Лев Гиндилис – SETI: Поиск Внеземного Разума (страница 21)

Для регистрации потоков нейтрино, возникающих при коллапсе массивных звезд (вспышки сверхновых — см. гл. 2), используется сцинтиляционный телескоп Баксанской нейтринной обсерватории. Он вступил в строй еще в 1978 г. Регистрирующая часть телескопа состоит из восьми слоев жидких сцинтиляционных детекторов; четыре горизонтальных слоя составлены в виде этажерки с расстояниями 3,5 м между «полками» этажерки (слоями), а четыре вертикальных слоя окружают «этажерку» с четырех сторон. Общие размеры установки 17×17×11,5 м, полное количество детекторов — 3150. Каждый детектор представляет собой алюминиевый контейнер размерами 70×70×30 см, заполненный жидким органическим сцинцилятором, в центре контейнера установлен фотоумножитель, регистрирующий заряженные частицы. Принцип действия телескопа состоит в следующем. При взаимодействии нейтрино, идущих из нижней полусферы Земли, с окружающим детектор веществом образуются заряженные частицы — мюоны. Проходя через сцитиляционный детектор, частица вызывает вспышку света, которая регистрируется фотоумножителем. Частица высокой энергии вызывает световые вспышки в детекторах, лежащих на ее траектории; это позволяет определять направление прихода частицы с точностью до 2°. К 2000 г. на установке зарегистрировано около 700 нейтрино, что составляет более половины всей мировой статистики.

Рис. 1.11.3. Лабораторный корпус Баксанской нейтринной обсерватории

Для регистрации нейтрино более высоких энергий (10¹²—10¹⁵ эВ) требуются телескопы нового поколения. Самый большой из разрабатываемых телескопов этого типа — ДЮМАНД (DUMAND — Deep Underwater Muon and Neutrino Detector — глубоководный детектор мюонов и нейтрино). В качестве мишени в нем используется морская вода. При столкновении высокоэнергичного нейтрино с атомным ядром возникает ливень заряженных частиц, который, двигаясь со скоростью, превышающей скорость света в воде (но, конечно, меньшей, чем скорость света в вакууме!), вызывает черенковское излучение, регистрируемое с помощью фотоумножителей. Согласно первоначальному проекту, детектор должен был содержать 30 тысяч фотоумножителей (в герметических контейнерах), которые образуют пространственную решетку с расстоянием между узлами порядка 30 м. Объем детектора 1×1×1 км, масса воды 10⁹ тонн, предполагалось разместить его на глубине 5 км. В дальнейшем проект был видоизменен. В последнем десятилетии XX века разрабатывались три варианта ДЮМАНД меньшего масштаба[53]. Первый вариант, разрабатываемый американскими, японскими и европейскими институтами, предусматривает размещение детектора на глубине 4,5 км в 30 км от одного из островов Гавайского архипелага. В его состав входят 216 фотоумножителей. Второй проект ДЮМАНД предусматривает сооружение нейтринного детектора на Байкале (на глубине 1,4 км в 5 км от берега). Он разрабатывается Институтом ядерных исследований РАН совместно с Институтом физики высоких энергий (Берлин) и рядом других российских институтов и университетов. И наконец, третий проект ДЮМАНД разрабатывают совместно Институт ядерных исследований РАН и Афинский университет (Греция). Детектор предполагается разместить на глубине 4,1 км вблизи юго-западного побережья Греции.

Рис. 1.11.4. Схема автономного модуля нейтринного телескопа (проект ДЮМАНД)

Для изучения нейтрино сверхвысоких энергий (больше 10¹⁶ эВ) советские ученые Г. А. Аскарьян и Б. А. Долгошеин предложили использовать акустический метод (проект «ДЮМАНД акустический»). При взаимодействии таких нейтрино с атомными ядрами в толще воды возникает ливень частиц, который распространяясь в воде создает звуковую волну. Для регистрации звуковой волны Аскарьян и Долгошеин предложили использовать гидрофоны с пьезодатчиками, последние преобразуют звуковой импульс в электрический сигнал, который по кабелю передается на компьютер. Согласно их предложению, установка должна иметь форму параллелепипеда с основанием 10×10 км и высотой 1 км, объем воды 100 км³, масса воды 10¹¹ тонн; в этом объеме предлагается равномерно распределить 100 000 гидрофонов с пьезодатчиками. В 1992 г, во время экспедиции на океанографическом корабле «Витязь» по испытанию элементов установки ДЮМАНД-3 проводились также испытания элементов акустической аппаратуры. Имеются и другие проекты, на которых мы останавливаться не будем.

Реализация этих проектов откроет возможность регистрации нейтрино галактического и межгалактического происхождения, в том числе реликтовых нейтрино, возникших еще во время «Большого взрыва», в котором родилась наша Вселенная. Поскольку нейтрино практически не взаимодействуют ни с веществом, ни с излучением, они несут информацию о той эпохе и тех процессах, в которых они образовались: о формировании звезд, галактик, о самых ранних этапах эволюции Вселенной. Таким образом, мы стоим на пороге возникновения нейтринной астрономии.

