Является ли поиск внеземных цивилизаций предметом научного исследования, если сам предмет все еще не найден? И так ли важен контакт с ними, если мы все равно вряд ли сможем применить знания цивилизации, обогнавшей нас на миллионы лет? О методах поиска братьев по разуму в «Ночном эфире» Александра Гордона астрономы Владимир Сурдин и Лев Гиндилис.
Рабочие материалы
Участники:Гиндилис Лев Миронович - кандидат физико-математических наук, радиоастроном, старший научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга (МГУ), руководитель Научно-культурного центра SETI Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского
Сурдин Владимир Георгиевич - астроном, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга (МГУ), заместитель председателя секции «Поиск внеземных цивилизаций» Научного совета по астрономии РАН
План дискуссии:
1. Является ли поиск внеземных цивилизаций предметом научного исследования? Может ли существовать наука без предмета исследования? Ведь ни одной внеземной цивилизации пока не обнаружено. (Нет пока науки о внеземных цивилизациях. Есть наука о методах поиска внеземных цивилизаций.)
По каким следам можно искать ВЦ? (Рассказы о «контактах» и НЛО, археологические следы визитов, следы космической деятельности - пока ничего убедительного нет.)
Так ли уж важно установить с ними контакт? Ведь мы не сможем применить знания цивилизации, обогнавшей нас на миллионы лет.
Какое влияние окажет контакт на нашу цивилизацию? Паника? Порабощение? Общественное равнодушие?
2. История поиска внеземных цивилизаций:
Предыстория (до 1959 г.)
Эпоха бури и натиска (1959–1980)
Кризис жанра: от CETI к SETI
Переход к осадной тактике
3. Как изменилась ситуация за прошедшие 40 лет.
По завершении «холодной войны» уменьшилось финансирование;
Биологи расширили «границы жизни»;
Астрономы нашли планетные системы;
Радиоастрономы нашли органику в межзвездном пространстве;
Ископаемые микроорганизмы в метеоритах?
Электронщики создали миллионноканальные приемники.
4. Велика ли вероятность успеха: формула Дрейка:
Если до сих пор поиск не дал результата, так велика ли вероятность успеха в будущем?
Можно ли оценить количество потенциальных «братьев по разуму»?
«Космический стог сена»: до сих пор SETI - Terra incognita
В каком диапазоне лучше вести поиск?
5. На каком языке может состояться диалог?
Пиктограммы Дрэйка и «Пионера»
Золотая пластинка «Вояджера»
Искусственные языки: волапюк, эсперанто, интерлингва, линкос
6. Пусть все узнают о нас!
Мы уже давно ведем передачи в космос
Далеко ли нас слышно?
1974 г., Аресибо - послание к шаровому скоплению М 13 - 1999 г., Евпатория - Cosmoc Call
2002 г. Москва - Детское SETI
7. Проект SETI-Home: в поисках внеземных цивилизаций через Интернет может участвовать каждый желающий. Сотни тысяч людей по всему миру уже активно занимаются этим.
Возможные вопросы для дискуссии:
Нет ли опасности для земной цивилизации от контакта с внеземным разумом?
Существуют ли правила поведения для тех, кто первым установит контакт с инопланетянами? Могут ли они говорить от имени всех землян?
Обязаны ли они обнародовать факт контакта или в праве скрывать его в своих целях?
Какие страны наиболее активно участвуют в поиске внеземных цивилизаций?
Что важнее - процесс поиска или сам факт обнаружения внеземных цивилизаций?
Видео- и звуковой ряд
Электронные слайды в формате JPG размером 800 х 600, эпизод из кинофильма «Контакт»; записи космических радиосигналов.
Материалы к программе:
Из статьи В. Г. Сурдина «Существуют ли иные цивилизации?»
Много замечательных открытий сделали ученые в прошедшем ХХ столетии: теория относительности и квантовая механика, ядерные реакции и сверхпроводимость, ДНК и кварки, нейтронные звезды и черные дыры… Всего и не перечислишь. Но одно, давно и с нетерпением ожидаемое открытие, которое могло бы изменить наш мир, пока не состоялось: мы до сих пор не смогли обнаружить космических братьев по разуму. Более 40 лет ведутся эти поиски, но результат пока отрицательный. С каждым годом человечество все сильнее ощущает свое одиночество во Вселенной и задает себе все более серьезные вопросы: «Часто ли рождается во Вселенной жизнь? Всегда ли развитие жизни приводит к появлению разума? Обязательно ли разумная жизнь стремится к развитию техники? Способна ли долго существовать технически развитая цивилизация? Насколько безопасен для нас поиск братьев по разуму?»
Эти и многие другие важные вопросы останутся без ответа до тех пор, пока мы не установим контакт с иными разумными существами, пока мы не обменяемся с ними знаниями о Вселенной, жизни, разуме и обществе.
Первые попытки вступить в контакт с внеземным разумом предпринял в 1960 г. американский радиоастроном Френсис Дрейк и его коллеги по «Проекту ОЗМА». Они направили радиотелескоп диаметром 26 м на звезды Тау Кита и Эпсилон Эридана, ожидая, что у этих близких к нам и очень похожих на Солнце звезд могут быть планеты, подобные Земле, населенные технически развитыми существами. Если бы эти существа имели такую же аппаратуру, как у Дрейка, то с ними можно было бы поддерживать радиосвязь. Однако никаких сообщений из космоса принять тогда не удалось.
За «Проектом ОЗМА» последовали другие, гораздо более масштабные эксперименты. Радиоастрономы США, СССР, Англии, Австралии и других стран направляли свои чувствительные антенны на сотни близких и далеких звезд, звездных скоплений и даже иных галактик. Сначала эта работа получило название CETI (Communication with ExtraTerrestrial Intelligents = Связь с внеземными цивилизациями).
Позже стали использовать более осторожное название - SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligents = Поиск внеземных цивилизаций). Имелось в виду, что прежде, чем налаживать радиосвязь с братьями по разуму, необходимо найти хотя бы какие-то следы их деятельности в космосе. Но главная проблема была, конечно, не в названии работы, а в том, как ее проводить. Каждый раз, приступая к эксперименту, ученый должен был решать, на какой объект направить антенну, на какую волну настроить приемник и как отличить разумный сигнал от космических «шумов».
Первую проблему обычно решали просто: направляли антенны на ближайшие звезды, похожие на Солнце, в надежде, что рядом с ними есть планеты, похожие на Землю. Вторая проблема оказалась сложнее. Когда мы «ловим» радиостанцию, то крутим ручку настройки приемника и «бродим» по всему диапазону волн. Мощная станция слышна сразу, а чтобы найти слабый передатчик, нужно медленно переходить с волны на волну, внимательно прислушиваясь к шороху помех; на это уходит много времени. Ожидаемый из космоса сигнал настолько слаб, что просто вращая ручку приемника его не найдешь; поэтому у астрономических радиоприемников и ручки-то такой нет. Каждый приемник постоянно настроен на одну волну.
В 1960–70-е годы ученые пытались угадать, на какой волне можно ожидать передачу из космоса. Очень популярной была идея искать сигнал на волне длиной 21 см, поскольку именно на ней излучает межзвездный водород, заполняющий всю Галактику. Ясно, что эту волну должен знать каждый радиоастроном на любой планете и иметь соответствующий приемник. Сейчас такая стратегия поиска выглядит наивной. Только представьте: тысячи радиоастрономов по всей Галактике сидят у своих приемников и ждут сигналов, а передачу ведет … только межзвездный водород.
Поэтому, когда появилась техническая возможность, радиоастрономы изменили стратегию поиска. Во-первых, начали не только принимать, но и передавать сигналы в космос: первая радиограмма была отправлена 16 ноября 1974 г. из обсерватории Аресибо в направлении шарового звездного скопления М 13. В нем около миллиона звезд, подобных Солнцу, поэтому вполне вероятно, что наше сообщение будет кем-то принято; но не скоро - сигнал доберется туда лишь через 25 тысяч лет.
Второе важное новшество связано с техникой радиоприема. Вместо того, чтобы «крутить ручку настройки», теперь создают специальные радиоприемники, фиксирующие сигнал сразу по нескольким каналам. В быту мы тоже пользуемся подобными приемниками с фиксированной настройкой. Но наш приемник может запомнить от 3 до 30 станций и при этом в каждый момент принимает лишь одну из них. А специальные многоканальные приемники радиотелескопов во время экспериментов по SETI одновременно прослушивают миллионы (!) каналов, перекрывая практически весь диапазон космического эфира.
