Джон Уиллис - Все эти миры — ваши. Научные поиски внеземной жизни

Взять, например, успех миссии «Кеплера». Чтобы понять значение открытий, сделанных «Кеплером», надо отметить, что спустя 20 лет после обнаружения первой экзопланеты мы получили относительно достоверную оценку параметра f p — доли звезд, обладающих планетами. Впечатляет тот факт, что нам на это потребовалось всего 20 лет. Ответы на фундаментальные вопросы требуют много времени и усилий, и уравнение Дрейка — действенный метод разделить один фундаментальный вопрос на несколько более легких.

Какой из параметров уравнения Дрейка кажется вам наиболее важным? На мой взгляд, тот, что лежит cразу за пределом наших современных знаний. С учетом того, что мы сегодня знаем о переменных Дрейка, следующий неизвестный нам параметр — это количество пригодных для жизни планет на одну звезду. «Кеплер» уже позволил нам сделать предварительную оценку его значения, а TESS и PLATO уточнят ее в будущем.

Мы можем сделать еще один шаг и рассмотреть вопрос о том, на какой части из пригодных для жизни планет может возникнуть жизнь. Это один из самых основополагающих вопросов — возможно, даже самый основополагающий, — поскольку, чтобы решить уравнение Дрейка, нам необходимо обнаружить жизнь за пределами Земли. Этот вопрос стоит перед всеми астробиологами, ищут ли они биомассу на Титане или ждут твитов с Тау Кита. Вероятность успеха или провала в обоих случаях определяется одним и тем же уравнением Дрейка, пусть даже более или менее урезанным по сравнению с первоначальной формулировкой.

Мне самому очень хотелось бы понять, как можно с помощью уравнения Дрейка оценить численность хотя бы элементарных форм жизни, не говоря уже о подсчете количества потенциальных пользователей «Твиттера» в нашей Галактике. Но никому не приходит в голову критиковать другие области астробиологии лишь на том основании, что мы не знаем, какова вероятность зарождения жизни на планете с подходящими для нее условиями. На самом деле попытки обнаружить внеземную жизнь потому и привлекают к себе такое внимание, что это очень важный и совершенно неизученный вопрос.

Надо признать, что применительно к SETI в уравнении Дрейка появляется еще несколько коэффициентов, которые требуют дальнейших антропоцентричных допущений. Тем не менее когда Фрэнк Дрейк писал свое уравнение, он следовал четкой научной традиции. С нашей стороны было бы неблагодарностью жаловаться на то, что он поставил целый ряд фундаментальных вопросов, ответы на которые от нас ускользают. Повестка, заданная им в 1961 г., и сегодня остается значимой и содержит в сжатом виде полный спектр задач астробиологии.

Как организован поиск внеземных радиосообщений SETI? Как можно «услышать» сигналы внеземных цивилизаций? Один из наиболее масштабных проектов SETI — это SERENDIP V, пятая версия программы «поиска внеземного радиоизлучения от соседних разумных цивилизаций». Программа координируется астрономами из Калифорнийского университета в Беркли и получает данные с гигантского 305-метрового радиотелескопа в Аресибо, Пуэрто-Рико.

Телескоп Аресибо — чудо астрономического мира: его сферическая отражающая поверхность расположена не в поворотной чаше, а лежит в естественной карстовой воронке в горах. Как и у всех радиотелескопов, отражающая поверхность — это не зеркало в привычном для нас смысле: она состоит из перфорированных алюминиевых пластин, уложенных на сетку из стальных тросов.

Как навести телескоп на определенную точку в небе? Приемник установлен на платформе весом 900 т, подвешенной в фокусе телескопа в 150 м от отражающей поверхности. Изменяя положение платформы над отражающей поверхностью, приемник получает отражение немного другого участка неба. Вращение Земли решает все оставшиеся вопросы, и в результате телескоп Аресибо может наблюдать примерно четверть всего неба.

Проект SERENDIP проводит наблюдения методом «дополнительной нагрузки». Детектор SERENDIP работает параллельно с основным приемником и собирает данные, не мешая основной научной работе лаборатории. Таким образом, SERENDIP получает почти непрерывный обзор неба, сканируя диапазон частот шириной 200 МГц с центром на частоте 1420 МГц.

Каждую секунду SERENDIP V собирает гигабайты данных. Поиск сигналов внеземного разума в непрерывном потоке информации — грандиозная задача, сродни отделению зерен от плевел при безостановочном сборе урожая. Большая часть данных SERENDIP V обрабатывается электронной начинкой приемника — только сигналы, представляющие потенциальный интерес, сохраняются для дальнейшего анализа. Поскольку для обработки этого огромного массива данных требуются колоссальные вычислительные ресурсы, в 1999 г. группа астрономов SETI предложила очень интересный подход.

Полагаю, большинство людей никогда не слышали о SERENDIP, но я почти уверен, что вам знаком проект SETI@Home. SETI@Home разбивает записи SERENDIP на небольшие блоки примерно по миллиону байт, которые конвертируются в задания на расчет и рассылаются на компьютеры участников проекта. Обработка выполняется компьютерной программой, которая работает в режиме скринсейвера. В свободную минуту можно смотреть, как она перемалывает массивы данных, и ждать, когда вспыхнет красный сигнал ‹‹1››. В проекте SETI@Home со дня его запуска в 1999 г. приняли участие более 8 млн добровольцев, и на сегодня генерируемая им вычислительная мощность превышает мощность всех когда-либо существовавших суперкомпьютеров.

В настоящий момент поиск SETI не выявил никаких достоверно подтвержденных сигналов внеземного происхождения. Но, как и при любом астрономическом поиске, сначала надо понять, что именно мы можем увидеть. Насколько чувствительны наши наблюдения? Проще всего предположить, что инопланетяне используют такую же аппаратуру, как и мы, — 300-метровый радиотелескоп с мощностью сигнала до 1 МВт. В таком случае чувствительность SETI может быть выражена расстоянием, на котором мы можем обнаружить такой сигнал. Для SERENDIP V это расстояние равно приблизительно 100 световым годам, а для выборки, анализируемой SETI@Home, это расстояние примерно в три раза больше.

В таких пределах от нашей планеты находится около 15 000 звезд, большинство из которых немного меньше Солнца (звезды классов G, K и M). Это, конечно, много, но не в астрономическом смысле. Если окажется, что количество цивилизаций, передающих сигналы, астрономически мало, вам вряд ли когда-нибудь удастся их обнаружить. Разумеется, если оборудование, которое используют инопланетяне, гораздо мощнее вашего, мы сможем обнаружить их на большем расстоянии. Хотя никакой уверенности в этом, да и во многих других вопросах, связанных с SETI, у нас нет.

Значение SETI@Home выходит далеко за рамки оптимизации поисков SETI. Вовлекая публику непосредственно в свою деятельность, SETI получает нечто большее, чем вычислительную мощность. Как я уже отмечал раньше, SETI — это хорошо обоснованный с научной точки зрения проект и, как любая научная программа, в которой участвует более 8 млн человек, не вызывает ничего, кроме уважения. Я приветствую вас, пользователи SETI@Home!