Жизнь во Вселенной

Температура на поверхности  планеты в основном зависит от светимости родительской звезды и расстояния до неё. В конце 50-х гг. американский астрофизик, китаец по рождению, Су-Шу Хуанг исследовал эту проблему детально: он рассчитал. На каком расстоянии от звёзд разного типа могут находиться обитаемые планеты, если средняя температура на их поверхности лежит в пределах 0—100 °С. Ясно, что вокруг любой звезды существует определённая область — зона жизни, за границы которой орбиты этих планет не должны выходить. У звёзд-карликов она близка к звезде и неширока. При случайном формировании планет вероятность, что какая-нибудь из них попадёт в эту область, мала. У звёзд высокой светимости зона жизни находится далеко от звезды и очень обширна. Это хорошо, но продолжительность их жизни так мала, что трудно ожидать появления на их планетах разумных веществ (земной биосфере для этого понадобилось более 2 млрд. лет).

Таким образом, по мнению Су-Шу Хуанга, для обитаемых планет наиболее подходят звёзды главной последовательности спектральных классов от F5 до К5. Годятся не любые из них, а лишь звёзды второго поколения, богатые теми химическими элементами, которые необходимы для биосинтеза, — углеродом, кислородом, азотом, серой, фосфором. Солнце как раз и является такой звездой, а наша Земля движется в середине его зоны жизни. Венера и Марс находятся вблизи краёв этой зоны. В результат жизни на них нет.

Итак, можно надеяться, что у любой солнцеподобной звезды, обладающей планетной системой, найдётся хотя бы одна планета с условиями, пригодными для развития на ней жизни.

К сожалению, осталось мало шансов обнаружить активную биосферу в Солнечной системе и совершенно непонятно, как искать её и в других планетных системах. Но если где-то жизнь достигла разумной формы и создала техническую цивилизацию, подобную земной, то можно попытаться вступить с ней в контакт; для созданной людьми техники это уже реальная задача.

Поиск внеземных цивилизаций

Как найти братьев  по разуму? Стратегия поиска зависит  от того, как люди представляют себе возможности и желания этих самых  братьев. Можно разделить такие  представления на четыре разных типа:

Они рядом с нами. Так  думают те, кто считает НЛО космическими кораблями пришельцев, верит, а техническую возможность межзвёздных перелётов, в регулярное появление инопланетян на Земле. К сожалению, научной базы для таких представлений пока нет.

Они здесь когда-то побывали. Некоторые любители историй и  археологи считают, что в памятниках, литературных источниках и легендах сохранились указания на посещение Земли пришельцами. Они не исключают даже, что мы — их потомки. Это последнее утверждение с точки зрения биологии очень наивно: генетический код и молекулярный состав человека полностью идентичен другим существам, живущим на Земле. О древних памятниках и легендах однозначного мнения пока нет, однако в принципе люди в ревности могли создать любое из этих творений.

Они осваивают космос. Здесь всё достаточно просто. Земляне сами уже осваивают космос и могут представить себе перспективы этого занятия. Главное заключается в том, что человечество всё больше потребляет энергии и всё больше рассеивает её в окружающее пространство в преобразованном виде. Например, уже более 100 лет Землю покидают радиоволны искусственного происхождения. Последние 50 лет это очень мощные сигналы наших телевизионных передатчиков и радаров, которые без особого труда можно зарегистрировать с соседних звёзд. Это же касается и мощных лазерных импульсов, посылаемых в космос, В перспективе люди начнут строить крупные космические поселения, которые будут источниками инфракрасного (теплового) излучения с характерной температурой около 300 К.

