozemšťanům.

Celé video v angličtině naleznete nahoře pod náhledovým obrázkem, jako obvykle