Общий упадок науки в России после L991 г. в результате проведения «демократических» реформ не мог не сказаться и на состоянии SETI. Однако благодаря энтузиазму исследователей поиски полностью не прекратились. В 1990-х годах экспериментальные исследования развивались в нескольких направлениях: 1) поиск радиосигналов от солнцеподобных звезд, 2) поиск оптических сигналов, 3) поиск сфер Дайсона и 4) передача радиосообщений внеземным цивилизациям. Кроме того, были выполнены интересные теоретические исследования.
7.4.1. Поиск радиосигналов от солнцеподобных звезд. Эту программу под названием «Зодиак» ведет JI. Н Филиппова при поддержке НКЦ SETI и САО РАН. Первые радионаблюдения солнцеподобных звезд по программе «Зоциак» были проведены в октябре 1989 г. и продолжались в последующие годы. В наблюдениях и обработке принимали участие И. В. Госачинский, О. В. Вер — ходанов, Н. Н. Бурсов, М. Г. Мингалиев, В. А. Столяров и другие сотрудники САО Для поиска отобраны 29 звезд из списка Д Со — дерблома, расположенные ьблизи эклиптики (в пределах 14 1раду — сов ог нее) и несколько бпижайших к нам звезд солнечного типа. Наблюдения провощпся на радиотелескопе РАТАН-бОи. Использу юта] два режима: режим прохождения, когда продолжительность наблюдения каждой звезды определяется временем ее прохождения через диаграмму антеннь. и режим скольжения, позво;.яющий увеличить время наблюдения Недостаток первого метода в какой-то мере «компенсируется» тем, что здесь наблюдения ведугся одновременно на нескольких волнах сантиметрового и дециметрового диапазонов: 1,38; 2,7; 3,9; 7,6; 13 и 31 см. Наблюдения в режиме скольжения ведутся на волне 21 см. Всег о за период с 1989 по 1999 гг. на РАТАН-600 наблюдалиси 35 солнцеподобных звезд, из которых у 5 звезд имеются планеты. Часть звезд наблюдалась повторно в различные сезоны. Несколько звезд наблюдались также в оптическом [иапазоне с помощью 6-ме фовол > телескопа БТА. Со списком шезд, наблюдавшихся в 199G-1999 гг. можно познакомиться в Интернете на страничке «Russian SETI» (http //lnfml. sai. rnsu. ru/SETI). Ни у одной из исследованных звезд не было обнаружено превышение потока излучения над шумами. Определенный интерес вызывает звезда W 252. По координатам она почта совпадает с инфракрасным источником F06522+2526 из каталога IRAS, что может указывать (хотя и не обязательно!) на астроинххнерную деятельность высокоразвитой ВЦ Профиль линии водорода в направлении на эту звезду, полученнь/й И. В. Госачинским, показал усиление радиосигнала в одном из спектральных каналов. Заманчиво было бы приписать этот сигнал ВЦ, но, скорее всего, как считают исследоваге ли, причиной его служит водородное облако, наблюдаемое в на правлении W 252. В 1998 г. по инициа 1иве С. Ф. Лихачева (АКЦ ФИАН) 4 звезды из списка Л. Н Филиповой были включены в программу VLBI эксперимента INTAS-98. Наблюдения проводились на волне 18 см с помощью крупных радиотелескопов, включенных в интерферомстрическую сеть и расположенных на территории США, России, Италии, Южной Африки и Китая: Arecibo (305 м), Green Bank (43 м), Медвежьи Озера (64 м), Светлое (32 м), Пущино (22 м), Medicina (32 м), HartRAO (25 м), Urumqi (25 м).
