Коккони (Cocconi) и Моррисон (Morrison) (1959)
Свою статью я [Кеннет Келлерманн (прим. ред.)] посвятил обзору научно-технической истории поиска внеземного разума (SETI), обсуждению воздействия на этот поиск политики и рассуждениям о природе успешного обнаружения внеземных форм разумной жизни и о его возможном социальном и культурном влиянии. Особое внимание уделено развитию SETI в США и дополняющему это развитие прогрессу в Советском Союзе.
1. Введение и отказ от ответственности
За время своей профессиональной деятельности я провёл всего лишь одно SETI-исследование. Это было более полувека назад — кратковременное наблюдение с целью обнаружить впадину в спектре необычного радиоисточника PKS 1934-63, относящегося к тому типу объектов, существование которых предсказал Николай Кардашёв (1964). Мой опыт оказался неудачным, и я похоронил его результаты, сказав на прощание несколько фраз в своей статье, посвящённой, в основном, астрофизическим свойствам PKS 1934-63 (Kellermann 1966). Это было первое упоминание в рецензируемой научной публикации о современном поиске внеземного разума. Обескураженный неудачей, я твёрдо решил не тратить ни времени, ни сил на поиски других разумных цивилизаций, а между тем я вижу сейчас, что, несмотря на огромный рост технических возможностей, количества SETI-специалистов и SETI-исследований, никому так и не удалось превзойти те скромные результаты, которые были получены мной в 1964 году. Однако мой интерес к SETI не ослаб. За последние полвека я участвовал во множестве конференций и семинаров на тему SETI, и мне посчастливилось общаться почти со всеми пионерами SETI и учиться у них.
2. Фон
Прошло уже более 60 лет с момента запуска новаторского проекта Фрэнка Дрейка (Frank Drake) «Озма» («Ozma») и с первой современной попытки обнаружить радиосигналы внеземной разумной цивилизации. С тех пор размер радиотелескопов, используемых для SETI, увеличился с 25 метров до порядка ста, температура систем снижена более чем на порядок, а количество одновременно просматриваемых частотных каналов увеличилось с одного до около десяти миллиардов. Однако, к сожалению, количество успешно обнаруженных сигналов остаётся неизменным — ноль.
Выбор Дрейком для проекта «Озма» радиоволны длиной 21 сантиметр определялся лишь наличием 21-сантиметрового приёмника и источника, который строился в городке Грин-Бэнк (Green Bank) для наблюдений за линией водорода, в частности, для обнаружения зеемановского расщепления 21-сантиметровой линии со сверхтонкой структурой (Drake 1961, 1979, 1986). Пока приёмник строился, корнелльские физики Джузеппе Коккони (Giuseppe Cocconi) и Филип Моррисон (Philip Morrison) опубликовали в «Nature» свою знаменитую статью, в которой обратили внимание на возможность общения с развитой внеземной цивилизацией. Коккони и Моррисон (1959) утверждали, что 21-сантиметровая линия оптимальна для поисков этой цивилизации, ибо водород — наиболее распространённый элемент во Вселенной, и любой развитый инопланетянин не может не видеть в 1420 МГц лучшую частоту для межзвёздного общения.
Галактический Телекоммуникационный Союз, как и его земной аналог, не может не запретить любые радиопередачи в диапазоне около 1420 МГц.
После открытия в 1963 году Вайнребом и его коллегами (Weinreb et al. 1963) межзвёздных 18-сантиметровых линий OH, Барни Оливер (Barney Oliver) и другие стали утверждать, что, очевидно, так называемая «водная скважина» (“water-hole”) между 18 и 21 см (H + OH = H2O) и есть то место, которое используют для радиопередач зависящие от воды внеземные цивилизации — точно так же, как обычная пивная (water hole) является местом встречи соседей. В то время в радиоспектре были известны лишь линии HI и OH, а область между 1,4 и 1,7 ГГц находится в самой тихой части микроволнового спектра. Таким образом, имелись веские научные, технические и философские аргументы в пользу оптимальности диапазона частот от 1,4 до 1,7 ГГц для SETI (Oliver and Billingham 1973).
Однако Чарльз Таунс (Charles Townes) (1983, Schwartz and Townes 1961), один из создателей лазера, вместо поиска в радиоспектре предложил заняться поиском инфракрасных маяков мощных лазеров, позволяющих более чётко фокусировать сигналы и меньше заботиться о коррекции доплеровских смещений, порождаемых неизвестным относительным движением Земли и чужой планеты. Позже Пол Хорвиц (Paul Horwitz) из Гарварда инициировал оптический SETI (Howard et al. 2004). Фримен Дайсон (Freeman Dyson) (1967) предложил искать не электромагнитные передачи, а следы инопланетных инженерных артефактов, или техносигнатуры, такие как инфракрасное излучение технологических отходов инопланетян.
