Ученые предлагают искать внеземную жизнь с помощью мощных сигналов.

Новости МирТесен

На протяжении более полувека поиски внеземного разума основывались на убеждении, что если инопланетные цивилизации существуют и стремятся к коммуникации, их сигналы будут слабыми, размытыми и трудно обнаружимыми. Астрономы в течение многих лет изучали узкие диапазоны радиоволн, надеясь зафиксировать слабый сигнал, скрытый в космических помехах. Новое исследование предлагает альтернативный взгляд на эту ситуацию: если развитая цивилизация стремится к тому, чтобы её обнаружили, она не будет использовать слабые, нефокусированные излучения. Вместо этого она прибегнет к противоположной стратегии — сосредоточит свою энергию в узконаправленных, мощных лучах, ориентированных на определенные цели.

Бенджамин Цукерман, автор исследования и астрофизик из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, объяснил, что ключевой принцип заключается в том, что технологическая цивилизация, стремящаяся к коммуникации, будет прилагать максимальные усилия для связи с другими внеземными технологическими разумами. Если это утверждение хотя бы в какой-то мере соответствует действительности, то отсутствие сигналов в полученных нами данных – это не просто свидетельство отсутствия доказательств. Скорее, это накладывает ограничения на количество соседних цивилизаций, чьи сигналы мы можем уловить.

Основополагающим принципом SETI является предположение о сложности межзвёздной коммуникации. Если цивилизация располагает ограниченными энергетическими ресурсами, то наиболее целесообразным подходом является одновременная передача сигнала во все стороны. Но это приводит к существенному ослаблению сигнала к моменту его достижения другой звёздной системы. Поэтому программы SETI ориентировались на поиск сигналов в очень узких диапазонах частот. По словам Цукермана, радиопоисковые проекты применяли полосу пропускания всего в несколько герц, поскольку, если у внеземной цивилизации есть ограниченная мощность для передачи, то для достижения максимального соотношения сигнал-шум на принимающей антенне необходимо использовать узкие полосы как при передаче, так и при приёме. Проблема заключается в том, что неизвестно, какие именно частоты следует прослушивать, поэтому даже многолетние поиски охватили лишь незначительную часть потенциальных возможностей.

Данное исследование напрямую оспаривает вышеупомянутое предположение. В нём утверждается, что внеземные цивилизации, обладающие технологиями для межзвёздных путешествий, не обязательно будут прибегать к неэффективным методам. Вместо широкоуголой передачи сигнала, подобной излучению тусклой лампочки, они могут использовать высокоточные системы передачи, функционально напоминающие лазерную указку, а не источник света. Вероятность обнаружения сигнала зависит не столько от его общей мощности, сколько от направления – попала ли Земля в зону охвата. Следовательно, мощность перестаёт быть существенным ограничением. Даже система, генерирующая сигнал мощностью 60 мегаватт, при правильном наведении на Землю, сможет резко выделиться на фоне космического шума. К примеру, на расстоянии примерно 200 парсек такой направленный сигнал может достигать интенсивности около 10¹⁰ Янского. Для сравнения, современные радиотелескопы способны регистрировать сигналы до 1 Янского. Говоря простым языком, тщательно настроенный передатчик не будет едва заметным – он станет очевидным при обычном сборе астрономических данных.

По мнению Цукермана, наибольшую неопределённость в вопросе обнаружения внеземного разума представляет не ограниченность энергетических ресурсов, а выбор длины волны передачи, которая может приходиться на радио-, инфракрасный или оптический диапазон. Это наводит на мысль, что мы могли уже сталкиваться с такими сигналами, не осознавая этого. Обширные астрономические исследования, проводившиеся на протяжении последнего века для других научных задач, охватили значительные участки небесной сферы с необходимой чувствительностью. Однако ни одно из них не зафиксировало устойчивых аномальных излучений от звёзд, схожих с Солнцем.

