Чтение онлайн

Мы, как правило, не используем «физические» методы в современных сетях связи; обычно мы хотим, чтобы информация передавалась быстро, и для большинства целей в повседневной жизни электромагнитная сигнализация по существу мгновенна. Но когда мы отправляем радиосообщение к звездам, эти электромагнитные волны будут путешествовать сотни или тысячи лет; в этом случае срочность кажется гораздо меньшим фактором, и мы могли бы разумно смириться с задержкой. Роуз и Райт применили это мышление к случаю межзвездной связи и в этом контексте спросили: когда лучше писать, а когда лучше излучать?

Ключевым моментом в их аргументации является наблюдение о том, что мы храним все большие объемы данных во все меньших объемах материала. Когда я был молод, моя музыкальная коллекция состояла из полок черного пластика; когда я перешел на компакт-диски, физический объем, занимаемый моей коллекцией, сократился, хотя количество музыки, которой я владел, увеличилось; моя жена и я в конце концов объединили наши коллекции, и теперь на флеш-накопителе, который я могу положить в карман джинсов, у меня есть доступ к большему количеству музыки, чем я когда-либо смогу прослушать (или, честно говоря, учитывая наши разные вкусы, чем я хотел бы слушать). Похоже, нет причин, по которым эта тенденция не может продолжаться еще много лет, и в конечном итоге должно стать возможным хранить все письменные и электронные библиотеки мира — скажем, 1020 бит информации — в крупинке материала, весящей не более грамма. Сколько энергии требуется, чтобы записать эту информацию на подложку массой 1 г, а затем отправить ее в космос со скоростью, скажем, одной тысячной скорости света? Сколько энергии требуется для трансляции такого количества битов? Роуз и Райт подсчитали цифры и провели сравнение. Они показали, что всегда существует расстояние безубыточности, за которым лучше писать. Расстояние безубыточности зависит от нескольких факторов, но в астрономическом масштабе оно никогда не бывает особенно большим. Вот их общий вывод: с точки зрения энергии на бит, писать неизмеримо эффективнее, чем излучать. В зависимости от деталей, таких как расстояние, на которое передается сообщение, и скорость, с которой оно это делает, разница в эффективности может достигать фактора 1024.

Можно было бы возразить, что любая информация, записанная на пылинке материала массой 1 г, не переживет межзвездного путешествия: космические лучи и другие воздействия повредят сообщение. Кроме того, за тысячелетия, в течение которых сообщение находится в пути, звезда назначения сместится в своем положении — так что потребуется какая-то двигательная установка, чтобы подтолкнуть сообщение обратно на курс. И потребуется тормозная система, которая будет задействована, как только «бутылка» достигнет пункта назначения. Отлично. Вы могли бы снабдить 1 г записанного материала 10 тоннами топлива и защиты, и это все равно было бы гораздо выгоднее, чем транслировать сообщение. Вы могли бы отправить целые флотилии этих богатых информацией крупинок, и это все равно имело бы больше смысла, чем транслировать информацию, по крайней мере, с точки зрения энергопотребления и сохранности сообщения.

Конечно, мы имеем лишь смутное представление о том, как работает экономика здесь, на Земле, поэтому мы не можем иметь абсолютно никакого представления о том, как экономика будет работать для внеземной цивилизации. Возможно, энергопотребление на бит не является важным фактором для технологически развитых цивилизаций, и они могут позволить себе подход «деньги — не проблема» к проблеме межзвездной связи. Возможно, они рассуждают, что нет смысла отправлять такие маленькие пакеты в необъятность Вселенной, поскольку маловероятно, что их найдут или распознают как искусственные — зачем прилагать все эти усилия, если бутылки никогда не будут открыты? Возможно. Но трудно игнорировать их цифры. Роуз и Райт опубликовали свои расчеты в письме в Nature и тем самым представили убедительную альтернативу аргументу, появившемуся более четырех десятилетий назад, также в письме в Nature — статье Коккони и Моррисона, которая положила начало радиопоиску внеземного разума.

Итак, вот ответ на парадокс Ферми: мы искали трансляцию, тогда как должны были искать послание в бутылке. (Однако мы могли бы возразить, что если внеземным цивилизациям было бы так легко отправить физическое сообщение, то почему мы еще не видели его? Поскольку было бы бессмысленно бросать маленькую бутылку в космос саму по себе, они наверняка прикрепили бы к бутылке четкий, заметный, постоянный маяк. Где эти маяки?)

Аргумент Роуза-Райта поднимает несколько интересных вопросов. Например, если предположить, что сообщение достигло Солнечной системы и к нему действительно был прикреплен какой-то маяк, где именно нам следует искать? (Это приводит к дискуссии, аналогичной приведенной в Решении 5.) Поскольку молекула РНК может хранить огромное количество информации при небольшой массе, возможно, сама жизнь является сообщением? (Это возвращает нас к концепции направленной панспермии Крика, обсуждавшейся в Решении 6.) Прежде всего, возможно, следует ли нам сместить фокус SETI с радио– и оптических телескопов на прямые поиски записанного материала? Однако, даже если бы ответ на этот вопрос был «да», было бы трудно продать его соответствующим заинтересованным сторонам. Традиционный SETI может использовать основные астрономические исследования: поиск передач от Веги, скажем, обошелся бы недорого, если бы радиотелескопы уже были направлены на эту звезду. Как получить финансирование для поиска объекта неизвестной формы, обладающего неизвестными свойствами и находящегося в неизвестном месте (точка Лагранжа Земля-Луна? Пояс астероидов? Облако Оорта?) … ни одно агентство не одобрило бы такую миссию. Итак, подобно пьянице, который ищет потерянные ключи ночью под фонарем не потому, что он их там потерял, а потому, что там он может видеть, мы можем быть обречены искать электромагнитные трансляции, потому что мы можем это делать.