Правда, до сих пор остается нерешенной проблема, в направлении каких звезд (или не звезд?) следует наводить радиоантенну. Наилучшее решение - прослушать все уголки Галактики, но для этого требуется немалое время. В 1992 г. американское космическое агентство НАСА приступило к самой грандиозной программе поиска внеземных цивилизаций, рассчитанной на 10 лет. Этот проект назвали СЕРЕНДИП (SERENDIP = Search for Extraterrestrial Radio Emission from Nearby Developed Intelligent Populations, что значит «поиск внеземного радиоизлучения от соседних развитых цивилизаций»). По мере его проведения крупнейшие радиотелескопы мира прослушивают все небо в надежде обнаружить что-то необычное.
Любопытно, что само слово «Серендип» пришло к нам из старинной персидской сказки, в которой повествуется о трех знатных юношах с острова Серендип (так в старину называли остров Цейлон), которые как-то раз отправились на поиски неведомой красавицы. Юноши долго путешествовали по всему свету и попадали в невероятные приключения. Странствуя, они обнаружили столько удивительного и неожиданного, что даже забыли, зачем отправились в путь. В наши дни эта сказка стала популярной, и ее читатели даже изобрели новое английское слово «серендипити» (serendipity), обозначающее счастливую способность человека легко совершать неожиданные открытия.
Давая новому проекту имя СЕРЕНДИП, ученые имели в виду, что оснащение крупных радиотелескопов новой «умной» аппаратурой, даже если и не приведет к обнаружению разумных сигналов, все равно позволит открыть интересные космические явления. Так оно в действительности и происходит. Пока. Но кто может поручиться, что завтра или даже сегодня ночью мы не услышим из космоса разумный сигнал?
Из статьи: В. Г. Сурдина «Формула Дрейка»
Обнаружить и изучить внеземные формы жизни - голубая мечта биологов.
Так же, как наша Солнечная система «в одном экземпляре» не могла дать астрономам достаточных оснований для построения общей теории происхождения планетных систем, уникальная земная биосфера не дает биологам достаточных сведений для построения теории зарождения жизни. Любые сведения о внеземной жизни при этом были бы неоценимо полезны.
Наиболее простой способ добыть эти сведения, как сейчас представляется, - это установить контакт с разумными обитателями иных миров и обменяться с ними научной информацией. Насколько это реально? Сорок лет назад американский радиоастроном Френсис Дрейк предложил простую формулу для оценки числа разумных сообществ в нашей Галактике, готовых вступить с нами в контакт:
N = N * P1 * P2 * P3 * P4 * t / T,
Где n - число цивилизаций в Галактике, готовых к радиоконтакту; N - число звезд в Галактике; P1 - доля звезд, имеющих планетные системы; P2 - доля планетных систем, в которых возникла жизнь; P3 - доля биосфер, в которых жизнь достигла уровня разума; P4 - доля разумных сообществ, достигающих технического уровня нашей цивилизации (или более высокого) и желающих установит контакт; t - среднее время существования технической цивилизации; T - возраст Галактики. Понятно, что отношение t/T - это доля готовых к контакту цивилизаций, существующих в одну эпоху с нами (в том случае, если цивилизации возникают и гибнут в произвольные моменты времени равномерно по всей истории Галактики). Таким образом, формула Дрейка разделила очень сложную проблему на ряд более простых, частичное решение которых доступно специалистам разных профилей. Пока нам с относительной точностью известны лишь три сомножителя в этой формуле: возраст Галактики T ~ 10^10 лет, количество в ней звезд N ~ 10^11 и частота формирования планетных систем P1 ~ 0,1. Остальные сомножители каждый читатель волен оценить по-своему; у автора этой статьи на сей счет такое мнение: P2 ~ 1, P3 ~ 0,1, P4 ~ 1, t ~ 100 лет. Подставив в формулу Дрейка эти значения, мы видим, что несколько цивилизаций в Галактике сейчас готовы к контакту с нами. Поэтому есть смысл приложить усилия и установить, наконец, этот контакт.
Из статьи: Л. М. Гиндилис, А. С. Сатаринов «SETI: 90-е годы»
Исследования и эксперименты по поиску внеземных цивилизаций, начавшиеся в 60-е годы, продолжаются и в наше время, несмотря на возникающие трудности и проблемы.
К средине 80-х годов во всем мире было проведено около 50 экспериментов по поиску сигналов внеземных цивилизаций (ВЦ). В основном эти исследования велись в США и СССР. Отдельные эксперименты были выполнены во Франции, ФРГ, Нидерландах, Канаде, Австралии и Японии. Какова ситуация в настоящее время? США, по-прежнему, удерживают лидирующую роль. В Европе, включая Россию, поиски практически не ведутся, хотя некоторые проекты в этой области разрабатываются. Зато активизировали свои усилия страны южного полушария - Австралия и Аргентина.
ЧЕТЫРЕ ПРОЕКТА В США. В США выполняется несколько программ поиска сигналов ВЦ в радиодиапазоне. Крупнейшие из них: Микроволновый обзор неба с высоким спектральным разрешением (HRMS), SERENDIP, META/BETA и программа Огайской обсерватории. Все они основаны на сходной идеологии. Ищутся узкополосные (монохроматические) сигналы с шириной полосы в несколько герц или даже долей герца. Подобные сигналы позволяют получить более высокое отношение сигнал/шум и, следовательно, при заданной мощности передатчика обеспечить большую дальность обнаружения, чем для широкополосных сигналов (или при заданной дальности обойтись более скромной мощностью). Кроме того, «узкополосность» может рассматриваться как критерий искусственности сигнала, так как нам неизвестны естественные источники излучения с подобными параметрами.
Такая идеология не является единственно возможной. Н. С. Карадашев, например, обосновал противоположную концепцию поиска широкополосных сигналов от сверхцивилизаций. При уровне наших современных знаний о ВЦ обе концепции имеют право на существование и могут взаимно дополнять друг друга. В СССР концепцию поиска узкополосных сигналов активно поддерживал и развивал В. С. Троицкий. В. А. Котельников еще в 1964 г. обосновал необходимость создания для поиска таких сигналов многоканальных приемников, содержащих до миллиона спектральных каналов. Спустя много лет эта идея была реализована в США, где разработаны уникальные мегаканальные приемники специально для задач SETI. Впрочем, они могут применяться и для некоторых прикладных задач. Так эти приемники использовались при поиске космического корабля Mars Observer, когда в августе 1993 года с ним была потеряна радиосвязь.
Микроволновый обзор с высоким спектральным разрешением. 12 октября 1992 года, в день 500-летия открытия Америки, в США были начаты работы по проекту HRMS (High-Resolution Microwave Servey). К этой работе американские ученые готовились в течение многих лет. Первые наметки своих планов они доложили на Всесоюзном симпозиуме по поиску разумной жизни во Вселенной, который проходил в Таллине в 1981 г., и куда были приглашены американские ученые. Проект финансируется НАСА и состоит из двух частей - «целевой поиск» (т.е. поиск сигналов от определенных объектов) и «обзор неба». В целевом поиске исследуются 1000 солнцеподобных звезд, расположенных в радиусе 100 св. лет от Солнца.
Вторую часть проекта - обзор неба - возглавляют М.Кляйн и С.Гулкис из Лаборатории Реактивного Движения (JPL). Здесь ставится задача исследования всего неба. Планировалось, что обзор должен занять около 6 лет. В этом случае исследования должны быть завершены к началу следующего тысячелетия. Методика обзора состоит в следующем. Сначала с помощью 34-м антенны быстро просматривается полоска неба шириной 1,4 градуса и длиной 30 градусов. Затем компьютер сортирует полученные данные и отбирает из всех зафиксированных источников наиболее «подозрительные». Эти источники изучаются уже более подробно (в медленном режиме сканирования). Это позволяет отсечь ложные источники, связанные с различными помехами. Остающиеся источники заносятся в специальный каталог для детального изучения с помощью крупных радиотелескопов.
«Побочным продуктом» этих наблюдений должны были стать радиоастрономические карты Галактики. И вот в тот момент, когда, казалось бы, все этапы научного и инженерного поиска, связанные с созданием уникальной аппаратуры, остались уже позади, неожиданно пришло сообщение о том, что Конгресс прекратил финансирование этого проекта. Трудно сказать, чем вызвано такое решение. Не исключено, что существенную роль здесь, с одной стороны, сыграло прекращение холодной войны, падение научного потенциала бывшего СССР - с другой. В годы противостояния две сверхдержавы стремились поддерживать паритет в важнейших областях и не допускать значительного отрыва партнера. Теперь необходимость в этом отпала.
