Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №02 за 2009 год
Четыре межзвездных письма
Земная история поисков и передачи разумных сигналов сравнительно молода. Все началось с двух пионерских работ американских ученых. В сентябре 1959 года Дж. Коккони и Ф. Мориссон опубликовали в научном журнале Nature статью Searching for Interstellar Communications («В поисках межзвездной связи»), в которой с точки зрения радиоастрономии и теории информации проанализировали техническую возможность межзвездной коммуникации. А в 1960 году Фрэнк Дрейк в американской радиоастрономической обсерватории «Грин Бэнк» провел эксперимент Ozma — первую попытку обнаружения искусственных сигналов из космоса.
К сожалению, с тех пор поиски так и не принесли результатов. Причин множество, но главная, пожалуй, заключается в том, что объем предпринятых поисков пока совершенно ничтожен, если сопоставлять его с тем, что на самом деле надлежало бы обследовать. Это отчасти можно объяснить так: для нужд программы SETI до последнего времени не было создано ни одного специализированного инструмента — все поиски проводились урывками на обычных радио- и оптических телескопах. Сейчас большие надежды возлагают на Антенную решетку Пола Аллена — первый специализированный инструмент SETI, который строится в Калифорнии на средства, выделенные одним из учредителей корпорации Microsoft. В середине 2008 года заработали первые 40 из 350 шести метровых параболических антенн этой системы.
Отправка первых межзвездных посланий также связана с именем Дрейка. В 1972 году он совместно с Карлом Саганом создал «Пластину Пионера», а в 1977-м — «Золотой диск Вояджера». Эти металлические носители с информацией о человечестве отправились в межзвездное пространство на борту космических аппаратов «Пионер» и «Вояджер», которым предстояло после пролета мимо планет-гигантов преодолеть солнечное тяготение и навсегда покинуть нашу планетную систему.
Первое же электромагнитное межзвездное послание было отправлено 16 ноября 1974 года с помощью радиолокационного телескопа обсерватории Аресибо с антенной диаметром 305 метров и передатчиком мощностью 500 киловатт. Длительность сообщения составила всего 3 минуты. За это время было передано 1679 бит информации. Это число, будучи произведением двух простых сомножителей, указывает на то, что в послании закодирована двумерная картинка 23 на 73 пикселя. Чтобы шансы послания найти получателя были выше, его направили в сторону огромного шарового скопления M13 в созвездии Геркулеса, которое содержит сотни тысяч звезд. Однако радиоволнам потребуется 24 000 лет, чтобы дойти до него и еще столько же, чтобы вернуться назад с ответом. Так что на продуктивный диалог с возможными обитателями M13 рассчитывать не приходится. Вот почему остальные попытки межзвездной связи ориентировались на звезды в пределах 70 световых лет.
На настоящий момент с Земли отправлено еще три радиопослания. «Космический зов — 1», ушедший в 1999 году к четырем солнцеподобным звездам, содержал несколько информационных страниц, «Детское послание внеземным цивилизациям» 2001 года впервые несло аналого-цифровую информацию, а «Космический зов — 2» (2003) стал первым интернациональным межзвездным сообщением. Все они передавались с помощью Евпаторийского планетного радиолокатора диаметром 70 метров, который ранее входил в советскую систему дальней космической связи. Мощность его передатчика составляет около 150 киловатт, но зато длительность этих посланий была в десятки раз больше и они по нескольку раз повторялись в направлении разных звезд. По общей энергии переданных сигналов эти послания в сотни раз превосходят первое.
Первое межзвездное послание
В 1679 битов послания Аресибо Фрэнк Дрейк и Карл Саган постарались вложить максимум информации. Первый блок (красный) задает правила записи чисел (от 1 до 10) в двоичной системе счисления. Второй (оранжевый) — перечисляет номера элементов, на которых основана жизнь на Земле: водород (1), углерод (6), азот (7), кислород (8) и фосфор (15). Третий блок (желтый) описывает состав молекулы ДНК: образующие ее каркас дезоксирибоза (C5OH7) и фосфат (PO4) чередуются в двух крайних колонках, а в средних даны химические формулы четырех нуклеотидов: аденина, тимина, цитозина и гуанина, кодирующих генетическую информацию. Формулы записываются числовыми коэффициентами в том же порядке, что и «элементы жизни» во втором блоке. Например, дезоксирибоза кодируется как 7-5-0-1-0, что значит 7 атомов водорода, 5 — углерода и 1 — кислорода. Четвертый блок (зеленый) — это спираль ДНК, а в середине сообщается число нуклеотидов в ДНК человека — 4 294 441 822 (теперь мы знаем, что их около 3 миллиардов). Пятый блок (голубой) несет информацию о людях: слева средний рост человека — 14 (1,76 метра в единицах длины волны сообщения — 12,6 сантиметра), а справа — население Земли в 1974 году — 4 292 853 750. Шестой блок (синий) — Солнечная система с девятью планетами. Земля сдвинута вверх и находится под человеком из предыдущего блока, указывая наше место обитания. Фиолетовый блок изображает тарелку радиолокационного телескопа, отправившего данное послание, а в самом низу по центру указан его диаметр — 2430 (306 метров в единицах длины волны). Поймут ли потенциальные получатели смысл этого сообщения? Фрэнк Дрейк на пробу показывал упрощенный прообраз этого послания другим ученым. Карл Саган расшифровал его почти полностью. О других успехах достоверных сведений не сохранилось.
