Отчёт НАСА о технопризнаках. Все способы обнаружить инопланетную цивилизацию

В 1961 году знаменитый астроном Фрэнк Дрейк создал формулу, с помощью которой можно установить количество развитых внеземных видов, населяющих нашу галактику. Это “уравнение Дрейка” показало, что, даже по самым скромным расчётам, Млечный Путь является домом по меньшей мере для нескольких продвинутых цивилизаций. Десять лет спустя НАСА официально запустила программу по поиску внеземного разума (проект SETI).

Интерес к этим исследованиям в последние годы особенно возрос благодаря открытию тысяч экзопланет. Чтобы выяснить, возможна ли на них жизнь, учёные прибегают к помощи сложных устройств для поиска признаков биологических процессов (биопризнаков) и технологической активности (технопризнаков).

В прошлом сентябре НАСА организовало рабочее совещание для обсуждения этой темы среди специалистов. Целью мероприятие было выяснить, в каком состоянии профильные исследования находятся на текущий момент, куда двигаться дальше и что можно улучшить. Совсем недавно был опубликован итоговый отчёт этого совещания.

Эта конференция стала возможной благодаря решению Палаты представителей США по ассигнованиям: НАСА, начиная с апреля 2018 года, получает финансовую поддержку правительства для поиска внеземной жизни и инопланетных сигнатур. Именно это позволило учёным и исследователям из различных областей собраться вместе в институте LPI в Хьюстоне.

В течение трёх дней участники представляли свои презентации по основным темам обсуждений: различные типы технопризнаков, поиск радиосигналов с других планет внутри Солнечной системы и вне её, мегаструктуры, сбор данных, оптические сигналы и прочее. Результаты конференции были опубликованы в ноябре 2018 года. В частности, были определены четыре главные задачи для исследователей:

1. Определить текущее состоянии процесса поиска технопризнаков. Какие эксперименты уже были проведены? Какие достижения мы имеем? Какими рамками мы сейчас ограничены?
2. Отметить, какие технологии в скором времени помогут нам продвинуться дальше.
3. Спрогнозировать будущий потенциал отрасли. Какие новые исследования, инструменты, технологии, алгоритмы, теории и модели повлияют на развитие этого научного направления?
4. Выявить, какую роль может сыграть сотрудничество НАСА с частным сектором и благотворительными организациями.

Доклад начинается со справочной информации и определения основных терминов. Здесь авторы процитировали Джилл Тартер – одну из наиболее ярких представителей отрасли. Эта женщина не только является директором центра исследований по поиску внеземного разума, но и вела профильные проекты для НАСА вплоть до 1993 года.

Тартер отметила в своей статье под названием “Эволюция жизни во Вселенной: мы одни?”:

“Если мы можем обнаружить технопризнаки, то есть доказательства наличия некоторых технологий, заметным образом меняющих окружение, то сможем сделать выводы о существовании интеллектуально развитых создателей этих технологий. Как и в случае с биопризнаками, мы можем упустить следы технологий, которых ещё сами не знаем, однако уже сейчас мы способны разработать стратегии для систематического поиска некоторых плодов прогресса, достигнутых человечеством в XXI веке”.

Другими словами, технопризнаки – это то, что мы, люди, можем распознать как следы технологически развитой деятельности. Лучший пример – радиосигналы, которые исследователи и ищут последние несколько десятилетий. Есть и другие объекты поиска, которыми только начинают заниматься, и ещё больше скоро будут включены в процесс.

В список входят лазерное излучение от оптической коммуникации или двигательных устройств, следы мегаструктур (которые, как многие считают, были причиной странного затемнения звезды Табби), атмосфера, насыщенная диоксидом углерода, метаном или другими загрязняющими веществами (здесь мы берём пример с нашей родной планеты), и др.