По подобным признакам  можно попытаться отыскать цивилизацию земного типа даже в том случае, даже если она не стремиться сообщить о своём существовании. Если технический уровень цивилизации настолько высок, что она научилась использовать всю энергию своей звезды, например, окружив её непрозрачной оболочкой (так называемая сфера Дайсона), то вместо звезды мы увидим инфракрасный источник. Специальный поиск действительно позволил найти такие источники, но пока все они оказывались формирующимися звёздами, окружёнными пылевыми оболочками. Впрочем, возможности имеющихся инфракрасных телескопов всё ещё весьма ограниченны.

Они хотят поговорить. Значительно проще было бы обнаружить братьев по разуму, если бы они сами этого захотели. Мощный радиомаяк  или лазерный «прожектор» можно  заметить с очень большого расстояния. Такие поиски предпринимаются. Вопрос в том, какой способ сообщения они выберут.

Связь с внеземными цивилизациями

Для беспроводной связи на земле  в основном используют радио. Поэтому  главные усилия сейчас направлены на поиски сигналов внеземных цивилизаций (ВЦ) в радиодиапазоне. Но ведутся они и в других диапазонах излучения. За последние 20 лет было проведено несколько экспериментов по поиску лазерных сигналов в оптическом диапазоне. Достоинство лазерной связи на малых расстояниях очевидно: у неё очень высокая пропускная способность, позволяющая передавать огромное количество информации за короткое время. На больших расстояниях лазерный луч рассеивается и поглощается в атмосфере, и его приходится пропускать по оптико-волоконному кабелю. Но космическое пространство достаточно прозрачно для оптической связи. Вторая особенность лазера — высокая направленность луча — скорее является недостатком для желающих перехватить чужое космическое послание.

При наблюдении с Земли лазерный сигнал будет давать узкую линию  в спектре звезды, около которой расположен лазерный передатчик ВЦ. Следовательно, задача сводится к поиску «звёзд-лазеров», обладающих сверх узкими линиями излучения. Программа по поиску таких звёзд проводится в Специальной астрофизической обсерватории Российской Академии наук на Северном Кавказе с помощью 6-метрового рефлектора БТА. Там был разработан специальный комплекс аппаратуры МАНИЯ, позволяющий обнаруживать сверхбыстрые, до 10-7 с, вариации светового потока и их сверх узкие, до 10-6 А, эмиссионные линии. Важно, что поиск сигналов ВЦ ведётся одновременно с решением астрофизических задач, например с изучением нейтронных звёзд, и поиском чёрных дыр, т. е. не отвлекает телескопы от научных целей.

Недавно в эту работу включились аргентинские астрономы, начав поиск оптических сигналов, с помощью телескопа диаметром 2 м в провинции Сан-Жуан вблизи Аргентинских Анд. Важно, что этому телескопу доступны звёзды южного полушария неба. Ещё одна программа поиска лазерных сигналов в инфракрасном диапазоне ведётся Калифорнийским университетом в Беркли. Для неё используется одно из зеркал диаметром 1,7 м звёздного интерферометра, установленного в обсерватории Маунт-Вилсон. Эта программа включает исследование 300 близких к Земле звёзд и рассчитана на несколько лет.

И всё же пока радиоволны считаются наиболее перспективным  видом связи. Чувствительные земные радиоантенны могли бы обнаружить мощные телевизионные передатчики типа Останкинского на планетах у соседних звёзд. Современная техника позволяет установить связь с братьями по разуму в любом уголке Галактики, если, конечно, знать, где они и в каком диапазоне волн собираются вести переговоры. А может быть, эти переговоры уже ведутся, и осталось лишь настроить приёмники, чтобы их слышать?

Итак, для поиска сигналов ВЦ помимо технических финансовых проблем  нужно было решить 2 принципиальные: в какую точку неба направить  антенну, и на какую частоту настроить  приёмник.

