Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности - Нил Тайсон

Как вы, должно быть, догадываетесь, главный поставщик телевизионных трансляций среди всех стран на Земле – это США. Инопланетная цивилизация, которая решила бы нас подслушать, прежде всего услышала бы наши сильные сигналы на частоте, несущей изображения. Если бы после этого она стала слушать дальше, то заметила бы периодические допплеровские сдвиги в этих сигналах (сдвиги из низких частот в сторону более высоких и обратно) каждые 24 часа. Затем она заметила бы, что сигнал становится за тот же период времени то слабее, то сильнее. Сначала инопланетяне решили бы, что это загадочный природный радиоисточник, который просто вращается и то появляется, то пропадает. Однако если бы им удалось расшифровать модуляции в окружающем несущую изображения частоту широкополосном сигнале, они тут же получили бы доступ к важным аспектам нашей культуры.

Электромагнитные волны, в том числе не только радиоволны, но и видимый свет, не требуют для распространения какой-либо среды. Более того, они лучше всего чувствуют себя в космическом вакууме. Поэтому надпись «Прямой эфир», которая, как всем известно, загорается в радиостудиях, – это, в сущности, полная ерунда: лучше уж писать «Прямой вакуум», что было бы особенно справедливо по отношению к космическим беглянкам – телевизионным и FM-частотам.

Удаляясь в космос, сигналы постепенно слабеют – они рассеиваются в возрастающем объеме пространства, по которому расходятся. В конце концов сигналы безнадежно сливаются с фоновым радиошумом Вселенной, который складывается из шума, который генерируют радиоизлучающие галактики, реликтового микроволнового излучения, областей звездообразования на Млечном Пути – оттуда тоже исходит сильный радиошум – и космических лучей. Уже сами по себе эти факторы сильно снижают вероятность того, что далекая цивилизация расшифрует наши сигналы и познакомится с нашим образом жизни.

При нынешнем потоке трансляции с Земли инопланетянам, живущим от нас в ста световых годах, чтобы уловить несущую изображения с какой-нибудь телевизионной станции, понадобится радиоприемник с собирающей поверхностью в 15 раз больше, чем у самого большого на свете 300-метрового радиотелескопа обсерватории Аресибо. Если они захотят расшифровать информацию из наших телепрограмм и, следовательно, узнать что-то о нашей культуре, им придется скомпенсировать допплеровские сдвиги, вызванные вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца (тогда они смогут выделить сигнал с какой-то одной телестанции) и повысить чувствительность своего приемника еще в 10 000 раз по сравнению с той, которая позволит зарегистрировать несущую. С точки зрения радиометрии это потребует, чтобы диаметр зеркала телескопа был примерно в 400 раз больше диаметра телескопа в Аресибо – то есть 120 километров.

Если технологически развитые инопланетяне и в самом деле перехватывают наши сигналы (вооружившись соответственно большим и чувствительным телескопом) и еще и умудряются декодировать модуляции, то основы нашей культуры наверняка приводят тамошних антропологов в ступор. Узнав, что мы – планета-радиопередатчик, инопланетяне прежде всего перехватят первые эпизоды телепрограммы для детей «Хауди Дуди». Разобравшись, что нужно слушать, они сделают выводы о взаимоотношениях между рядовыми самцами и самками на основании эпизодов из «Новобрачных» Джеки Глизона и перипетий «Санта-Барбары». Образчиками нашего уровня интеллекта станут для них герои «Я люблю Люси» и «Все в семье». Если у исследователей не опустятся руки и они решат подождать еще несколько лет, то обогатятся знаниями о человеческом общении на примере «Друзей» и «Санта-Барбары», а потом – Джорджа Джефферсона из «Джефферсонов». Пройдет еще несколько лет, и их знания углубятся благодаря странноватым персонажам из «Сайнфилда» и, разумеется, величайшему мультсериалу «Симпсоны». Глубин мудрости «Бивиса и Баттхеда» они окажутся лишены, поскольку этот сериал показывали только по кабельным каналам MTV. В свое время это были самые популярные телепередачи, и каждую из них не раз и не два повторяли с начала и до конца, в результате чего их воздействию подверглось несколько поколений.

А к массе наших излюбленных сериалов будут примешаны десятилетия новостных репортажей о кровавых войнах во Вьетнаме и в Персидском заливе и о других горячих точках по всей планете. Полувековая эпоха телевидения заставит инопланетян волей-неволей решить, что в большинстве своем люди – невротичные, кровожадные и бестолковые идиоты.