К чести руководителей проекта, надо отметить, что они не пали духом и предприняли энергичные усилия по поиску спонсоров. В результате часть проекта, а именно, целевой поиск удалось возродить в новом проекте «Феникс», который финансируется исключительно за счет пожертвований от частных лиц и компаний. Для продолжения программы требуется финансирование на уровне 3-х миллионов долларов в год.
SERENDIP. Другая программа, которая проводится в настоящее время в США, носит название SERENDIP. Это программа Калифорнийского университета в Беркли. Она рассчитана на прием сигналов от цивилизаций с уровнем развития, близким к нашему (Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations, сокращенно SERENDIP.)
SERENDIP - это программа сопутствующего поиска, она ведется попутно с выполнением основной астрофизической (или прикладной) задачи. То есть, анализируются выходные данные приемной аппаратуры, на которой проводятся обычные радиоастрономические наблюдения. Это позволяет не отвлекая радиотелескопы от выполнения основных радиоастрономических наблюдений, в то же время вести поиск сигналов ВЦ.
К концу 1994 г. с помощью системы SERENDIP-III было обследовано около 30% небесной сферы (практически вся область, доступная наблюдениям с радиотелескопом Аресибо). За все время действия программы было обнаружено около 400 «подозрительных» источников. Однако, к сожалению, данных недостаточно для того, чтобы уверенно приписать им внеземное искусственное происхождение.
Планируется дальнейшее увеличение спектральных каналов до 120 млн. (SERENDIP-IV). Эту систему намечено использовать в Аресибо для наблюдений в диапазоне 21 см. Между тем, проект также столкнулся с финансовыми трудностями, поскольку Конгресс США отказал в выделении необходимых средств (около 12 млн. долларов). Для поддержки этого уникального проекта было создано общество «Друзья Серендипа», со штаб-квартирой в Калифорнийском университе в Беркли, которое возглавляет знаменитый писатель и футуролог Артур Кларк.
Огайский проект. Еще одна крупная программа ведется в Огайском университете США с помощью радиотелескопа Крауса. Телескоп имеет ножевую диаграмму и поэтому очень удобен для полных обзоров неба. Он был использован для проведения 1-го SETI-обзора неба в линии 21 см. Если взять все звезды спектральных классов F, G, K в радиусе 1000 св. лет от Солнца, то в любой момент времени какие-то три из них будут находиться в «поле зрения» (в диаграмме) радиотелескопа. Так как отправитель сигналов и получатель движутся друг относительно друга в пространстве, то вследствие эффекта Допплера частота радиоизлучения в точке приема отличается от частоты в точке излучения. Поскольку отправитель и получатель заранее ничего не знают друг о друге, их относительная скорость неизвестна. Следовательно, неизвестно и смещение частоты в точке наблюдения.
Р.Диксон предложил очень остроумную идею: руководствуясь принципом антикриптографии, каждый из партнеров по связи корректирует частоту сигнала к какому-то общему для всех стандарту частоты. В качестве такого стандарта, согласно Диксону, принимается источник, неподвижный относительно центра Галактики. В соответствии с этим Огайский обзор проводился на частоте радиолинии водорода, скорректированной к центру Галактики.
Наблюдения по программе SETI были начаты в декабре 1973 г. Во время проведения этих наблюдений над обсерваторией поднимался специальный флаг SETI. За время наблюдений обнаружено несколько интересных источников, в том числе, водородные облака, излучающие в очень узкой полосе частот. Но особенно любопытный сигнал был зарегистрирован в августе 1977 г. Он получил название сигнал «Ого-го!» Приблизительно так можно перевести на русский язык тот возглас, который взволнованный оператор записал на ленте самописца около этого сигнала. Очень мощный сигнал, во много раз превышающий уровень шума, наблюдался только в нескольких спектральных каналах. Характеристики его указывали на явно внеземное происхождение, источник его был расположен вблизи плоскости эклиптики. Сигнал наблюдался очень короткое время, а затем исчез и больше не появлялся. Отождествить его так и не удалось. Может быть это и был сигнал ВЦ?!
Проект META/BETA. Наконец, еще одна программа с использованием многоканальных приемников (Mega-channel ExtraTerrestrial Assay, сокращенно META) ведется Гарвардским университетом США совместно с Планетным обществом (Planetary Society).
За 5 лет, с 1986 г. по 1990 г., обследована область неба по склонению от -30^о до +60^о. При этом на волне 21 см область была перекрыта трижды, а на волне 10,5 см - дважды. Обнаружено около 40 «подозрительных» сигналов, из которых наиболее надежными можно считать 8.
ПОИСК СИГНАЛОВ НА ЮЖНОМ НЕБЕ. Австралия. Эксперименты по поиску радиосигналов ВЦ были начаты в Австралии еще в 60-х годах и затем продолжались в 70-е и 80-е годы. Использовался 64-м радиотелескоп в Парксе и антенны станции НАСА в Тидбинбилла. Поскольку сигналов обнаружено не было, этот отрицательный результат был использован авторами для оценки верхней границы времени существования цивилизаций в коммуникативной фазе. При некоторых (достаточно произвольных) предположениях получена оценка 100 миллионов лет. То есть, предполагается, что, если бы время жизни цивилизаций (точнее, длительность коммуникативной фазы) была больше 108 лет, то сигналы, скорее всего, были бы обнаружены. (Если, конечно, ВЦ, вообще, посылают сигналы в этом диапазоне!)
Аргентина. С начала 90-х годов в поиски сигналов ВЦ активно включились аргентинские ученые. 12 октября 1990 г. начался эксперимент по проекту META-II (см. выше). Аппаратура META установлена на 30-м радиотелескопе Аргентинского радиоастрономического института. Наблюдения ведутся ежесуточно по 12 часов в сутки. Предполагается покрыть все южное небо.
При этом предусматривается повторный обзор определенных областей неба, а также наблюдения некоторых близких звезд. Если за 5 лет работы по программе META-I было зарегистрировано около 10 «подозрительных» сигналов, то за 2 года работы по программе META-II - приблизительно столько же. Их источники группируются к плоскости Галактики. Однако природу «подозрительных» сигналов установить так и не удалось.
ПОИСКИ СИГНАЛОВ В ОПТИЧЕСКОМ И ИНФРАКРАСНОМ ДИАПАЗОНАХ. Хотя основные усилия направлены на поиск сигналов в радиодиапазоне, в течение 70-х - 80-х годов было проведено несколько экспериментов по поиску лазерных сигналов в оптическом диапазоне. Основное достоинство оптического канала по сравнению с радиоканалом - более высокая пропускная способность, позволяющая передавать огромное количество информации за сравнительно короткое время, а также гораздо более высокая направленность передающего луча.
При наблюдении с Земли лазерный сигнал будет давать узкую спектральную линию в спектре звезды, около которой расположен лазерный передатчик ВЦ. Следовательно, задача сводится к поиску «звезд-лазеров», обладающих сверхузкими эмиссионными линиями. К этому и сводились упомянутые эксперименты.
Особо впечатляющая программа поиска «звезд-лазеров» проводилась в 70-х - 80-х годах в САО под руководством В. Ф. Шварцмана. Был разработан специальный комплекс аппаратуры МАНИЯ, позволяющий обнаруживать сверхбыстрые, до 10^-7 с временные вариации светового потока и сверхузкие, до 10^-6 ангстем эмиссионные линии. Комплекс предназначен для поиска черных дыр, нейтронных звезд и «звездлазеров». То есть, это пример сопутствующей программы, когда поиск сигналов ВЦ ведется параллельно с решением астрофизических задач.
В число объектов поиска включены также две «звезды Архипова». Согласно гипотезе А. В. Архипова, развитые внеземные цивилизации, располагающие мощностью 10^25 Вт, расходуют для нужд внутренней связи порядка 10^19 Вт (т.е. такую же долю полной мощности, как тратится нами на Земле), используя диапазон 100 - 1000 МГц. Из соображений «экологической безопасности» они размещают свои радиопередатчики на расстоянии 1000 а.е. от их солнца. При наблюдении с Земли такие радиопередатчики могут быть обнаружены около ближайших звезд (находящихся не далее 20 пк). Они будут наблюдаться как радиоисточники с потоком порядка 1 Ян, расположенные на угловом расстоянии около 1 минуты дуги от близких солнцеподобных звезд. Проанализировав каталог близких звезд и каталог радиоисточников на частоте 408 МГЦ, Архипов нашел четыре случая попадания радиоисточника в заданную окрестность звезд спектральных классов F8 - K0. Вероятность случайной проекции, согласно его оценке, составляет 2 х 10^-4. Подобные объекты, по мнению Архипова, могут представлять интерес для программы SETI. Два из четырех объектов Архипова находятся на южном небе. Они и были включены в Аргентинскую программу.