В случае с биопризнаками, учёные ограничены тем фактом, что известна лишь одна планета, на которой существует жизнь – Земля. К этому добавляются другие трудности финансового и технического характера. Джейсон Райт, доцент университета Пенн Стэйт и Центра по изучению экзопланет и пригодных для жизни миров, сообщает:

“Технических трудностей очень много. Какие типы технопризнаков внеземные виды могут произвести? Какие из них мы можем обнаружить? Как нам понять, что мы нашли один из них? И если найдём, то как удостовериться в том, что это действительно след технологии, а не что-то нетипичное, но естественное?”

В связи с этим, планеты считаются “потенциально пригодными для жизни” в том случае, если они похожи на Землю. Таким же образом, охота за технопризнаками ограничена теми технологиями, которые мы способны обнаружить. Однако, существуют ключевые отличия между “био” и “тех”.

Объяснение здесь следующее: многие продвинутые технологии либо сами излучают свет (лазеры или радиоволны), либо подразумевают манипуляцию с энергией естественных источников света (так называемые Сферы Дайсона и другие мегаструктуры вокруг звёзд). Кроме того, есть вероятность, что эти технопризнаки окажутся рассеяны по космосу, если оставившая их цивилизация уже успела колонизировать соседние звёздные системы или даже галактики.

Как объяснил Райт, существует много разных типов технопризнаков, из которых активнее всего мы ищем именно радиосигналы:

“У такого подхода много преимуществ: радиосигналы однозначно имеют искусственное происхождение, это один из наиболее дешёвых и простых способов передавать информацию на огромные расстояния, и мы можем обнаружить даже слабый сигнал на межзвёздных дистанциях. Другой распространённый технопризнак, который имеет те же свойства – это лазеры, будь то пульсации или непрерывные лучи. Оба метода были предложены почти 50 лет назад, и всё это время мы, по большей части, работали именно с ними”.

Однако, для любого из этих признаков необходимо установить верхние границы, чтобы исключить те результаты, которые точно не стоит принимать в расчёт:

“Когда вы ищете что-либо, но не находите, то вам стоит старательно документировать все те обработанные сигналы, которые точно не имеют отношения к технопризнакам. Что-то вроде: не сильнее вот такого уровня, рядом с определённым набором звёзд, внутри вот такой пропускной способности или вот такого диапазона частот”.

В отчёте обозначены эти границы и описаны методы работы с ними. Чтобы объяснить это явление проще, авторы приводят выдержку из статьи 2005 года Кристофера Чибы и Кевина Хэнда:

“Астрофизикам… потребовались десятилетия изучения и поиска чёрных дыр, прежде чем они собрали убедительные доказательства их существования. То же самое можно сказать про сверхпроводимость при комнатной температуре, распад протонов, нарушения специальной теории относительности и, если уж на то пошло, бозона Хиггса. Многие из наиболее важных и удивительных исследований в области астрономии и физики основаны на изучении объектов и феноменов, которые невозможно наблюдать, по крайней мере, в настоящий момент. С этой точки зрения, астробиология просто сталкивается с теми вызовами, которые для других наук уже являются совершенно привычными”.

Другими словами, доказательства сами по себе не появятся. Их надо упорно искать с помощью самых разных методов, и учёные начали с области радиоастрономии. Здесь следует отметить, что только очень узкополосный астрономический радиоисточник можно определить, как искусственный, ведь широкополосные радиосигналы естественного происхождения в нашей галактике – вполне распространённые явления. Поэтому работники SETI изучают именно те непрерывные волны и пульсации, которые точно невозможно объяснить природными феноменами.

Хороший пример – сигнал “Wow!”, который был обнаружен в августе 1977 года астрономом Джерри Эйманом во время работы с радиотелескопом “Большое ухо” в Университете Огайо. Будучи направленным на шаровое скопление в созвездии Стрельца, телескоп зафиксировал неожиданный скачок в радиопередаче.

К сожалению, множественные последующие наблюдения не смогли обнаружить повторный сигнал от этого источника. Этот и другие примеры показывают, насколько кропотливой и напряжённой работой является поиск технопризнаков, который сравнивают с поиском иголки в “космическом стогу сена”.