В нашу эпоху кабельного телевидения даже трансляционные сигналы, которые могли бы уйти в атмосферу, доставляются по проводам прямо к нам домой. Наверное, скоро настанет время, когда телевидение вообще откажется от трансляций, и тогда прильнувшие к голубым экранам инопланетяне решат, что наше племя вымерло.

Впрочем, к лучшему или нет, но телевидение может оказаться не единственным сигналом с Земли, который расшифруют инопланетяне. Каждый раз, когда мы общаемся со своими астронавтами или налаживаем связь с космическими аппаратами, все сигналы, которые не попадают в приемник космического судна, навеки теряются в космосе. Благодаря современным методам сжатия сигнала эффективность подобной связи заметно повысилась. Главное в нашу цифровую эпоху – это байты в секунду. Стоит выдумать хороший алгоритм, который сжимает сигнал в 10 раз, и можно наладить связь в 10 раз эффективнее, если, конечно, человек или машина на том конце знают, как расшифровать сжатый сигнал. Современные примеры программ для сжатия сигнала – это программы, которые создают для вашего компьютера аудиозаписи в формате МР3, изображения в формате JPEG и кино в формате MPEG, что дает вам возможность быстро передавать файлы и не так сильно захламлять жесткий диск.

Единственный радиосигнал, который невозможно сжать, – это сигнал, содержащий совершенно случайную информацию, то есть неотличимый от радиошума. Из этого, в частности, следует, что чем больше сжимаешь сигнал, тем более случайным он покажется тому, кто его перехватит. Что все это значит? Если культура достигла достаточного технологического прогресса и знает, как экономить усилия, ее сигналы (безо всяких кабельных передач) вполне могут полностью исчезнуть с космической доски объявлений.

С момента изобретения и широкого распространения электрических лампочек человечество создало еще и пузырек из видимого света. Спектр нашего ночного излучения также постепенно менялся – от желтоватого сияния вольфрамовой спирали до огней неоновых вывесок и рекламных щитов и света газоразрядных натриевых ламп, которые в последнее время стали часто использовать для освещения улиц. Однако, если не считать морзянки, которую передают при помощи фонарей с судовых палуб, мы обычно не распространяем сигналы по воздуху посредством видимого света, поэтому наш видимый пузырек не такой интересный. К тому же, его безнадежно затмевает сияние Солнца.

Чем давать инопланетянам подслушивать диалоги из наших телесериалов, за которые становится стыдно, можно, казалось бы, отправить им тот сигнал, который мы сами выберем, продемонстрировать, какие мы умные, утонченные и миролюбивые. Это уже делалось – сначала в виде пластин с золотой гравировкой, прикрепленных к бортам четырех беспилотных космических аппаратов «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2». На каждой пластине изображены пиктограммы, отражающие основы наших научных знаний и наше положение в галактике Млечный Путь, а на пластинах «Вояджеров» – еще и сведения о том, какая наша раса добросердечная. Эти космические суда рассекают межпланетное пространство со скоростью 80 000 километров в час, превосходящей скорость, которая позволяет вырваться за пределы Солнечной системы, и это, конечно, очень быстро. Однако по сравнению со скоростью света они движутся до смешного медленно и доберутся до ближайших звезд лишь через 100 000 лет. Это наш «звездолетный пузырик». Ждать результатов нам с вами, пожалуй, не стоит.

Чтобы наладить связь, гораздо лучше отправить интенсивный радиосигнал в какое-нибудь оживленное место в галактике, например, в звездное скопление. Это и было проделано в 1976 году, когда радиотелескоп обсерватории Аресибо использовали для обратного действия – не как приемник, а как передатчик, – и отправили с его помощью в космос первый радиосигнал, который мы выбрали сами. Сейчас, когда я пишу эти строки, отправленное тогда послание находится от Земли уже в 30 световых годах и направляется в сторону красивого шаровидного звездного скопления под названием М13 в созвездии Геркулес. В этом сообщении в цифровом виде зашифрованы те же сведения, что и на пластинах на бортах «Пионеров» и «Вояджеров». Однако есть две сложности. Во-первых, шаровидное скопление так набито звездами – их там по меньшей мере полмиллиона, – и им так тесно, что орбиты планет, скорее всего, нестабильны, поскольку гравитационная верность планеты своей звезде оказывается под угрозой при каждом проходе системы через центр скопления. Во-вторых, в этом скоплении так мало тяжелых элементов, из которых состоят планеты, что планеты там вообще, вероятно, редкость. В те времена, когда послание было отправлено, эти научные тонкости были еще недостаточно известны и изучены.