7.4.2. Поиск оптических сигналов продолжается. В 1990-е годы в САО была продолжена программа поиска оптических сигналов, начатая еще В. Ф. Шварцманом. После его преждевременного ухода из жизни эту работу возглавил ближайший сотрудник Шварцмана — Г. М. Бескин. Прежде всего был расширен список обьектов для поиска ВЦ. Применительно к цивилизациям I типа (сравни мых с нашей земной цивилизацией) — это звезды спектральных классов F9V-G5V в окрестностях Солнца, с расстоянием до 25 пк; для сверхцивилизаций II и III типа — объекты с необычными характеристиками, в частности, не имеющие спектральных линий. К последним относятся белые карлики DC-типа и так называемы РОКОСы, о которых мы упоминали выше. Полный список объектов включает 161 звезду солнечного типа (при этом особое внимание уделялось звездам с планетными системами), 110 DC-карликов и 80 РОКОСов. Проведены наблюдения примерно по 20 обьектов каждого типа. Ни от одного из них ожидаемые сигналы не были обнаружены. Это позволило дать оценку относительной мощности редких вспышек и верхний предел мощности гипотетических лазеров ВЦ[277]. Несмотря на отсутствие положительных результатов группа Бескина продолжает поиск, расширяются списки обьектов-кан — дидатов SETI, совершенствуется аппаратура. В начале 1990-х годов комплект аппаратуры МАНИЯ был установлен на 2-метровом телескопе CASLEO в Аргентине, с помощью которого проведены наблюдения обьектов южного неба.
7.4.3. Поиск сфер Дайсона. Программа ведется в АКЦ ФИАН под руководством Н. С. Кардашева, основной исполнитель М. Ю. Тимофеев. Проведен анализ каталога инфракрасных обьектов, полученных с помощью спутника IRAS, и отобраны кандидаты в СД[278]. Мы рассказывали об этой работе в § 1.12.
7.4.4. Передача радиосообщеиий внеземным цивилизациям.
Если в предыдущие десятилетия эксперименты в области SETI в СССР и России ограничившись только поисками сигналов, то в 1990-е годы были предприняты попытки послать радиосообще ние внеземным цивилизациям[279]. Об этом мы рассказывали в гл. 1.
7.4.5. Стратегия SETI. Н. Т. Петрович продолжил разработку стратегии поиска сигналов ВЦ под шумами[280]. Он исходит из того, что обе цивилизации — отправитель и получатель — должны учи тывать особенности обнаружения слабых сигналов и делать шаги навстречу друг другу (принцип конвергенции). Единственный способ обнаружения такого сигнала на приемной стороне состоит в использовании метода накопления, т. е. выделение и суммирование большого числа образцов зарегистрированного излучения, представляющего собой смесь сигнала и шума. При этом отношение сигнал/шум на выходе накопителя возрастает с увеличением числа отсчетов (образцов), и при достаточно большом числе отсчетов сигнал на выходе может превысить шум. Это должна учитывать цивилизация-отправитель, посылая сигналы, которые допускают использование метода накопления. То есть каждая смысловая посылка должна многократно повторяться или удлиняться. Расчеты показывают, что при мощности передатчика, сравнимой с достигнутой на Земле, метод накопления позволяет осуществлять передачу и прием сигналов в пределах всей Галактики.
Согласно принципу конвергенции, на передаче может использоваться простейший двоичный код (0,1). Ноль «передается» отсутствием излучения, а для передачи «1» используется либо достаточно длительные отрезки синусоидального сигнала, либо периодическая последовательность импульсов той же длительности. Применение импульсных последовательностей предпочтительнее. С помощью компьютерной обработки, применяя преобразование
Фурье, можно не только установить, имеется ли под шумом периодическая последовательность импульсов, но и определить частоту их следования. Затем, настраивая фильтр на данную частоту, нетрудно осуществить накопление сигнала.
