Тайны инопланетных цивилизаций. Они уже здесь - Антон Первушин

Что ищем?

В настоящее время в поисках внеземных цивилизаций методами радиоастрономии можно выделить следующие направления.

Первое. Поиск узкополосных сигналов от конкретных астрономических объектов. В основном он ведется на частотах радиолиний водорода 21 сантиметр, гидроксила — 18 сантиметров и водяного пара — 1,35 сантиметра. Для этого применяются крупнейшие радиотелескопы и весьма совершенная высокочувствительная многоканальная приемная аппаратура, содержащая десятки, сотни, тысячи, вплоть до миллиона спектральных каналов и позволяющая проводить анализ спектра в реальном времени. В отдельных экспериментах была достигнута разрешающая способность в несколько герц и даже долей герца. Основное внимание уделялось ближайшим звездам солнечного типа, в некоторых случаях — другим объектам (близким галактикам, шаровым скоплениям).

Второе. Поиск импульсных сигналов неизвестного направления. Здесь использовались как обзоры неба с помощью крупных радиотелескопов (проводившиеся с целью поиска пульсаров), так и наблюдения с ненаправленными антеннами, охватывающие весь небесный свод. Последние эксперименты обладают относительно низкой чувствительностью и рассчитаны на обнаружение только самых сильных сигналов.

Третье. Исследование некоторых «особых» объектов: центр Галактики, изучение статистической структуры радиоисточников. Особняком стоит радиообзор в линии 21 сантиметра, выполненный на Огайской обсерватории.

Предпринимаются попытки включить поиск сигналов внеземных цивилизаций в программу изучения небесных тел. Так, группа исследователей из Калифорнийского университета в Беркли и Лаборатории реактивного движения (США) сконструировала специальное устройство («SERENDIP»), предназначенное для сопутствующих поисков внеземных цивилизаций. Оно представляет собой относительно простой автоматизированный 100-ка-нальный спектральный анализатор, который работает параллельно с основной аппаратурой, исследуя промежуточную полосу частот. При этом осуществляются поиск и запись на магнитную ленту любых сильных сигналов, наблюдающихся только в одном спектральном канале — 2,5 кГц. Такое приспособление использовалось на обсерватории Хэт Крик при наблюдениях с помощью 26-метрового радиотелескопа на волнах б, 18 и 21 сантиметра. Сам телескоп работал по астрономической программе. С 1979 года подобное устройство («SERENDIP-2») применяется на 64-метровом радиотелескопе НАСА в Голдстоуне. Поиск осуществлялся в направлениях, которые определялись положением космических объектов НАСА на небесной сфере.

Любопытный пример сопутствующих наблюдений был продемонстрирован на 64-метровом радиотелескопе НАСА — в Австралии. Ученым удалось уговорить руководство НАСА, чтобы во время ремонта механической части антенны радиотехническая аппаратура продолжала функционировать. Они установили 256-канальный анализатор спектра и с его помощью провели наблюдения на частотах 8 и 22 ГГц той части неба, куда смотрела антенна. Когда график ремонта позволял, антенна смещалась по высоте, и таким образом был проведен частичный обзор неба.

На каких частотах ищем?

Возможно ли определить оптимальные частоты, на которых с наибольшей вероятностью вещает другая цивилизация? Не стоим ли мы перед неразрешимой задачей, пытаясь угадать, на какой волне передают свои послания существа с иными взглядами на мир?

Можно полагать, что другие цивилизации, скорее всего, выбрали бы такую же частоту, как и наша, поэтому можно надеяться определить наилучшие частоты для поиска.