Когда же дело касается поиска мегаструктур (таких как сферы Дайсона), астрономы фокусируются как на выбрасываемом звёздами тепле, так и на провалах светимости (то есть затемнении). В первом случае исследования касаются избыточной инфракрасной энергии, приходящей от ближайших звёзд. Следуя законам термодинамики, определённое количество этой энергии будет преобразовано в радиационное излучение. Так мы можем обнаружить, что звёздный свет “захватывается” технологиями (например, солнечными панелями). Во втором случае, затемнения мы обнаруживаем через анализ данных, которые поступают с миссий телескопа “Кеплер” и К2 – точно так же, как мы поступаем с экзопланетами.

Отчёт так же затрагивает те технопризнаки, которые могут существовать внутри нашей Солнечной системы. Например, небезызвестный Оумуамуа. Результаты недавних исследований показывают, что этот объект на самом деле может являться инопланетным зондом. Более того, в системе могут находиться тысячи таких объектов (некоторые из которых начнут изучать уже в ближайшем будущем).

Кроме того, существует вероятность существования и других инопланетных артефактов – своего рода “посланий в бутылках”. Здесь речь идет о космических аппаратах, которые могут нести в себе сообщения вроде пластинок миссий “Пионер” или “Вояджер”.

В общем счёте, формы технопризнаков могут быть совершенно различными, но попытки найти их пока ни к чему не привели. Однако, разработка инструментов нового поколения, улучшение методов поиска, а также взаимовыгодное научное сотрудничество однозначно откроют новые возможности для будущих наблюдений. Всё это позволит добиться большей точности поиска признаков, в том числе химических и промышленных.

В конце концов, мы научились получать изображения экзопланет совсем недавно. И новые горизонты для нас откроются с завершением строительства в Чили таких комплексов, как Чрезвычайно большой телескоп (ELT), Большой обзорный телескоп (LSST) и Гигантский Магелланов Телескоп (GMT).

Из тех устройств, что находятся на орбите Земли, наибольшую ценность для поиска технопризнаков представляют миссии “Кеплер”, “Гайя” и TESS. В добавок, прямо сейчас находятся в разработке космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), широкодиапазонная инфракрасная обсерватория WFIRST и разрабатываемый Европейским космическим агентством телескоп PLATO. Эти инструменты, в совокупности с улучшенной программной средой и новыми методами обмена данными совсем скоро приведут учёных к новым захватывающим результатам.

Но, как отметил Райт, самое главное, что нужно для получения результатов – это много времени и терпения:

“Хотя проекту SETI (или, если хотите, поиску технопризнаков) уже 50 лет, он во многих аспектах находится только на стадии становления. Из-за исторически слабой финансовой поддержки, нами было проведено не так уж много исследований, в сравнении с другими объектами поиска учёных (тёмной материи, чёрных дыр, микробной жизни и так далее). До сих пор не было даже качественной фундаментальной работы над вопросом о том, какие технопризнаки нам вообще искать! Большую часть времени людям приходилось только размышлять, какую работу можно было бы провести при должном финансировании. Надеюсь, скоро мы сможем начать воплощать эти идеи на практике!”

За половину века поиски внеземного разума по-прежнему не дали доказательств существования разумных форм жизни за пределами Солнечной системы, так что знаменитый парадокс Ферми, заключённый в вопросе “где они все?” всё ещё остаётся неразгаданным. Но хорошая сторона этого парадокса заключается в том, что нам нужно получить ответ всего лишь один раз. Всё, что требуется человечеству, это одно единственное доказательство, после чего мы наконец поймем, что не одни.

Итоговый доклад “НАСА и поиск технопризнаков” был составлен Джеймсом Райтом и Доун Желино.

Перевод: Дмитрий Гришин (специально для ресурса UniverseTodayRu).