Удлинение каждой смысловой посылки приводит к увеличению общего времени поиска. Этого можно избежать, если прием ведется одновременно на много антенн (с приемниками), разнесенных в пространстве душ декорреляции шумов. Образцы сигнала (точнее, смесь сигнала и шума), принятые различными антеннами, суммируются, и при большом числе антенн сигнал на выходе превышает шум. Еще один путь накопления сигнала можно реализовать, передавая сигнал одновременно на многих частотах и, соответственно, принимая его на многих приемниках с последующим суммированием. В этом случае разнос приемников по пространству не требуется. Наконец, шансы на установление контакта еще больше повышаются, когда на передаче осуществляется повторение сигналов как по времени, так и по частоте. В этом случае передающая система должна состоять из множества передатчиков и антенн, работающих на разных частотах и синхронно излучающих импульсы в одном заданном направлении. Петрович называет такую систему «энергетической пушкой» или «Космической Катюшей».
В свою очередь, цивилизация-получатель должна учитывать ожидаемые характеристики сигнала и применять соответствующую аппаратуру. Возможно, одна из причин того, что сигналы до сих пор не удалось обнаружить, считает — Петрович, состоит в том, что метод накопления при поиске не использовался или использовался неэффективно.
Возможность обнаружения сигнала ниже уровня шума позволяет создать схему построения галактической связи, где вместо остронаправленных антенн (для концентрации энергии в заданном направлении) используются мало направленные (или даже всенаправ- ленные) антенны. Это резко снижает мощность сигнала на приеме, но зато позволяет охватить сразу много потенциальных абонентов и тем увеличивает вероятность установления связи. Снижение мощности сигнала на приеме компенсируется увеличением его энергии за счет увеличения длительности посылки «1» или «О», что эквивалентно увеличению мощности сигнала на передаче или увеличению направленности передающей и приемной антенн.
Ряд новых идей, связанных с обнаружением радиоизлучения ВЦ, выдвинул А. В. Архипов из Харьковского радиоастрономического института (Украина). Так, он полагает, что для защиты астроинже — нерных сооружений от ионизирующего излучения своей звезды цивилизация может создать вокруг них искусственную магнитосферу. Взаимодействие магнитосферы с межпланетной плазмой должно приводить к генерации нетеплового циклотронного радиоизлучения в диапазоне декаметровьгх волн. Обнаружение такого радио излучения могло бьг служить указанием на то, что мы имеем дело с искусственной магнитосферой. Проанализировав данные обзора неба на радиотелескопе УТР 2 и сравнив их с каталогом близких звезд, Архипов вьгделил источник GR 0752-01, совпадающий по координатам с одиночной звездой HD 64606 спектрального класса G8V, находящейся на расстоянии 19 пк от Солнца Его можно рассматривать в качестве возможного кандидата в SETI-объекты.
Еще одна стратегия поиска, предложенная Архиповым, связана с перехватом радиокоммуникаций зонда ВЦ, находящегося в Солнечной системе. Поиск подобньгх зондов считается одним из признанных направлений SETI. При этом обьгчно рассматривается поиск информационных сигналов зонда, адресованных нашей цивилизации. Архипов рассмотрел более реалистическую задачу — перехват радиоизлучения, связанного с радиолокацией окружающего пространства или посылкой информационньгх сигналов, адресованных родительской цивилизации. Выполненный им анализ показь; вае г, что перехват можно считатг. практически осуществимым, если используется всенаправленная система обнаружения типа «Обзор» или «Аргус», и если зонд находится в пределах системы Земля-Луна.
7.4.6. Поиск артефактов. Помимо поисков радиоизлучения, Архипов развивает «нетрадиционную» стратегию поиска ВЦ, свя занную с обнаружением артефактов на Земле и Луне. Он проанали зировал условия попадания и хранения чужих артефактов на Земле и Луне и пришел к вьгводу, что их можно обнаружить. Задача разбивается на две части, два самостоятельных направления. Первое связано с возможными исследовательскими миссиями ВЦ в Солнечной системе, втопое — с обнаружением отходов их космической деятельности, не зависящей от каких бы то ни было проектов поиска иной жизни. Наилучшие условия для поиска артефактов первого типа реализуются на Луне. Подробно изучив процессы перемс щения и захоронения артефактов на лунной поверхности под действием метеоритной бомбардировки, Архипов не только показал принципиальную возможность их обнаружения, но и сформулировал принципы лунной археологии, что может предс тавлять интерес не только для SETI, но и для проектов освоения Луны. Он выделил наиболее перспективные районы для археологической разведки Луны и некоторые типы формаций на ее поверхности, нуждающиеся в археологическом исследовании. Архипов описал также ряд феноменов на Луне, интересных с точки зрения SETI, в гом числе «быстродействующие образования» на лунном диске, наблюдавшиеся за последние два столетия.