Первая проблема решилась легко: антенны направлены на ближайшие звёзды, похожие на Солнце, в надежде, что рядом с ними есть планеты, похожие на Землю. Вторая проблема оказалась сложнее. Когда человек ловит неизвестную радиостанцию домашним приёмником, то он просто «бродит» по всему диапазону волн. Если станция мощная, её отыскать легко, а если сигнал слаб, то нужно медленно переходить с волны на волну, внимательно вслушиваясь в шорох помех, — на это уходит много времени. Ожидаемый из космоса сигнал настолько слаб, что, просто вращая ручку настройки приёмника, его не найти. В первые годы поиска сигнала ВЦ учёные пытались угадать, на какой частоте можно ожидать передачу из космоса. Решили так: эту частоту должен знать любой радиоастроном в Галактике, значит, это должна быть линия излучения какого-нибудь космического вещества, лучше всего самого распространённого, т. е. водорода. Действительно, он слабо излучает на волне длиной 21 см. На эту волну и решили настроиться.

В 1960 г. начались наблюдения, когда Фрэнсис Дрейк попытался  с помощью антенны диаметром 26 метров принять сигналы от звёзд t Кита и e Эридана. Его работа называлась «проект ОЗМА». Искусственные сигналы обнаружены не были, но работа Дрейка открыла эру поиска сигналов поиска ВЦ. Сначала это занятие получило общее название GETI (Communication with ExtraTerrestrial Intelligents — «Связь с неземными цивилизациями»). Позже его стали называть более осторожно SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligents — «Поиск внеземных цивилизаций»), имея в виду, что, прежде чем удастся наладить связь, необходимо найти хоть какие-то следы деятельности разумных существ в космосе. За прошедшие годы в разных странах, в основном в США и в СССР, было осуществлено более 60 экспериментов по поиску сигналов ВЦ, изучены тысячи звёзд на различных частотах. Но до сих пор сигналы разумных существ не обнаружены.

Стратегия поиска за это  время заметно изменилась. Первые работы просто повторяли идею Дрейка в расширенном виде. Затем исследовали  другие звёзды и на других частотах, но вскоре поняли, что надеяться  на успех можно лишь в том случае, если удастся прослушать всё небо на всех частотах. В компьютерный век это оказалось, возможно.

В 1992 г. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) начало проект СЕРЕНДИП (SERENDIP, Search for Extraterrestrial Radio Emission from nearby Developed Intelligent Populations — «Поиск внеземного радиоизлучения от соседних развитых цивилизаций»). Проект рассчитан на 10 лет. В нём участвуют несколько обсерваторий разных стран. С помощью параболической антенны диаметром 34 м в Голдстоуне (штат Калифорния) проводится сплошной просмотр неба — полоса за полосой. При выявлении подозрительных сигналов их детальным изучением занимаются более крупные телескопы, такие, как антенна диаметром 64 м в Парксе (Австралия) или 300-метровая чаша в Аресибо на острове Пуэрто-Рико.

Работа ведётся параллельно  с обычными научными наблюдениями. Иными словами, откуда бы ни получал  телескоп сигналы, СЕРЕНДИП постоянно  анализирует их на «разумность»: вдруг  попутно что-нибудь интересное обнаружит, совсем как в известной сказке.

Применена и новая  стратегия поиска. Сначала радиотелескоп  среднего размера быстро просматривает  полосу неба, неоднократно сканируя её взад и вперёд. «Взгляд» антенны  движется быстро, а компьютер сортирует  полученные данные, отбирая среди зафиксированных источников несколько наиболее интересных. Затем с помощью той же антенны они изучаются более детально. Телескоп фиксирует «взгляд» на каждом из них, повышая тем самым свою чувствительность. Разумеется, большинство источников оказываются ложными: помехи от радаров, собственные шумы приёмника и т. п. Но некоторые источники подтверждаются и заносятся в каталог для детального изучения с помощью самых крупных антенн.

