Мыслящая Вселенная

Что же представляет собой этот стог? Обычный стог определяется тремя размерами: шириной, длиной и высотой. Задача поиска в нем иголки сводится к отысканию трех координат того места, где находится иголка. Они определят однозначно место нахождения иголки. Какими величинами определяется космический стог? Одна из его координатных осей — это частота сигнала, который мы ищем. Вторая координата — это чувствительность приемника (в ваттах на квадратный метр) для каждого отдельного канала независимо от его ширины. Третья координата (высота стога) — это количество направлений, в которых может быть осуществлена межзвездная радиосвязь. Можно ограничиться этими тремя координатными осями, хотя задачу можно (и не без основания) усложнить. Если мы будем достоверно знать эти три координаты, то мы обнаружим бесценную иголку — сигнал от внеземной цивилизации. Что касается частоты, то в настоящее время не все специалисты столь единодушны в выборе частоты 1420 Гц, как это было вначале. В последующем стало выясняться, что у этой частоты наряду с плюсами имеются и минусы. Один из них состоит в том, что чем ниже частота, тем требуется большая мощность. Так, если сравнить две длины волны, равные 21 сантиметру и 0,15 сантиметра, то окажется, что при работе на длине волны 0,15 сантиметра потребуется в 20 тысяч раз меньшая мощность, чем в случае работы на длине волны 21 сантиметр! Это при условии, что в том и другом случае будет создан одинаковый сигнал. Результат можно представить и по-иному. Если на каждой из волн с длинами 21 сантиметр и 0,15 сантиметра использовать одинаковую мощность, то сигнал на длине волны 0,15 сантиметра уйдет в 140 раз дальше, чем на длине волны 21 сантиметр. Эти цифры очень убедительно говорят в пользу волны с длиной в 0,15 сантиметра. Что касается природного характера излучения межзвездного водорода на длине волны 21 сантиметр, то и длина волны 0,15 сантиметра в этом смысле не очень обделена: на этой длине волны излучает позитроний — сверхлегкий элемент, состоящий из позитрона и электрона. В пользу выбора длины волны в миллиметровом диапазоне говорит и то, что чем меньше длина волны, тем меньших размеров потребуется антенна. Диаметр антенного зеркала D связан с длиной волны 11 соотношением D ЈЈ 70511. Идея использовать для космической радиосвязи длину волны 0,15 сантиметра принадлежит Н.С. Кардашеву. Этот выбор обоснован не только приведенными выше соображениями. Важно и то, что именно вблизи этой длины волны имеется наименьшее количество космических шумов, мешающих поиску сигналов. На этой длине волны находится максимум реликтового излучения и, как уже говорилось, минимум галактического радиоизлучения. На эти «достоинства» излучения на длине волны 1,5 миллиметра внеземные цивилизации не могли не обратить внимания. Были рассчитаны возможности и связи на частоте 1,5 миллиметра. Поскольку мощность существенно уменьшится с уменьшением длины волны, то оказалось, что для установления связи на миллиметровых волнах в пределах нашей Галактики у нашей цивилизации имеются реальные технические возможности. Сейчас большие надежды возлагают на 70-метровый радиотелескоп РТ-70 Института космических исследований АН. Он работает в миллиметровом диапазоне радиоволн, который является оптимальным для поиска сигналов от внеземных цивилизаций. Значит ли это, что на этот раз вопрос выбора частоты сигналов окончательно решен? Конечно, нет. Здесь вряд ли можно ограничиться одним или двумя вариантами. Рассмотренные варианты довольно правдоподобны. Но если говорить о систематическом прощупывании всего космического «стога сена», то надо вести поиск радиосигналов на всех частотах от 300 МГц до 300 ГГц.

