Есть контакт? Что стоит за "подозрительными" сигналами из космоса

Содержание:

• Какими бывают сигналы в космосе
• Какие сигналы ставят ученых в тупик
• Могут ли другие цивилизации считать наши сигналы
• Есть ли еще способ обнаружить внеземную жизнь

Какими бывают сигналы в космосе

Астрономы из США расшифровывают очередной сигнал из космоса и вдруг видят инструкцию по сборке звездолета с одним посадочным местом. Сконструировав его, главная героиня отправляется в путешествие к неизвестным мирам…

Это завязка голливудского блокбастера «Контакт» 1997 года. Подобных сюжетов придумано немало, ведь человек крайне любопытен. Эй, есть тут кто, во Вселенной?! Увы, этим любопытством пользуются масс-медиа, подающие каждый сигнал из космоса как неминуемую встречу с «зелеными человечками». Складывается ощущение, что человечество контактирует с ними по нескольку раз в год.

Мешает принятая фразеология. «Сигнал» и тем более «радиосигнал» ассоциируются с чем-то рукотворным, созданным специально для передачи информации. Часто к таким новостям липнут эпитеты «странный», «загадочный», «таинственный»…

На самом деле астрономы изучают вспышки, всплески, импульсы. Да и космическое «радио» отношения к разумной деятельности не имеет – речь идет об электромагнитном излучении в радиочастотном спектре. Его генерируют обычные астрофизические процессы. Это как пена, возникающая при ударе волны о берег.

Другое дело, что космос остается малоизученной сферой. И порой астрономы действительно «ловят» что-то, чему долго не могут найти объяснения. В этих случаях требуется прямо-таки детективное расследование.

С таких странностей и началась история обнаружения сигналов. В 1963 году США развернули серию спутников Vela для контроля за ядерными испытаниями СССР. Они должны были засекать гамма- и нейтронное излучение со стороны Земли. Сразу по выходе на орбиту показания детекторов стали зашкаливать. Вот только излучение шло… из глубин космоса.

Впоследствии ученые выяснили, что во Вселенной огромное количество источников излучения на разных частотах. Планеты и звезды, галактики и туманности – по-своему «звучит» каждое небесное тело, имеющее магнитное поле. Эти «мелодии» (радиоволны, преобразованные в звук) можно послушать в Сети. Например, причудливый шепот Миранды, одного из спутников Урана. Или глухой колокольный звон Юпитера. Или шипящий гул Сатурна. Или тяжелый рокот с резкими порывами, который издает черная дыра. Эти записи сильно обработаны: в оригинале была бы очень низкая частота, которую не может уловить человеческий слух. Но даже в обработке звучит зловеще.

Кроме этого, есть разовые события, создающие мощный сигнал. Например, гамма-всплески, впервые зафиксированные спутниками Vela, – это последствия слияния нейтронных звезд или вспышки гиперновой звезды.

Какие сигналы ставят ученых в тупик

Обнаружив на конкретном участке неба новый сигнал, ученые начинают проверку: сканируют эту область в других диапазонах спектра (ультрафиолет, инфракрасный, рентген, гамма-лучи), пытаются поймать тот же импульс на других телескопах и так далее. Необычные форма (узкий диапазон захватываемых частот) и периодичность излучения – маркеры, по которым можно заподозрить его искусственное происхождение.

Впервые ощущение близкого контакта возникло в 1967 году, когда в Кембриджском университете (Великобритания) зарегистрировали сигнал, повторяющийся через строго определенные промежутки времени. Его даже назвали LGM-1 (от Little Green Men – «Маленькие зеленые человечки»). Но последующие наблюдения показали, что сигнал поступает со звезды: у него отсутствовал доплеровский сдвиг, который был бы заметен, если бы источник находился на планете (где могут жить те самые «человечки»). В итоге выяснилось, что это мерцает пульсар – быстро вращающаяся нейтронная звезда, из полюсов которой исходят узкие пучки частиц.

С тех пор серьезные астрономы избегают говорить об инопланетянах. Но есть как минимум один проект, целиком занятый их поиском, – SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence, «Поиск внеземного разума»). Это объединение ученых-энтузиастов, которое когда-то финансировалось NASA, но в 1990-х правительство США утратило интерес к инопланетной теме, и с тех пор SETI существует на средства таких же энтузиастов из мира бизнеса. Проект делает упор как раз на изучении радиосигналов, ведь это наименее затратный способ передачи данных со скоростью света.

