Чтение онлайн

Allen Telescope Array (ATA — Антенная решетка Аллена) — это амбициозный проект, целью которого является сочетание широкого поля зрения с большим частотным охватом. Вместо одной большой антенны ATA планирует объединять сигналы от большого числа малых антенн. Проект, который стал возможен благодаря гранту Пола Аллена, соучредителя Microsoft, имеет большой потенциал[184] для исследований SETI, но его будущее неясно. Первая фаза ATA стала работоспособной в 2007 году; она имела 42 антенны, что было достаточно для начала наблюдений. Долгосрочный план предусматривал наличие у решетки 350 антенн, но в апреле 2011 года ATA была переведена в режим гибернации из-за трудностей с финансированием. Было найдено некоторое краткосрочное финансирование, и операции возобновились в декабре того же года; найдя источник некоторого дополнительного финансирования, команда даже смогла обновить приемники антенн. Тем не менее, на момент написания статьи, сроки завершения первоначального плана далеко не определены.

Одна из научных целей ATA — служить ступенькой к тому, что станет одним из самых значительных телескопов первой половины XXI века: Square Kilometer Array (SKA — Антенная решетка площадью в квадратный километр). Как следует из названия, SKA будет иметь массив антенн, общая собирающая площадь которых составит около 1 км. Массивы антенн будут базироваться в Австралии и Южной Африке, а штаб-квартира миссии — в Великобритании. Если все пойдет по плану, SKA начнет полноценную работу в 2024 году. Он будет в 50 раз чувствительнее предыдущих радиоинструментов (и способен, например, обнаружить радар аэропорта с расстояния в десятки световых лет). Он будет обследовать небо в тысячи раз быстрее, чем это было возможно ранее. Он будет предоставлять изображения исключительно высокого разрешения. Хотя SKA является инструментом для астрономии, он также может сыграть роль[185] в SETI.

Оптический SETI не так развит,[186] как традиционный радио-SETI, но это меняется. Многие годы Стюарт Кингсли использовал свою обсерваторию COSETI (Columbus Optical SETI — Колумбусский Оптический SETI) для поиска узкополосных лазерных сигналов от списка целевых звезд; он продемонстрировал, что оборудование, необходимое для такого поиска, относительно простое и доступно преданному астроному-любителю. Однако профессиональные ученые SETI в конце концов подхватили идею и начинают разрабатывать крупномасштабные проекты.[187] Например, проект SEVENDIP (Search for Extraterrestrial Visible Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations — Поиск внеземных видимых излучений от близлежащих развитых разумных популяций) является инициативой оптического SETI, которая дополняет радиоподход проекта SERENDIP.

Рис. 4.16 Представление художника о том, как будет выглядеть центральное ядро Австралийской антенной решетки Square Kilometer Array диаметром 5 км. Этот невероятный телескоп будет объединять сигналы, полученные от тысяч малых антенн, разбросанных на расстояние 3000 км в южном полушарии. Square Kilometer Array обладает потенциалом преобразовать астрономию; преобразует ли она также SETI? (Источник: Офис разработки проекта SKA/Swinburne Astronomy Productions)

Даже гамма-лучи были предложены в качестве канала связи для цивилизаций, контактирующих на межгалактических расстояниях. (Джон Болл однажды выдвинул гипотезу,[188] что гамма-всплески могут быть сообщениями, посылаемыми ВЦ. Однако, хотя детальное происхождение этих событий все еще обсуждается, теперь ясно, что всплески являются естественным явлением. Мы должны снова применить бритву Оккама: поскольку мы можем объяснить всплески как природные явления, гипотеза Болла просто не нужна.) Преимущество гамма-лучей в том, что они предлагают самую широкую полосу пропускания в ЭМ спектре: если вы хотите отправить свою «Галактическую энциклопедию» на межгалактические расстояния, то гамма-лучи были бы подходящим способом. Однако гамма-лучи трудно обнаружить с помощью наземных приемников (к счастью для нашего здоровья, атмосфера Земли их поглощает), поэтому маловероятно, что гамма-лучи будут играть прямую роль в SETI в обозримом будущем. Даже если мы не будем искать сообщения, закодированные в гамма-лучах, гамма-всплески все же могут сыграть роль в SETI: они могут выполнять роль «синхронизаторов».[189] Идея здесь в том, что ВЦ могут решить передавать сигналы при наступлении какого-то определенного события, и гамма-всплески — из-за их легкой обнаружимости — были бы хорошим выбором для этого синхронизирующего события.

Более 50 лет поисков — в основном в радиодиапазоне, но иногда в инфракрасном и все чаще в видимом — астрономы не обнаружили никаких сигналов. Перефразируя вопрос Ферми: где сигналы? Отсутствие сигналов означает, что теперь мы можем начать устанавливать пределы на количество и тип внеземных цивилизаций (ВЦ) в нашем окружении. Некоторые авторы утверждают, что этот нулевой результат означает, что мы можем исключить присутствие цивилизаций типа II и III по Кардашеву не только в нашей Галактике, но и за пределами нашей Местной группы галактик.[190] Это утверждение, возможно, преувеличено, поскольку оно основано на нескольких предположениях, которые могут быть неверными. Тем не менее, придерживаясь консервативной точки зрения, мы, вероятно, можем исключить существование цивилизации типа III где-либо в нашей Галактике, цивилизации типа II в нашей конкретной части Галактики и цивилизации типа I в пределах примерно 100 световых лет: если бы они были там, мы бы наверняка о них услышали.