SETI В РОССИИ. К началу 90-х годов эксперименты по поиску сигналов ВЦ в СССР практически были прекращены. Исключение составляет любительский проект «Аэлита», выполняемый в РДЦ «Орленок» (бывший Всероссийский пионерский лагерь ЦК ВЛКСМ). Он включает две программы «Обзор» и «Зодиак». В САО РАН продолжается работа по поиску лазерных сигналов, однако «центр тяжести» этих исследований перенесен в Аргентину.
БУДУЩИЕ ПРОЕКТЫ. Наряду с использованием существующих радиотелескопов, разрабатываются новые проекты SETI, реализация которых станет возможной лишь в ближайшем или более отдаленном будущем.
Один из таких проектов - «Циклоп» - разработан еще в 70-х годах Стенфордским университетом США совместно с НАСА под руководством Б.Оливера. Антенна радиотелескопа с электрически управляемым лучом состоит из большого числа (от 1000 до 10000) зеркал диаметром 100 м каждое. Все они объединены друг с другом и образуют единую систему, эквивалентную сплошной антенне диаметром 5000 м. По своей эффективности система в 10^12 раз превосходит проект «Озма». Но и стоимость ее очень велика (сопоставима с проектом «Аполлон» высадки человека на Луну). Поэтому, хотя проект был разработан еще в начале 70-х годов, он до сих пор не реализован.
Более реальными представляются возможности использования некоторых существующих и строящихся радиотелескопов. Так в Индии заканчивается сооружение гигантского радиотелескопа GMRT. Он состоит из 30-и антенн диаметром 45 м и по своей собирающей площади будет сравним с радиотелескопом Аресибо.
Во Франции проводится реконструкция Большого радиотелескопа в Нансе, одной из причин которой является возможность его адаптации для задач SETI. Планируется использовать радиотелескоп для программы целевого поиска HRMS (приблизительно 200 дней в году в течение последнего десятилетия). В Италии ведутся работы по созданию многоканального спектрометра, который планируется использовать для SETI-обзора неба в диапазоне 408 МГц.
Р.Диксон (США) разрабатывает всенаправленную систему обнаружения для задач SETI, в которой большое число малых антенн соединены с помощью компьютеров в общую систему непрерывного контроля всего неба. В какой-то мере, ее можно считать развитием системы «Обзор», предложенной В. С. Троицким в 1981 г. в Таллине.
Возможности наземных радиотелескопов ограничены. Одним из ограничивающих факторов является поглощение радиоволн в атмосфере Земли, а также шумы, обусловленные собственным излучением атмосферы. Другое ограничение связано с конструкцией радиотелескопов - на Земле невозможно создать точную отражающую поверхность очень больших размеров из-за деформаций, которые испытывает конструкция под действием силы тяжести, а также от ветровых нагрузок. Для радиотелескопов сантиметрового диапазона предельный размер - порядка нескольких сот метров. Всех этих ограничений нет в космическом пространстве. Поэтому использование космических радиотелескопов (КРТ) для задач SETI очень перспективно.
Дополнительные возможности возникают при использовании КРТ в составе наземно-космического радиоинтерферометра. Как известно, чем больше база интерферометра (расстояние между составляющими его антеннами), тем выше угловая разрешающая способность системы. У наземных интерферометров база ограничена размерами земного шара. Если же один или несколько радиотелескопов разместить в космическом пространстве, то размер базы может намного превышать размер Земли.
В Астрокосмическом центре Физического института им. П. Н. Лебедева под руководством акад. Н. С. Кардашева разработан проект «РАДИОАСТРОН», который предусматривает вывод КРТ на орбиту с расстоянием от Земли (в апогее) 100 тыс. км. Работая в паре с наземными радиотелескопами, он образует радиоинтерферометр, разрешающая способность которого будет составлять 10,-6 секунды дуги!
Радиоизображение с таким угловым разрешением позволит обнаружить конструкции размером 100 - 1000 км с расстояния несколько парсек. А конструкции типа сфер Дайсона могут быть обнаружены с расстояния, превышающего размер Галактики. Обсуждается также возможность сооружения радиотелескопа на обратной стороне Луны, защищенной от земных радиопомех. Но конкретных разработок, насколько нам известно, пока нет. Вероятно, это уже проект ХХ1 века.
ГУМАНИЗАЦИЯ SETI. Характеризуя состояние SETI в 90-е годы, нельзя умолчать о тенденции гуманизации SETI. С одной стороны, 90-е годы ознаменовались крупными техническими достижениями, развертыванием исследований и экспериментов, о которых говорилось выше, с другой - проявилось стремление выйти за пределы технической и естественнонаучной проблематики. В России эта тенденция выразилась в создании Научно-культурного центра SETI при Академии космонавтики им. К. Э. Циолковского.
На Западе она проявилась в разработке ряда образовательных программ, основанных на идеях SETI, в более широкой проблематике докладов на научных сессиях SETI. В этом плане надо отметить и Международный междисциплинарный семинар SETI, проходивший в Финляндии в марте 1993. Наконец, по инициативе Дж.Билленгема принято решение провести в 1995 г. во Франции международную конференцию «SETI и общество», на которой предполагается рассмотреть исторические, социологические, политические, психологические, философские, религиозные и др. аспекты SETI. Все это говорит о том, что SETI начинает осознаваться как общенаучная и общекультурная проблема.
Библиография
Вестник SETI. 2000–2002 гг.
Внеземные цивилизации. Проблема межзвездной связи/Под ред. С. А. Каплана. М.: Наука, 1969.
Гиндилис Л. М. SETI в России: последние десятилетия ХХ века//Земля и Вселенная. 2000. N 5 и N 6.
Гиндилис Л. М. SETI: Поиск внеземного разума. М.: Физматлит, 2002.
Ефремов Ю. Н., Гиндилис Л. М. SETI и прогресс астрономии//Астрофизика на рубеже веков. М.: Янус-К, 2001.
Кардашев Н. С. Космология и проблемы SETI//Земля и Вселенная. 2002. N 4.
Кардашев Н. С. Скрытая масса и поиск внеземных цивилизаций//Астрофизика на рубеже веков. М.: Янус-К, 2001.
Проблема поиска внеземных цивилизаций. М.: Наука, 1981.
Проблема поиска жизни во Вселенной. М.: Наука, 1986.
Салливан У. Мы не одни. М.: Мир, 1967.
Сурдин В. Г. Жизнь во Вселенной. Гипотеза панспермии. Формула Дрэйка. Что такое СЕРЕНДИП?/Астрономия. М.: Аванта+, 1997–2002.
Шкловский И. С. Вселенная, жизнь, разум. М.: Наука, 1962, … 1987.
Информационный бюллетень SETI. 1993–2000 гг.
Sagan С. The Cosmic Connection. An Extraterrestrial Perspective. New York: Anchor Press, 1973.
Sagan С. et al. Murmurs of Earth: The Voyager Interstellar Records. New York: Random House, 1978.
Sagan С. Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space. New York: Random House, 1994.
SETI на пороге XXI века. Труды Московской конференции 2002 г./www.astronet.ru:8101/db/msg/1177541.
Эфир 17.09.2002
Хронометраж 00:50.
"Мы знаем, что существуют сотни миллиардов планет, похожих на Землю. Нам также известно, в Галактике встречаются все виды сложных органических молекул. То есть там есть все, что, как нам представляется, необходимо для возникновения жизни.
Поэтому я думаю, что шансы на то, что где-то еще в пределах Галактики есть жизнь, довольно высоки" (Эндрю Симион, директор исследовательского центра SETI Университета Калифорнии в Беркли).
Где искать наших «братьев по разуму» на необъятных просторах Вселенной? Ответ на этот вопрос 55 лет назад попыталась дать уникальная программа «Поиск внеземного разума» SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence).
Поиски родины маленьких зеленых человечков, о которых так много рассказывали уфологи, начался с проекта «Озма», запущенного в 1960 году астрофизиком Фрэнком Дрейком. Команда Дрейка стала прослушивать космос на 25-метровом радиотелескопе «Грин Бэнк» в направлении близлежащих солнцеподобных звезд: тау Кита и эпсилон Эридана.
Проект закончился без результата, но в 1971 году к поиску сигналов подключилось НАСА, предложив план «Циклоп». Он предусматривал использование полутора тысяч радиотелескопов и должен был обойтись чуть ли не в десятку миллиардов долларов. Два десятилетия напряженной работы не принесли никаких открытий, и в 1993 году проект был законсервирован.
