Лев Гиндилис – SETI: Поиск Внеземного Разума (страница 34)

1.16. Типы контактов и пути поиска внеземных цивилизаций

Подведем итоги главы 1. Теоретически мыслимы следующие типы контактов: 1) непосредственные контакты или взаимные посещения; 2) контакты по каналам связи; 3) контакты смешанного типа, т. е. посылка автоматических устройств (зондов) в район обитания других цивилизаций, с которыми зонд устанавливает контакт по каналам связи; 4) поиски следов астроинженерной деятельности. Эти мыслимые типы контактов, с их разветвлениями, показаны на рис.1.16.1.

Рис. 1.16.1. Пути поиска внеземных цивилизаций

Что касается контактов по каналам связи, то здесь прежде всего следует отметить связь с помощью электромагнитных волн — единственный доступный нам в настоящее время тип связи. Он включает поиск сигналов в инфракрасном, оптическом и рентгеновском диапазонах, а также поиск радиосигналов. Помимо электромагнитных волн, возможно использование иных физических носителей сигнала (и соответственно организация различных неэлектромагнитных каналов): гравитационные волны, нейтрино и другие, рассмотренные нами в § 1.11, включая каналы неизвестной природы.

Как мы видели, начиная с 1950-х годов на первый план выдвинулось направление, связанное с поисками радиосигналов. Это вызвано как развитием технических средств связи в радиодиапазоне, появлением крупных радиотелескопов, развитием радиоастрономии, так и тем обстоятельством, что в радиодиапазоне реализуются оптимальные условия передачи (и приема) сигналов на межзвездные расстояния. С самого начала в поисках радиосигналов наметились два направления: 1) попытка поймать сигналы, предназначенные для внутренних ВЦ («подслушивание»), и 2) поиск сигналов, специально предназначенных для установления связи. Последняя задача, в свою очередь, делится на две: поиск позывных и прием информативной передачи (космическое вещание). В обоих случаях стратегия поиска зависит от наших предположений о характере и уровне развития ВЦ. Здесь наметились два подхода и, соответственно, две стратегии поиска. Первый подход ориентируется на уровень ВЦ, близкий к уровню нашей земной цивилизации (энергетическая мощность ~ 10¹² Вт); второй — на поиск сверхцивилизаций, располагающих мощностями порядка 10²⁶—10³⁷ Вт, т. е. сравнимыми с энергетическим выходом звезд, галактик, квазаров. Принимая во внимание неопределенность наших знаний, было бы ошибочным канонизировать какое-то одно направление. Необходимо проводить самый широкий поиск, в рамках которого каждый разумно обоснованный проект заслуживает внимания и поддержки. В настоящее время в различных странах проведено больше 50 экспериментов по поиску сигналов ВЦ (см. § 1.9).

Возможности двусторонней радиосвязи между космическими цивилизациями ограничиваются гигантскими масштабами межзвездных расстояний. Мы редко задумываемся об истинных размерах окружающей нас Вселенной. «Если бы астрономы-профессионалы, — писал И. С. Шкловский, — постоянно и ощутимо представляли себе чудовищную величину космических расстояний ... вряд ли они могли бы успешно развивать науку, которой посвятили свою жизнь»[94]. Хотя радиоволны распространяются с максимально возможной для физического взаимодействия скоростью 300000 км/с (скорость света!), им требуется порядка десяти лет, чтобы достичь ближайших звезд и миллиарды лет, чтобы достичь границ наблюдаемой Вселенной. Таким образом, при межзвездном радиодиалоге минимальная задержка между вопросом и ответом составляет десятки лет, для внутригалактической связи она может достигать сотен тысяч лет, а для межгалактической — миллиарды лет. Какую задержку можно считать приемлемой? Вероятно, она не должна превышать характерное время развития (или изменения) цивилизаций. Для нашей цивилизации вряд ли допустима задержка более 100 лет, следовательно, максимальный радиус двусторонней связи должен быть порядка 50 св. лет.

Представим себе, что мы хотим связаться по радио с ближайшей галактикой М 31 (знаменитая Туманность Андромеды). Мы посылаем сигнал и... через 4 миллиона лет получаем ответ. Можно ли вести диалог в условиях такой временной задержки? Кого застанет ответ на посланный нами вопрос, будет ли он интересен нашим далеким потомкам, да и застанет ли он вообще кого-нибудь на Земле? Ясно, что если время распространения сигнала превышает время жизни цивилизаций (или длительность коммуникативной фазы), двусторонняя связь между ними невозможна. Поэтому, нравится ли нам это или нет, мы должны признать, что радиосвязь между цивилизациями, если исключить самых близких соседей, может быть только односторонней (космическое вещание). Мы уже касались этой проблемы в § 1.4. Отметим, что это справедливо и в отношении всех других каналов связи, основанных на иных физических носителях сигнала, для которых выполняются законы физики, в частности, ограничение на скорость распространения, которая не может превышать скорость света. Что касается каналов неизвестной природы, то для них могут действовать совершенно иные закономерности, для которых эти ограничения необязательны. Такая (чисто умозрительная) возможность, которую, однако, не следует сбрасывать со счета, открывает перспективу установления двусторонней связи (диалога) между космическими цивилизациями на любые расстояния во Вселенной. Однако — подчеркнем еще раз — к известным в настоящее время формам материи (физические поля и частицы), которые описываются четырьмя известными физическими взаимодействиями, указанная перспектива не относится.

