Проект SETI: как установить контакт с инопланетянами | Наука

Наука|Космос

##рекомендуем #космос #инопланетяне

Проект SETI: как установить контакт с инопланетянами

Антон Первушин

7 сентября 13:00

182

9 минут на чтение

Больше века земные учёные и инженеры безуспешно пытаются уловить искусственные сигналы из космоса. Иногда за такие сигналы принимают природные астрономические явления, но ошибка интерпретации быстро становится очевидной. Поскольку считается, что любая цивилизация рано или поздно изобретёт радиосвязь и с её помощью захочет найти «братьев по разуму», космическое «молчание» озадачивает специалистов. Они начинают обсуждать модели эволюции цивилизаций и сценарии контакта, надеясь разработать оптимальную стратегию для поиска инопланетян. Однако, если опираться в этом вопросе на опыт человечества, можно прийти к парадоксальному выводу: инопланетяне «молчат», потому что предпочитают «слушать».

На волне водорода

Радиотелескоп обсерватории Аресибо / Šarūnas Burdulis / [CC BY-SA 2.0]

Современные эксперименты по поиску внеземных цивилизаций принято связывать с международной научной программой SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). Её создатели полагали, что для радиосообщения с технически развитыми цивилизациями больше всего подходят длина волны в 21 сантиметр и частота 1420 мегагерц. Это линия радиоизлучения нейтрального водорода — самого распространённого вещества во Вселенной.

Первым серьёзным экспериментом в этой сфере стал проект Ozma. Небольшая группа энтузиастов под руководством американского астронома Фрэнка Дрейка с помощью оборудования Национальной радиоастрономической обсерватории (сейчас — Грин-Бэнк) пыталась поймать искусственные сигналы от двух ближайших к нам звёзд солнечного типа: тау Кита и эпсилона Эридана. Исследователи работали с апреля по июль 1960 года, по шесть часов в день, и за четыре месяца засекли всего одно «разумное» послание — передачу с высотного военного самолёта.

Радиотелескоп диаметром 26 метров в обсерватории Грин-Бэнк / Z22 / [CC BY-SA 4.0]

Несмотря на провал группы Дрейка, наблюдения продолжились. Эксперимент Ozma II проходил с 1972 по 1976 год в той же обсерватории, но на большем радиотелескопе. Астрономы Бенджамин Цукерман и Патрик Палмер прослушивали эфир на частоте нейтрального водорода и в общей сложности исследовали 670 ближайших звёзд — тоже безрезультатно.

В 1971 году Советский Союз и США объединили усилия: в сентябре прошла их совместная конференция по SETI. После неё разумные сигналы стали искать куда активнее. Наиболее значительным проектом того времени был обзор неба из обсерватории Университета штата Огайо — его исследователи с 1973 года ловили сигналы из космоса с помощью радиотелескопа Big Ear («Большое ухо»). 15 августа 1977 года он зарегистрировал короткий узкополосный сигнал, вошедший в историю под названием Wow! («Ого!») и содержавший признаки разумного послания. Долгое время сигнал считали свидетельством того, что где-то есть цивилизация, пытающаяся установить контакт с «братьями по разуму». Однако в январе 2016 года американский астроном Антонио Парис убедительно показал, что источником загадочного сигнала, вероятнее всего, было водородное облако, окружающее ядро кометы 266P/Christensen.

Запись сигнала Wow! на распечатке

В мае 1999 года стартовал международный некоммерческий проект SETI@home (Search for Extra-Terrestrial Intelligence at Home), придуманный сотрудниками Калифорнийского университета в Беркли. Идея состояла в том, чтобы через интернет объединить персональные компьютеры в единую вычислительную машину для распределённых расчётов. Только таким способом можно было обработать огромный массив данных с радиотелескопов в Грин-Бэнк и обсерватории Аресибо (Пуэрто-Рико). Специальная программа позволяла выделить из космического шума повторяющиеся сильные сигналы.

Программу установили на свои компьютеры свыше пяти миллионов пользователей. Однако результат был более чем скромным: почти все радиоаномалии, выделенные системой, оказались земного происхождения. Наибольшее внимание привлёк сигнал SHGb02+14a, обнаруженный в марте 2003 года и зафиксированный трижды. Изучив его характеристики, учёные пришли к выводу, что если он поступил с другой планеты, то та должна вращаться в сорок раз быстрее Земли. Кроме того, источник находится в зоне, где в пределах тысячи световых лет отсутствуют даже карликовые звёзды. Ученые решили, что сигнал может быть либо каким-то малоизвестным космическим явлением, либо результатом технического сбоя.

31 марта 2020 года проект SETI@home официально закрыли, поскольку массив данных был полностью обработан, а для сбора новых требуется значительное финансирование.