Второй координатой космического «стога сена», его длиной, если можно так сказать, является чувствительность приемной аппаратуры, с помощью которой ведется поиск. В идеале надо было бы вести поиск приемной аппаратурой, обладающей чувствительностью 10–30 Вт/м². Она способна принять сигналы от такого же радиолокатора, как в Аресибо, но находящегося в любом месте в пределах нашей Галактики. Но такой инструмент для сегодняшней радиоастрономии — недостижимая пока что голубая мечта. Напомним, что чувствительность приемника в первых поисках сигналов внеземных цивилизаций была всего лишь 210–22 Вт/м²• Гц. Это в 50 миллионов раз меньше «идеальной».

Конечно, приемники с меньшей чувствительностью «прощупывают» наиболее близкие к нам вероятные источники и способны «услышать» те сверхцивилизации, которые способны послать очень мощные радиосигналы. Но это не дает нам никаких оснований делать вывод, что если на такой низкочувствительной аппаратуре мы не обнаружили сигналов от внеземных цивилизаций, то этих цивилизаций нет. Повторяем, что обзор всего неба на аппаратуре даже не слишком высокой чувствительности нужен. Он с пользой проводился до сих пор, и его планируется проводить и в дальнейшем. Причем аппаратура и антенны, предназначенные для этих измерений, в будущем будут более совершенными.

Таким образом, длина космического «стога сена», то есть диапазон чувствительностей, простирается примерно от 10–22 до 10–30 Вт/м²Гц. Пока что «стог» прощупан на очень небольшой его длине. Что касается высоты стога, то за нее мы приняли количество тех направлений, откуда могут прийти радиосигналы внеземных цивилизаций. Ясно, что этих направлений очень много, ведь нас окружает на разных удалениях множество звезд, а значит, и цивилизаций, расселившихся на планетах вокруг этих звезд. Если мы хотим найти иголку, мы должны прощупать весь стог, по всей его высоте. Другими словами, прозондировать нашу Галактику (о Вселенной мы уж не говорим) во всех возможных направлениях. Число направлений, в которых в идеале надо вести поиски радиосигналов, равно полному числу звезд, которые надо прощупать, для того чтобы обнаружить одну внеземную цивилизацию. Конечно, мы не можем считать, что вокруг каждой звезды должна быть разумная жизнь. Имеется некоторая вероятность появления разумной жизни. Она оценивается в пределах от 10–5 (для оптимистов) до 10–12 (для пессимистов). Это значит, что для обнаружения одной внеземной цивилизации необходимо обследовать от 10⁵ до 10¹² звезд. Вот почему надо вести поиск сигналов из такого большого числа направлений. Число направлений, которые уже просматривались, не столь велико. Тем более что они просматривались только на определенных частотах и при довольно низкой и реже средней чувствительности приемной аппаратуры (естественно, сюда входят и соответствующие характеристики антенны).

Очевидно, что мы еще очень далеки от того, чтобы заявлять, что иголки в космическом «стоге сена» нет. Ее нет потому, что мы ее еще не нашли. Совершенно прав Н.С. Кардашев, говоря: «Программа перспективного поиска фактически не начата». Значит ли это, что проблема настолько сложная, что нынешнее положение с ее решением является безнадежным? Практически все специалисты сходятся на том, что это не так, что проблема, несмотря на чрезмерную ее сложность, должна решаться. Более того, «проблема внеземных цивилизаций — проблема не только астрономическая, техническая и биологическая, но и социологическая, вернее, футурологическая. Мы имеем дело со сложнейшей комплексной проблемой». Эти слова принадлежат И.С. Шкловскому.

КАК ИНАЧЕ ОБНАРУЖИТЬ ВНЕЗЕМНЫЕ ЦИВИЛИЗАЦИИ?

Внеземные цивилизации можно пытаться обнаружить не только путем поиска сигналов из Вселенной, которые имеют искусственное происхождение. Цивилизации должны демаскировать себя своей технологической и астроинженерной деятельностью. Поэтому они в принципе могут быть обнаружены даже в том случае, если не посылают сигналов другим цивилизациям.

