Читать книгу 📗 Если Вселенная изобилует инопланетянами… Где все? - Уэбб Стивен

Возможно, существует множество цивилизаций, общающихся друг с другом с помощью гравитационных волн, нейтрино и тахионов. Или, возможно, они посылают сигналы, используя методы, о которых мы еще не мечтали — методы, которые не нарушают никаких законов физики, но которые для нас так же экзотичны, как оптоволоконные каналы связи для радиоинженера 1939 года. Поскольку мы не можем обнаружить такие сигналы, это объяснило бы, почему мы не слышали ВЦ; это объяснило бы «Великое Молчание».

С другой стороны, даже для продвинутых цивилизаций связь с помощью ЭМ волн кажется логичным выбором: сигналы дешевы в производстве, информация движется настолько быстро, насколько это возможно в релятивистской вселенной, а сообщения легко принимать. И если бы ВЦ захотела сообщить о своем присутствии другим, возможно, менее развитым цивилизациям (таким как наша), то ЭМ спектр мог бы быть ее единственным вариантом.

По этим причинам, хотя это может показаться самонадеянным и может означать, что мы упускаем замечательные беседы, многие физики утверждают, что мы знаем, как слушать сигналы от внеземных цивилизаций: мы должны слушать ЭМ излучение. Фактически, учитывая уровень нашей нынешней технологии, у нас мало выбора, кроме как пытаться обнаружить такое излучение. Но… на какой частоте нам слушать?

Решение 26: Они подают сигналы, но мы не знаем, на какой частоте слушать

57 каналов, и ничего нет. Брюс Спрингстин

Если внеземные цивилизации действительно используют ЭМ излучение для поддержания связи друг с другом, как средство уведомления менее развитых цивилизаций о своем присутствии или просто как инструмент для внутренней коммуникации, то существует несколько различных типов сигналов, которые мы могли бы искать.

Какая у нас надежда обнаружить сигнал, который не был предназначен непосредственно для нас? Например, могли бы мы обнаружить утечку излучения от других видов деятельности? Что ж, в течение нескольких десятилетий ЭМ сигналы утекали с Земли из-за наших телевизионных передач и использования военных радаров; возможно, мы могли бы обнаружить инопланетный эквивалент. С другой стороны, можно разумно утверждать, что развитие кабельных и спутниковых телекоммуникационных систем означает, что утечка излучения с Земли скоро прекратится; и если это случится с нами, то мы можем ожидать, что это произойдет и с ВЦ. Возможно, период, в течение которого технологическая цивилизация является «радиояркой», можно измерить десятилетиями, и в этом случае у нас практически нет шансов обнаружить этот тип сигнала. Можно представить себе утечку ЭМ излучения, исходящую от будущих технологических разработок, таких как солнечные спутники, передающие энергию обратно на родную планету, возможно, в виде микроволн, или навигационные маяки для управления движением в переполненной планетной системе — но найти их было бы трудно. На первый взгляд, лучшим подходом было бы «подслушивание» и поиск межцивилизационных коммуникаций. Однако, когда смотришь на цифры, становится очевидным, что шансы перехватить канал связи, не предназначенный специально для нас, малы. Безусловно, самый простой тип сигнала для обнаружения был бы тот, который ВЦ предназначала для нашего приема — либо всенаправленный маяк, который каждый имеет шанс увидеть, либо, что еще лучше, сигнал, намеренно нацеленный на нас.

