«Почти ничего не сделано для поиска внеземных цивилизаций»

Александр Панов — о научной филантропии и миллионах звезд, которые нужно просмотреть. Материал издания «Приличные люди».

Контакты с внеземными цивилизациями не состоялись, поскольку ученые пока просмотрели всего пять тысяч звезд, а установки, которыми они пользуются, не покрывают небо полностью. О том, как происходит поиск разума в космосе, рассказывает Александр Панов, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник института ядерной физики МГУ (НИИЯФ МГУ).

Проблему поиска внеземного разума можно сформулировать так: если мы что-то хотим найти, то должны хотя бы приблизительно понимать, что мы ищем. Иначе мы будем искать не там и не так, или что-то найдем и не поймем, что нашли.Очевидно, мы ищем форму разума: другой цивилизации мы не знаем. Причем найти мы можем только цивилизацию на более высокой ступени развития, прошедшую фазу «технологический взрыв». На Земле сейчас как раз технологический взрыв: это короткое событие, длительностью лет в 200. У цивилизации, которую мы найдем, возраст будет как минимум от 10 тыс. лет после технологического взрыва: то есть она будет совсем непохожа на нашу.

«Если мы начнем производить слишком много энергии, то расплавим свою планету»

Самое полезное, что может предложить футурология, — классификация внеземных цивилизаций по шкале Кардашева. Согласно этой шкале цивилизации бывают трех типов. Первый тип — вроде нашей, живущие на одной планете. Это связано с проблемой энергопотребления и производства энергии: мы не можем производить слишком много энергии, потому что если начнем, то расплавим свою планету. Второй тип — околозвездные: их место обитания — не одна планета, а околозвездное пространство. Они производят энергию, сопоставимую с энергией их собственной звезды. Третий — цивилизации, живущие в масштабе галактики: но это уже фантастика, которая не оказывает влияния на практические исследовательские программы. Если подобные цивилизации и есть, они найдутся сами, без специальных астрономических наблюдений. Таким образом методики поиска адаптированы к цивилизациям двух первых типов.

Можно ли заранее понять, каков объект, который мы ищем? Можно предположить, что мы ищем что-то похожее на наше собственное будущее. О завтрашнем дне рассказывает дисциплина «футурология»: она не является наукой, но зато предлагает модели будущего — на их основе строятся поиски в настоящем.

«Расстояние до ближайшей цивилизации не меньше, чем 1000 световых лет»

Цивилизации второго типа могут потреблять колоссальные количества энергии. Если они захотят передавать информацию в космос, то могут сделать всенаправленный постоянно действующий маяк. Это яркий луч радио- или оптического диапазона, который будет непрерывно светить во все стороны. Поэтому, в какой бы отдельно взятый момент мы не посмотрели на цивилизацию второго типа, мы ее увидим.

Цивилизация первого типа не может этого сделать. Если она хочет передать информацию о себе другим, то, как вариант, может создать узконаправленный мощный радиолуч или оптический луч. Луч не покроет все небо — энергетики не хватит — но с его помощью можно сканировать небо. Второй вариант поиска — выделить звезды-кандидаты на существование другой цивилизации и сканировать их одну за другой. Здесь ученые опираются на формулу Дрейка: согласно ей расстояние до ближайшей цивилизации не меньше, чем 1000 световых лет. На этом расстоянии таких звезд-кандидатов около 1 млн штук. Цивилизации первого типа придется просканировать этот миллион кандидатов.

Что нужно, чтобы найти цивилизацию первого типа — такую же, как мы? Поскольку сигнал редкий, придется непрерывно следить за всем небом.

«Мы ничего не нашли, но хотя бы уверены в том, что делали»

Все программы поиска строятся примерно одинаково, начиная с 1960-ых годов, когда Фрэнк Дрейк реализовал проект «Озма».

Делается вот что: берется обычный радиоастрономический телескоп; мы выбираем звезды; направляем телескоп на одну звезду; смотрим на нее некоторое время; сигнал отсутствует — мы прекращаем на нее смотреть, и смотрим на другую звезду. Так перебираются звезды одна за другой. В настоящее время нами просмотрено около 5 тыс. звезд.