Миллиарды каналов и до сих пор — ничего в эфире.

Решение 27: Они подают сигналы, но мы не знаем, куда смотреть

Мы ищем его здесь, мы ищем его там. Баронесса Орци, «Алый Первоцвет»

Даже если внеземные цивилизации транслируют радиосигналы или посылают лазерные импульсы, и даже если мы настроены на правильные каналы, куда нам следует направить наши телескопы? Небо велико, а наши ресурсы ограничены. Было бы трагично направить наши телескопы на Канопус, скажем, если бы цивилизация на Капелле пыталась привлечь наше внимание.

Мы можем использовать две стратегии поиска. Целевой поиск фокусируется на отдельных близлежащих звездах. Он использует инструменты большой чувствительности в надежде обнаружить сигналы, намеренно направленные к нам, или утечку излучения, которая случайно проходит мимо нас. Обзор всего неба сканирует большие участки небесной сферы и, таким образом, охватывает мириады звезд. Чувствительность обзора всего неба уступает целевому поиску.

Первая современная деятельность SETI — проект «Озма» Дрейка — была целевым поиском, но он был нацелен только на две звезды: Тау Кита и Эпсилон Эридана. С тех пор астрономы многое узнали о «хабзвездах» — звездах, потенциально способных иметь обитаемые планеты. Современное представление таково, что хабзвезда, скорее всего, будет иметь стабильную светимость в течение длительных периодов времени, вероятно, будет иметь химический состав, позволяющий формироваться планетам земного типа, и будет обладать зоной, в которой по крайней мере одна из этих планет земного типа сможет иметь воду в жидкой фазе. Так что, если у вас есть большой каталог звезд и вы хотите расставить приоритеты для целей SETI, имеет смысл игнорировать катаклизмические переменные звезды, например: их изменения светимости делают их маловероятными домами для жизни, какой мы ее знаем, не говоря уже о технологической цивилизации. Существуют различные другие «срезы», которые можно сделать в каталоге, чтобы ресурсы SETI использовались наилучшим образом. Маргарет Тернбулл и Джилл Тартер применили этот подход:[191] они проанализировали 118 218 звезд из каталога Hipparcos — списка, опубликованного в 1997 году по измерениям, сделанным спутником ЕКА, предназначенным для измерения параллаксов и собственных движений звезд — и отсеяли их до 17 129 хабзвезд (три четверти из которых находятся в пределах 140 пк от Солнца). Если вы собираетесь проводить целевой поиск, вы могли бы сделать и хуже, чем сосредоточиться на этих звездах.

Феноменальный успех миссии НАСА «Кеплер» открыл другие возможности для целевых поисков. В то время как миссия Hipparcos была специально разработана для астрометрических исследований звезд, миссия Кеплер была специально разработана для поиска планет. «Объекты интереса» Кеплера (KOI) — это те звезды, о которых известно, что они обладают планетами и которые считаются наиболее подходящими[192] для наличия жизни земного типа. Целевые поиски KOI уже проводились, и наверняка последуют другие.

Некоторые ученые предполагают, что мы можем еще больше уточнить список целей, если поставим себя на место инопланетян. Если мы предположим, что технологически развитые ВЦ не будут тратить энергию на всенаправленное вещание, а вместо этого выберут вероятные цели для отправки своих сигналов (так же, как мы обсуждаем вероятные цели для прослушивания), то из этого следует, что нам нужно беспокоиться только о хабзвездах, у которых была разумная вероятность обнаружить Землю. Другими словами, давайте предположим, что у продвинутых ВЦ есть своя (без сомнения, гораздо более совершенная) версия Кеплера: если бы они увидели Землю, проходящую по диску Солнца, то наша система была бы для них «объектом интереса», и они вполне могли бы решить послать сигналы в нашу сторону. Что ж, оказывается, что из-за того, что планеты в нашей Солнечной системе вращаются в плоскости, наклоненной примерно на 60° по отношению к диску Галактики, существование Земли было бы легче обнаружено[193] ВЦ в определенных направлениях неба; возможно, нам следует сосредоточиться на прослушивании звезд в этих направлениях?

Еще одно предложение — искать прямолинейные выравнивания[194] Земли, хабзвезды и пульсара. Мы можем предположить, что ВЦ классифицирует наше собственное Солнце как хабзвезду, и у них наверняка будут свои каталоги пульсаров; они смогут составить свой собственный список прямолинейных выравниваний планета-хабзвезда-пульсар. Идея здесь в том, что ВЦ выберет одну из очевидных частот для связи и сгенерирует импульсную передачу с периодом, определяемым пульсаром в выравнивании.

Может ли быть, однако, что целевые поиски — неправильный подход к SETI? Если мы ограничиваем наши поиски, основываясь на нашем понимании обитаемости и наших лучших догадках о мотивах ВЦ, то мы можем упустить всевозможные возможности. Вместо того чтобы долго и пристально вглядываться в те планетные системы, которые, как мы полагаем, могут таить жизнь, возможно, нам следует вместо этого использовать наши телескопы для сканирования неба?