Все последующие годы SETI существовал за счет скромных частных грантов и пожертвований. Неожиданно на 55-м году существования программы российский бизнесмен Юрий Мильнер объявил о выделении ста миллионов долларов на десятилетние поиски разумной жизни во Вселенной. Одним из научных консультантов проекта станет всемирно известный физик Стивен Хокинг.
ПО СЛЕДАМ «КЕПЛЕРА»
В 1988 году сильный ураган повалил радиотелескоп «Грин Бэнк», и через двенадцать лет на его месте возник крупнейший полноповоротный и сверхчувствительный радиотелескоп Национальной радиоастрономической обсерватории США.
Стометровая антенна 77-тысячетонного сооружения способна принимать до гигабайта данных в секунду. Радиоастрономы решили вести поиски на более широких частотах, стараясь принять большее количество сигналов. Каждые сутки будет сканироваться одна из 86 экзопланет, выбранных из 1 235 планетарных систем, открытых космическим телескопом НАСА «Кеплер».
«С помощью больших радио- и оптических телескопов мы будем искать электромагнитное или световое излучение, которое может исходить от техники, построенной неким высокоразвитым разумом, живущим на планете, которая вращается вокруг одной из звезд в Галактике», — заявил Эндрю Симион, директор исследовательского центра SETI Университета Калифорнии в Беркли.
Еще одним участником проекта SETI была радиоастрономическая обсерватория в Аресибо (Пуэрто-Рико).
В 1974 году с ее 305-метровой «тарелки», расположенной в жерле потухшего вулкана и подвешенной на трех 110-метровых башнях, была отправлена «межзвездная телеграмма» в направлении шарового звездного скопления М13.
Такой адресат на расстоянии 25 100 световых лет был выбран не случайно, ведь подобные скопления звезд являются старейшими в нашей Галактике, а значит, могут содержать высокоразвитые цивилизации.
«Послание Аресибо» содержало положение Солнечной системы, изображение человека и химические формулы. Правда, с учетом колоссального расстояния, ответ наши далекие потомки получат лишь через 52166 лет.
Ученые Аресибо отобрали планеты с температурой от 0 до 100 градусов Цельсия, лежащие в условном планетарном «поясе жизни».
Последующие наблюдения этого выдающегося тандема радиотелескопов не принесли ничего нового, показав глубокую условность планетарной области жизни. Ведь даже в нашей Солнечной системе в «зону Златовласки» (так называют «пояс жизни» западные астрономы) входят и Венера, и Марс, и Луна...
Тем не менее сам принцип предварительного отбора потенциальных объектов наблюдения с помощью космических телескопов породил новый виток исследований SETI.
ОНИ ОТВЕТЯТ... ДО 2025 ГОДА
Ровно 20 лет назад американские энтузиасты SETI, неудовлетворенные скудным финансированием со стороны Капитолия, НАСА и Пентагона, решили создать собственный исследовательский центр, существующий на частные пожертвования и гранты благотворительных фондов.
Так возник некоммерческий институт SETI в Маунтин-Вью (Калифорния). При этом бессменным директором исследовательского центра SETI на протяжении 35 лет (!) вплоть до 2012 года была известный астроном Джилл Тартер.
Тем, кто читал замечательный роман «Контакт» выдающегося астронома и популяризатора науки Карла Сагана, наверняка запомнилась астрофизик Элли Эрроуэй, посвятившая жизнь поиску разумных радиосигналов из космоса. В одноименном фильме ее самоотверженное служение науке блестяще воплотила Джоди Фостер.
Между тем за образом доктора Эрроуэй стояла именно доктор Тартер, которую хорошо знал Саган. Профессор Тартер считается крупнейшим астробиологом и в свое время была даже названа среди сотни самых влиятельных людей планеты по версии журнала «Таймс».
Уйдя в отставку, профессор Тартер всячески изыскивает минимальнейшие пару миллионов долларов на более-менее стабильную работу института и научного центра. По ее словам, прекращение госфинансирования SETI неминуемо приведет к потерям США в области технологий радиоастрономических исследований.
Именно Тартер стояла у истоков масштабного проекта «Феникс», включавшего исследование тысячи ближайших солнцеподобных светил в радиодиапазоне 1 200-3 000 МГц. В этом проекте использовались чрезвычайно чувствительные приборы, способные в принципе уловить излучение обычного аэродромного радиолокатора на расстоянии сотен световых лет.
За два десятилетия исследовательский центр SETI успел просканировать тысячи звезд, используя скромный для подобного учреждения ежегодный бюджет в 5 миллионов долларов.
В текущей работе и перспективных исследованиях новое руководство института SETI собирается сфокусироваться на кооперации с командой НАСА, обслуживающей телескоп «Кеплер». В то же время доктор Тартер считает, что громадный опыт сотрудников центра SETI поможет обнаружить «чужие сигналы» еще до того, как «Кеплер» и другие космические телескопы отыщут обитаемую планету в «зоне жизни».
Увы! Пока еще единственным и достаточно спорным результатом можно считать сигнал, полученный 5 января 2012 года по направлению от экзопланеты KOI 817.
РАБОЧИЙ ПРОЕКТ МИЛЛИОНОВ
В 1999 году в радиоастрономической лаборатории Университета Калифорнии в Беркли был запущен удивительный «проект миллионов пользователей Всемирной сети — SETI@home». В основе этой необычной миссии было привлечение к работе миллионов интернет-пользователей, желающих участвовать в поисках сигналов инопланетного разума.
Энтузиасты SETI должны скачать из Всемирной паутины специальные программы, работающие в режиме скринсейвера. Эти программы обрабатывают пакеты радиосигналов, принятых радиотелескопами в ходе текущей миссии SETI.
В настоящее время команда поисковиков зеленых человечков пополнилась уже несколькими миллионами пользователей из двухсот с лишним стран. Только электроэнергии они уже потратили более чем на миллиард долларов, хотя это и неощутимо для каждого участника проекта. На сегодня это самый грандиозный научный проект в истории Интернета!
И хотя проект SETI@home так и не обнаружил ни одного разумного сигнала, именно к нему хочет подключиться команда Мильнера, которую уже, кроме Стивена Хокинга, поддержали Джилл Тартер, радиофизик Дэн Вертаймер, возглавляющий проект в Аресибо, и ведущий астроном института SETI Сет Шостак.
Последний уверенно предсказывает, что если задействовать самую дорогостоящую систему телескопов Аллена из 350 антенн, то она «наткнется на сигнал еще до 2025 года».
Олег АРСЕНОВ
Начало проекта SETI датируется 1959 годом , когда в международном научном журнале Nature была опубликована статья Дж. Коккони и Ф. Мориссона «Поиски межзвёздных сообщений» . В этой статье было показано (с анализом достижимой излучаемой мощности и чувствительности радиотелескопов), что даже при тогдашнем уровне развития радиоастрономии (1959 год) можно было рассчитывать на обнаружение внеземных цивилизаций примерно такого же технологического уровня, как земной, при условии, что они обитают на не слишком далёких от нас планетах , в планетных системах звёзд солнечного типа.
Радиоизлучение на длине волны 21 см, частота около 1420 МГц, обусловленное сверхтонким метастабильным переходом между двумя состояниями нейтрального атома водорода , отличающихся взаимной ориентацией магнитных моментов электрона и протона , является универсальной физической величиной (радиолиния излучения нейтрального атомарного водорода во Вселенной). Предполагалось, что любая технологически развитая цивилизация, достигшая технологического уровня земной цивилизации, будет излучать в радиодиапазоне для контактов с другими цивилизациями на этой универсальной частоте. Спектральная плотность мощности помех с частотой ниже 1 ГГц, обусловленных излучением быстро движущихся электронов в газе Галактики и на частотах выше 10 ГГц, которые испускают молекулы кислорода и воды в атмосфере Земли существенно выше, что затрудняет связь на межзвездных расстояниях ), поэтому эта частота предлагалась в качестве приемлемой для поисков по программе SETI.
Однако, поиски искусственных внеземных сигналов на этой частоте и близких частотах ни к чему не привели. В 1960 г. Фрэнк Дрейк инициировал проект «Озма» (названный в честь сказочной принцессы страны Оз); сигналы предполагалось искать при помощи 25-метрового радиотелескопа в Грин-Бэнк, штат Западная Вирджиния . В качестве объектов для поисков сигналов были выбраны две близлежащие звезды солнечного типа - Тау Кита и Эпсилон Эридана .
