«КОСМИЧЕСКИЙ СТОГ СЕНА»

Одна из причин неудач в поисках внеземных цивилизаций состоит в том, что наблюдения велись не на той аппаратуре, которая нужна была для этого, а на той, которая была в наличии. Практически на первом этапе отсутствовала нужная аппаратура. Так, профессор Оливер (США) доложил на Бюраканском семинаре о разработанном им проекте гигантского телескопа, предназначенного специально для поиска радиосигналов от внеземных цивилизаций. Стоимость сооружения такого телескопа исчисляется миллиардами долларов. В настоящее время государства не выделяют такие суммы специально на программу поиска внеземных цивилизаций. Тем не менее имеется существенный прогресс в радиоастрономической технике. Спасает положение то, что она создается для решения фундаментальных задач и одновременно может быть использована для решения данной проблемы.

Ф. Дрейк, который первым начал искать сигналы внеземных цивилизаций, сравнил эту проблему с проблемой поиска иголки в стогу сена. Так в науку о земных цивилизациях вошла метафора Дрейка о «космическом стоге сена». По-видимому, преувеличение здесь не очень большое. Если мы сегодня остановимся на определенном выборе частоты для связи, способе формирования связных сигналов, выборе направления связи с нашими корреспондентами во Вселенной, то это еще не означает, что наш выбор правильный, а главное — единственный. Если бы мы достоверно знали эти характеристики, то уже наверняка поймали бы посылаемые нам сигналы. Как ни хотелось бы, чтобы задача поддавалась именно такому решению, на это рассчитывать не приходится. Если мы действительно хотим решать эту чрезвычайно сложную задачу, то должны искать иголку в стоге сена.

Что же представляет собой этот стог? Обычный стог определяется тремя размерами: шириной, длиной и высотой. Задача поиска в нем иголки сводится к отысканиютрех координат того места, где находится иголка. Они определят однозначно место нахождения иголки. Какими величинами определяется космический стог? Одна из его координатных осей — это частота сигнала, который мыищем. Вторая координата — это чувствительность приемника (в ваттах на квад-ратный метр) для каждого отдельного канала независимо от его ширины. Третья координата (высота стога) — это количество направлений, в которых может быть осуществлена межзвездная радиосвязь. Можно ограничиться этими тремя координатными осями, хотя задачу можно (и не без основания) усложнить. Если мы будем достоверно знать эти три координат ы, то мы обнаружим бесценную иг олку — сиг нал от внеземной цивилизации. Что касается частоты, то в на-стоящее время не все специалисты столь единодушны в выборе частоты 1420 Гц, как это было вначале. В последующем стало выясняться, что у этой частоты наряду с плюсами имеются и минусы. Один из них состоит в том, что чем ниже частота, тем требуется большая мощность. Так, если сравнить две длины волны, равные 21 сантиметру и 0,15 сантиметра, то окажется, что при работе на длине волны 0,15 сантиметра потребуется в 20 тысяч раз меньшая мощ-ность, чем в случае работы на длине волны 21 сантиметр! Это при условии, что в том и другом случае будет создан одинаковый сигнал. Результат можно представить и по-иному. Если на каждой из волн с длинами 21 сантиметр и 0,15 сантиметра использовать одинаковую мощность, то сигнал на длине волны 0,15 сантиметра уйдет в 140 раз дальше, чем на длине волны 21 сантиметр. Эти цифры очень убедительно говорят в пользу волны с длиной в 0,15 сантиметра. Что касается природного характера излучения межзвездного водорода на длине волны 21 сантиметр, то и длина волны 0,15 сантиметра в этом смысле не очень обделена: на этой длине волны излучает позитроний — сверхлегкий элемент, состоящий из позитрона и электрона. В пользу выбора длины волны в миллиметровом диапазоне говорит и то, что чем меньше длина волны, тем меньших размеров потребуется антенна. Диаметр антенного зеркала D связан с длиной волны ? соотношением D?05?. Идея использовать для космической радиосвязи длину волны 0,15 сантиметра принадлежит Н.С. Кардашеву. Этот выбор обоснован не только приведенными выше соображениями. Важно и то, что именно вблизи этой длины волны имеется наименьшее количество космических шумов, мешающих поиску сигналов. На этой длине волны находится максимум реликтового излучения и, как уже говорилось, минимум галактического радиоизлучения. На эти «достоинства» излучения на длине волны 1,5 миллиметра внеземные цивилизации не могли не обратить внимания. Были рассчитаны возможности и связи на частоте 1,5 миллиметра. Поскольку мощность существенно уменьшится с уменьшением длины волны, то оказалось, что для установления связи на миллиметровых волнах в пределах нашей Галактики у нашей цивилизации имеются реальные технические возможности. Сейчас большие надежды возлагают на 70-метровый радиотелескоп РТ-70 Института космических исследований АН. Он работает в миллиметровом диапазоне радиоволн, который является оптимальным для поиска сигналов от внеземных цивилизаций. Значит ли это, что на этот раз вопрос выбора частоты сигналов окончательно решен? Конечно, нет. Здесь вряд ли можно ограничиться одним или двумя вариантами. Рассмотренные варианты довольно правдоподобны. Но если говорить о систематическом прощупывании всего космического «стога сена», то надо вести поиск радиосигналов на всех частотах от 300 МГц до 300 ГГц.

