Почему при миллиардах звёзд и сотнях миллиардов планет астрономия до сих пор не поймала ни одного однозначно искусственного происхождения инопланетного сигнала? Радиотелескопы прослушивают космос десятки лет, проекты SETI анализируют петабайты радиосигналов. Можно найти достаточно много сообщений, что условия для жизни на отдаленных планетах находятся всё чаще. Однако подтверждённых сообщений от внеземных цивилизаций по-прежнему нет.
Это действительно «космическая тишина» во Вселенной или мы просто глухи к тому, что инопланетяне уже посылают? Ниже мы рассмотрим, как технические и методологические ограничения поиска сигналов инопланетян формируют эту тишину.
Как устроен поиск сигналов инопланетян и где прячутся ограничения
Поиск сигналов инопланетных цивилизаций в радио‑диапазоне строится удивительно узко. Большая часть классических исследований SETI сосредоточена вокруг так называемого «водяного окна» — частот, где природный фон излучения минимален и удобно вести связь. Радиотелескоп сканирует небо в ограниченных направлениях и частотах, выискивая узкополосные, сильно упорядоченные радиосигналы, напоминающие те, что используют земные передающие станции.
Фактически мы ищем тех, кто:
- живёт в радиотехнологической фазе развития, похожей на состояние Земли XX–XXI веков;
- использует мощные передатчики и направленные антенны;
- по каким‑то причинам хочет быть замеченным и посылает заметный маяк, а не зашифрованный поток данных, выглядящий как обычный шум.
В такие допущения встроено множество скрытых ожиданий. Мы переносим собственный опыт коммуникаций на гипотетические внеземные цивилизации, хотя их технологии и мотивы могут радикально отличаться.
Даже если поблизости находятся планеты с разумной жизнью, их техносигнатуры легко могут оказаться не в тех диапазонах и масштабах, где мы привыкли искать.
К этому добавляются жёсткие технические ограничения:
- чувствительность: уверенно можно обнаружить лишь передачи уровня крупнейших земных радаров с расстояний в десятки–сотни световых лет, дальше сигнал тонет в шума;
- покрытие неба: прослушаны не более нескольких процентов небесной сферы, да и то фрагментарно по нескольку минут;
- частотный диапазон: огромные пласты спектра вообще не тронуты, потому что аппаратура, вычислительные ресурсы и время наблюдений ограничены;
- земные помехи: спутники, авиация, связь мобильных операторов — всё это маскирует слабые инопланетные сигналы и заставляет отбрасывать массу кандидатов.
Хорошая аналогия: мы стоим в гигантской библиотеке Вселенной и при помощи фонарика просматриваем пару полок — ещё и выключая свет при малейшем подозрении на помеху.
Отсюда вытекает практический критерий для любых новостей о «найденном инопланетном сигнале». Следует сразу смотреть, какой именно диапазон обследован, как долго наблюдался источник и др. То есть необходимо исключить как локальные помехи нашей цивилизации, так и сигналы от природных явлений, появляющиеся в окрестностях исследуемых скоплений далёких звезд.
Космические и временные причины: почему сигналы могут проходить мимо
Даже если рядом с нами в пределах тысячи световых лет есть несколько активных внеземных цивилизаций, их радиосигналы могут быть практически невидимы. Энергия излучения убывает как квадрат расстояния. В пределах нашей галактики даже мощный маяк быстро становится слабее фона.
Межзвёздная среда — газ и пыль между звёздами — рассеивает и искажает излучение, особенно на высоких частотах. В одних направлениях пространства космические облака прозрачны, в других — фон настолько плотный, что слабые искусственных сигналов просто не различить.
Не менее важен временной фактор. Окно, когда цивилизация активно пользуется радиосвязью на большие расстояния, может длиться всего сотни или тысячи лет — ничтожный миг по сравнению с миллиардными масштабами лет существования галактики.
Мы сами за одно столетие перешли от мощных аналоговых передатчиков к сотовым сетям, узконаправленным каналам и оптоволокну, намного менее заметным с межзвёздных дистанций. Инопланетяне могли уже уйти дальше: использовать лазерные вспышки, пучки нейтрино или другие экзотические носители, которые нынешний проект по поиску радиосигналов почти не затрагивает.
Дополнительная сложность в том, что любая разумная цивилизация рациональна в расходовании энергии. Направленные лучи связи будут сфокусированы на конкретных адресатах, а не рассеяны по всей сфере. Земля должна буквально попасть в узкий конус излучения, который скользит по небу, — и совпасть с ним во времени. В противном случае даже густо населённый космос выглядит пустым.
Молчание и наши ожидания: чему учат неудачи и как читать «сенсации»
Текущее молчание говорит лишь о том, что рядом с орбитой Земли, с учётом уже выполненных наблюдений, нет грубых, мощных, всенаправленных маяков, специально нацеленных на связь с кем угодно. Оно почти ничего не говорит о слабых локальных сетях связи, об оптических или инфракрасных техносигнатурах, о зашифрованных потоках данных, похожих на случайный шум.
Пользователи чаще всего спрашивают: «Значит, инопланетян нет? Почему проект SETI работает десятки лет и ничего не нашёл? Можно ли вообще обнаружить существование внеземных цивилизаций с Земли?» Корректный ответ: каждый ненайденный сигнал не опровергает существование внеземных, а лишь исключает часть сценариев — например, идею о том, что вся Галактика утыканa мощными радиомаяками.
Последние оценки вероятности обнаружения сигналов внеземного разума
Новое исследование, проведенное теоретическим физиком Клаудио Гримальди из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и опубликованное в The Astronomical Journal, оценивает вероятность обнаружения таких сигналов.
Ученый моделирует техносигнатуры — любые измеримые сигналы или физические следы, указывающие на существование передовых технологий. Это могут быть искусственные радиопередачи, лазерные вспышки или избыточное тепло от масштабных инженерных проектов.
Чтобы такой сигнал был обнаружен, он должен физически достичь Земли, а наши приборы должны быть достаточно чувствительны, правильно направлены и способны отличить его от природных явлений.
Используя байесовский статистический подход, Гримальди поставил под сомнение распространенный оптимистичный взгляд на проблему поиска.
Оказалось, что для высокой вероятности обнаружения техносигнатур в пределах нескольких сотен или даже тысяч световых лет от Земли число таких сигналов в ряде сценариев становится неправдоподобно большим, превышая количество потенциально обитаемых планет в исследуемом секторе Галактики.
Ситуация меняется только при расширении зоны поиска на гораздо большие расстояния. Однако уловить еще более слабые сигналы не позволяет современный уровень используемых для этого астрономических систем.
Обнаружение инопланетных сигналов становится более вероятным на дистанциях только в несколько тысяч световых лет и более.
Что и как искать?
Чтобы трезво относиться к тем или иным сообщениям СМИ, полезно задавать три вопроса:
- подтверждён ли полученный сигнал независимыми командами и разными инструментами;
- наблюдается ли повторяемость, или это единичный всплеск на фоне шума;
- открыты ли данные и прошло ли исследование и рецензирование в научном журнале.
Неудачи не означают, что поиск сигналов инопланетян бессмысленен. Напротив, они подсказывают направления, где нужны новые технологии и стратегии. Очевидно, что астрономы и астрофизики будут расширять диапазоны частот, учитывать оптические вспышки, искать индустриальные загрязнения атмосфер экзопланет и другие нетривиальные признаки искусственных источников излучения.
Так постепенно будет сужаться пространство неизвестного и расти шанс действительно однажды обнаружить надёжный след внеземных цивилизаций.