Нужно научиться отличать радиопередачи, которые цивилизация использует в своих внутренних целях и которые мы можем лишь «подслушать», от посланий, целенаправленно переданных другим цивилизациям или по крайней мере в межзвездное пространство в надежде, что они будут кем-то приняты. Хотя эти две цели отчасти совпадают, тем не менее, опираясь на собственный опыт, мы знаем, что радио- и телевизионные передачи организуются у нас исключительно для земной аудитории (вряд ли радио и телевидение преследуют иные цели). В то же время легко убедиться том, что эти диапазоны обладают решающими преимуществами над другими диапазонами, их можно рекомендовать для связи любого типа. Самая главная причина использования радиоволн для межзвездной связи обусловлена экономичностью такого способа обмена информацией. При исследовании Галактики преимущество радиоволн над видимым светом для дальней связи быстро становится очевидным. Мы не можем сфотографировать ядро Галактики или спиральные рукава за ним, потому что находящиеся в галактическом диске газ и пыль поглощают свет далеких звезд. Однако относительно легко «видеть» эти области с помощью радиоволн почти всех частот, за исключением нескольких, на которых поглощают атомы и молекулы межзвездной среды, а в Солнечной системе радиоволны легко проникают сквозь облака Венеры. Если осуществлять связь оптическими методами, то луч, посланный, например, из другой планетной системы с помощью мощного лазера в сочетании с гигантским телескопом, будет вынужден соперничать с колоссальным потоком излучения в оптической области от самой звезды. Значительно легче передавать послания в радиодиапазоне, где уровень излучения звезды гораздо ниже.

Однако существует космический фон радиоизлучения, обусловленный двумя источниками: реликтовым излучением, оставшимся от начальных стадий расширения Вселенной, и синхротронным излучением, генерируемым электронами при их движении по винтовым траекториям вдоль силовых линий магнитных полей. Эти два источника ограничивают «радиоокно» в спектре электромагнитного излучения, относительно свободное от помех, и можно ожидать, что именно в пределах этого окна осуществляется связь между технологически развитыми цивилизациями.

Вопрос о возможностях связи с другими мирами впервые обсуждался в 1959 году Моррисоном и Коккони. Они указали, что наиболее подходящей частотой, на которой сигнал искусственного происхождения следует искать в первую очередь, является частота 1420 МГц, соответствующая переходу между подуровнями сверхтонкой структуры в атомах водорода. Некоторые атомы в результате столкновений переходят на верхний подуровень и затем излучают на этой характерной частоте. Поэтому в нашей Галактике и в других спиральных галактиках, межзвездный газ которых на 90 % состоит из водорода, непрерывно испускается радиоизлучение на частоте 1420 МГц с длиной волны 21,1 сантиметра. Любое разумное существо, которое изучает нашу Галактику, должно знать о радиоизлучении на этой частоте, наиболее распространенном и вездесущем. Более того, излучение с частотой 1420 МГц может распространяться на большие расстояния и затем регистрироваться. Наконец, в полосе вокруг частоты 1420 МГц меньше всего помех.

Благодаря эффекту Допплера и движениям атомов водорода в Галактике как по направлению к нам, так и от нас целая полоса частот от 1419 до 1421 МГц заполнена радиоизлучением нейтрального межзвездного водорода. Это излучение, которое многократно поглощается и вновь переизлучается, позволило построить карту распределения межзвездного водорода в Галактике путем исследований в полосе частот от 1419 до 1421 МГц. Но за пределами этой довольно узкой полосы условия гораздо лучше. Как мы уже упоминали, на частотах несколько выше или несколько ниже 1420 МГц сравнительно немногие атомы и молекулы служат естественным источником помех для радиосигналов. Однако приходится считаться и с шумами, создаваемыми человеком: только обеспечив надежную защиту от помех в полосе шириной несколько мегагерц вокруг частоты 1420 МГц, радиоастрономы смогли продолжить свою работу на Земле!

Предположим, что наша или любая другая цивилизация по «естественным» причинам выбрала частоту вблизи 1420 МГц для межзвездной связи. Допустим также, что эта частота используется для местной связи и мы можем надеяться «подслушать» иные цивилизации на этой частоте. Тогда нам все же предстоит столкнуться с важной проблемой: на какой именно частоте, близкой к 1420 МГц, передается послание, чтобы можно было точно настроить наши приемники? Искать ли нам в области более высоких или более низких частот?

Если исходить из представлений, что вода играет важную роль для большинства других форм жизни, как и для нас, то можно признать справедливость предложения, высказанного американским физиком Бернардом Оливером. Поскольку каждую молекулу воды Н20 можно представить в виде Н + ОН, Оливер указал, что диапазон частот между 1420 и 1612 МГц — наиболее подходящий канал для межзвездной связи. Если важность воды осознают все формы жизни, то из того факта, что ее молекула является суммой Н + ОН, можно заключить, что просвет между 1420 и 1612 МГц — это именно тот диапазон частот, в котором должна осуществляться межзвездная связь. Оливер называет эту полосу «водяной ямой», в которой галактические цивилизации общаются друг с другом.