Млечный Путь № 2 2020 - Павел Амнуєль
Цивилизации первого уровня утилизируют энергию своей планеты.
Цивилизации второго уровня утилизируют энергию своей звезды.
Цивилизации третьего уровня утилизируют энергию своей галактики.
Кардашев писал о цивилизациях трех уровней, но, следуя логике, могли бы существовать цивилизации четвертого уровня, утилизирующие энергию ближайшего скопления галактик. Цивилизации пятого уровня, утилизирующие энергию сверхскоплений. И наконец, шестого - утилизирующие энергию Вселенной.
Сверхразум!
Наша земная цивилизация, согласно шкале Кардашева, не достигла еще и первого уровня, но упорно к нему приближается. А если существуют цивилизации хотя бы второго уровня, то обнаружить их легко - ведь их деятельность приводит к изменению светимости звезды!
Сфера Дайсона
В том же 1960 году, когда Дрейк опубликовал свою формулу, американский астрофизик Фримен Дайсон описал, как можно обнаружить цивилизацию, полностью использующую для своих нужд энергию звезды (цивилизацию второго уровня по классификации Кардашева). Вокруг звезды сооружают структуру огромных размеров, которая поглощает все звездное излучение, а цивилизация использует эту колоссальную энергию для своих нужд. Но энергия исчезнуть не может, она лишь преобразуется из одного вида в другой. В результате всех преобразований энергия звезды переходит в тепло, которое и излучается в межзвездное пространство. Простые расчеты показывают, что внешний наблюдатель будет видеть яркий источник инфракрасного излучения.
Однако в космосе ничего, подобного обнаружить пока не удалось. Не обнаружено никаких радио- или оптических сигналов, которые с достаточным основанием можно было бы назвать разумными.
Оптимисты и пессимисты
Разумеется, ученые придумали много аргументов, объясняющих пресловутое молчание. Все аргументы, однако, можно свети к трем вариантам:
1. На самом деле сигналов много, но мы не можем их распознать. Мы ищем не там, где надо, и не то, что надо.
2. На самом деле цивилизаций мало, потому и сигналов не видно.
3. На самом деле никаких космических цивилизаций не существует, и мы одиноки в Галактике, а может, и во всей Вселенной.
Как видим, шкала развивается от крайнего оптимизма (цивилизаций много!) до крайнего пессимизма (внеземных цивилизаций нет вообще). Как, впрочем, и формула Дрейка. Ведь Дрейк (а за ним и другие ученые) подставляли в формулу довольно оптимистические коэффициенты, потому и получали оптимистическое значение для числа цивилизаций в Галактике.
Экзопланеты
С тех пор прошли годы, и наблюдательная астрофизика вышла на новый уровень, о котором полвека назад никто не мечтал. Когда начали проводить в жизнь проект СЕТI, ни у одной звезды (кроме, естественно, Солнца) не было обнаружено планет. Сейчас экзопланеты открыты в тысячах звездных систем. По состоянию на конец 2019 года было надежно известно о 4160 экзопланетах, расположенных в 3090 звездных системах. Планет больше, чем систем, поскольку около сотен звезд вращается не одна планета, а несколько. Скорее всего, это общее свойство - если у звезды вообще есть планеты, то их наверняка несколько, но обнаружить небольшие планеты на большом расстоянии от звезды - неразрешимая пока задача даже для современной спутниковой астрономии.
По нынешним оценкам, планетные системы есть практически у всех звезд в. Сначала, естественно, обнаруживали планеты массивные и близкие к своей звезде - такие планеты легче обнаружить, когда они проходят по диску звезды (метод затмений) или влияют своей массой на движение звезды в пространстве (метод лучевых скоростей). Однако после запуска в 2013 году спутника Gaia, а особенно после того, как в 2018 году начал работать космический телескоп TESS, новые экзопланеты стали открывать чуть ли не ежедневно. Какие только планеты не обнаружены: и суперюпитеры с массой, в десятки раз превосходящей массу самой массивной планеты в Солнечной системе, и каменные планеты, горячие, чуть ли не расплавленные (температура планеты WASP-33 b достигает 3200 градусов Цельсия!), и очень холодные. Существует планета-океан GJ 1214 b и испаряющаяся планета Осирис, и планета, обращающаяся вокруг пульсара PSR 1257 + 12...
Мир экзопланет чрезвычайно разнообразен. Многие экзопланеты подобны Земле - имеют сравнимые с нашей планетой массы и обращаются на таких расстояниях от своих звезд, где температура поверхности находится в пределах, допускающих существование жидкой воды, а это едва ли не самое важное для появления и развития жизни.
Жизнь - редкость...
Значит, побеждает оптимистический взгляд на существование внеземных цивилизаций? Нет, к сожалению. Чтобы на планете возникла жизнь, а затем цивилизация, нужно огромное количество дополнительных факторов. Масса планеты, наличие воды и температура - факторы необходимые, но далеко недостаточные. Например, нужно, чтобы у планеты было довольно сильное магнитное поле - иначе "звездный ветер" убьет жизнь еще в зародыше. Нас спасают пояса Ван-Аллена, отклоняющие заряженные частицы солнечного ветра, и дело ограничивается красивыми полярными сияниями. А еще нужна достаточно плотная атмосфера, способная задерживать жесткое (ультрафиолетовое и рентгеновское) излучение от светила. И кислород в атмосфере тоже необходим. А еще нужно, чтобы ось планеты была наклонена к плоскости орбиты. И чтобы у планеты был достаточно "тяжелый" спутник - как Луна у Земли. А еще...
Список того, что "а еще нужно" чрезвычайно велик. Вспомним, сколько раз за миллиарды лет жизнь на Земле могла погибнуть по тем или иным причинам, и сколько раз ей удавалось выжить по чистой, в общем, случайности. И если все эти величины подставить в формулу Дрейка и перемножить все вероятности, то может оказаться, что вероятность обнаружения землеподобной разумной жизни в Галактике далеко не так оптимистична, более того - близка к нулю...
Одиночество во Вселенной
Но жизнь может возникнуть и при иных условиях? Возможно. Иван Ефремов в повести "Сердце Змеи" (1959) описал разумных существ, в организме которых роль кислорода играет фтор. Анатолий Днепров в повести "Глиняный бог" (1963) описал "людей", в организме которых роль углерода играет кремний. Но это фантастика, хотя, конечно, научная. Однако ни один ученый не возьмется утверждать, что такая (или любая другая) жизнь реально существует во Вселенной, и потому невозможно (пока!) с научной точки зрения учитывать эту вероятность - ее невозможно оценить!
В 1962 году известный советский астрофизик Иосиф Шкловский опубликовал книгу "Вселенная. Жизнь. Разум". Книгу перевели на многие языки, в ней шла речь о том, что жизнь и, возможно, разум - такое же обычное явление, как звезды и планеты.
Шкловский был не просто замечательным ученым - в отличие от многих коллег, он умел менять свои взгляды, когда понимал, что реальность его взглядам противоречит. В 1978 году он опубликовал статью, в которой писал, что "необходимо редчайшее совпадение огромного числа исключительно благоприятных обстоятельств для того, чтобы начался процесс, который приведет к возникновению жизни". Жизни! А сколько еще дополнительных "исключительно благоприятных обстоятельств" должно
