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

Сужение поиска до радиодиапазона было большим шагом вперед, но все еще оставалось много возможных частот. Радиоволны могут быть где угодно между примерно 1 МГц и примерно 300 ГГц. Это плохие новости по следующей причине. Если ВЦ хочет привлечь наше внимание, то есть веские причины предполагать, что она будет передавать на точной частоте — она будет посылать узкополосный сигнал;^[177] широкополосные сигналы легко принять за фоновый шум. (Когда вы крутите ручку настройки на радиоприемнике — старого образца, а не этих новомодных DAB-радио с кнопками — вы слышите фоновое шипение широкополосного шума между узкополосными сигналами радиостанций.) Межзвездные мазеры, которые усиливают микроволны и действуют во многом так же, как лазеры, генерируют самые узкие естественно встречающиеся частоты: межзвездный мазер может излучать с шириной всего 300 Гц. Поэтому для того, чтобы быть замеченными, передачи, вероятно, требуют полосы пропускания намного меньше 300 Гц. Предположим, тогда, что ВЦ передают сигналы с полосой пропускания 0,1 Гц. (Мало смысла передавать на межзвездные расстояния с полосой пропускания менее 0,1 Гц, так как электроны в межзвездных облаках будут стремиться рассеять сигнал.) Это означает, что у нас есть огромное количество радиочастот для прочесывания: в области между 1 МГц и 300 ГГц много каналов размером 0,1 Гц. Если мы не сузим поиск еще больше, или нам не повезет, мы можем искать очень долго.

Рис. 4.13 С момента своего строительства в начале 1960-х годов в карстовой воронке в Пуэрто-Рико обсерватория Аресибо была домом для крупнейшего в мире одночашечного телескопа: чаша имеет диаметр 305 м, глубину 51 м и охватывает площадь около 8 гектаров. Китайский пятисотметровый сферический телескоп с апертурой (FAST) со временем превзойдет Аресибо, но пуэрто-риканский телескоп остается внушительным инструментом. В принципе, он мог бы обнаружить инопланетную передачу с другой стороны Галактики. (Источник: H. Schweiker/WIYN и NOAO/AURA/NSF)

Коккони и Моррисон указали, что Галактика шумна на частотах ниже примерно 1 ГГц. Поэтому мало смысла посылать сигнал на частоте ниже 1 ГГц, потому что фоновый шум заглушит его. С другой стороны, атмосфера Земли шумна на частотах выше примерно 30 ГГц. Предположительно, технологически развитая ВЦ знала бы, что существа, живущие под покровом богатой водой атмосферы, вряд ли обнаружат сигнал на частотах выше 30 ГГц из-за атмосферных помех. Фактически, самый тихий регион находится между примерно 1 ГГц и 10 ГГц. Коккони и Моррисон предположили, что наиболее разумно искать радиосигналы в этой области, где искусственный сигнал действительно будет выделяться.

Рис. 4.14 Фрэнк Дрейк — выдающаяся фигура в области SETI. Помимо одноименного уравнения Дрейка, он известен проведением первого радиопоиска ВЦ. (Источник: Рафаэль Перрино)

Они еще больше уточнили диапазон частот. Коккони и Моррисон указали, что облака нейтрального водорода — простейшего и самого распространенного элемента во вселенной — сильно излучают на частоте 1,42 ГГц. Каждый научно компетентный наблюдатель во вселенной будет знать о линии водорода. Имеет смысл искать там. Есть еще один нюанс: гидроксильный радикал заметно излучает на частоте 1,64 ГГц. Водород, H, и гидроксил, OH, вместе образуют соединение вода: HOH — или H₂O. Вода, насколько нам известно, абсолютно необходима для существования жизни. Найдите воду, и у вас есть шанс найти жизнь. И поскольку область между 1,42 и 1,64 ГГц является примерно самой тихой частью радиоспектра, кажется логичным местом для вещания цивилизации, если она хочет привлечь внимание. Этот диапазон был назван «водопоем» (waterhole). Это красивое название, вызывающее видения множества различных видов, собирающихся у животворного источника воды.