Опять же: мы обнаружим сигнал только в том случае, если звезда светит на нас непрерывно. То есть методика нацелена на поиск цивилизации второго типа. Хотя нам может очень сильно повезти в случае с цивилизацией первого типа — если мы посмотрим на звезду в тот момент, когда она будет нас сканировать, но вероятность этого исчезающе мала.

Существует программа, которая реализуется фондом Breakthrough Initiatives: ее основатель научный филантроп и владелец DST Global Юрий Мильнер. Есть два телескопа, один из которых установлен в Австралии, а другой — в США: ученые наблюдают за каждой звездочкой полчаса. Хотя, конечно, может быть, мы посмотрели на звезду полчаса, а она передала нам сигнал, когда мы уже отвернулись. Где-то году в 2017-м, на одном из заседаний Breakthrough Initiatives говорилось, что нам нужно не это, а системы, которые наблюдают за небом 24 часа в сутки. Но таких действующих методик практически нет.

Наша программа на РАТАН-600 (сокращение от радиоастрономический телескоп Академии наук — Прим. ред.) была устроена по-другому. У нас было немного объектов, которые мы наблюдали — всего 30. Но зато мы каждый объект наблюдали многократно — несколько суток. Мы ничего не нашли, но уверены хотя бы в том, что делали.

«Реально рассчитывать на прием сигнала можно будет, когда мы сможем просматривать небо в режиме 24 часа в сутки»

Тем не менее просмотр всего неба можно сделать в оптическом диапазоне. Для этого хватит лазера ограниченной мощности, который в наносекунды выдает мегаджоули энергии. Такие существуют на Земле и используются в программе термоядерного синтеза. Лазер передает сигналы от звезды к звезде, и они могут быть приняты на любых внутригалактических расстояниях, даже сотни-тысячи световых лет. Все небо лазер не сможет осветить: это будут короткие порции сигналов в неизвестном заранее направлении, но все-таки вопрос решится уже существующими средствами.

Теперь о том, что надо было бы сделать: нам нужен радиопросмотр всего неба сразу. Требуется антенная решетка; должно быть сделано огромное поле, утыканное маленькими антеннками. Потом к этому массиву присоединяется суперкомпьютер колоссальной мощности, и рисуются диаграммы направленности, которыми можно покрыть все небо. Но этой системы не существует: пока еще никто не сосчитал ее стоимость.

Есть такой экспериментальный комплекс TAIGA в Тункинской долине, в 50 км от озера Байкал: со множеством оптических станций. Его чувствительности хватает, чтобы регистрировать инопланетные лазеры. В этой местности хороший астроклимат: облаков нет, чистое небо, длинные темные ночи. И один сезон уже обработан: приборы зарегистрировали похожее событие, которое оказалось атмосферным ливнем. Кроме того, были зафиксированы сигналы от настоящего космического лазера, установленного на спутнике: спутник летает вокруг Земли. Хотя лазер и земного происхождения, но мы точно знаем, что наша методика работает.

К лету этого года мы надеемся получить сигналы по четырем сезонам. Мне очень интересно, что там будет, поскольку установка растет: к ней добавляется все больше и больше оптических станций. Растет ее площадь, и нам все труднее и труднее перепутать сигнал от космического лазера с сигналом широкого атмосферного ливня: шумы падают, условия улучшаются.Реально рассчитывать на прием сигнала от цивилизации первого типа можно будет тогда, когда мы сможем просматривать небо в режиме 24 часа в сутки. По-настоящему всенаправленные инструменты появятся не скоро: сейчас все небо мы покрыть не можем. Но мы движемся в правильном направлении. Это займет несколько десятков лет.

Записала Анна Черноголовина. Это материал издания «Приличные люди». Подписаться на телеграм-канал "Приличные люди" можно здесь.

***

Фрагмент из лекции Александра Панова «Поиск внеземного разума по науке», которая состоялась в рамках серии мероприятий Политехнического музея «Бранч с ученым». Посетители событий из первых рук узнают последние новости о том, что происходит в научных лабораториях.