Варианты контакта

Скриншот экрана компьютера с работающей программой SETI@home

Наблюдения, продолжавшиеся десятилетиями, позволили прояснить только одно: вероятно, поблизости от нас нет цивилизации, которая бы активно желала вступить в контакт.

О том, что отыскать «братьев по разуму» будет непросто, задумывались ещё в XIX веке. К примеру, английский астроном и популяризатор Ричард Проктор в статье «Новая теория жизни в других мирах» (1875) сформулировал принцип шести минут. Согласно этому принципу, вероятность того, что цивилизация, готовая передавать сигналы, может существовать одновременно с цивилизацией, готовой их принимать, чрезвычайно мала. Он писал:

Представьте, что я и мой друг, живущий на расстоянии, будем находиться у себя дома в течение ровно шести минут между полуднем и десятью часами вечера в любой день, но у меня нет никаких сведений относительного того, когда эти шесть минут наступят. Если в какой-то конкретный момент — скажем, в три часа дня — я задам себе вопрос: «Находится ли мой друг дома?», то, хотя точный ответ мне будет неизвестен, я смогу оценить вероятность этого события. Между полуднем и десятью часами вечера шестьсот минут, а друг должен находиться дома только шесть минут — это сотая часть времени. Соответственно, шанс, что он дома, не превышает один к ста, то есть намного более вероятно, что его нет дома, чем то, что он там есть.

Поскольку Вселенная возникла задолго до формирования нашей планеты, есть вероятность, что и первые цивилизации появились в Галактике миллионы или даже миллиарды лет назад. К нашему времени многие из них могли погибнуть или перейти на такую ступень эволюции, при которой контакты с менее развитыми существами теряют смысл. Но даже если где-то поблизости есть разум, находящийся с нами на одной ступени развития, то вовсе не факт, что он использует частоту нейтрального водорода для трансляции сигналов или применяет радио-, а не лазерную связь.

Именной сертификат участника проекта SETI@home

Особый сценарий установления контакта представил американский нанотехнолог Роберт Фрайтас в статье «Самовоспроизводящийся межзвёздный зонд» (1980). Используя концепцию самовоспроизводящихся машин, придуманную ранее Джоном фон Нейманом, он описал беспилотный космический корабль-фабрику, который после прилёта в соседнюю планетную систему использует местные ресурсы для производства новых фабрик, а те, в свою очередь, отправляются ещё дальше. Специалисты подсчитали, что, даже если такие корабли будут летать со скоростью, составляющей 10% от световой, они заполнят своими копиями весь Млечный Путь за 500 тысяч лет.

На основании этого расчёта математик Франк Типлер взялся утверждать, что иного разума не существует, ведь в обратном случае самовоспроизводящиеся зонды давно появились бы в Солнечной системе. Ему ответил астрофизик Карл Саган, прославившийся своими теоретическими рассуждениями о контактах с «братьями по разуму». Он указал, что отсутствие авторепликаторов поблизости от Земли можно трактовать с точностью до наоборот — как доказательство существования в Галактике достаточно развитых цивилизаций, которые при встрече с чужими кораблями-фабриками останавливают их воспроизведение, чтобы не допустить исчерпания природных ресурсов. Поэтому, если самовоспроизводящиеся зонды осваивают космос вокруг нас, их не должно быть слишком много.

Новый сценарий активно эксплуатировали фантасты. Например, Фред Саберхаген в цикле «Берсеркер» (1967−2005) и Аластер Рейнольдс в цикле «Пространство Откровения» (2000−2018) предположили, что корабли-фабрики могут быть запрограммированы на уничтожение любых форм разумной жизни. А Дэвид Брин в романе «Бытие» (2012) описал эволюцию космических репликаторов, которые начинают сражаться друг с другом за ресурсы и внимание разумных существ.

Графическое представление радиопослания иным цивилизациям, отправленного 16 ноября 1974 года радиотелескопом обсерватории Аресибо / Arne Nordmann / [CC BY-SA 3.0]

Впрочем, к проблеме «великого молчания» Вселенной можно подойти и с другой стороны. Параллельно с SETI развивалась программа отправки сигналов в космос — Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence (METI). С ноября 1974 года к звёздам ушло… шесть радиопосланий с более или менее осмысленной информацией. При этом в экспертном сообществе постоянно идут разговоры о том, что подобная практика представляет угрозу для человечества. Почему мы уверены, что другие цивилизации относятся к вопросу более легкомысленно, чем мы? Может быть, все жители Галактики только слушают эфир, а сами отправлять что-либо не желают или опасаются? В таком случае шансы перехватить инопланетное послание равны нулю.

В фокусе

В последнее время научное сообщество всё более скептически относится к поискам искусственных космических сигналов. Тем не менее специалисты продолжают обсуждать стратегии — причём не всегда подразумевающие, что «братья по разуму» желают идти на контакт.