Для того чтобы трансформировать эту идею в конкретное ограничение, Цукерман разрабатывает осторожную модель, определяющую возможные места расположения цивилизаций, способных к коммуникации. Начало построению модели простое: жизнь, подобная земной, нуждается в жидкой воде, что сужает круг потенциально пригодных для обитания планет теми, что находятся в зоне обитаемости вокруг своей звезды. Однако для возникновения технологически развитого разума требуется значительное время – на Земле это заняло около 4,5 миллиарда лет. Следовательно, наиболее вероятными кандидатами являются звёзды, схожие с Солнцем, обладающие стабильностью и возрастом. В пределах сферы радиусом 200 парсек насчитывается приблизительно 500 000 звёзд, подобных Солнцу. Из них около 200 000 достаточно стары, чтобы потенциально поддерживать существование высокоразвитой жизни. Статистические оценки указывают на то, что около 60 000 из них могут иметь планеты, пригодные для обитания.

Развитая цивилизация не стала бы проводить бесцельные поиски. Используя мощные телескопы, она могла бы выявить планеты, демонстрирующие признаки жизни, и затем сосредоточить внимание на мирах с земными условиями – океанами, континентами и долгосрочной климатической стабильностью. В этом случае связь становится не всеобщей, а направленной. Цивилизация могла бы транслировать сигналы только на несколько сотен тщательно отобранных планет. С нашей перспективы, обнаружение такого сигнала потребовало бы анализа данных множества звёзд, однако, если бы хотя бы одна близлежащая цивилизация активно поддерживала связь, её сигнал должен был бы быть заметен в существующих данных. Даже медленные межзвёздные зонды, двигающиеся со скоростью, составляющей всего 1% от скорости света, могли бы достичь нас примерно за 10 000 лет – весьма небольшой срок в космических масштабах. Цукерман указывает на то, что отсутствие свидетельств присутствия инопланетных зондов в Солнечной системе свидетельствует о том, что ни одна инопланетная цивилизация не приближалась к Земле на расстояние менее 100 световых лет за последние несколько миллиардов лет.

Сочетание отсутствия как сигналов, так и физических визитов приводит к более убедительному заключению, чем то, что обычно предлагал SETI. Тишина перестаёт быть просто отражением нашей неосведомлённости; она становится препятствием. Это указывает на то, что технологически развитые цивилизации либо крайне редки в нашей части галактики, либо не стремятся к коммуникации методами, доступными для нашего обнаружения. По оценкам Цукермана, в Млечном Пути может существовать менее 100 000 цивилизаций, обладающих одновременно развитыми технологиями и активно передающих сигналы, а возможно, их число ближе к 10 000. Однако эти оценки имеют свои ограничения. В исследовании подчёркивается, что полученные ограничения применимы лишь к внеземным цивилизациям, которые прилагают максимум усилий для установления связи с другими технологически развитыми видами в их окрестности. Следовательно, они относятся только к цивилизациям, использующим электромагнитную связь и сознательно стремящимся к контакту. Цивилизация, использующая иные способы коммуникации или предпочитающая вообще воздерживаться от вещания, останется незамеченной для этого подхода.

Цель данного исследования заключается не в том, чтобы остановить поиск, а в том, чтобы изменить его стратегию. Вместо фокусировки на ограниченных частотных диапазонах, будущие обзоры, возможно, потребуется проводить в более широких спектральных диапазонах, охватывающих большие группы звёзд, схожих с Солнцем. Задача будет заключаться не только в более внимательном прослушивании, но и в более всестороннем поиске. Такие действия могут либо ещё больше сузить область поиска, либо, наконец, выявить сигнал, который уже присутствует в имеющихся данных. Цукерман приходит к выводу, что поисковые программы должны стремиться к охвату максимально возможной области электромагнитного спектра — что крайне сложно реализовать с использованием современных радиопрограмм SETI.

Исследование в журнале The Astrophysical Journal.