Принимать или отправлять?
Таким образом, за всю историю земной цивилизации было разработано и доведено до практической реализации лишь четыре проекта передачи межзвездных радиопосланий. И тем не менее в некотором смысле METI находится в лучшем положении, нежели SETI. Ведь, подготовив и отправив межзвездное послание, мы уже можем говорить о результате, поскольку сделали все возможное в деле наведения радиомоста между земной и предполагаемой внеземной цивилизациями. И теперь только от неведомых адресатов зависит, будет ли обнаружено наше «письмо» и предприняты попытки установления контакта.
Цивилизация, которая занимается лишь поиском, находится в заметно менее выгодном положении, чем та, которая наряду с поиском ведет и передачу сигналов. Чтобы понять, что контакт установлен, передающей цивилизации достаточно получить ответ на одно из своих посланий. А вот «слушающей» при успехе поисков предстоит самой послать ответный сигнал, дождаться подтверждения его приема, и только после этого можно будет говорить о контакте. Впрочем, у проблемы есть и другая сторона: если инопланетные сигналы будут обнаружены, сразу станет ясно, куда следует направлять собственные послания, а до того остается только рассылать «космический спам», выбирая направления на основе общефизических аргументов.
Этот выбор значительно упростился после того, как в 1995 году швейцарский астроном Мишель Майор и его аспирант Дидье Квелотц обнаружили вблизи звезды 51 Пегаса первую планету вне Солнечной системы. Вскоре выявление таких объектов было поставлено на поток, и стало ясно, что планеты — такие же распространенные небесные объекты, как и звезды. В нашей Галактике порядка 100 миллиардов звезд, и около 1% из них похожи на Солнце. Вот среди этого примечательного миллиарда и следует отбирать звезды для поиска и передачи межзвездных радиопосланий. Конечно, вовсе не обязательно, что потенциальные адресаты обитают только у таких звезд, но все же, учитывая наш собственный опыт, стоит пока сконцентрировать свои изыскания именно на них.
Перечень требований к звездам — кандидатам на включение в программу SETI/METI весьма обширен. Прежде всего они должны принадлежать к так называемой главной последовательности, то есть находиться на середине своего жизненного пути. На этом этапе светимость звезды длительное время остается примерно постоянной, что, видимо, является важным условием для развития сложных форм жизни. Возраст звезды должен быть в интервале 4—7 миллиардов лет. Если звезда моложе, эволюции может не хватить времени для порождения разумных существ, а если старше, то на планетах будет мало необходимых для жизни тяжелых элементов, которые нарабатываются предыдущими поколениями звезд. Следует выбирать одиночные светила, поскольку в двойных системах ниже вероятность существования планет со стабильными орбитами и климатическими условиями. По той же причине среди звезд с уже обнаруженными планетами предпочтительны те, у которых форма планетных орбит близка к круговой. Желательно также, чтобы со звезды, на которую отправляется радиопослание, Солнце было видно на фоне какого-либо достопримечательного астрономического объекта — пульсара, квазара, центра Галактики. В этом случае шансы на обнаружение нашего сигнала возрастают, поскольку он может быть замечен в ходе обычных астрономических наблюдений. Наконец, следует выбирать звезды внутри «пояса жизни» нашей Галактики — той «тепличной» области, где скорость орбитального движения вокруг галактического центра близка к скорости вращения спиральных рукавов. В этой зоне (в которую входит и Солнце) звезды реже пересекают рукава Галактики, где протекают бурные процессы звездообразования, сопровождающиеся мощными вспышками сверхновых, способные помешать развитию жизни.
