Млечный Путь № 2 2020 - Павел Амнуєль

ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВЫЕ открытия. Это очень важное дополнение к слову "открытие". Любое открытие - новое знание о природе. Когда ученый (или группа ученых - так сейчас чаще бывает) делает открытие, он обычно сначала не задумывается, как новое знание будет использовано и будет ли использовано вообще. Впоследствии новое знание непременно найдет применение - часто прикладное, приносящее людям пользу, но сначала ученых поражает именно новизна знания. Думал ли Галилео Галилей (1564 - 1842), рассматривая Луну в примитивный телескоп, что лунным "морям" через много лет будут ходить люди? Думал ли Антони ванн Левенгук (1632 - 1723), разглядывая в примитивный микроскоп удивительные на вид существа - бактерии (анималькули, как он их называл), что в будущем люди научатся лечить самые страшные и, как тогда казалось, неизлечимые болезни? Думал ли Луиджи Гальвани (1737 - 1798), подводя электричество к лапкам лягушек, что в будущем этот странный эффект даст человечеству огромные запасы энергии?

Когда в науке долгое время нет принципиально новых открытий (как говорят - прорывных), то начинается застой. Вроде бы ученые делают множество дел, обнаруживают и исследуют все больше деталей, все точнее вырисовывают набросанную лихими штрихами гениев картину, но уже начинают думать: туда ли мы идем? Почему нет прорывов?

В конце XIX века физики были уверены, что картина мира, в общем, нарисована. На физическом небосклоне было всего, как писал тогда лорд Кельвин, два небольших облачка: в опыте Майкельсона-Морли не удалось обнаружить эфир, и не было объяснения ультрафиолетовой части излучения черного тела. Но это всего два облачка! Когда удастся их рассеять, физика завершится.

Объяснение нашли через десять лет. Для этого потребовалась революция в физических представлениях. Чтобы объяснить опыт Майкельсона-Морли, Альберт Эйнштейн ввел неизвестный ранее закон природы: свет в пустоте движется с постоянной скоростью, не зависящей от системы отсчета, и скорость эта - предельная, ничто не может двигаться быстрее света в вакууме. Возникла принципиально новая теория: частная теория относительности.

А чтобы объяснить спектр излучения черного тела, Макс Планк придумал кванты, и из этой революционной идеи возникла два десятилетия спустя принципиально новая наука: квантовая механика.

В наши дни вновь говорят, что наука близка к завершению. Дорисовывать, конечно, нужно очень многое. Например, в квантовой физике, где все без исключения эксперименты подтверждают правильность созданной в двадцатых годах прошлого века теории, осталось "небольшое облачко": так называемая "проблема наблюдателя". Влияет ли наблюдатель на процесс измерения? И как следствие, вопрос: реален ли "на самом деле" окружающий нас мир?

Еще одно "облачко" на ясном небосклоне современной науки - знаменитое молчание космоса. Во Вселенной должно быть огромное количество разумных цивилизаций, нет ни одного физического закона, который запрещал бы появление разума вне Земли. Но где же "они"?

Парадокс Ферми

Прошло больше четырех столетий после казни Джордано Бруно на римской площади Цветов. У церковников было немало поводов расправиться с ученым. Идеи о внеземной жизни были не главным поводом. Важно, однако, что уже много лет назад идея жизни на других небесных телах занимала лучшие умы человечества.

Идея здравая и очевидная - недаром она просуществовала сотни лет, продолжая и сейчас занимать умы ученых. Идея внеземных цивилизаций легла в основу великого множества литературных произведений, кинофильмов и компьютерных игр.

В начале XX века астрономы оценили число звезд в нашей Галактике, а в двадцатых годах были открыты другие галактики, подобные Млечному Пути, и даже гораздо большие по размерам и числу звезд. Триллионы галактик существуют во Вселенной согласно современным оценкам, и в каждой галактике сотни миллиардов звезд. У каждой звезды могут быть планетные системы... Цепочку рассуждений легко продолжить. И если логически рассуждать, то в нашей Галактике должно существовать множество планет, таких, как Земля, и на них - множество цивилизаций, подобных нашей. Но никаких следов их деятельности астрофизики не наблюдают, и это очень странно. Первым на эту странность указал Энрико Ферми, и потому парадокс, связанный с отсутствием сигналов инопланетных цивилизаций, назван его именем.

Формула Дрейка

В шестидесятых годах прошлого века астрономы приступили к поискам внеземных цивилизаций в рамках проекта CETI (Contacts with Extraterrestrial Intelligence).

В 1960 году американский астрофизик Дональд Дрейк опубликовал очень простую формулу, согласно которой можно было рассчитать, сколько цивилизаций, подобных земной, существует одновременно в нашей Галактике. Вот эта формула:

Число цивилизаций в Галактике, способных сейчас вступить

с нами в контакт, = N * fp * ne * fl * fi * fc * L/tg

Чтобы найти это число, нужно перемножить семь чисел (число в Галактике звезд, подобных Солнцу N; долю звезд, у которых есть планеты fp; среднее число планет, где есть условия для возникновения жизни и разума ne; вероятность зарождения жизни на таких планетах fl; вероятность зарождения разума на планетах, где уже появилась жизнь fi; отношение числа планет, жители которых ищут контакта с братьями по разуму, к числу планет, где разум существует, fc; и время жизни такой цивилизации L). Потом полученное произведение нужно разделить на время жизни Галактики tg. Тогда мы и получим искомое число.

Простая арифметика.

Перемножить числа легко, если они известны. И тут-то наука "забуксовала". Дрейк, опубликовав свою формулу, естественно, придал определенные значения и коэффициентам, опираясь на астрофизические данные своего времени. И получил ответ: в Галактике одновременно с нами могут существовать миллионы подобных нам цивилизаций, желающих вступить в контакт с "братьями по разуму".

Даже на расстоянии ближайшей сотни световых лет таких цивилизаций могут быть десятки или сотни. Они могут обнаружить, как резко увеличилось радиоизлучение Солнца за последние десятилетия. Излучение, явно имеющее искусственную природу: и по спектру, и по сложной структуре сигнала. "Они" могли нас обнаружить, и мы могли обнаружить их, радиотелескопы непрерывно осматривали небо в поисках сигналов, похожих на разумные.

Ничего не нашли. А между тем, эволюционируя, любая цивилизация должна (это представлялось очевидным) использовать все больше энергии для своих возраставших нужд. Разве не так человечество поступает на протяжении всей своей истории, переходя от использования энергии ветра и воды к использованию энергии пара, а затем атома? Сейчас человечество утилизирует так много энергии, что это стало опасно для экологии. Глобальное потепление, которое отмечают на протяжении последних десятилетий, - может, и человечество вносит вклад в этот, в основном, естественный процесс?

Шкала Кардашева

Итак, характерная черта цивилизации: увеличение энергопотребления в ходе эволюции. Исходя из этой идеи, советский астрофизик Николай Семенович Кардашев предложил в 1964 году шкалу уровней цивилизаций - шкалу простую и логичную, а потому сразу получившую