Сергей Попов - Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени: от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной

Результат деятельности развитой внеземной цивилизации может выглядеть как необъяснимый астрономический источник – «космическое чудо».

1960-е гг. были временем активных дискуссий и поисков сигналов внеземных цивилизаций. Проводился ряд встреч и конференций (в нашей стране первое совещание по проблемам SETI прошло в 1964 г. в Бюраканской астрофизической обсерватории). Практически к середине 1970-х гг. все основные идеи в области SETI были уже сформулированы. Большой вклад в развитие проблематики поисков внеземных цивилизаций внесли Иосиф Шкловский в СССР и Карл Саган в США. Книги и статьи этих авторов существенно повлияли на развитие всего направления по исследованию вопросов, связанных с внеземной жизнью.

За полвека в рамках SETI было реализовано около 100 проектов, продолжают создаваться новые проекты.

Среди крупных проектов по поиску внеземных цивилизаций можно упомянуть Phoenix («Феникс») и SERENDIP (Search for Extra-Terrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations, Поиск внеземных радиоизлучений от близких развитых цивилизаций). Для наблюдений использовались различные инструменты, в том числе 300-метровая антенна в Аресибо. В настоящее время создается проект Allen Telescope Array (Массив телескопов Аллена), который будет состоять из 350 антенн, предназначенных для поиска радиосигналов (42 из них уже работают). Большую популярность получил проект SETI@home, в рамках которого все желающие могут использовать свои домашние компьютеры для распределенной обработки данных, полученных в рамках проекта SERENDIP, с целью поиска в гигантском массиве радиоданных необычных по своим характеристикам радиосигналов. В 2015 г. Юрий Мильнер объявил о начале программы Breakthrough Listen, задачей которой является поиск сигналов внеземных цивилизаций в радио- и оптическом диапазонах. В будущем для нужд SETI будет использоваться и система антенн SKA (см. раздел 13.4 «Радиотелескопы»).

К сожалению, у нас до сих пор не хватает данных для хотя бы примерных оценок распространенности цивилизаций, с которыми мы могли бы установить контакт. На настоящий момент время жизни нашей цивилизации на стадии существования радиосвязи составляет всего лишь чуть более 100 лет, а история радиоастрономии насчитывает и того меньше. Учитывая, что возраст Галактики в сто миллионов раз больше и в ней находится несколько сотен миллиардов звезд, можно было бы предположить наличие огромного числа внеземных цивилизаций, уровень развития которых на миллиарды лет опережает наш. Здесь мы имеем дело с «парадоксом Ферми», который сводится к простому вопросу: «Где же они все?» В самом деле, столкнувшись с «великим молчанием Вселенной», мы оказываемся перед непростой проблемой – объяснить, почему технические цивилизации, подобные нашей и более развитые, столь редки. Это может быть связано, например, с исключительными свойствами Земли, с редкостью появления разумной жизни или с недостаточной длительностью стадии, на которой цивилизация способна на межзвездный контакт и заинтересована в нем.

Для оценки числа внеземных цивилизаций, способных к контакту, в 1961 г. была предложена знаменитая формула (она же уравнение) Дрейка. Она обсуждалась на первой серьезной встрече (мини-конференции) в Грин-Бэнк по проблеме поисков и контактов с внеземными цивилизациями. Дрейк записал простое уравнение, где ожидаемое количество цивилизаций, способных в настоящий момент к контакту (в первую очередь посредством радиосвязи), оценивалось как произведение семи сомножителей: темп звездообразования в Галактике; доля звезд, имеющих планеты, потенциально пригодные для жизни (землеподобные планеты в зонах обитаемости); число таких планет в системе; доля планет, на которых появилась жизнь; доля обитаемых планет с разумной жизнью; доля цивилизаций, достигших соответствующего уровня технологии; продолжительность существования цивилизации на технологической стадии, когда возможен контакт.

В 1961 г. была предложена формула Дрейка для оценки числа внеземных цивилизаций, способных к контакту. К сожалению, пока половина коэффициентов в этом уравнении известна плохо.

Первый сомножитель известен достаточно хорошо: в Галактике образуется несколько звезд в год. В настоящее время благодаря исследованиям экзопланет мы неплохо знаем долю звезд, имеющих планеты (в том числе землеподобные в зоне обитаемости), и типичное число таких планет в системе. Произведение этих трех величин по порядку величины равно 1/год. В ближайшие годы или десятилетия, видимо, удастся надежно оценить долю обитаемых планет среди потенциально пригодных для жизни. Что касается появления разумной жизни, развития технологий и времени существования технических цивилизаций, то здесь существует полная неопределенность – ситуация мало изменилась с 1961 г. Поэтому пока невозможно провести сколько-нибудь надежную оценку с помощью формулы Дрейка.

По всей видимости, если когда-нибудь мы обнаружим внеземные цивилизации или получим важные результаты в этой области (скажем, сможем получить хорошие оценки для множителей в уравнении Дрейка), то это произойдет не в результате специализированных поисков в рамках программы SETI, а в результате астрономических изысканий, прежде всего обзоров неба в разных диапазонах и изучения экзопланет.

Главной целью этой книги было качественное описание всех основных объектов и явлений, формирующих нашу современную астрофизическую картину мира. Хотя мир устроен сложно и книгу природы мы не можем написать без использования математики, многое все-таки можно передать словами. Этого даже может быть достаточно пусть для начального, но вполне серьезного понимания устройства Вселенной. В некотором смысле это одна из основ так называемой «третьей культуры», предложенной полвека назад Чарльзом Сноу (Charles Snow) и пропагандируемой в наши дни Джоном Брокманом (John Brockman), – говорить о науке как можно более понятным языком, чтобы естественно-научное знание стало достоянием более широкого круга людей, в результате чего, возможно, произойдет некий качественный переход в формировании общего описания и понимания мира, который обогатит нашу культуру в целом.

Конечно, было бы самонадеянным попытаться в одной небольшой книге практически без формул полностью охватить всю астрофизику и методы астрономических исследований. Многое изложено слишком кратко, а потому, возможно, и не всегда достаточно ясно и исчерпывающе. Так что весь этот текст можно рассматривать не только как краткий путеводитель, но и как введение в настоящую современную астрофизику. Таким образом, второй целью книги было перекинуть мостик между очень популярным изложением астрофизики и более серьезными учебниками, монографиями и обзорами.