Джей Пасачофф (Jay Pasachoff) и Марк Катнер (Marc Kutner) (1979) указали на преимущество использования для межзвёздного общения нейтрино, поскольку эти частицы, в отличие от радио- или световых волн, идут через Галактику, почти не теряя энергии. К сожалению, вдобавок они почти не фиксируются нашими детекторами. Согласно предположению Харриса (Harris) (1986), некоторые наблюдаемые гамма-лучи — это результат аннигиляции вещества и антивещества в двигательных установках инопланетных космических кораблей. Рон Брейсвелл (Ron Bracewell) (1960) выдвинул новаторскую гипотезу о том, что инопланетные цивилизации вместо того, чтобы посылать сообщения со своей родной планеты, могут отправлять в другие солнечные системы самовоспроизводящиеся зонды. Такие зонды способны обеспечивать двустороннюю связь без длительных задержек в обмене информацией, возникающих из-за огромных расстояний между звёздными системами. По мнению астрономов из Гарварда Лингама (Lingam) и Лёба (Loeb) (2017), быстрые радиовсплески могут быть лучами, которые используются инопланетянами для питания межгалактических световых парусов. В своей нашумевшей книге «Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth» («Внеземной мир: первый признак разумной жизни за пределами Земли») Ави Лёб (Avi Loeb) (2021) предположил, что межзвёздный астероид Оумуамуа — инопланетный артефакт. Совсем недавно Михаэль Хиппке (Michael Hippke) (2021) предложил искать квантовые коммуникации, ибо они превосходят классические.
В то время как западные исследователи искали, в основном, узкополосные сигналы, первые SETI-исследователи СССР сосредоточили свои усилия на поиске широкополосных импульсов (Troitsky et al. 1973, 1979, Gindilis et al. 1979).
Чтобы исключить наземные помехи, в некоторых из советских экспериментов для поиска рассеянных сигналов, возникающих из-за задержек распространения в межзвёздной среде, использовались разнесённые антенны. Можно только гадать, какой была бы реакция, если бы чувствительность этих антенн позволяла обнаруживать пульсары или быстрые радиовсплески. В особенно смелом эксперименте, проводившемся в Горьком, советские радиоастрономы попытались определить местонахождение зонда брейсвелловского типа в точках Лагранжа системы Земля — Луна, используя мощный радиолокационный комплекс, работавший на частоте 9,3 МГц (Gindilis and Gurvits 2019).
Фонтан новых SETI-идей быстро иссяк, теперь для появления новой концепции требуется примерно десятилетие, но мы продолжаем свои спекуляции на тему общения цивилизаций, обогнавших нас в развитии на сотни, тысячи или даже десятки тысяч лет. Это весьма отрезвляющее занятие — размышлять о том, как изменилась радиоастрономия с тех пор, как 60 лет назад стартовал проект «Озма»: результаты, достигнутые нами в предсказании новых астрофизических явлений, не очень-то впечатляют. Квазары, пульсары, быстрые радиовсплески, межзвёздные мазеры, гигантские молекулярные облака, суперлуминальное (сверхсветовое) движение, космический микроволновый фон и тёмная материя — всё это было открыто в прошлом столетии и всё это оказалось непредвиденным, открытым случайно как прямой результат внедрения новых технологий. Даже то, что рядом с нами, в нашей солнечной системе, — радиовсплески, порождаемые Солнцем и Юпитером, парниковый эффект на Венере и вращение Меркурия, — оставалось неизвестным, пока не было обнаружено с помощью новых радиотехнологий. Тогда же радиоастрономия перешла от аркминутного разрешения к непредвиденному микроарксекундному.
Хотя прошло множество дискуссий о том, где следует искать экзопланеты, первые из этих планет, на удивление, были обнаружены не вокруг звезды типа Солнца, одной из тех, с которыми SETI-исследователи связывали свои надежды, а (кто бы мог подумать!) вокруг пульсара (Wolszcan and Frail 1992). Жаль, что Нобелевский комитет явно недооценил важность данного открытия.