Удивительная способность  проекта СЕРЕНДИП — его многоканальные приёмники: космическое пространство прослушивается не на одной частоте, а сразу на нескольких миллионах частот, перекрывающих широкий диапазон радиоволн. В прежние годы поиск сигналов вёлся на одной фиксированной частоте, заранее выбранной исследователями. Такая стратегия напоминала охоту за рыбой с острогой в мутной воде. Охотник пытается угадать, где должна находиться рыба в данный момент, и втыкает туда острогу. Много ли у него шансов на удачу? Радиоприёмники проекта СЕРЕНДИП в этом смысле похожи на мелкоячеистую сеть, которая широко захватывает и не пропускает ни одну рыбку, причём размер этого «невода» постоянно возрастает: на антенне в Аресибо работает приёмник на 4 млн. каналов! Создав эти суперприёмники, радиоастрономы вновь навели свои антенны на ближайшие звёзды: тысячу звёзд в окрестностях Солнца прослушивают теперь на миллионах различных частот.

Нужно заметить, что научные  работы, не имеющие непосредственного  практического приложения, финансируются  в любой стране не очень щедро, а тем более такие фантастические, как поиск ВЦ. Проект СЕРЕНДИП в 1994 г. был остановлен: необходимые для продолжения работы 12 млн. долл. Американский сенат не выделил, мотивирую, соя отказ тем, что «братья по разуму не могут решить наши финансовые проблемы». Но нашлись энтузиасты, создавшие для поддержки уникального проекта общество «Друзья СЕРЕНДИП», которое возглавил знаменитые писатель-фантаст Артур Кларк (кстати, он уже много лет живёт на острове Шри-Ланка, т. е. на том самом сказочном Серендипе). Сейчас космический поиск продолжается; уже замечены сотни необычных сигналов, которые будут изучаться более детально.

Язык братьев  по разуму

Попытки наладить радиоконтакт с братьями по разуму продолжаются уже около 40 лет. И давно стало  ясно, что главной проблемой в этом деле будет не техника передачи и приёмов сигналов, а язык и содержание сообщений. Очевидно, что выбор языка общения зависит от предварительной информации о собеседнике: чем меньше о нём, известно, тем более универсальным должен быть язык. Его выбор зависит от формы контакта. Как показал опыт общения различных цивилизаций Земли (например, европейцев и индийцев), даже здесь контакты бывают весьма сложными. В XIX в. русский этнограф Н. Н. Миклухо-Маклай, пытаясь составить словарь языка папуасов, столкнулся с серьёзными трудностями. Желая знать, как называется лист, он показал его нескольким туземцам и, к своему удивлению, от всех услышал разные названия. Постепенно он выяснил, что один сказал «зелёный», другой — «грязь», другой — «негодная», так как лист был поднят с земли, третий назвал растение, которому принадлежал лист, и т. д. Даже в этом простейшем случае, оказалось трудно добиться ясности. Ещё сложнее было с абстрактными понятиями. «Для ряда понятий — писал путешественник, — я никаким образом не мог получить соответствующих обозначений, для этого оказалось недостаточным как моя сила воображения, так и моя мимика. Как я мог, например, представить понятие «сны» или «сон», как мог найти название понятия «друг», «дружба»? Даже для глагола «видеть» я узнал слово лишь по прошествии 4 месяцев, а для глагола «слышать» так и мог узнать».

Контакты с другими  цивилизациями наверняка будут  связаны с очень большими трудностями, а могут вообще оказаться бесплодными. Ведь до сих пор не почитаны некоторые  тексты на мёртвых языках Земли — своеобразные послания из глубины веков. Ещё больших трудностей следует ожидать в том случае, если нам удастся случайно подслушать радиосообщения из иных миров, предназначенные для внутреннего пользования, например, обрывки телепередач или позывные космических маяков. Но если кто-то оправляет в космос специальные позывные для поиска братьев по разуму, то он должен позаботиться о простоте языка, т. е. создать особый язык, понятный любому мыслящему существу. Учёные называют это принципом антикриптографии (от греч. «анти» — «против»; «криптос» — «тайный», «скрытый»; «графо» — «пишу»).