Любое нагретое до определенной температуры тело излучает целый спектр электромагнитных волн. Это излучение называют излучением абсолютно черного тела. Длина волны, на которой происходит максимальное излучение, зависит от температуры тела. Так, если внеземная цивилизация построила вокруг своей звезды колонии или сферы Циолковского — Дайсона, то эти конструкции будут излучать. Если температура их составляет 30 °C (то есть 300 К), то максимум их излучения приходится на 10–20 мкм. При очень низкой температуре вблизи абсолютного нуля (3 К) максимум излучения приходится на 1–2 мкм. Если температура составляет 1000 К, максимум излучения приходится на 7 мкм.

Представим себе, что цивилизация окружила ажурными конструкциями свою звезду со всех сторон, то есть перехватывает всю излучаемую звездой энергию. Тогда излучение этих эфирных городов в инфракрасном или миллиметровом диапазоне будет сравнимым с излучением самой звезды. Таким образом, обнаружение во Вселенной объектов с очень сильным инфракрасным и радиоизлучением должно наводить на мысль, не является ли этот объект делом рук внеземной цивилизации.

Конечно, просто сам факт наличия инфракрасного излучения у какого-либо небесного тела еще не говорит о его искусственном происхождении. Более того, естественных источников инфракрасного излучения практически бесконечно много. Среди них имеются и источники с очень большой светимостью, которая не только приближается к солнечной, но и значительно превышает ее. Такими интенсивными источниками инфракрасного излучения являются звезды с очень протяженными оболочками, протозвезды (то есть прародительницы звезд), плотные пылевые туманности и звезды, окруженные плотной космической пылью. Их называют звездами-коконами. Эта пыль и составляет их кокон. Свет звезды, проходя через этот кокон (космическую пыль), переизлучается. В переизлученном свете доминирует инфракрасное излучение.

Для того чтобы определить искусственное происхождение данного источника инфракрасного излучения, надо искать в нем какие-либо особенности. Они могут быть связаны, например, с формой, границами и т. д. самого сооружения.

Возникает естественный вопрос, какая нужна аппаратура, для того чтобы вести поиск искусственных астроинженерных сооружений по их инфракрасному излучению с Земли? Сейчас такие измерения уже возможны. Это можно подтвердить такими цифрами. Если в центре Галактики имеется искусственная сфера Дайсона размером в 1 а. е. (это сфера, размеры которой равны орбите Земли) и температура конструкции оптимальна (— 300 К), то ее инфракрасное излучение может быть зарегистрировано с помощью телескопа с диаметром «всего» 2 метра. Правда, используемый для таких измерений болометр на длинах волн 10–20 мкм должен обладать высокой чувствительностью, поскольку болометрический поток на орбите Земли составит всего около 310–16 Вт/м2. Надо иметь в виду, что это сооружение будет видно с Земли под углом 0,0002°. Чем меньше температура, тем меньше излучение. Так, если температуру конструкции уменьшить почти до абсолютного нуля (3 К), то такой же болометрический поток будет только в том случае, если радиус сферы увеличится в 10 тысяч раз и она будет видна с Земли под углом 2°. Максимум излучения при такой температуре приходится на миллиметровый диапазон. Чтобы его зарегистрировать на Земле (полагаем, что источник излучения находится в ядре Галактики), необходимо иметь антенну диаметром около 10 метров и соответствующей высокой чувствительности болометр. Мы поместили гипотетические искусственные сферические сооружения в центре Галактики не случайно. Дело в том, что ученые не без оснований считают, что именно здесь имеются наиболее благоприятные условия для возникновения цивилизаций. Во-первых, здесь раньше всего началось образование звезд. Во-вторых, здесь имеется в избытке строительный материал для образования планет. Это газ и пыль. В центре Галактики сосредоточена большая часть ее массы. Так, в центральном объеме Галактики, который составляет всего одну миллионную долю всего объема Галактики, содержится около миллиарда звезд. Общая масса (или, точнее, плотность) здесь огромна, поскольку в небольшой сфере радиусом всего в 1 пк содержится масса, равная около 10 миллионов масс нашего Солнца. Недаром астрофизики считают это место в Галактике наиболее интересным, наиболее загадочным, где происходит интенсивное рождение новых звезд, планет и многое другое. Кого из читателей не интриговали рассказы о черных дырах, их невидимой огромной массе, экстравагантных свойствах. Так вот, полагают, что в центре нашей Галактики имеется такая массивная черная дыра (масса ее оценивается в несколько миллионов масс Солнца). Мало того, «здесь возможно существование цивилизаций на черных дырах», утверждали в своем докладе С.А. Каплан и Н.С. Кардашев на семинаре по внеземным цивилизациям в 1975 году.