Второе направление связано с проблемой «космического мусора». Архипов показал, что значительная доля «мусора», связанно го с космической деятельностью цивилизации, — от 3% до 15% — выбрасывается в межзвездную среду и может попадать в област ь обитания другой цивилизации.
Он оценил частоту попадания чужих артефактов на границу земной атмосферы, вероятность их «выживания» при прохождении через атмосферу и пришел к выводу, что они могут достигать поверхности Земли. В связи с этим Архипов обращает внимание на необходимость исследования так называемых «псевдометеоритов» и «ископаемых артефактов», что, конечно, имеет важное значение, какова бы ни ск? залась природа этих явлений.
Возможность загрязнения Земли (и других планетных систем) отходами космической деятельности ВЦ позволяет по-новому рассмотреть проблему панспермии (перенос жизни с планеты на планету). Благодаря утечке «мусора» вокруг каждой «техногенной» звезды существует так называемая «нестерильная зона». Вследствие движения Солнечной системы в Галактике она пересекает нестерильные зоны различны:: звезд, при этом нестерильные артефакты попадают в земную атмосферу и могут достигать поверхности Земли. При чем определенная доля микроорганизмов выживает при торможении в атмосфере, что и приводит к инфицированию планеты То же самое будет иметь место для других планетных систем. По оценкам Архипова, для инфицирования земноподобной планеты достаточно, чтобы темп производства космического мусора составлял 0,7 % от темпа производства его нашей цивилизацией. При этом порядка 10s звезд могли бы инфицироват ь Землю за время ее суще — < твования. Этот результат имеет важное, принципиальное значение, но следуе т иметь в виду, что он справедлив при условии, если совре менный путь развития нашей цивилизации типичен для других цивилизаций Галактики. Можно думать, что земная цивилизация (если она сохранится) освоит со временем безотходные технологии, и производство космического мусора будет сведено практически к нулю. Тем не менее, результат Архипова представляет несомненный интерес.
Все эти исследования, выполненные в основном в 1990-е годы, Архипов опубликовал в многочисленных статьях, как в русскоязычных, так и в зарубежных журналах. Обобщение их содержится в его кандидатской диссертации «Новые подходы к проблеме поиска внеземных цивилизаций» (Киев, 1998), а в популярном изложении с ними можно познакомиться по его книге «Селент ы» (М., 1998).
Одним из видов артефакт можно считать радиоэхо с длительными задержками. Р. Т. Файзуллин, математик из Омска, предложил принципиально новый подход к дешифровке задержек эха. Мы подроби з рассказивали об этом в § 1.13.
Наряду с продолжением экспериментальных работ и сопутствующих им исследований последнее десятилетие XX века характеризовалось попытками переосмыслить основания проблемы SETI и некоторыми новыми идеями и подходами к проблеме.
7.4.7. Аксиоматика SETI. Учитывая трудности, с которыми сталкиваются исследователи SETI при попытках дать естественнонаучное (или философское) истолкование основных используемых понятий, С. Ф. Лихачев пошел по пути их аксиоматического введения[281]. Например, жи шь он рассматривает как «неопреде гимое понятие», существующее в качестве некоторого свойства Вселенной. Затем, пользуясь аппаратом теории множеств, вводятся понятия «разумная жизнь», «сфера распространения j азума», «пространство поиска разумной жизни», «канал связи» между цивилизациями и «контакт». После определения понятий вво [ятся аксиомы SETI. Лихачев рассматривает три группы аксиом: аксиомы :уществования, аксиомы проявления и аксиомы контакта. Далее он анализирует основные параметры поиска и дает формулу для оценки вероятности обнаружения chi нала в том или ином конкретном проекте SETI. В заключение формулируется «Глобальная стратегия SETI» и «Локальная программа SETI», рассчитанная на 10-15 лет.