Когда нейтринные телескопы войдут в практику астрономических исследований, их можно будет использовать и для целей SETI. Но при этом мы должны допустить, что ВЦ освоили технику генерирования достаточно мощных потоков нейтрино (в соответствующем диапазоне энергии).

Высказывалось также предположение о возможности использования для межзвездной связи модулированных потоков заряженных частиц. Однако такие потоки будут сильно искажаться в межзвездных магнитных полях, поэтому применение их весьма сомнительно. Но, конечно, мы не можем полностью исключить такую возможность.

Интересные возможности открывает биологический канал связи. Предполагается, что высокоразвитые ВЦ могут записывать информацию в генетическую структуру некоторых микроорганизмов, вводя искусственные элементы в цепочки ДНК с помощью генной инженерии. Информационная емкость ДНК огромна. Ее вполне достаточно, чтобы, не препятствуя биохимическим функциям организма, нести и элементы послания ВЦ. Считается, что только 5 % информационной емкое та ДНК используется для передачи наследственной информации; оставшуюся часть можно использовать для послания иным цивилизациям. Более того, этот вид связи имеет такие преимущества, как самовоспроизведение «послание» и самоисправление «ошибок» воспроизведения (так как организмы, подвергшиеся мутации, как правило, погибают). Наконец, высокий уровень сложности такого «послания» позволяет расшифровать его, только когда цивилизация-получатель достигнет достаточно высокого уровня развития.

Реализация биологического канала связи восходит к идеям К. Э. Циолковского о посеве жизни и к более поздним представлениям Ф. Крика и Л. Оргела о направленной панспермии. Гипотеза биологического канала в общем виде была высказана М. М. Агрестом в 1975 г. и более детально развита Г. Марксом[54]. Японские исследователи X. Ёко и Т. Осимо попытались с этой точки зрения проанализировать генетическую структуру фага φХ-174. Хотя этот предварительный эксперимент не дал положительного результата, идея биологического канала заслуживает серьезного внимания.

Еще дальше в этом направлении идет советский астрофизик Г. М. Бескин. Он полагает, что информация высокоразвитых ВЦ может быть закодирована не только в структуре ДНК, но и в некоторых сложных природных явлениях (типа солнечной активности).

Рассмотренные каналы связи при всей своей экзотичности основаны на известных физических носителях сигнала. Но следует также иметь в виду возможность использования внеземными цивилизациями каналов связи неизвестной природы, основанных на пока непознанных нами законах материального мира и, соответственно, на неизвестных носителях сигнала. Существование непознанных законов природы и неизвестных форм материи представляется совершенно несомненным, ибо альтернативная точка зрения означала бы, что мы полностью познали весь беспредельный неисчерпаемый материальный мир. История науки дает нам красноречивые примеры неправомерности подобных взглядов. Вспомним, как в конце XIX века ученые были уверены, что сооружение фундаментального здания теоретической физики, в общих чертах, уже закончено, осталось лишь уточнить отдельные детали. Никто не придавал тогда серьезного значения небольшим изъянам в величественном здании классической физики. Но именно из них выросли теория относительности и квантовая механика, коренным образом изменившие наше представление о мире и сам характер нашего мышления. А коль скоро так, коль скоро мы допускаем существование неизвестных нам форм материи и энергии, мы должны допустить, что другие цивилизации могут использовать их как средство связи.

О неизвестном говорить бесполезно. Но все же две возможности, лежащие на грани известного, упомянуть можно.

Т а х и о н н а я   с в я з ь. Тахионы — это гипотетические частицы. От обычных частиц они отличаются тем, что имеют мнимую массу. Это приводит к существенному отличию в характере их движения. Если обычные частицы не могут двигаться со скоростью, превышающей скорость света, то тахионы, напротив, не могут двигаться со скоростью меньше скорости света, их скорость всегда превышает с. Существование тахионов не противоречит никаким физическим законам, в том числе теории относительности. Однако экспериментально они не обнаружены. И это понятно. Если тахионный мир — мир мнимых масс и больших скоростей — действительно существует, то в нем должны действовать удивительные закономерности, например, в тахионном мире причина может опережать следствие. По существу, это означает, что причина и следствие меняются местами, то есть, происходит нарушение принципа причинности. В нашем мире этого никогда не бывает, и считается, что быть не может. Поэтому про тахионы, нарушающие принцип причинности, можно сказать, что они «не от мира сего», следовательно, они и не могут наблюдаться в нашем мире. Но быть может, тахионный мир и наш мир сосуществуют? Если в тахионном мире есть свои «тахионные цивилизации», то они могут обмениваться информацией по каналам тахионной связи, где сигнал распространяется со скоростью, превышающей скорость света. Но для нас эта связь не представляет пока практического интереса, поскольку тахионы не принадлежат нашему миру. Вот если бы мы могли проникнуть в Тахионный мир... Но здесь кончается область точного знания. Поэтому мы замолкаем и представляем слово поэту.