В 1971 году NASA предложило взять на себя финансирование проекта SETI. Этот проект, известный также как проект «Циклоп», предусматривал использование полутора тысяч радиотелескопов и должен был обойтись в 10 млрд долл. Финансирование было выделено для гораздо более скромного проекта - отправить в космос тщательно зашифрованное сообщение для иных цивилизаций (см.: Послание Аресибо , Обсерватория Аресибо). В 1974 году сообщение, содержащее 1679 бит, было отправлено с гигантского радиотелескопа в Аресибо в Пуэрто-Рико в направлении шарового звездного скопления М13 , расположенного на расстоянии 25 100 световых лет от нас. Это короткое послание представляет собой рисунок размером 23 х 73 точки; учёные обозначили на нём положение Солнечной системы, поместили изображение человеческих существ и несколько химических формул. (Если учесть расстояния, о которых идет речь, ответ можно ожидать не раньше чем через 52 166 лет .
В 1995 году американские астрономы в связи с недостаточным финансированием со стороны федерального правительства решили обратиться к частным средствам. Был основан некоммерческий в Маунтин-Вью , штат Калифорния , и запущен проект «Феникс»; проект предусматривает изучение тысячи ближайших звезд солнечного класса в радиодиапазоне 1200-3000 МГц. Директором института выбрали доктора Джилл Тартер . В этом проекте используются чрезвычайно чувствительные приборы, способные уловить излучение обычного аэродромного радиолокатора с расстояния в 200 световых лет. Начиная с 1995 года Институт SETI с бюджетом 5 миллионов долларов в год просканировал уже больше тысячи звезд. Но ощутимых результатов по-прежнему нет. Тем не менее Сет Шостак , старший астроном проекта SETI , с неувядающим оптимизмом верит, что система телескопов Аллена в составе 350 антенн «наткнётся на сигнал ещё до 2025 года» .
Новаторский подход к проблеме продемонстрировали астрономы из Университета Калифорнии в Беркли: в 1999 г. они запустили в действие проект SETI@home . Идея проекта - привлечь к работе миллионы владельцев персональных компьютеров, чьи машины большую часть времени просто бездействуют. Те, кто участвует в проекте, скачивают из Интернета и устанавливают на своем компьютере пакет программ , которые работают в режиме скринсейвера, а потому не доставляют владельцу никаких неудобств. Эти программы участвуют в расшифровке сигналов, принятых радиотелескопом. До настоящего момента к проекту присоединились 5 млн пользователей из более 200 стран мира; вместе они потратили электричества больше чем на миллиард долларов, но каждому пользователю участие в проекте стоило недорого. Это самый масштабный коллективный компьютерный проект в истории; он мог бы послужить образцом для других проектов, где требуются большие вычислительные мощности. Тем не менее до сих пор проект SETI@home также не обнаружил ни одного разумного сигнала .
Методики
Существует два подхода к поискам внеземного разума:
- Искать сигналы внеземных цивилизаций. Рассчитывая на то, что собратья по разуму также будут искать контакт. Основных проблем данного подхода три: что искать, как искать и где искать.
- Посылать так называемый «сигнал готовности». Рассчитывая на то, что кто-то будет искать этот сигнал. Основные проблемы данного подхода фактически аналогичны проблеме подхода первого, за исключением меньших технических проблем.
Один подход выражен в финансируемой НАСА программе прослушивания электромагнитных сигналов искусственного происхождения - в предположении, что любая технически развитая цивилизация должна прийти к созданию систем радио-телевизионных или радиолокационных сигналов - таких же, как на Земле. Самые ранние на Земле электромагнитные сигналы могли к настоящему времени распространиться по всем направлениям на расстояние почти 100 световых лет. Попытки выделить чужие сигналы, направленные к Земле, до сего времени остаются безуспешными, но число «проверенных» таким способом звёзд меньше 0,1 % числа звёзд, ещё ожидающих исследования, если существует статистически значимая вероятность обнаружения внеземных цивилизаций.
В 1960-1980-е годы SETI скрытно финансировалось (через научные фонды) и использовалось ЦРУ для космической радиоразведки - поиск частот, на которых работали советские спутники и наземные станции .
В новой работе учёные предложили искать «световые» следы внеземных цивилизаций. Так, например, они предлагают регистрировать освещённость ночной стороны экзопланет , (например, светом городов). Предполагая, что орбита планеты эллиптическая , астрономы показали, что можно измерить вариацию блеска объекта и обнаружить, освещена ли его тёмная сторона. При этом, правда, учёные предполагают, что светимость тёмной стороны сравнима со светимостью дневной (у Земли эти величины отличаются на пять порядков).
Кроме этого, учёные намерены искать яркие объекты в поясах Койпера вокруг других звёзд с последующим спектральным анализом их излучения. Астрономы полагают, что такой анализ позволит определить природу освещения - естественное оно или искусственное. Учёные подчёркивают, что все предложенные варианты нереализуемы с помощью существующей техники. Вместе с тем, по их мнению, телескопы нового поколения, как, например, американский «Джеймс Вебб », вполне могут справиться с описанными в работе задачами.
Проект «Джеймс Вебб», который в настоящее время испытывает серьёзные финансовые трудности, должен стать сменщиком «Хаббл ». Диаметр его зеркала, состоящего из нескольких шестиугольных сегментов, будет составлять 6,5 м (у «Хаббла» зеркало - 2,4 м). Сам телескоп, снабжённый защитным экраном, должен будет располагаться в точке Лагранжа L 2 на расстоянии 1,5 млн км от планеты. Пока старт запланирован на май 2019 года .
Исследования в СССР
В России экспериментальные исследования SETI развивались в нескольких направлениях :
- Поиск радиосигналов от солнцеподобных звёзд проводились в САО РАН на радиотелескопе РАТАН-600 в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Исследовалось несколько десятков звёзд, расположенных вблизи эклиптики и несколько ближайших звёзд солнечного типа. Несколько звёзд наблюдались также в оптическом диапазоне с помощью 6-метрового рефлектора БТА . Ни у одной из исследованных звёзд не было обнаружено превышение потока излучения над шумами.
- Поиск сфер Дайсона , то есть гипотетических астроинженерных конструкций, предположительно сооружаемых внеземными цивилизациями около своих звёзд, ведётся в Астрокосмическом центре ФИАН под руководством академика РАН Н. С. Кардашева. Предполагается, что эти сферы поглощают большую часть энергии звезды и переизлучают её в инфракрасном, субмиллиметровом и миллиметровом диапазонах - в зависимости от температуры конструкций. Такие источники должны иметь спектры, близкие к спектру чёрного тела с эффективной температурой от 3 до 300 К.
Оценки проекта
Откровенное отсутствие результатов после нескольких десятилетий тяжелой работы вынуждает сторонников активного поиска внеземного разума искать ответы на трудные вопросы. Одним из очевидных недостатков проекта можно назвать тот факт, что поиск идет только на определенных частотах радиодиапазона. Есть предположения, что иные цивилизации вместо радиосигналов используют лазерные (англ.) . Современные приборы оптической связи работают на технологии FSO (Free Space Optics) .
Ещё одним недостатком, очевидно, может оказаться неправильный выбор радиодиапазонов. Внеземные цивилизации, если они существуют, могут использовать самые разные методы сжатия. Вполне может быть, что, вслушиваясь в сжатые сообщения, распределенные к тому же на несколько частотных диапазонов, можно услышать только «белый шум» .
В своей книге «Физика невозможного» др. Митио Каку повторяет оптимистические заявления: «Учитывая стремительное продвижение программы SETI и обнаружение всё новых внесолнечных планет, контакт с внеземной жизнью <…> может произойти уже в этом столетии» .
Критика
В то же время многие критикуют проект не только за недостаточную продуманность методик поиска, но и сами основополагающие идеи. Например, Питер Сченкель, оставаясь сторонником проектов SETI, написал, что «В свете последних достижений мы стали глубже проникать в суть вещей, и лучшим ходом представляется унять чрезмерную возбужденность и прагматично рассмотреть факты… Мы должны спокойно признать, что ранние предположения о существовании может быть миллионов, сотен тысяч или десятков тысяч передовых внеземных цивилизаций в нашей галактике более не надежны».
Существует мнение о том, что проект SETI может нести серьёзную опасность. Предполагается, что высокоразвитая инопланетная цивилизация может использовать радиосигналы в качестве информационного оружия или средства собственного распространения .