Одним из аргументов в пользу продолжения, в основном, радиопоиска, является то, что из наших технологий, позволяющих осуществлять межзвёздные коммуникации, первой была разработана радиопередача. Таким образом, даже очень развитая инопланетная цивилизация может счесть радиопередачи наилучшим способом связи с нашей более примитивной цивилизацией, если тамошняя технология развивалась по тому же пути, что и наша. Однако, как отметил Таунс (1983), если бы лазеры были изобретены до электронных ламп и радиотехнологий, наша история SETI вполне могла бы оказаться иной.
Самой амбициозной, возможно, попыткой понять природу развитых инопланетных цивилизаций была классическая статья Николая Кардашёва (1964). Опираясь на нашу историю, как и большинство SETI-исследователей, Кардашёв неявно предполагал, что внеземные общества должны постоянно совершенствовать свои технологии. Он выделил три технологических уровня этих обществ.
- Цивилизации типа I, похожие на нашу, способны использовать солнечную, геотермальную и тектоническую энергию и потреблять её на уровне около 4×1012 Вт.
- Цивилизации типа II используют энергию своего солнца и потребляют её на уровне около 4×1026 Вт.
- Цивилизации типа III используют мощность своей галактики, потребляя энергию на уровне около 4×1037 Вт.
Хотя, по Кардашёву, ресурсы, находящиеся в распоряжении высокоразвитых цивилизаций, в 1025 раз больше наших, советский исследователь неявно предполагал, что радиопередачи останутся оптимальным средством межзвёздных коммуникаций. Он обратил особое внимание на пиковые радиоисточники СТА 21 и СТА 102 (Келлерманн и др., 1962), ибо у них примерно такое же спектральное распределение энергии, какое, по предсказанию Кардашёва, должны использовать для оптимизации скорости передачи информации инопланетные передатчики.
3. Конференции, встречи и семинары, посвящённые SETI
Помимо SETI, вы не найдёте какую-то ещё сферу научных исследований, не приведших к положительным результатам, в рамках которой состоялось столько же или больше встреч и конференций. Вскоре после проекта «Озма» Фрэнк Дрейк и директор Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO) Отто Струве (Otto Struve) созвали в Грин-Бэнке небольшую конференцию, чтобы обсудить следующие вопросы:
- Каковы условия, при которых можно наблюдать интеллектуальные радиопередачи?
- Продолжать ли наблюдения с существующим оборудованием или признать их бесперспективными ввиду того, что шансы на успех слишком малы?
- Какие требуются наблюдения, чтобы сделать отрицательные результаты интересными?
Эти три вопроса и шестьдесят лет спустя лежат в основе исследований и конференций на тему SETI. На конференции 1961 года, в которой участвовали только приглашённые специалисты, было меньше десяти человек. Чтобы организовать дискуссию, Дрейк разработал свою знаменитую формулу. В то время многие параметры были неизвестны. Сегодня мы гораздо лучше представляем себе, какова вероятность того, что у звезды есть планетная система, что некоторые планеты похожи на Землю и что некоторые из них находятся в зоне Златовласки — с такой температурой, которая, будучи не слишком высокой и не слишком низкой, допускает существование живых организмов. Наибольшую неопределённость в уравнении Дрейка и 60 лет назад, и ныне несёт в себе буква L: какова продолжительность жизни разумных технологических цивилизаций? Способны ли они развиваться вечно? Или, как предполагали во времена холодной войны, их развитие неизбежно ведёт к ядерной катастрофе? А может, они неизбежно гибнут из-за чрезмерного использования природных ресурсов? Сегодня пессимист может предположить гибель человечества под напором какой-нибудь пандемии глобального масштаба.
Сообщали, что в 1950 году, обсуждая тему НЛО и рассматривая вероятность существования в Галактике множества внеземных разумных цивилизаций, Энрико Ферми (Enrico Fermi) задал превосходный вопрос: «И где же все?» Над этим вопросом, вошедшим в историю как «парадокс Ферми», до сих пор бьются SETI-специалисты. Стивен Уэбб (Stephen Webb ) (2015) написал провокационную книгу с 75 возможными объяснениями данного парадокса, но по мере того, как наше понимание формирования экзопланетных систем и существования планет земного типа становится лучше, предположения всё больше концентрируются вокруг значения L. Однако, как неустанно напоминал Карл Саган , нам не следует забывать Мартина Риса (Martin Rees), который подчёркивал, что «отсутствие доказательств не является доказательством отсутствия» (Oliver and Billingham 1973, p. 3).