Не слишком высокомерно предполагать, что близлежащая ВЦ направила бы сигналы к Солнцу. Технологически развитые цивилизации наверняка классифицировали бы Солнце как хорошего кандидата на обладание планетами, несущими жизнь. Более того, они могли бы обнаружить существование Земли на межзвездных расстояниях. Мы знаем, что это так, потому что мы находимся на ранних стадиях способности делать это. Успех миссии НАСА «Кеплер» доказывает, что технология работает. Например, в 2013 году миссия обнаружила Kepler–37b — планету в 210 световых годах от нас, радиус которой ненамного больше Луны. Технологии, доступные земным астрономам, постоянно развиваются, и через десятилетие или два мы сможем обнаруживать атмосферные биосигнатуры — кислород и метан, например — на далеких экзопланетах. Если мы можем это сделать, то мы должны предположить, что любая технологически развитая цивилизация в нашем космическом соседстве знала бы о потенциале Земли для размещения жизни. Если они направляют сигналы к целевым звездам в надежде установить контакт, то наше Солнце было бы в их списке. (Да, это утверждение звучит слишком категорично. Мы пытаемся угадать мотивы и намерения предполагаемых инопланетян — предприятие, сопряженное с рисками. Но с чего-то надо начинать.)

С нашим нынешним уровнем технологий гораздо разумнее искать целенаправленную коммуникацию, чем надеяться подслушать чужой разговор или ожидать обнаружения утечки излучения. Но на какой длине волны ВЦ решат передавать? Другими словами: на какой частоте нам слушать?

Электромагнитный спектр Герц (Гц) соответствует одному циклу колебаний в секунду; 1 МГц равен 10⁶ или 1 миллиону колебаний в секунду; 1 ГГц равен 10⁹ или 1 миллиарду колебаний в секунду. В этих единицах легко оценить чрезвычайную широту ЭМ спектра. Видимый свет простирается от 7,5×10¹⁴ Гц (глубокий фиолетовый) до 4,3×10¹⁴ Гц (красный) и составляет лишь крошечную часть спектра. Ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи имеют все более высокие частоты, достигающие 3×10¹⁹ Гц или выше. Инфракрасные, микроволновые и радиоволны имеют все более низкие частоты, достигающие 10⁸ Гц.

Наша технология использует все эти длины волн для различных целей, начиная от медицинских применений (рентгеновские частоты) до бытовых устройств (например, пульты от гаражных ворот работают на частоте 40 МГц, а радионяни — на 49 МГц). Кажется, для всего есть своя частота. Так какая частота лучше всего подходит для межзвездной связи?

Рис. 4.12 Длины волн и частоты электромагнитного спектра. Горизонтальные линии представлены в логарифмическом масштабе. Из этой диаграммы ясно, что видимый свет, расположенный между УФ (ультрафиолетовым) и ИК (инфракрасным) излучением, соответствует лишь малой части электромагнитного спектра. (Источник: Philip Ronan)

В конце 1950-х годов Филип Моррисон и его коллега Джузеппе Коккони были одними из первых, кто задумался над этим вопросом.^[176] К тому времени астрономы разработали радиотелескопы и делали значительные открытия, глядя на вселенную через это новое окно. Именно на этом фоне Моррисон исследовал возможность наблюдения вселенной с помощью гамма-лучей. В рамках этой работы он показал, как гамма-лучи, в отличие от видимого света звезд, могут проходить сквозь пыльную плоскость Галактики. Он рассказал Коккони об этом результате, и его коллега указал, что физики элементарных частиц уже генерировали пучки гамма-лучей в своих синхротронах; почему бы не направить пучок в космос и не посмотреть, сможет ли ВЦ его обнаружить? Это был захватывающий вопрос, и он заставил Моррисона задуматься о перспективах межзвездной связи. Он ответил, что следует рассматривать не только гамма-лучи, но и весь ЭМ спектр — от радиоволн до гамма-лучей — и выбрать наиболее эффективный диапазон для сигнализации.

Они быстро пришли к выводу, что видимый свет был бы плохим выбором для сигнализации, так как сигналы должны были бы конкурировать со светом звезд; рентгеновские и гамма-телескопы в то время были невозможны; радиодиапазон казался лучшим вариантом. Более того, уже планировались радиоантенны, которые могли бы принять участие в поиске. Если бы у ВЦ были антенны такого же размера, и она использовала бы их для передачи направленных лучей на строго настроенной частоте, то наши радиотелескопы могли бы обнаружить их сигналы с полпути через Галактику.