См. также
Примечания
- Article in TIME Magazine «Earth-like Planets May Be Less Common than We Think» By Michael D. Lemonick Read more: http://www.time.com/time/health/article/0,8599,2095436,00.html#ixzz2BdEzZvI9
- Cocconi G., Morrison P. Searching for interstellar communications // Nature. 1959. Vol. 184. P. 844-846.
Поиск внеземных цивилизаций не прекращается ни на минуту. Скорее наоборот — около четырёх миллионов компьютеров во всём мире занимаются обработкой данных, полученных телескопом Arecibo. Диапазон поиска, между тем, начинает сужаться.
Мы уже писали про проект SETI@home, в частности, и про распределённые вычисления — в общем.
Напомним же вкратце, что это есть такое.
SETI@home является логическим продолжением нашумевшей в своё время программы SETI — Search for Extra-Terrestrial Intelligence (поиск внеземного разума). Проект был грандиозен, но пока мы ограничимся повествованием о том, как появилась программа SETI@home.
Итак, суть программы состоит в том, что подлежащие данные, полученные радиотелескопом Arecibo, распространяются по всему миру — миллионы компьютеров выполняют отдельные вычислительные операции, после чего результаты «сливаются» обратно и подвергаются дальнейшему анализу.
Получение результатов — наиболее ресурсоёмкий процесс, требующий огромных вычислительных мощностей, посему распределённые вычисления оказываются тут просто-таки спасением.
Спасительная для всей программы поиска внеземного разума SETI идея создания сети распределённых вычислений пришла в умные головы Дэвида Джиди (David Gedye) и Крейга Каснова (Craig Kasnoff). Они разработали научный план, и представили его на пятой международной конференции по Биоастрономии в июле 1996 года.
Проект был принят на ура. На следующий год был разработан программный код, который, собственно, и выполняет основную работу: анализирует шум с телескопа Arecibo в поисках того, что может быть сигналом от других цивилизаций.
Разработки серверного и клиентского ПО продолжались до 1999 года, когда и состоялся официальный запуск проекта.
Клиент SETI@home, оформленный в качестве скринсейвера.
PR-расчёт оказался исключительно удачным, даже более удачным, чем предполагали создатели программы. Всем желающим предлагается помочь науке, при этом у каждого имеется небольшой шанс стать именно тем самым человеком, который поймал сигналы инопланетной цивилизации.
И всё это — не выходя из дома. Или с работы. Причём вычисления особо много ресурсов не требуют, даже если клиент графический и оформлен под скринсейвер (собственно, скринсейвер отображает работу основной программы, выполняющей вычисления).
На самом же деле ваш компьютер занимается «процеживанием», фильтрацией отдельных фрагментов шума, полученного Arecibo, и поиска в нём «золотых зёрен».
Желающих «причаститься» на данный момент уже оказалось более четырёх миллионов человек. Чем больше участников, тем выше совокупная производительность.
В какой-то момент организаторы программы даже испугались, что данные начнут поступать медленнее, чем их можно будет обработать.
Пока же данные не кончились, но и никаких точных результатов получить не удалось.
Однако сформировалось нечто вроде шорт-листа источников сигналов, на которых отныне радиообсерватория Arecibo и сосредоточит своё внимание.
18 марта 2003 года телескоп Arecibo будет сутки работать исключительно на SETI@home, то есть изучать только наиболее «подозрительные» радиосигналы — со всего лишь 150 источников.
Надо сказать, что настрой у ведущих специалистов программы не слишком боевой. «Шансы — 1 к 10000, что один из этих сигналов действительно окажется приветом от чужих цивилизаций, — сказал Дэн Вёртимер (Dan Werthimer), один из руководителей SETI@home.
Но если им удастся-таки обнаружить нечто похожее на сигнал от инопланетян, то они „будут прыгать вокруг и обрывать телефоны обсерваторий в Англии и Германии“. Им понадобится независимое подтверждение, чтобы убедиться, что это не сбой в программном обеспечении и не студенческие шуточки».
Телескоп Arecibo крупным планом. Это целый кратер, выложенный металическими листами, и превращённый, таким образом, в гигантскую антенну-"тарелку".
Источники радиоволн, которые намерены исследовать учёные, были выбраны по одному принципу: чёткость и повторяемость сигнала, исходящего из одной и той же точки. Обычно такие сигналы, в связи с перемещением антенн телескопа, длятся в течение 12 секунд и по форме напоминают колокол.
В закладки
20 июля русский бизнесмен Юрий Мильнер заявил , что вложит свои личные 100 миллионов долларов в поиск внеземных цивилизаций. В ходе проекта, который, по словам Мильнера, займёт не меньше десяти лет, будет арендовано время пользования самыми мощными на планете телескопами, а также получит финансирование группа специалистов для обработки огромного количества данных. Среди трат Мильнера есть конкурс с призом в один миллион долларов на лучшее послание инопланетным цивилизациям. Отправлять его, кстати, пока никто не собирается: вся деятельность проекта направлена на обнаружение потенциальных сигналов от других цивилизаций.
Обозреватель TJ Иван Талачёв узнал, какие организации занимаются поисками внеземных форм жизни и каковы результаты их деятельности на сегодняшний день.
Ищу тебя
Звёздное небо, когда мы видим его безоблачной ночью, кажется нам абсолютно безграничным. Из памяти при этом ускользает факт, что с Земли видно лишь сотую часть звёзд галактики Млечного Пути.
Но даже если бегло сосчитать сколько из них находятся во всей нашей галактике, сколько из них подобны по характеристикам нашему Солнцу, вокруг скольких из них могут вращаться подобные Земле планеты, и допустить, что жизнь могла зародиться хотя бы на одном проценте из них, то получается, что на 100 миллиардах подобных нашей планет должно находиться от нескольких тысяч до сотен миллионов цивилизаций, способных на контакт с нашей. Эти числа были впервые озвучены Фрэнком Дрэйком в 1961 году и формула, в результате которой они получились, была названа «формулой Дрейка».
Допустим, формула Дрейка всё-таки правдива, несмотря на то что большинство переменных в ней носят гипотетический или даже спекулятивный характер. Появляется логичный вопрос: «Где же эти все формы жизни, где следы их деятельности и посылаемые ими сигналы?». Он имеет собственное название в научных кругах и именуется «парадоксом Ферми».
Чтобы примирить гипотезу о том, что существуют миллионы разумных цивилизаций вроде нашей и ответный вопрос о том, куда они пропали, мировое научное сообщество придумало несколько любопытных теорий, которые могли бы объяснить несоотвествие между цифрами Дрейка и фактами Ферми.
Одна из таких теорий называется «теорией Великого Фильтра» и была высказана учёным Робином Д. Хэнсоном в 1996 году. Заключается она в том, что на неизвестном этапе развития жизни какие-либо факторы или переменные не дают цивилизациям развиваться до того уровня, на котором их следы деятельности могут быть заметны стороннему наблюдателю. В частном случае с Землёй можно одинаково легко предположить, что «Великий Фильтр» был нами пройден при эволюционном скачке, обусловившем возникновение нашего вида, либо ему ещё только предстоит сыграть свою роль, например, при применении оружия массового поражения. У жителей нашей планеты достаточно средств прекратить на ней практически любую жизнь или даже уничтожить саму планету (ядерное вооружение, Большой адронный коллайдер).
Возможен и вариант, при котором разумые цивилизации принципиально не отправляют сигналы в космос, преполагая, что контакт с любой формой жизни может привести к неизвестным последствиям. Существует теория, согласно которой Земля является специально изолированным участком, с которым запрещено по тем или иным причинам контактировать разумным цивилизациям Вселенной. Нельзя забывать и о возможности, что внеземные цивилизации уже совершили с нами контакт или просто находятся среди нас.
Какая бы из теорий ни была верна, какие переменные в уравнение Дрейка ни подставляли бы, нельзя забывать что человечество недалеко ушло в освоении внеземного пространства. Мы не высаживались нигде кроме собственного спутника, самый удалённый от Земли объект человеческого происхождения (спутник Voyager 1), находится за пределами Солнечной Системы, но по космическим меркам расстояние в 0,002 световых года считается микроскопическим. Даже найденная NASA 24 июля планета Kepler 452b находится на расстоянии 1400 световых лет от нас, что значит, что любой сигнал, полученный от возможной формы жизни на ней, будет датирован как минимум полутора тысячелетиями.
Система телескопов Аллена
Галактическая прослушка
Попытки уловить и расшифровать сигналы из космоса начались вместе с изобретением беспроводных средств связи. Ещё Никола Тесла в ходе своих экспериментов в Колорадо Спрингс в 1899 году, по собственному мнению, уловил некие послания с Марса, выражающиеся в повторяющемся сигнале статики. Более поздние иссследования показали, что полученные Теслой данные не были сообщениями, а лишь доказательством того, что Тесла не до конца изучил суть радиопередач и даже, возможно, поймал радиопередачи Маркони, проводившиеся в это время в Европе.