Примерно в то же время, когда Коккони и Моррисон представили теоретические причины, по которым мы должны слушать в длинноволновой области вблизи линии водорода, Фрэнк Дрейк делал именно это. Дрейк построил оборудование для изучения этой части радиоспектра в основных астрономических целях, но у него был неизменный интерес к возможности внеземной жизни. Он использовал радиотелескоп в Грин-Бэнк для прослушивания двух звезд — Тау Кита и Эпсилон Эридана — на предмет сигналов. Его проект «Озма» был первым случаем, когда человечество искало ВЦ. Хотя результаты были отрицательными, наблюдения Дрейка — вместе со статьей Коккони-Моррисона — оказались переломным моментом для SETI.

Рис. 4.15 Знаменитый сигнал «Wow!». Обсерватория Big Ear Университета штата Огайо сканировала 50 каналов и записывала наблюдения на распечатку. Для каждого канала на распечатке появлялся список букв и цифр. В системе Big Ear цифры от 1 до 9 представляли уровень сигнала выше фонового шума. Для сильных сигналов использовались буквы (причем Z сильнее A). В ночь на 15 августа 1977 года Джерри Эман заметил символы «6EQUJ5» на канале 2. Этот сигнал начался примерно с фонового уровня, поднялся до уровня U, затем снизился обратно до фонового уровня за 37 секунд. Это было именно то, как мог бы выглядеть внеземной сигнал; Эман обвел символы и написал «Wow!» на полях. (Источник: Радиообсерватория Университета штата Огайо)

Ситуация сейчас кажется гораздо сложнее, чем четыре десятилетия назад для Дрейка, Коккони и Моррисона. Пионеры радиоастрономии имели доступ лишь к нескольким спектральным линиям, поэтому выбор места поиска казался довольно ясным. Однако современные астрономы знают о десятках тысяч спектральных линий, исходящих от более чем 100 типов молекул в межзвездном пространстве. Можно привести веские аргументы в пользу изучения других частот.^[178] Важные примеры включают 22,2 ГГц, что соответствует переходу молекулы воды; простые кратные частоты линии водорода — удвоенная частота линии водорода, частота линии водорода, умноженная на π, и так далее; и есть особенно привлекательная «естественная» частота для межгалактической связи, которую я обсуждаю в следующем разделе. Хотя многие авторы утверждают, что «водопой» является «естественным» местом для поиска сигналов из нашей Галактики, мы можем оказаться вынужденными прочесывать все окно от 1 до 30 ГГц.

За более чем 50 лет прослушивания ни один из радиопоисков не обнаружил внеземного сигнала, который был бы явно искусственного происхождения. Это не значит, что сигналов не было найдено вовсе. Сам Дрейк обнаружил сигнал, исходящий из общего направления Эпсилон Эридана, всего через несколько часов после начала проекта «Озма»; однако дальнейшее расследование показало, что сигнал был явно земного происхождения. Последующие радиопоиски обнаружили много сигналов, некоторые из них довольно интригующие. Знаменитый сигнал «Wow!» типичен для лучших сигналов, найденных до сих пор. Это был мощный узкополосный всплеск с характеристиками, указывающими на то, что он почти наверняка пришел из космоса, но когда Big Ear снова прослушал эту часть неба, сигнал исчез. Несколько попыток повторно обнаружить сигнал «Wow!» потерпели неудачу. Например, поиски с помощью Очень Большого Массива (Very Large Array) позволили астрономам исследовать две гипотезы относительно сигнала. Во-первых, возможно, он исходил от слабой, но постоянной передачи от внеземной цивилизации, сигнал которой на мгновение усилился из-за сцинтилляции (подобно мерцанию звезды). Во-вторых, возможно, сигнал был мощным импульсом, предназначенным для привлечения внимания к гораздо более слабому непрерывному сигналу. Обе возможности, похоже, были исключены. Ничего интересного не было найдено, вплоть до уровня, который был в 1000 раз слабее исходного сигнала.