Наука наносит ответный удар: проверка фактов в кинофильмах - Андреас Мюллер
• Ответ номер 4: разумные пришельцы от нас слишком далеко. После того как в 1895 году Герц научился передавать электромагнитные волны, с помощью данной технологии информацию стали передавать по беспроводной сети. Это произошло около 120 лет назад. Предположим, что инопланетяне обладают чрезвычайно чувствительной технологией, позволяющей принимать такие радиоволны. Однако сделать это они могли бы только в том случае, если бы находились на расстоянии 120 световых лет от нас, поскольку радиоволны распространяются со скоростью света. Для астронома это расстояние — сущий пустяк, но диаметр Млечного Пути составляет 160 000 световых лет. Другие галактики находятся на расстоянии от миллионов до миллиардов световых лет от нас.
• Ответ номер 5 (мой любимый): инопланетяне не хотят вступать с нами в контакт, потому что давно поймали наше радио и телевидение. Встречаются два инопланетянина. Первый говорит: «Йода, скажи, почему мы не летим к людям?» На что Йода отвечает: «Да ты с ума сошел, Джабба? Они смотрят "Последнего героя", "Топ-модель по-немецки" и "Холостяка". Я не хочу иметь с ними ничего общего!»
Попытки поиска внеземных форм жизни впервые были предприняты еще в 1960-х годах. Проект получил известность под названием Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI), в переводе с английского — «поиск внеземного разума». Поиск проводился с помощью радиотелескопов, например 300-метрового радиоприемника в Аресибо (Пуэрто-Рико). Обсерватория Аресибо основана в 1963 году. Вы ее видели, если не пропустили финал фильма «Золотой глаз» с Пирсом Броснаном в роли Джеймса Бонда.
Почему радиоволны? Поиск основан на предположении, что внеземная разумная форма жизни знает о космосе как минимум столько же, сколько и мы, и умеет общаться так же, как мы. Радиоволны модулируются — это означает, что можно «закодировать» информацию, такую как музыка или голосовые сообщения, в форме волны. При настройке радиостанций вы точно натыкались на обозначение FM. Оно расшифровывается как «частотная модуляция», то есть изменение несущей частоты радиоволны передаваемым сигналом. Кроме того, модулировать можно и амплитуду волны. Называется это «амплитудная модуляция», сокращенно AM. У радиоволн есть еще одно преимущество: их скорость совпадает со скоростью света — обмениваться информацией быстрее просто невозможно. Тем не менее для того, чтобы радиоволна, отправленная с Земли, достигла ближайших звезд, нужны годы. Чтобы получить ответ на заданный вопрос, потребуются десятилетия и даже века. Но все же, если нам удастся перехватить реальное послание пришельцев, это станет впечатляющим прорывом в истории человечества. И в принципе, такое может произойти хоть сегодня — звучит волнующе, не правда ли?
Наконец, радиоволны прекрасно проникают сквозь предметы, космические объекты практически не поглощают их. Отправленный с Земли сигнал распространяется сферически. Так что все зависит от чувствительности инопланетного приемника.
Остается открытым вопрос, на какой частоте следует обмениваться радиоволнами, то есть на какой частоте или длине волны отправлять наши сообщения — программа называется METI (Messaging to Extraterrestrial Intelligence — «Обмен сообщениями с внеземным разумом») — или искать внеземные сигналы. Может, инопланетное небо тоже бело-голубое и инопланетяне отправляют «Я люблю тебя» на частоте баварской радиостанции? Может, зеленые человечки слушают «Радио шансон»? Или большеголовые предпочитают классическую музыку? Вариантов много, и исследователи, занимающиеся проектом SETI, рассматривают различные возможные частоты передачи и приема сигнала.
Что же нам делать? Давайте рассмотрим этот вопрос с космической точки зрения. Какая частота может быть универсальной, своего рода радиоволной Вселенной?
Давайте вспомним самый распространенный элемент во Вселенной. Это водород. В своей простейшей форме атом водорода представляет собой положительно заряженный протон, вокруг которого «кружится» отрицательно заряженный электрон. Мы исходим из того, что хотим установить контакт с разумными существами, чей интеллект по крайней мере равен нашему, — дурачки нам не нужны в любом случае. Разумеется, умный инопланетянин знает законы квантовой физики — те, кто сейчас подумал про квакающих лягушек, относятся к числу неумных инопланетян. Речь, само собой, об одной из самых важных физических теорий XX и XXI веков.
Эта теория утверждает, что протон и электрон имеют квантовое свойство, которое называется «спин». В нашем повседневном мире спин не имеет аналогов. Некоторые физики также говорят о собственном угловом моменте, представляя, что спин — это вращение сферической частицы вокруг себя. На самом деле это лишь вспомогательная идея, не имеющая ничего общего с реальностью; многие явления квантовой физики невозможно перенести в наш повседневный мир, они работают только в микромире. Чтобы понять, что к чему, достаточно представить спины протона и электрона в виде стрелок. Согласно законам квантовой физики эти стрелки не должны располагаться произвольно, а могут указывать либо в одном (то есть располагаться параллельно), либо в противоположных (то есть располагаться антипараллельно) направлениях. Оба положения имеют крошечную разницу в энергии. Если направить на атом водорода радиоволну определенной энергии, стрелка, тот самый спин электрона, повернется. Технически этот процесс называется переходом сверхтонкой структуры — само собой, умные инопланетяне об этом знают!
Однако согласно гипотезе световых квантов, за которую Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике в 1921 году, конкретной энергии волны также соответствуют определенная частота и длина волны. А теперь держитесь крепче: длина волны, способной перевернуть спин нормального водорода, самого распространенного элемента во Вселенной, составляет ровно 21 см — это ширина страницы формата А4. Астрономы говорят о 21-сантиметровой линии, подразумевая под этим четкую спектральную линию в радиоволновом спектре. Она преобразуется в частоту 1,42 ГГц, что примерно в десять раз выше частот привычных нам радиостанций.
На борту уже упомянутых космических зондов НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2», запущенных в 1977 году, находятся золотые пластинки диаметром 30 см. Это трогательная попытка человечества отправить послание в глубины космоса в надежде, что кто-нибудь его получит. Поскольку ученые предполагают, что у инопланетян вряд ли найдется под рукой проигрыватель — а у вас найдется? — на обратной стороне пластинки расположено руководство по сборке! А сама запись размещена только на лицевой стороне: это речь тогдашних президента США Джимми Картера и генерального секретаря ООН Курта Вальдхайма, звуки природы и музыка.
На обратной стороне золотой пластинки рядом с инструкциями по сборке в левом нижнем углу изображен рисунок, напоминающий звезду. Инопланетянин, конечно, не дурак и сразу разгадает его значение: «Итак, перед нами позиции 14 пульсаров, то есть вращающихся нейтронных звезд, в Млечном Пути. Если посмотреть повнимательнее, можно увидеть частоту их вращения,