Спустя двадцать пять лет после встречи в Грин-Бэнке, участники проекта «Озма», а также другие SETI-исследователи собрались в этом же городке, чтобы оценить прогресс и обсудить стратегию (Kellermann and Seielstad 1986). На следующей встрече в Грин-Бэнке, посвящённой пятидесятой годовщине проекта «Озма», в центре внимания находились социальные, моральные, юридические и религиозные последствия успеха и неудач в ходе SETI.
Первое большое собрание для обсуждения способов связи с внеземными разумными цивилизациями, по-видимому, состоялось в 1964 году в советской Армении — в Бюракане. Организатором был Юрий Парийский (Tovmasian 1964). Подобно другим встречам, посвящённым SETI, которые проходили в последующие полвека, участники данного собрания обсуждали множественность обитаемых миров, возможные уровни развития инопланетных цивилизаций, оптимальные методы установления связи, способы различения радиочастотных помех и сигналов внеземного разума, а также логистику выработки общего языка для общения. В 1971 году академии наук США и СССР совместно организовали первую в истории международную конференцию, посвящённую поиску внеземной разумной жизни. Местом проведения этой встречи также был Бюракан, приглашения рассылал Виктор Амбарцумян. Собралось много учёных, историков и инженеров, которые обсуждали с позиций SETI вопросы антропологии, лингвистики, всемирной истории, формирования планетных систем, происхождения жизни, а также технические проблемы межзвёздных коммуникаций (Ambartsumian 1972, Sagan 1973). Неудивительно, что конференция поддержала важность и необходимость SETI-исследований. По мнению собравшихся, поиски внеземного разума вначале можно осуществлять, не тратя больших денег, но позднее они могут приобрести такой размах, что понадобятся финансовые вливания, сопоставимые с финансированием космических и ядерных исследований. На конференции образовалась небольшая группа, в которую входили Дрейк, Кардашёв, Иосиф Шкловский и Карл Саган.
Впоследствии американские и советские SETI-исследователи встречались на конференциях ещё дважды: в 1981 году — в Таллине, Эстония (Sullivan 1982), и в 1991 году, накануне распада Советского Союза, — в Санта-Крузе, Калифорния (Shostack 1993). В 1979 году SETI вышел на новый уровень международного признания: в этот год Международный астрономический союз (МАС) на своей Генеральной ассамблее, состоявшейся в Монреале, Канада, созвал посвящённую SETI совместную сессию. В отличие от предыдущих (и многих последующих) SETI-конференций, в совместной дискуссии МАС впервые приняли широкое участие учёные, которые ранее не занимались SETI.
4. Ложные тревоги
В течение первых десяти или пятнадцати лет после проекта «Озма» прошло несколько исследований, посвящённых поиску радиосигналов внеземной цивилизации, почти исключительно в США и СССР. Для реализации весьма скромных SETI-программ некоторые исследователи получили доступ к 140- и 300-футовым телескопам Грин-Бэнка при условии, что любые результаты будут опубликованы в обычной научной литературе и не получат чрезмерной огласки (например, Verschuur 1973, Zuckerman and Tarter 1980, Tarter 1980). Хотя подтверждённых фактов обнаружения внеземных цивилизаций не было, это не помешало SETI-сообществу написать сотни вдумчивых оригинальных статей, обзоров и популярных очерков. Авторы некоторых исследований перечисляли очевидные, по их мнению, но не выдержавшие проверку временем признаки реального SETI-сигнала.
4.1 Проект «Озма»
Когда Фрэнк Дрейк впервые направил 85-футовый телескоп в сторону звезды Эпсилон Эридана, он поймал мощный пульсирующий сигнал, шедший с 8-секундными интервалами, настолько громкий, что стрелка самописца зашкаливала, и Дрейк мог слышать этот сигнал через динамик. Именно то, что можно было ожидать от внеземной передачи.
Согласно Дрейку (1986), «это продолжалось несколько минут, а потом исчезло». «Мы, — вспоминает выдающийся астроном про себя и своих коллег, — были ошарашены. Возможно ли, чтобы это произошло так просто? … Мы были так удивлены и не готовы к этому, что не знали, что делать…. У нас не хватило духа отвести телескоп в сторону, что, конечно же, нужно было сделать».
Затем они установили отдельный приёмник с рупором, смотрящим в небо, и когда десять дней спустя пульсирующий сигнал повторился, его зафиксировала и антенна, направленная в сторону Эпсилона Эридана, и — с той же интенсивностью — контрольная рупорная антенна. Почти наверняка сигнал шёл от радара самолёта, а не от звезды.