К примеру, в июле 2015 года российский миллиардер Юрий Мильнер по предложению знаменитого британского космолога Стивена Хокинга выделил сто миллионов долларов на реализацию десятилетнего проекта Breakthrough Listen («Прорывное прослушивание»), который предусматривает глубокую модернизацию программы SETI. Радиотелескопы в Грин-Бэнк и обсерватории Паркса (Австралия) «прослушивают» небо на площади, в десять раз превышающей суммарную площадь уже изученных участков. При этом работу авиационного радара они способны зарегистрировать с расстояния в 150 световых лет! Учёные регулярно публикуют результаты с апреля 2017 года. И они не обнадёживают: явных признаков сильного искусственного радиоизлучения возле ближайших звёзд обнаружить пока не удалось.

Радиотелескоп диаметром 100 метров в обсерватории Грин-Бэнк, «прослушивающий» космос для проекта Breakthrough Listen

Параллельно среди специалистов по SETI крепнет убеждение, что необходимо принципиально изменить подход к поискам. На примере развития собственных технологий мы видим, что по ходу прогресса радиосвязь вытесняют децентрализованные информационные сети, через которые можно передавать намного больше данных с меньшими энергозатратами. Если предположить, что инопланетяне ушли далеко вперёд, то следует признать: они давно отказались от примитивных «лобовых» радиотрансляций в пользу коммуникаций по типу земного интернета.

В январе 1979 года была открыта первая из гравитационных линз, существование которых предсказал Альберт Эйнштейн. Любое излучение, проходя поблизости от массивного объекта с мощным гравитационным полем, искажается и фокусируется. Благодаря гравитационным линзам астрофизики сумели увидеть далёкие галактики и квазары. То же самое происходит и с электромагнитными волнами, поэтому в гравитационном фокусе Солнца можно уловить самые слабые сигналы, идущие от соседних звёзд. Напрашивается гипотеза: если инопланетяне создали межзвёздный интернет, то разместили приёмо-передающие станции именно в гравитационных фокусах.

Итальянский космолог Клаудио Макконе представил Европейскому космическому агентству проект FOCAL (Fast Outgoing Cyclopean Astronomical Lens). Он предложил отправить небольшой научно-исследовательский аппарат с радиотелескопом в гравитационный фокус, который находится на расстоянии 547 астрономических единиц от Солнца (это в 14 раз больше расстояния от Солнца до Плутона!). В начальном варианте аппарат был предназначен для создания радиокарты центра Галактики. Макконе расширил проект: присвоил ему новое название SETISAIL и определил дополнительные задачи — поиск искусственных сигналов или приёмо-передающих станций инопланетян.

Радиотелескоп диаметром 64 метра в обсерватории Паркса, также задействованный в проекте Breakthrough Listen / Diceman Stephen West / [CC BY-SA 3.0]

В своих работах Макконе показывает, что, к примеру, коэффициент усиления сигнала между фокусами Солнца и альфы Центавра составляет 1016. Соответственно, чтобы создать устойчивую связь, понадобится передатчик мощностью около 1 ватта и антенна диаметром 12 метров. Построить такой аппарат человечеству вполне по силам. Даже если гипотеза о существовании межзвёздного интернета не подтвердится, аппарат SETISAIL будет полезен для науки, ведь не исключено, что когда-нибудь нам самим придётся налаживать связь между мирами.

Идея полёта к гравитационному фокусу Солнца привлекательна ещё и по той причине, что даже сравнительно небольшой телескоп, помещённый в него, превзойдёт по разрешающей способности все самые совершенные астрономические инструменты, когда-либо созданные землянами. Проект по отправке туда полноценной автоматической обсерватории предложили несколько лет назад Луис Фридман и Вячеслав Турышев. Согласно их расчётам, телескоп с размером зеркала в один метр, расположенный в гравитационном фокусе, будет эквивалентен 80-километровому прибору на Земле! Соответственно, любой наблюдаемый объект увеличится в сто миллиардов раз. Например, если вести наблюдение в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах, то можно будет получать карты планет, расположенных в 100 световых годах от нас, с чёткостью в десять километров на пиксель. Астрономы сумеют разглядеть не только очертания континентов, русла больших рек и горные массивы, но и свет городов, большие мосты или другие циклопические сооружения инопланетян, если они там есть.

Путь обсерватории в гравитационный фокус с использованием электроракетного двигателя займёт не меньше тридцати лет. Однако, если проект будет реализован, мы сможем отыскать даже тех «братьев по разуму», которые не испытывают желания вступать с нами в контакт. Или убедимся, что ближайший космос действительно пуст и ожидает, когда земляне наконец-то всерьёз примутся за его освоение.