7.4.8. Последняя работа В. С. Троицкого: происхождение жизни во Вселенной; теория населенности Галактики. В 1995 г. в книге «Астрономия и современная к [ртана мира», изданной Ин статутом философии РАН, оп) бликована статья В. С. Троицкого «Внеземные цивилизации и опыт». Она вышла в свет уже после ухода Троицкого из жизни. В этой статье он обосновал ранее выдвину тые им идеи о чроисхож (ении жизни во Вселенной и теории населенности Галактик]
Общепринятые представления о возникновении и развитии ци — вичизаций исходят из предположения, что цивилизации возникают непрерывно. Это вытекает из того факта, что во Вселенной происходит непрерывное рождение звезд. Одни звезды заканчивают свою эволюцию, другие возникают вновь из межзвездной среды. В нашей Галактике в год рождается порядка 10 звезд с планетными системами. По мере того как на плане rax созревают необходимые условия, на них возникает жизнь и по прошествии миллиардов лет биологической эволюции появляются разумнь": существа и технологические цивилизации.
Троицкий отказался от представления о непрерывном происхождении жизни во Вселенной и предположил, что жизнь возникает однократно и одновременно во всей Все юнной, т. е. в узком интервале времени ее жизни, на тех планетах, где к тому времени создались необходимые физико химические условия. Ни раньше, ни позже этого момента жизнь во Вселенной не возникает, хотя планеты с подходящими физико-химическими условиями продолжают образовываться. Обосновывая это предположение, Троицкий ссылается на то, что скачок от неживого к живому до сих пор остается непонятым и необъясненным. Еще более непонятно, почему мы должны счи гать, что такой скачок возможен всегда, независимо от стадии развития Вселенной. Скорее н; зборот — указывает Троиц кий — возникновение такой сложной формы организации, как жизнь, должно зависеть от фазы развития Вселенной. Например, можно предположить, что она возникает только при определенных свойствах пространства времени, при определенном значении реликтового фона и т. д. Гипотеза непрерывного возникновения жизни базируется на представлении о том, что жизнь связана только со структурой молекул, но, возможно, не меньшее значение имеет структура пространства и времени, определяющаяся состоянием расширяющейся Вселенной. «Мы не удивляемся, — пишет Троицкий, — общепринятому положению, что материя во Вселенной, в известной нам конкретной форме, не рождается непрерывно, а начала развиваться от элементарных частиц с момента «большого взрыва». Однако почему-то мы должны считать, что жизнь — самое сложное явление материального мира твори гея непрерывно по мере создания подходящих материальных условий» (с. 242). Концепция однократного, мгновенного происхождения жизни на определенной стадии развития Вселенной не противоречит никаким известным физическим законам — подчеркивает Троиц: ;ий. Она, во всяком случае, не более произвольна, чем i ипотеза непрерывного происхождения Ж7 [ЗНИ.
Из гипотезы одновременного и однократного происхождения жизни mi >жно вывести важные следствия. Прежде всего из нее вытекает, что жизнь всюду во Вселенной, как и на Земле, возникла около 4 млрд лет тому назад. Если сре даее время эволюции для всех цивилизаций принять равным земному, т е. 4 млрд лет, то это означает, что цивилизации начинают возникать во Вселенной вблизи настоящего момента. В действительности, конечно, время эзолюции для разных цивилизаций различно. Поэтому существуют цивилизации разного возраста, как более молодые, так и более старые, чем наша. Но дисперсия возрастов в этом случае будет меньше, чем в предположении непрерывного происхождения жизни.