4.2 Сигнал «WOW»
Радиотелескоп штата Огайо, известный как «Большое Ухо», представлял собой транзитный параболический рефлектор с зафиксированным меридианом. Когда Джон Краус (John Kraus) (1977) закончил своё исследование радиогалактик и квазаров, оказалось, что в радиоастрономии почти нечем заниматься. Последующие 20 с лишним лет Краус использовал Большое Ухо для поиска сигналов от внеземной цивилизации. Для автоматизации процесса выходные данные приёмника отображались в цифровом виде на простом графике зависимости сигналов от времени и частоты с ограниченным динамическим диапазоном. 15 августа 1977 года произошёл короткий всплеск шума на частотном канале 10 кГц, продолжавшийся чуть больше минуты — в течение времени, необходимого источнику для прохождения через луч стационарной антенны. Хотя этот всплеск не повторился в лучах второй антенны, которые прошли через то же место несколькими минутами позже, Джерри Эйман импульсивно нацарапал на распечатке радиоданных «Wow» («Вау») (Ehman 2007, Gray 2012). Так как телескоп был транзитным, радиоастрономы не могли отследить источник, чтобы выяснить, произойдёт ли такой же радиовсплеск, и в последующие ночи его повторения не было. Скорее всего, данный всплеск представлял собой помехи, с которыми постоянно имеют дело радиоастрономы, но Джон Краус был хорошим шоуменом и так раздул эту историю, что она вдохновила провести многочисленные последующие наблюдения. Однако ни в одном из них сигнал «WOW» не повторился.
4.3 СТА 102
Радиоисточники СТА 21 и СТА 102 — первые открытые астрономами источники пикового спектра (Kellermann et al. 1961). Благодаря теории синхротронного излучения Шкловский и Кардашёв знали, что если пиковые спектры вызваны синхротронным самопоглощением, то источники должны быть очень маленькими (Slysh 1963, Williams 1963), порядка 0,01 арксекунды. Наряду с Parkes 1934 63 Кардашёв (1964) рассматривал эти источники пикового спектра как вероятные кандидаты на внеземную передачу. Шкловский отправил своего ученика Геннадия Шоломицкого в Крым, чтобы тот использовал засекреченную военную антенну слежения за космосом для изучения СТА 21 и СТА 102.
Шоломицкий (1965) наблюдал как СТА 21, так и СТА 102, а также многие другие радиоисточники. Он сообщил о замечательной 30-процентной изменчивости СТА 102, произошедшей за считанные месяцы. Если плотность потока источника значительно меняется в течение, скажем, 100 суток, то диаметр этого источника не может превышать 100 световых суток; в противном случае сигналы от разных частей источника поступали бы в разное время, и вариации приобрели бы размытые очертания. Однако оказалось, что красное смещение CTA 102 близко к единице. На таком расстоянии источник диаметром 100 световых суток намного меньше 0,01 арксекунды и его яркостная температура намного превышает обратный комптоновский предел, поэтому стремительно происходит самоуничтожение. Шоломицкий, Шкловский и Кардашёв хорошо понимали эту проблему. 12 апреля 1965 года репортёр ТАСС услышал потрясающие воображение рассуждения Шкловского и Кардашёва о том, что радиоизлучение CTA 102 может быть сообщением внеземной цивилизации. «Телеграмма» ТАСС с сообщением об обнаружении советскими учёными искусственного космического сигнала побудила Шкловского и Кардашёва провести пресс-конференцию, на которой присутствовали как советские, так и зарубежные СМИ. В ходе пресс-конференции Кардашёв, продолжив свою игру с журналистами, не стал отрицать возможности того, что излучение CTA 102 связано с внеземной цивилизацией.