Самый нашумевший результат наблюдений в рамках SETI – узкочастотный сигнал, принятый в Университете штата Огайо в 1977 году. Его испускал точечный неподвижный источник, причем излучение шло на частоте 1420 МГц, на которой поглощает и отдает энергию водород, самый распространенный элемент во Вселенной (по представлениям SETI, разумные инопланетяне должны учитывать этот факт в обмене радиограммами). Доктор Джерри Эйман, увидев сигнал на бумажной расшифровке, написал на полях: «Wow!». Под этим именем сигнал и вошел в историю.

Что же это было? Неизвестно. Ничего подобного позже обнаружить не удалось. А надежно интерпретировать единичный сигнал невозможно – научный метод строится на повторяемости опыта. Так что гипотеза об искусственном происхождении «Wow!» до сих пор в ходу. Недавно астроном-философ Альберто Кабальеро задался целью определить точный адрес источника «Wow!». Он проанализировал тысячи звезд на том участке неба, откуда пришел импульс, и определил наиболее похожую на Солнце: 2MASS 19281982-2640123 на расстоянии 1800 световых лет от нас.

Ад существует: как в глубинах космоса нашли самые жуткие экзопланеты

Но снаряжать туда экспедицию рано. Дело в том, что «Wow!» – лишь наиболее известный случай. Всего же за годы наблюдений накопились десятки «приветов» издалека, так и не получивших внятного объяснения. Например, еще одно открытие SETI – обнаруженный в 2003 году сигнал SHGb02+14a (по звуковой версии можно убедиться, как сильно он отличается от обычного космического шума).

Или «мистический рев», который обнаружили в 2006-м исследователи из Колумбийского центра исследовательских аэростатов NASA, запустившие на орбиту метеорологический зонд совсем с другими целями.

Или «интригующий сигнал» 2019 года, полученный от наших соседей – Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звездной системы.

Или прошлогодняя сенсация – сигнал ASKAP J173608.2-321635, встречаемый только на частоте 888 МГц и только изредка. 13 раз с апреля 2019 года по август 2020-го, затем в феврале и апреле 2021-го – как будто передатчик, включаемый по особому распоряжению.

Остается непроясненной природа целой категории сигналов – быстрых радиовсплесков (fast radio-burst, FRB), открытых в 2007 году. Их особенность – сочетание огромной мощности и расстояния (1,6 млрд световых лет от нас и дальше). Если эти параметры еще можно объяснить взрывами звезд, то следующие открытия совсем озадачили ученых. В 2012–2015 годах выяснилось, что FRB из одного источника могут повторяться (значит, это не разовое событие), в 2019-м – что и вовсе могут иметь стабильный период в 16 дней. Исследователи склоняются к тому, что за FRB все-таки отвечает естественный процесс, но науке он пока неизвестен.

А иногда оказывается, что за сигналом стоит деятельность… нашей собственной цивилизации. «Проводить исследования космоса с поверхности Земли становится все сложнее. С каждым годом создается все больше радиопередатчиков. Радиочастотные помехи могут идти от сотовых телефонов, телевизионных антенн, радаров, спутников, а также прочей электроники и компьютеров, расположенных рядом с обсерваторией», – жалуется эксперт SETI Дэн Вертимер.

Самый забавный случай – мгновенные мощные сигналы на частотах 1,5–2 Ггц, впервые зафиксированные радиотелескопом Parkes в Австралии в 1998 году. Им дали красивое название – Перитоны, в честь мифического зверя из произведений Борхеса. Целых 17 лет потребовалось ученым, чтобы доказать, что Перитоны генерируются… микроволновками, расположенными в соседних помещениях. СВЧ-печи испускали сигнал в тот единственный момент, когда человек открывал дверцу работающего прибора, не дождавшись окончания нагрева. И то лишь в половине случаев. Это и затрудняло поимку «таинственного зверя».