Второй координатой космического «стога сена», его длиной, если можно так сказать, является чувствительность приемной аппаратуры, с помощью которой ведется поиск. В идеале надо было бы вести поиск приемной аппаратурой, обладающей чувствительностью 10–30 Вт/м2. Она способна принять сигналы от такого же радиолокатора, как в Ареси-бо, но находящегося в любом месте в пределах нашей Галактики. Но такой инструмент для сегодняшней радиоастрономии — недостижимая пока что голубая мечта. Напомним, что чувствительность приемника в первых поисках сигналов внеземных цивилизаций была всего лишь 2·10–22 Вт/м2 Гц. Это в 50 миллионов раз меньше «идеальной».

Конечно, приемники с меньшей чувствительностью «прощупывают» наиболее близкие к нам вероятные источники и способны «услышать» те сверхцивилизации, которые способны послать очень мощные радиосигналы. Но это не дает нам никаких оснований делать вывод, что если на такой низкочувствительной аппаратуре мы не обнаружили сигналов от внеземных цивилизаций, то этих цивилизаций нет. Повторяем, что обзор всего неба на аппаратуре даже не слишком высокой чувствительности нужен. Он с пользой проводился до сих пор, и его планируется проводить и в дальнейшем. Причем, аппаратура и антенны, предназначенные для этих измерений, в будущем будут более совершенными.

Таким образом, длина космического «стога сена», то есть диапазон чувствительностей, простирается примерно от 10–22 до 10–30 Вт/м2 Гц. Пока что «стог» прощупан на очень небольшой его длине. Что касается высоты стога, то за нее мы приняли количество тех направлений, откуда могут прийти радиосигналы внеземных цивилизаций. Ясно, что этих направлений очень много, ведь нас окружает на разных удалениях множество звезд, а значит, и цивилизаций, расселившихся на планетах вокруг этих звезд. Если мы хотим найти иголку, мы должны прощупать весь стог, по всей его высоте. Другими словами, прозондировать нашу Галактику (о Вселенной мы уж не говорим) во всех возможных направлениях. Число направлений, в которых в идеале надо вести поиски радиосигналов, равно полному числу звезд, которые надо прощупать, для того чтобы обнаружить одну внеземную цивилизацию. Конечно, мы не можем считать, что вокруг каждой звезды должна быть разумная жизнь.

Имеется некоторая вероятность появления разумной жизни. Она оценивается в пределах от 10–5 (для оптимистов) до 10–12 (для пессимистов). Это значит, что для обнаружения одной внеземной цивилизации необходимо обследовать от 105 до 1012 звезд. Вот почему надо вести поиск сигналов из такого большого числа направлений. Число направлений, которые уже просматривались, не столь велико. Тем более что они просматривались только на определенных частотах и при довольно низкой и реже средней чувствительности приемной аппаратуры (естественно, сюда входят и соответствующие характеристики антенны).

Очевидно, что мы еще очень далеки от того, чтобы заявлять, что иголки в космическом «стоге сена» нет. Ее нет потому, что мы ее еще не нашли. Совершенно прав Н. С. Карда-шев, говоря: «Программа перспективного поиска фактически не начата». Значит ли это, что проблема настолько сложная, что нынешнее положение с ее решением является безнадежным? Практически все специалисты сходятся на том, что это не так, что проблема, несмотря на чрезмерную ее сложность, должна решаться. Более того, «проблема внеземных цивилизаций — проблема не только астрономическая, техническая и биологическая, но и социологическая, вернее, футурологи-ческая. Мы имеем дело со сложнейшей комплексной проблемой». Эти слова принадлежат И.С. Шкловскому.