Когда редакция «Sydney Morning Herald» узнала всё это и захотела получить дополнительную информацию, она связалась с радиофизической лабораторией CSIRO, где я только что завершил своё исследование PKS 1934-63, следуя гипотезе Кардашёва о том, что подобные источники могут использоваться внеземными цивилизациями. Поскольку я был местным «SETI-экспертом», а никто из моих коллег не хотел иметь ничего общего с SETI, редакция направила своего репортёра ко мне. Я рассказал о проблеме понимания быстрой изменчивости и выразил сомнение в SETI-интерпретации советской астрономической новости. Но когда репортёр спросил, может ли он прислать мне свой репортаж для проверки, мне пришлось сообщить ему, что через несколько дней я уезжаю в Москву. Это была давно запланированная поездка, связанная с моим возвращением в США из постдокторантуры в Австралии, но теперь я никак не мог убедить репортёра в том, что моя поездка не имеет никакого отношения к SETI, так как я всего лишь хочу ознакомиться с русскими радиоастрономическими программами. На следующий день газета Sydney Morning Herald от 18 апреля 1965 года опубликовала следующую историю:
«КОСМИЧЕСКАЯ ЗАГАДКА ДЛЯ АВСТРАЛИИ. Учёные ловят сигналы. Австралийские учёные зафиксировали загадочные радиосигналы от находящегося в южном небе за миллиарды миль от нас неопознанного тела, наблюдаемого с 1962 года. Данное открытие сделано в Сиднее на этой неделе, после заявлений русских учёных. По утверждению русских, радиосигналы, полученные от звёздного тела под кодовым названием СТА 102, могут свидетельствовать о существовании в космосе сверхцивилизации. … Доктор Келлерманн во вторник вылетит из Сиднея в Москву, чтобы «сверить часы» с русскими».
Чуть позже CTA 102 был увековечен известной рок-группой «The Byrds» в их достойной упоминания композиции. Теперь мы знаем, что CTA 102 — типичное активное ядро галактики (AGN) с релятивистской струёй, летящей к нам почти со скоростью света, что объясняет стремительные изменения без необходимости ссылаться на инопланетян.
4.4 Пульсары
Хорошо известно, что, когда Джоселин Белл (Jocelyn Bell) обнаружила пульсирующий радиоисточник с сигналами, повторявшимися через 1,33 секунды, её научный руководитель Тони Хьюиш (Tony Hewish), имевший опыт в радиоастрономических наблюдениях, сразу же заявил, что этот источник рукотворный. Зная, что пульсация фиксировалась каждый день в одно и то же звёздное, а не солнечное время, Белл сказала так: «Возможно, это создал человек, но не земной человек» (Bell Burnell 1984). Кембриджская радиогруппа, по-видимому, всерьёз рассматривала обнаруженную пульсацию как исходящую от внеземной цивилизации, поскольку обозначила её как LGM-1 (аббревиатура возникла на основе выражения «Little Green Men» — «Маленькие Зелёные Человечки»). В американских СМИ получил огромную популярность более поздний вариант этой фантастической интерпретации, согласно которому пульсары — навигационные маяки, облегчающие управление межзвёздными космическими кораблями.
5. SETI становится слишком важным, чтобы им занимались одни учёные
Шумиха вокруг проекта «Озма», ложных астрономических тревог и энергичной рекламной кампании, проводившейся наиболее авторитетной группой SETI-учёных во главе с Карлом Саганом, способствовала росту дискуссий и проявлений обеспокоенности на тему морального, правового, этического, социального, технического, медицинского и религиозного влияния успешного обнаружения сигналов от внеземной цивилизации, предположительно более развитой, чем наша. Знаменитая передача Дрейка из Аресибо в направлении звёздного скопления M13, осуществлённая в 1974 году, только усугубила ситуацию, поскольку Дрейка стали обвинять в том, что он безответственно раскрыл наше существование любой инопланетной цивилизации из M13, до которого 21 000 световых лет. Ну, как тут было не вмешаться правительству США!
Участие правительства в поиске внеземного разума началось с летнего исследования, организованного NASA под руководством Барни Оливера (Barney Oliver), тогдашнего вице-президента «Hewlett Packard», и Джона Биллингема (John Billingham), врача, возглавлявшего в NASA Комитет Эймса по межзвёздным коммуникациям (NASA Ames Committee on Interstellar Communication). Проект «Циклоп», как было известно, чтобы обеспечить эффективный поиск инопланетных радиопередач, предусматривал создание радиотелескопа с чувствительностью, превосходящей не менее чем в 100 раз чувствительность любого уже построенного телескопа. Своими смелыми планами Оливер воодушевил многих радиоастрономов, но ожидавшиеся инвестиции — более 10 миллиардов долларов на создание тысячи 100-метровых тарелок — намного превышали любое возможное финансирование и вызвали стойкое ощущение, что реалистичный поиск инопланетных радиосигналов — слишком дорогое мероприятие. Вряд ли стоит удивляться тому, что спонсировавшаяся NASA группа в своём докладе пришла к выводу, что NASA должно «сделать поиск внеземного разума постоянной частью общей космической программы NASA с собственным финансированием и бюджетом». Далее доклад рекомендовал NASA «создать отдел исследований и разработок в области методов связи с внеземным разумом», состоящий из «директора и небольшого исходного штата находящихся в его подчинении сотрудников» (Oliver and Billingham 1973, p. 171). Теперь Биллингем получил благословение, которое было ему необходимо для создания SETI-программы NASA.