Дал^е, поскольку число мест (планет), где одновременно возникла жизнь, конечно, то и число циви газаций, которые развиваются на этих планетах, не превьгшает числа таких планет. При неограниченном времени жизни цивилизаций их число не растет неограниченно со временем, как в формуле Дрейка, а стрем лея к пределу, определяемому числом планет, на которых возникла жизнь. При конечном сроке жизни цивилизаций их число, согласно формуле Дрейка, остается постоянным и определяется временем жизни цивилизации. По формулам Троицкого при конечном сроке жизни цивилизаций их число со временем стремится к нулю, так как цивилизации постепенно вымирают, а новьге уже не нарождаются. Таким образом, теория Троицкого приводит к совершенно другим закономерностям роста населения Галактики со временем. Представляется, что его гипотеза имеет большое общенаучное и философское значение и она заслуживает серьезного внимания.
7.4.9. Семантическая Вселенная Лескова. В гл. 5 мы рассказывали о моделях космических цивилизаций, которые разрабагыва — лись JI. В. Лесковым. В 1990-е годы он предложил новый подход к проблеме в целом[282]. Отсутствие положительных результатов SETI приво, [пт, по мнению Лескова, к необходимое™ поиска альтернативных решений. Не сворачивая ведущихся исследований, считает он, надо подумать о принципиально новых путях. В основе предла гаемого им подхода лежит представление о бинарной структуре Мироздания и о роли сознания как важнейшего фак ора Универсума.
Опираясь на работы известногс московского математика В. В. На — лимова о существовании семантического поля как определенного слоя реальное™, на работы Н. И Кобозева, теорию торсионных полей и другие новейшие достижения в теории физического вакуу ма, Лесков выдвигает бинарную модель Мироздания. В основе ее лежит представление о том, что Вселенная (Универсум) содержит два слоя реальности: мир материальных обьекгов и информационное или семантическое поле. Физическим референтом ^носителем) семантическо] о поля, согласно Лескову, является определенная раз новидность вакуума, точнее вакуумно подобное состояние, которое он назвал «мэоном» (что по гречески означает «вакуум»). Мэон мох;ет взаимодействовать с элементарными частицами вещества, участвуя таким образом в актах энерго-информационного обмена. Сознание, носителем которого является мозг, выполняет функции оператора информации, или биокомпьютера, обеспечивая взаимосвязь с семантическим потенциалом мэона. Эту модель Лесков назвал мэон биокомпьютерной концепцией или сокращенно МБК- концепцией. Согласно МБК — концепции, Вселенная, Универсум, представляет собой двустороннее единство. Одна «сторона» соот — ветствует трехмерному физическому миру, другая — семантическому пространству мэона.
МБ К-концепция позволяет указать принципиально новый канал связи между ВЦ, основанный на использовании мэона как носителя информационного потенциала. Преимущества этого канала определяются тем j что, во-первых, отпадает необходимость в значи тельных энергозатратах, во-гторых, отсутствует временной барьер, так как скорость пере 1ачи сигналов может на много порядков превышать световую. Это не протаворечит теории относительности, ибо семантическое поле выходит за пределы области ее применимости. По мнению Лескова, центр тяжести исследований в области SETI будет смещаться из области электромагнитных излучений в новую область вакуумной технологии. Это не означает, подчеркивает он, что надо свернуть работу на основе традиционных радиоастрономических методов. Но целесообразно, в рамках существующей программы SETI, развернуть исследования в новом направлении. Вакуумный раздел программы SETI, согласно Лескову, должен включать следующие вопросы: развитие информационных аспектов теории вакуума, включая проблему кодирования и декодирования информации; взаимодействие вакуумного дальнодейсттия с алек- тромагни гным полем, исследование космического шумового фона и выделение надшумовой компоненты; исследование эффекта Козырева и его следствий. Сюда следует также отнести исследование биологических и психофизиологических эффектов, обусловленных свойствами вакуума, и установление их возможной связи с проблемой SFTI. Новое направление программы SETI должно носить комплексный характер. Целесообразно включить в нее не только вопросы когерентной связи, но и теоретические исследования возможных сценариев эволюции космических цивилизаций.