Без Земли в иллюминаторе: сможет ли человек выжить на других планетах

Кстати, эксперты SETI списывают на земные помехи и новый сигнал, полученный китайскими астрономами. Сами китайцы пока воздерживаются от выводов. «Требуются дополнительные проверки и исследования, что может занять долгое время», – заявил руководитель группы Чжан Тунцзе. Любопытно, что интерес общественности к этой находке подогрело то, что новость о ней сразу удалили из китайского первоисточника. Но в принципе это обычная практика – засекретить результаты до времени, чтобы конкурирующие группы не перехватили открытие.

В конечном счете, даже получив сигнал, который они не в состоянии объяснить, ученые просто ждут и накапливают данные. Это специфика науки о космосе: версию об искусственном происхождении внеземного сигнала нельзя доказать – ее можно только опровергнуть.

К слову, примерно в 2027 году в астрономии должна начаться новая эра. Тогда стартуют исследования на Square Kilometer Array – гигантском радиотелескопе с площадью антенны свыше 1 квадратного километра. Этот мегапроект стоимостью 1,9 млрд евро задумали еще в 1990-х годах, а строить начали в 2018-м. Сократит ли он количество «белых пятен» в исследовании радиосигналов или, наоборот, увеличит?

Могут ли другие цивилизации считать наши сигналы

Такое предположение было сделано еще на заре космической эры. В 1962 году СССР отправил закодированное в азбуку Морзе послание в созвездие Весов. Его содержание было незамысловатым, всего три слова: «Мир», «Ленин», «СССР».

С тех пор кампании по отправке символических «сигналов готовности» проводятся регулярно. Самая известная – передача послания Аресибо с одноименной обсерватории в Пуэрто-Рико в 1974 году. Оно содержало двоичный код, расшифровывающийся в серию схематичных рисунков: данные о Солнечной системе, внешнем виде землян, нашей ДНК и так далее. В 2001 году на поле с пшеницей в Великобритании появились похожие рисунки, только с изображением гуманоида вместо человека. Ученые поспешили заверить публику, что это подделка. По-другому и быть не может: до пункта назначения – созвездия Геркулеса – послание Аресибо будет лететь еще 25 тысяч лет!

Со временем подобные акции приобрели коммерческо-комический характер: в 1990-х с телескопа в Евпатории запускали то песни The Beatles, то рекламу чипсов… На этом фоне выделяется амбициозный проект Beacon in the Galaxy, который международная группа астрономов представила в марте этого года. Цель – отправить обновленную, более полную версию послания Аресибо в центральную часть Млечного Пути. В сообщении будут содержаться приглашение посетить Землю и наши подробные координаты.

На этом фоне общественность забеспокоилась: не слишком ли много мы передаем инопланетянам? Ранее похожие опасения высказывал покойный астрофизик Стивен Хокинг. По его мнению, землянам не стоит искать контакт с другой формой разумной жизни. «Если вы посмотрите на земную историю, то увидите, что контакты между цивилизациями, стоящими на разном уровне развития, чаще всего заканчивались катастрофой для менее развитых», – говорил он.

В итоге ученые SETI, отправляя очередную «эсэмэску» на одну из ближайших звезд, теперь отдельно объясняют прессе, что это совершенно безопасно (мол, высокоразвитая форма жизни, обитающая столь близко, давно бы нас заметила). Кстати, это еще одна тенденция: в последние годы послания адресуют соседним звездным системам (до 69 световых лет от Земли) – так есть хоть какой-то шанс дождаться ответа.

Но в целом не стоит обольщаться: его вероятность предельно низка. Главная проблема – мы не знаем, куда посылать сигнал. Если делать это равномерно во все стороны (используя изотропный излучатель), то мощность импульса быстро падает с расстоянием. Чтобы сохранить возможность различить информацию в космическом шуме, приходится фокусировать импульс и распространять в узком диапазоне направлений. Вторая проблема – частота передачи. Повысить шансы на ответ можно, если наладить безостановочную отправку. Но, как правило, это разовые мероприятия.

Если же предположить, что у инопланетян установлены бесконечно мощные приемники, то в принципе сойдет любой радиосигнал с Земли. Да, теоретически в космосе можно прослушать любые радиопередачи, когда-либо транслировавшиеся на нашей планете. Но и в этом случае расстояние, на которое они успели отлететь, не превышает 100 с небольшим лет существования радио. А это лишь крошечный уголок нашей галактики.