SETI явно стал слишком важным или, по меньшей мере, слишком заметным, чтобы им занимались одни учёные. Оказалось, что здесь могут крутиться реальные деньги, и в дело вступили политики. В 1975 году Подкомитет палаты представителей США по космическим наукам и их приложениям обратился к Отделу исследований научной политики Библиотеки конгресса с просьбой представить доклад на тему «Возможность разумной жизни где-то ещё во Вселенной». Так появился солидный доклад Марсии Смит (Marcia Smith) (1975) о SETI-исследованиях, проводившихся, главным образом, в Соединённых Штатах и Советском Союзе, который помог узаконить область научной деятельности, вызывавшую у большинства учёных ассоциации с НЛО и научной фантастикой. Доклад сыграл важную роль исходного плана SETI-исследований, но, вместо того чтобы открыть дверь новым возможностям финансирования, он грозил вызвать слишком пристальное внимание к SETI со стороны конгресса.
Хотя космической составляющей запуск проекта «Циклоп» не имел, американским SETI в течение нескольких десятилетий руководило только NASA, а NSF (National Science Foundation — Национальный научный фонд), финансирующий, как правило, всю наземную астрономию США, остался в стороне. Воодушевлённое докладом палаты представителей NASA инициировало серию семинаров под председательством Фила Моррисона (Phil Morrison).
В отчёте семинара «Поиск внеземного разума» (Morrison, Billingham, and Wolfe 1977) изложены комплексные планы американской программы SETI на десятилетия вперёд. Эти планы были разработаны в соответствии с четырьмя смелыми принципами:
- Своевременно и реалистично начать серьёзные поиски внеземного разума.
- Значительную программу SETI с существенными потенциальными вторичными выгодами можно осуществлять, используя весьма ограниченные ресурсы.
- При необходимости можно построить большие системы с огромными возможностями.
- По своей сути SETI — международный проект, в котором Соединённые Штаты могут лидировать.
Между тем, после советско-американской встречи в Бюракане в 1971 году советские учёные, чтобы не отставать, в 1972 году снова встретились в Горьком для выработки Программы исследований по проблеме связи с внеземными цивилизациями. В 1974 году её одобрил Научный совет по радиоастрономии АН СССР. Советская программа SETI была столь же смелой, как и американская. Она включала поиск ближайших звёзд и галактик, сканирование всего неба в широком диапазоне длин радио- и инфракрасных волн, обнаружение сфер Дайсона и зондов Брейсвелла, а также амбициозную программу по созданию специальных инструментов как на Земле, так и в космосе для поиска сигналов от внеземных цивилизаций (CETI 1974). Однако, за исключением нескольких небольших исследований, нет никаких свидетельств о том, что какая-либо из советских амбициозных программ действительно была реализована.
В 1982 году Международный астрономический союз (МАС) учредил новую Комиссию по биоастрономии и SETI, тем самым признав SETI законной отраслью астрономии, а не научной фантастикой или исследованиями НЛО. В США SETI-исследования получили поддержку и легитимность благодаря подводившим итоги каждого десятилетия астрономическим обзорам НАН — Национальной академии наук (National Academy of Sciences) (Greenstein 1972, Field 1982, Bahcall 1991, McGee and Taylor 2001). Однако эти отчёты НАН подчёркивали необходимость различных подходов, включая усиление поддержки индивидуальных исследований, и предостерегали NASA от запуска масштабных дорогостоящих программ.
Опираясь на доклад конгресса 1975 года, одобрение МАС и НАН, NASA было готово приступить к реализации амбициозной программы SETI (см., например, Dick 1993). Однако в 1978 году, прежде чем удалось сдвинуть это дело с мёртвой точки, сенатор Уильям Проксмайр (William Proxmire) из Висконсина вручил программе SETI NASA свою печально известную награду «Золотое руно». Он заявил, что NASA «оседлало волну народного энтузиазма, вызванную “Звёздными войнами” и “Близкими контактами третьего рода”», и предложил «отложить SETI на несколько миллионов световых лет». Три года спустя Проксмайр внёс в законопроект NASA на 1982 финансовый год поправку, отменяющую любое финансирование SETI. Тем не менее, находясь под радаром конгресса, группа NASA смогла поддерживать реализацию программы низкого уровня, а Проксмайр благодаря тихой дипломатии Карла Сагана в конце концов перестал оппонировать SETI.
