ПРОСВЕТИТЕЛИ

«Почти ничего не сделано для поиска внеземных цивилизаций»

Александр Панов — о научной филантропии и миллионах звезд, которые нужно просмотреть
Контакты с внеземными цивилизациями не состоялись, поскольку ученые пока просмотрели всего пять тысяч звезд, а установки, которыми они пользуются, не покрывают небо полностью. О том, как происходит поиск разума в космосе, рассказывает Александр Панов,
доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник института ядерной физики МГУ (НИИЯФ МГУ).

Проблему поиска внеземного разума можно сформулировать так: если мы что-то хотим найти, то должны хотя бы приблизительно понимать, что мы ищем. Иначе мы будем искать не там и не так, или что-то найдем и не поймем, что нашли.

Очевидно, мы ищем форму разума: другой цивилизации мы не знаем. Причем найти мы можем только цивилизацию на более высокой ступени развития, прошедшую фазу «технологический взрыв». На Земле сейчас как раз технологический взрыв: это короткое событие, длительностью лет в 200. У цивилизации, которую мы найдем, возраст будет как минимум от 10 тыс. лет после технологического взрыва: то есть она будет совсем непохожа на нашу.
Александр Панов выступает на мероприятии «Бранч с ученым» Политехнического музея
«Если мы начнем производить слишком много энергии, то расплавим свою планету»

Можно ли заранее понять, каков объект, который мы ищем? Можно предположить, что мы ищем что-то похожее на наше собственное будущее. О завтрашнем дне рассказывает дисциплина «футурология»: она не является наукой, но зато предлагает модели будущего — на их основе строятся поиски в настоящем.

Самое полезное, что может предложить футурология, — классификация внеземных цивилизаций по шкале Кардашева. Согласно этой шкале цивилизации бывают трех типов.

Первый тип — вроде нашей, живущие на одной планете. Это связано с проблемой энергопотребления и производства энергии: мы не можем производить слишком много энергии, потому что если начнем, то расплавим свою планету.

Второй тип — околозвездные: их место обитания — не одна планета, а околозвездное пространство. Они производят энергию, сопоставимую с энергией их собственной звезды.

Третий — цивилизации, живущие в масштабе галактики: но это уже фантастика, которая не оказывает влияния на практические исследовательские программы. Если подобные цивилизации и есть, они найдутся сами, без специальных астрономических наблюдений. Таким образом методики поиска адаптированы к цивилизациям двух первых типов.
Фото предоставлено пресс-службой Политехнического музея
«Расстояние до ближайшей цивилизации не меньше, чем 1000 световых лет»

Цивилизации второго типа могут потреблять колоссальные количества энергии. Если они захотят передавать информацию в космос, то могут сделать всенаправленный постоянно действующий маяк. Это яркий луч радио- или оптического диапазона, который будет непрерывно светить во все стороны. Поэтому, в какой бы отдельно взятый момент мы не посмотрели на цивилизацию второго типа, мы ее увидим.

Цивилизация первого типа не может этого сделать. Если она хочет передать информацию о себе другим, то, как вариант, может создать узконаправленный мощный радиолуч или оптический луч. Луч не покроет все небо — энергетики не хватит — но с его помощью можно сканировать небо. Второй вариант поиска — выделить звезды-кандидаты на существование другой цивилизации и сканировать их одну за другой. Здесь ученые опираются на формулу Дрейка: согласно ей расстояние до ближайшей цивилизации не меньше, чем 1000 световых лет. На этом расстоянии таких звезд-кандидатов около 1 млн штук. Цивилизации первого типа придется просканировать этот миллион кандидатов.

Что нужно, чтобы найти цивилизацию первого типа — такую же, как мы?
Поскольку сигнал редкий, придется непрерывно следить за всем небом.
Цивилизации первого типа существуют. Хотя бы потому, что существуем мы сами. Про цивилизации второго типа мы не знаем ничего — может быть, это тоже научная фантастика

«Мы ничего не нашли, но хотя бы уверены в том, что делали»

Все программы поиска строятся примерно одинаково, начиная с 1960-ых годов, когда Фрэнк Дрейк реализовал проект «Озма».

Делается вот что: берется обычный радиоастрономический телескоп; мы выбираем звезды; направляем телескоп на одну звезду; смотрим на нее некоторое время; сигнал отсутствует — мы прекращаем на нее смотреть, и смотрим на другую звезду. Так перебираются звезды одна за другой. В настоящее время нами просмотрено около 5 тыс. звезд.