Есть ли еще способ обнаружить внеземную жизнь

Есть: исследовать экзопланеты. Так называют любую планету за пределами Солнечной системы (вплоть до начала 1990-х их наличие вообще не было доказано). Но больше всего нас интересуют планеты, похожие на Землю. Сейчас в каталоге NASA более пяти тысяч подтвержденных экзопланет, из них землеподобных (каменистых) – только 187. Дальше нужно определить, какие из них находятся в «зоне Златовласки» – таком расстоянии от своей звезды, на котором возможно наличие жидкой воды на поверхности. По расчетам ученых, это 59 небесных тел.

«Земля 2.0»: каковы шансы найти разумную жизнь на экзопланетах

Но и это не всё. Астрофизических факторов, которые определяют климат на планете, множество: местоположение, тип и размер звезды, отсутствие приливного захвата планеты, орбита в форме правильного круга, отсутствие газовых гигантов на соседних орбитах. А также оптимальный размер планеты: меньше Земли – вероятна потеря магнитного поля (как у Марса), больше Земли – парниковый эффект из-за плотной атмосферы (как у Венеры).

Вполне вероятно, что ни на одной из известных сегодня экзопланет мы бы не выжили. Но поиск только начинается. В нашей галактике триллионы планет, а недавно выведенный на орбиту телескоп Джеймса Уэбба позволит ускорить процесс (до этого планеты вычисляли по косвенным признакам, а Джеймс Уэбб сделает возможным прямое наблюдение). Излишне говорить, что поиск «запасного аэродрома» для нашей цивилизации – задача куда более прагматическая, чем контакт с инопланетным разумом.

Но если вернуться к теме внеземной жизни, то здесь успех не гарантирует даже идеальная «Земля 2.0». Такая планета должна выдержать проверку временем, а это в космосе самое трудное. То есть подходящий климат должен не только присутствовать сегодня, но существовать в неизменном виде миллиарды лет, чтобы жизнь успела зародиться и эволюционировать до разумных форм. Внезапная вспышка звезды или прилетевший астероид, и все пропало.

Впрочем, эта логика строится на допущении о том, что инопланетная жизнь в принципе имеет ту же химическую основу, что и земная: «строительными материалами» выступают углерод, водород и кислород. Между тем с конца XX века развивается альтернативная биохимия, приверженцы которой обсуждают иные способы существования: например, можно ли воду и углерод заменить на комбинацию кремний/аммиак?

А если да, то будут ли такие существа способны читать и отправлять радиосигналы?

В ситуации такой неопределенности не стоит сбрасывать со счетов ветвь исследований, которую можно условно назвать астрофизической схоластикой. Это уже чистая теория, задача которой – не найти инопланетян, а хотя бы понять правила игры, по которым мы что-то ищем в космосе. Яркий пример – уравнение Дрейка 1960 года, в котором сделана попытка статистически рассчитать количество внеземных цивилизаций, способных вступить в контакт с Землей. В 2012 году итальянский астроном Клаудио Макконе решил уравнение, вооружившись современными на тот момент данными. Его вывод – в Млечном Пути может существовать до 15 785 таких цивилизаций.

Ряд теорий исследуют закономерности развития жизни от простейших форм до разумных («Великий фильтр» Робина Хенсона) и далее до межпланетного владычества (Шкала Кардашёва). Цель – рассмотреть, могла ли какая-то из внеземных цивилизаций дойти до самоуничтожения или попросту не превратиться «из обезьяны в человека».

Самая свежая из «умозрительных» работ выдержана в духе времени. Месяц назад упомянутый выше Альберто Кабальеро выяснил, что земляне могут отправить сообщения на 18 тысяч планет в Млечном Пути без особого риска, что оттуда нагрянут инопланетяне и уничтожат нас. По его оценке, в галактике не более четырех «злобных» цивилизаций, с которыми лучше не связываться.

«В моих расчетах есть неизвестная – мы не знаем, как устроен разум инопланетян. У них может быть мозг с другим химическим составом, может отсутствовать эмпатия, или они могут быть кончеными психопатами», – уточнил Кабальеро.