Решение 36: Упс… Апокалипсис!

…мы виним в наших бедах солнце, луну и звезды;

как будто мы злодеи по необходимости, дураки по небесному принуждению. Уильям Шекспир, Король Лир, Акт I, Сцена 2

Одно очевидное, хотя и мрачное, разрешение парадокса Ферми возникает, если L — фактор в уравнении Дрейка, описывающий продолжительность фазы связи внеземной цивилизации — мал. Как мы увидим позже, существует множество способов, которыми Природа может уничтожить жизнь. Однако в следующих трех решениях я хотел бы исследовать идею о том, что разумные виды могут быть виновниками собственной гибели. Давайте рассмотрим здесь возможность того, что любопытство может убивать цивилизации так же, как и кошек.

Физика частиц — опасная дисциплина?

За последнее столетие или около того физики исследовали фундаментальную природу материи. Их интересует изучение основных строительных блоков Вселенной и способов их взаимодействия. Способ, которым они это делают, заключается в том, чтобы сталкивать частицы вместе при высоких энергиях, а затем смотреть, что произойдет. Это грубый способ изучения физического мира, но он удивительно эффективен. Однако некоторые люди считают, что высокие энергии, задействованные в таких экспериментах, могут спровоцировать какую-то глобальную катастрофу. Если эксперименты в физике частиц действительно могут привести к концу света, и если естественное любопытство разумного вида к Вселенной неумолимо ведет их к созданию таких экспериментов, возможно, у нас есть решение парадокса Ферми?

Обеспокоенность тем, что разработки физиков могут оказаться катастрофическими, не нова. В 1942 году Теллер задавался вопросом, могут ли высокие температуры при ядерном взрыве вызвать самоподдерживающийся пожар в атмосфере Земли. Расчеты других физиков, включая Ферми, успокоили умы: ядерный огненный шар остывает слишком быстро, чтобы поджечь атмосферу. Более поздний страх возник в 1995 году у Пола Диксона, психолога с весьма туманным пониманием физики, который начал пикетировать ускоритель частиц Теватрон в Фермилабе с самодельным плакатом, предупреждающим, что Фермилаб станет «домом следующей сверхновой».[231] В то время Теватрон был самым мощным коллайдером частиц в мире, и с тех пор его превзошел только Большой адронный коллайдер (БАК) ЦЕРНа. По мере того как Теватрон увеличивал энергию столкновений частиц, росло и беспокойство Диксона. Он убедился, что столкновения на Теватроне могут вызвать коллапс квантового вакуумного состояния.[232]

Вакуум — это просто состояние с наименьшей энергией. Согласно некоторым современным космологическим теориям, ранняя Вселенная могла ненадолго оказаться в метастабильном состоянии: «ложном» вакууме. В конце концов Вселенная претерпела фазовый переход в нынешний «истинный» вакуум, высвободив при этом колоссальное количество энергии — это похоже на то, что происходит, когда пар претерпевает фазовый переход, образуя жидкую воду. Но что, если наш нынешний вакуум не является «истинным» вакуумом? Рис и Хат опубликовали статью в 1983 году, предполагая, что это может быть так.[233] Если существует более стабильный вакуум, то возможно, что «толчок» заставит нашу Вселенную туннелировать в новый вакуум — и в точке, где произойдет толчок, возникнет разрушительная волна энергии, распространяющаяся наружу со скоростью света. Сами законы физики изменятся вслед за волной истинного вакуума.

Диксону не стоило чрезмерно беспокоиться об этом конкретном апокалипсисе, вызванном ускорителем. Как указали сами Рис и Хат в своей оригинальной статье, Природа проводит эксперименты по физике частиц с помощью космических лучей на протяжении миллиардов лет — и при энергиях, намного превышающих те, которых могут достичь физики.[234] Если столкновения при высоких энергиях сделали возможным туннелирование Вселенной в «истинный» вакуум — что ж, космические лучи вызвали бы туннелирование давным-давно. На случай, если вы все еще беспокоитесь, я должен отметить, что сокращение бюджета и конкуренция со стороны БАК привели к закрытию Теватрона в 2012 году; мы уже избежали этой конкретной пули.

Похожий страх попал в новости в 1999 году. Различные газеты и журналы сообщили, что эксперименты на новой установке, Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) на Лонг-Айленде, могут спровоцировать катастрофу. Физики построили RHIC для ускорения ядер золота и других частиц до высоких энергий, а затем их столкновения; условия в точке столкновения могли воспроизвести условия, существовавшие во Вселенной всего через микросекунду после Большого взрыва. Предполагалось, что эти эксперименты могут уничтожить Землю. Эта конкретная волна беспокойства началась, когда кто-то подсчитал, что энергии, задействованные в экспериментах RHIC, будет достаточно для создания крошечной черной дыры. Опасение заключалось в том, что черная дыра пророет туннель от Лонг-Айленда к центру Земли и приступит к поглощению нашей планеты. К счастью, как быстро показали более разумные расчеты, шансов на это практически нет. Для создания самой маленькой черной дыры, которая может существовать, требуются энергии примерно в 10 миллионов миллиардов раз большие, чем может генерировать RHIC. Даже если бы RHIC смог создать черную дыру, это был бы крошечный объект с очень коротким временем существования. Такая крошечная черная дыра с трудом смогла бы поглотить протон, не говоря уже о Земле.