Опять же: мы обнаружим сигнал только в том случае, если звезда светит на нас непрерывно. То есть методика нацелена на поиск цивилизации второго типа. Хотя нам может очень сильно повезти в случае с цивилизацией первого типа — если мы посмотрим на звезду в тот момент, когда она будет нас сканировать, но вероятность этого исчезающе мала.

Существует программа, которая реализуется фондом Breakthrough Initiatives: ее основатель научный филантроп и владелец DST Global Юрий Мильнер. Есть два телескопа, один из которых установлен в Австралии, а другой — в США: ученые наблюдают за каждой звездочкой полчаса. Хотя, конечно, может быть, мы посмотрели на звезду полчаса, а она передала нам сигнал, когда мы уже отвернулись.

Где-то году в 2017-м, на одном из заседаний Breakthrough Initiatives говорилось, что нам нужно не это, а системы, которые наблюдают за небом 24 часа в сутки. Но таких действующих методик практически нет.

Наша программа на РАТАН-600 (сокращение от радиоастрономический телескоп Академии наук — Прим. ред.) была устроена по-другому. У нас было немного объектов, которые мы наблюдали — всего 30. Но зато мы каждый объект наблюдали многократно — несколько суток. Мы ничего не нашли, но уверены хотя бы в том, что делали.
Самый большой в мире радиотелескоп диаметром 100 метров. Грин-Бэнк, США / Фото: Geremia
«Реально рассчитывать на прием сигнала можно будет, когда мы сможем просматривать небо в режиме 24 часа в сутки»

Теперь о том, что надо было бы сделать: нам нужен радиопросмотр всего неба сразу. Требуется антенная решетка; должно быть сделано огромное поле, утыканное маленькими антеннками. Потом к этому массиву присоединяется суперкомпьютер колоссальной мощности, и рисуются диаграммы направленности, которыми можно покрыть все небо. Но этой системы не существует: пока еще никто не сосчитал ее стоимость.

Тем не менее просмотр всего неба можно сделать в оптическом диапазоне. Для этого хватит лазера ограниченной мощности, который в наносекунды выдает мегаджоули энергии. Такие существуют на Земле и используются в программе термоядерного синтеза. Лазер передает сигналы от звезды к звезде, и они могут быть приняты на любых внутригалактических расстояниях, даже сотни-тысячи световых лет. Все небо лазер не сможет осветить: это будут короткие порции сигналов в неизвестном заранее направлении, но все-таки вопрос решится уже существующими средствами.
Телескоп TAIGA-IACT / Фото: TMarshalkina
Есть такой экспериментальный комплекс TAIGA в Тункинской долине, в 50 км от озера Байкал: со множеством оптических станций. Его чувствительности хватает, чтобы регистрировать инопланетные лазеры.

В этой местности хороший астроклимат: облаков нет, чистое небо, длинные темные ночи. И один сезон уже обработан: приборы зарегистрировали похожее событие, которое оказалось атмосферным ливнем. Кроме того, были зафиксированы сигналы от настоящего космического лазера, установленного на спутнике: спутник летает вокруг Земли. Хотя лазер и земного происхождения, но мы точно знаем, что наша методика работает.

К лету этого года мы надеемся получить сигналы по четырем сезонам. Мне очень интересно, что там будет, поскольку установка растет: к ней добавляется все больше и больше оптических станций. Растет ее площадь, и нам все труднее и труднее перепутать сигнал от космического лазера с сигналом широкого атмосферного ливня: шумы падают, условия улучшаются.

Реально рассчитывать на прием сигнала от цивилизации первого типа можно будет тогда, когда мы сможем просматривать небо в режиме 24 часа в сутки. По-настоящему всенаправленные инструменты появятся не скоро: сейчас все небо мы покрыть не можем. Но мы движемся в правильном направлении. Это займет несколько десятков лет.

Записала Анна Черноголовина

Фрагмент из лекции Александра Панова «Поиск внеземного разума по науке», которая состоялась в рамках серии мероприятий Политехнического музея «Бранч с ученым». Посетители событий из первых рук узнают последние новости о том, что происходит в научных лабораториях.

Узнать подробнее о событиях Политехнического музея.
БОЛЬШЕ ПРИЛИЧНОГО
БОЛЬШЕ ПРИЛИЧНОГО