Раз уж мы заговорили о возможном существовании внеземных цивилизаций в центре Галактики (кстати, там уже обнаружено 15 компактных источников инфракрасного излучения, только не доказана их искусственность), то отметим, что на Таллинском симпозиуме в 1981 году обсуждался вопрос о том, что не исключено существование организованной межзвездной связи в нашей Галактике, причем ассоциация внеземных цивилизаций, своего рода лидер всех цивилизаций в Галактике, должна находиться в центре Галактики, где имеются не только благоприятные условия ее возникновения (о которых мы говорили), но и плотность цивилизаций намного больше. Поэтому они без большого труда могут устанавливать двусторонние связи. Наша цивилизация находится на периферии Галактики, где плотность как звезд, так, естественно, и цивилизаций значительно меньше. Поэтому здесь устанавливать спонтанные контакты значительно сложнее. Л.Н. Никишин высказал гипотезу, что ассоциация цен-тральногалактических цивилизаций уже давно организовала единую систему связи со всеми известными цивилизациями Галактики. Это чем-то похоже на единую телефонную сеть, к которой может подключиться любая новая цивилизация, которая дорастет до соответствующего технологического уровня. Такая сеть содержит устройства, запоминающие информацию, передающие ее цивилизациям, для того чтобы они на основании этой информации быстрее развивались и т. д. Так это или не так, сейчас никто не знает. Ясно одно, что эта гипотеза не противоречит никаким имеющимся на сегодняшний день данным.

Таким образом, сейчас все говорит за то, что в центральных областях Галактики очень вероятно существование астроинженер-ных сооружений, созданных или отдельными цивилизациями, или их ассоциацией. Часть этих сооружений могла бы быть предназначена «для организации потоков информации в общегалактических и даже трансгалактических масштабах».

В течение 1983 года было измерено инфракрасное излучение 98 % всей небесной сферы. При этом было открыто около 200 000 источников инфракрасного излучения. Большинство из них было связано с определенными астрономическими объектами. Но были найдены и такие объекты, которые, возможно, являются искусственными. Но это еще надо доказать, хотя за это говорят определенные факты.

Измерения были проведены с помощью инфракрасного космического телескопа. Он был установлен на искусственном спутнике Земли, плоскость орбиты которого была наклонена к плоскости земного экватора на 99°. Такие спутники называют полярными, так как они пролетают вблизи полюсов. Такая орбита спутника была выбрана не случайно. Измерения инфракрасного излучения лучше всего проводить, если телескоп находится на границе между днем и ночью. Такая орбита это обеспечивает. Диаметр зеркала телескопа 57 сантиметров. В фокусе зеркала находились детекторы, регистраторы инфракрасного излучения. Они охлаждались почти до абсолютного нуля (3 К). Это делается для уменьшения собственных шумов детекторов. Практически это охлаждение достигается помещением детекторов в жидкий гелий. Когда весь жидкий гелий был израсходован, измерения прекратились. Телескоп позволял проводить измерения излучения с длинами волн в четырех окнах: 8 — 15, 20–30, 40–80 и 80 — 120 мкм.