При «подслушивании» сигналов вопрос о двусторонней связи не возникает. Речь идет только об обнаружении ВЦ по их радиоизлучению и, возможно, о приеме информации (если ее удастся расшифровать!). О каких сигналах можно говорить в этом случае? Часть сигналов, предназначенных для внутренних нужд данной цивилизации, может циркулировать по строго направленным каналам типа наших кабельных или радиорелейных линий. Такие сигналы недоступны для других цивилизаций, и ими можно не интересоваться. Но если какие-то из «внутренних» сигналов (подобно земному телевидению или радарам) излучаются в космическое пространство, они могут достигнуть зоны обитания другой цивилизации и, при определенных условиях, могут быть обнаружены. Это так называемый «сигнал утечки».

Для иллюстрации воспользуемся примером Ф. Дрейка, относящимся к 1971 г. В то время на обсерватории Аресибо в фокусе 300-метровой антенны был установлен передатчик для радиолокации планет Солнечной системы, мощность которого составляла 10⁶ Вт. Когда телескоп лоцирует планету, только небольшая часть его излучения перехватывается ее поверхностью, большая часть излучения проходит мимо, проникая далеко за пределы Солнечной системы. Если на пути радиолуча попадается какая-нибудь цивилизация и она случайно (или намеренно) направит свою антенну на Солнце, то импульсы, посылаемые с Земли, могут быть обнаружены. Если цивилизация располагает такой же 300-метровой антенной и такой же, как в Аресибо, приемной аппаратурой, то дальность обнаружения составит приблизительно 6000 св. лет. Это довольно большая величина, в сфере такого радиуса находятся сотни миллионов звезд. Если же увеличить мощность передатчика примерно на порядок, то дальность обнаружения будет уже сравнима с размерами Галактики.

Возможность обнаружения «сигналов утечки» от ближайших звезд была изучена А. В. Архиповым (Радиоастрономический институт Национальной АН Украины). Он рассмотрел сигналы типа земного телевидения, излучаемые в диапазоне 10²÷10³ МГц и ограничился расстоянием 20 парсек (60 св. лет). Полагая, что полная мощность, которой располагает ВЦ, составляет ~10²⁵ Вт (цивилизация II типа по Кардашеву) и на радиоизлучение в «телевизионном» диапазоне она тратит такую же долю мощности, как и наша цивилизация на Земле, Архниов рассчитал, что на расстоянии 20 пк это излучение создает спектральную плотность потока порядка 1 Ян, что вполне доступно для обнаружения с помощью современных радиотелескопов. Где искать подобный источник и каковы его признаки? Архипов предположил, что «промышленная зона» ВЦ из экологических соображений удалена на расстояние 1000 а. е. от своей звезды. Тогда с расстояния 20 пк она будет наблюдаться на угловом удалении от звезды порядка 1 угловой минуты. Следовательно, такая «промышленная зона» должна наблюдаться в виде радиоисточника, находящегося вблизи солнцеподобных звезд на угловом расстоянии порядка 1 угловой минуты и излучающего в диапазоне 10²—10³ МГц, с плотностью потока порядка 1 Ян. Существуют ли такие источники? Архипов проанализировал каталог близких звезд (предельное расстояние 20 пк) и каталог радиоисточников на частоте 408 МГц в надежде отыскать радиоисточники, попадающие в заданную (1 угл. минута) окрестность звезд. Ему удалось выделить около десятка таких источников, причем 4 из них попали в заданную окрестность солнцеподобных звезд спектрального класса F 8—КО. По оценкам Архипова, вероятность случайного совпадения (случайной проекции) для этих звезд составляет весьма малую величину 2 • 10^-4. Подобные объекты представляют, конечно, интерес с точки зрения SETI.

Рис. 1.16.2. Радиопрослушивание Земли. Спектр радиоизлучения наземных станций, полученный по исследованию радиоизлучения Земли, отраженного от Луны (У. Т. Салливан, С. X. Ноулес, 1985). Приведены данные, относящиеся к различным моментам всемирного времени (UT)