За следующие шестьдесят лет неоднократно предпринимались попытки получить послания с Марса, других планет Солнечной Системы или из-за её пределов. С определённого момента появилась необходимость объединить все эти усилия. Так и появилась организация SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence).
Годом её основания принято считать 1959-й, когда Филип Моррисон и Джузеппе Коккони опубликовали свою статью в журнале Nature, где впервые упомянули о возможности использовать достижения современной радиоастрономии для наблюдения за космосом и получения сообщений от цивилизаций, примерно равных нашей по уровню развития и находящихся в относительной близости от Земли и Солнечной системы.
Из всего радиоспектра была выбрана, так называемая «водяная дыра» - участок частот между 1420 и 1666 Мгц. Длина волны сигнала на этих частотах колеблется от 18 до 21 сантиметра. Такую же длину имеет спектральная линия гидроксила и атомарного водорода - двух ключевых компонентов воды. Бернард Оливер, автор термина «водяная дыра» предположил, что для цивилизации, имеющей способность передавать радиосигналы, вода, как и для нас, является основным компонентом жизнедеятельности и развития.
Исходя из общности физических законов для всех участков Вселенной (спектральные линии имеют одинаковую длину что на Земле, что на Альфе Центавра), Оливер предложил вести прослушивание и возможные передачи именно в пределах «водяной дыры», так как более-менее развитые инопланетяне, научившиеся передавать и получать сигналы и имеющие понятие о спектральном анализе, скорее всего, будут передавать любые свои сообщения вглубь космоса именно в этом диапазоне.
Первый эксперимент в рамках SETI состоялся 1960 году. Автор уравнения Дрейка Фрэнк Дрэйк с помощью 25-метрового телескопа в Грин-Бэнк, штат Западная Вирджиния, попытался перехватить сигналы из районов двух известных тогда ближайших звёзд, напоминающих по характеристикам наше Солнце - Тау Кита и Эпсилон Эридана. Попытки ни к чему не привели, Дрэйк не получил никаких существенных данных для анализа.
Пол Аллен
И если после этого эксперимента SETI ничего не получила из космоса, то на Земле начался настоящий бум поисков сигналов от инопланетян. В семидесятых SETI получала средства от NASA, но невероятный эксперимент «Циклоп» был закрыт из-за своей астрономической стоимости в 10 миллиардов долларов. Поиски продолжаются, но результатов всё нет. SETI принципиально не принимает финансирование от государств напрямую, обходясь вложениями частных лиц. Для контроля деятельности и финансирования была создана организация SETI Institute.
Среди меценатов SETI почётное место занимает соучредитель Microsoft Пол Аллен, за десятки лет вложивший в SETI 30 миллионов долларов. В честь него называется последняя разработка Института SETI «Система телескопов Аллена», которая насчитывает 42 тарелки диаметром 6 метров (запланировано 350 тарелок) и, по заявлениям администраторов проекта, обязательно наткнётся на сигналы инопланетных цивилизаций до 2025 года.
Самой интересной для обывателя инициативой SETI остаётся SETI@Home - возможность с помощью специальной программы «арендовать» вычислительные мощности своего компьютера, соединённого с интернетом для удалённой работы его в составе кластерного суперкомпьютера, предназначенного для расшифровки и обработки входящих данных со станции наблюдения SETI в обсерватории Аресибо. В разное время количество добровольных участников проекта разнилось, однако по данным на 2015 год составляет почти полтора миллиона пользователей, объединенных в компьютер с вычислительной мощностью 667 терафлопс (примерно 320 графических систем консолей Sony PlayStation 4).
Обсерватория Аресибо в Пуэрто-Рико
SETI на данный момент занимается в основном прослушиванием сигналов из космоса и поиском их источников. Однако среди учёных чаще начинают звучать предложения начать отправку сигналов в космос. Сложно сказать что земляне до сих пор молчали: радиотелескоп Аресибо в Пуэрто-Рико уже отправлял сообщение в глубины галактики в 1974 году.
Бинарное сообщение размером в 210 байт включает в себя числа от одного до десяти, атомарные номера водорода, углерода, азота, кислорода и фосфора, формулы сахаров и оснований нуклеотидов ДНК, стилизованную фигуру человека, графическую схему Солнечной Системы и данные о телескопе Аресибо. Ждать ответа на сообщение из Аресибо придётся очень долго: до Шарового скопления M13, куда направлен сигнал, он будет путешествовать примерно 25 тысяч лет, и даже при условии, что его реципиенты ответят незамедлительно, ответа в любой форме имеет смысл ожидать примерно через пятьдесят тысячелетий.
С нашей планеты вот уже почти сотню лет так или иначе «утекают» радио- и телепередачи. Цивилизации в сотне-другой световых лет от нас уже скоро могут получить их. Контакт с расой инопланетян, имеющей мнение о нас по нашему телеэфиру был бы интересной темой для фантастического романа, но пока что и эти сигналы остаются без ответа.
По поводу контактирующих сообщений в SETI и в научном сообществе уже наметился раскол. Отделившаяся от SETI ячейка, переименовавшаяся в Active SETI или МETI (Messaging to ExtraTerrestrial Intelligence, «Отсылка Сообщений Внеземным Цивилизациям») считает, что лучший способ найти инопланетную жизнь состоит в рассылке сигналов и сообщений во все уголки Галактики. Среди противников такого подхода находится, например, Стивен Хокинг, считающий, что рассылка сигналов может привести к самым неожиданным последствиям и опасающийся их перехвата более развитыми и враждебными по тем или иным причинам цивилизациями.
Сигнал с наблюдаемой телескопом Kepler планеты KOI817
Входящие сообщения
К большому сожалению, больше чем за пятидесятилетнюю историю SETI, похвастаться однозначными результатами организация не может. Причин много: зачастую недостаточное или обрывочное финансирование, отсутствие чётких астрономических целей для поиска и размытые категории сигнала, который можно было бы без сомнений признать искусственным и происходящим от чужой цивилизации.
Первый прорыв SETI состоялся в 1977 году, когда Джерри Эйман во время пользования телескопом «Большое ухо» университета Огайо зарегистрировал сигнал, по всем характеристикам совпадающий с ожидаемым от наблюдений SETI. Восторг Эймана был настолько велик, что он обвёл данные сигнала на бумаге красной ручкой и сделал пометку «WOW» на полях. Радость учёного не была разделена сообществом: неоднократные попытки повторно зафиксировать сигнал, в том числе с помощью оборудования, в разы превосходящего «Большое ухо» по мощности, не увенчались успехом, а все гипотезы о его происхождении не находили достаточно данных для подтверждения.
Распечатка сигнала с исторической пометкой Эймана
Следующий прорыв SETI случился почти через тридцать лет наблюдений. В 2003 году сигнал под названием «SHGb02+14a» был принят радиотелескопом Аресибо и обработан мощностями SETI@Home. Сигнал определённо соответствовал всем требованиям SETI: передавался по диапазону «водяной дыры» и повторился в течение минуты трижды. Но радость длилась недолго: при анализе источника сигнала оказалось, что в районе Галактики откуда он родом нет звёзд в пределах 1000 световых лет, а сила вместе с радиоданными сигнала позволяют трактовать его либо как сбой оборудования в Аресибо, либо как космический шум или неизвестное пока науке космическое явление естественного происхождения.
В январе 2012 года в SETI зафиксировали радиосигнал, отправляемый с одного из экзопланетарных кандидатов (землеподобных планет, по теории Дрейка рассыпанных по всей Галактике) под названием KOI 817. SETI обработали сигнал и позднее пришли к выводу, что он являлся помехами.
В SETI не склонны к сенсационализму или погоне за громкими заявлениями. И «Вау», и «SHGb02+14a» официально не считаются организацией сигналами внеземного происхождения, так как в ходе всех дополнительных наблюдений и исследований этих передач так и не появилось точной уверенности в том, что эти сигналы являются передачами от разумных форм жизни из другого края Вселенной.
Что дальше
За неделю до заявления Мильнера об открытии Breakthrough Listen на сайте Science 2.0 появилось большое интервью с членами проекта SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence). В беседе учёные помимо прочего заявили, что SETI и всем организациям по поиску внеземных форм жизни требуется намного большее финансирование, чтобы начать приносить серьёзные результаты. Теперь наработки SETI получат необходимое развитие и правильное применение.