NASA сформировало вторую научную рабочую SETI-группу под руководством Фрэнка Дрейка. В её докладе (Drake, Wolfe, and Seeger 1984) представлен набор из 14 выводов и рекомендаций. Авторы утверждали, что наиболее логичным подходом к SETI является исследование микроволнового радиоспектра, что «NASA должно создать хорошо структурированную программу SETI» и что «поиск внеземного разума следует поддерживать и продолжать в качестве долгосрочной исследовательской программы NASA, реализуемой на основе скромного бюджета». Рекомендованная долгосрочная программа низкого уровня вылилась в рассчитанный на десятилетие Проект микроволновых наблюдений (ПМН) стоимостью 100 миллионов долларов, который включал как целевой поиск, так и программу сканирования всего неба, что означало игнорирование рекомендации НАН не запускать крупные дорогостоящие программы. Чтобы снизить возросшую напряжённость между Комитетом Эймса и SETI-группой JPL (Лаборатории реактивного движения) NASA, которые почтительно предложили Целевой поиск и менее чувствительную, но более широкую программу сканирования неба, руководство ПМН приняло Соломоново решение, поддержав как Целевой поиск Комитета Эймса, так и все Программы сканирования неба JPL. Хотя аргументы в пользу каждой программы формулировались с точки зрения оптимальной стратегии поиска, конкуренция за лидерство в проекте не осталась незамеченной.
Не имея явных противников в конгрессе (Drake and Sobel 1992), NASA разработало для ПМН план, который должен был осуществляться так же, как и другие миссии NASA. Последующие годы были, в основном, потрачены на разработку необходимого оборудования в области, где технология развивалась так быстро, что к тому времени, когда новое оборудование было спроектировано, построено и испытано, оно уже устарело. Комитет Эймса и JPL конкурировали друг с другом, создавая оборудование для обработки сигналов, известное как многоканальный анализатор спектра (MCSA) в Комитете Эймса и как широкополосный анализатор спектра в JPL (см. подробности в Dick 1993). ПМН, позже переименованный в Микроволновый обзор высокого разрешения (High Resolution Microwave Survey, HRMS), в 1990 году стал официальной миссией NASA с двумя проектными офисами в JPL и Комитете Эймса, персоналом из более чем 60 человек и бюджетом в 108 миллионов долларов.
Хотя на создание и тестирование приборов была потрачена масса денег, реальных программ наблюдений было мало, если они вообще были. Однако к 1992 году NASA было готово запустить свою амбициозную программу наблюдений одновременно в обсерваториях Голдстоуна и Аресибо, приурочив начало этой работы к юбилейному Дню Колумба. И 12 октября 1992 года, через 500 лет после высадки Колумба на Багамские острова, состоялось торжественное открытие новой программы исследований. В то время Колумб всё ещё был национальным героем, но не пройдёт и трёх десятилетий, как из него станут делать злодея за тиранию по отношению к туземцам. Возможно, что разрыв наземной линии связи между инженерами Голдстоуна и Аресибо, жаждавшими связаться с инопланетными цивилизациями, был предзнаменованием произошедшей впоследствии серьёзной неудачи.
В обычное время статья стоимостью 10 миллионов долларов из 7-миллиардного бюджета NASA не подверглась бы тщательному анализу в конгрессе, но, вероятно, в результате интенсивного лоббирования и шумихи, инициированных лидерами SETI, программа HRMS привлекла внимание сенатора Ричарда Брайана (Richard Bryan) из Невады. После неудачной попытки вычеркнуть эту программу из бюджета NASA на 1992 финансовый год, 22 сентября 1993 года Брайан выпустил пресс-релиз на тему Великой марсианской погони, в котором сделал следующее заявление:
«На сегодняшний день потрачены миллионы, а нам так и не удалось поймать хотя бы одного зелёного человечка. Ни один марсианин не попросил нас провести его к нашему лидеру, и ни одна летающая тарелка не подала заявку на одобрение Федерального управления гражданской авиации».
Хотя несколько сенаторов от обеих партий высказались в пользу программы SETI, два дня спустя она была фактически зарублена, так как сенат проголосовал за поправку Брайана об исключении этой программы из бюджета NASA. В то время NASA всё ещё пыталось замять неприятную историю с зеркалом телескопа «Хаббл» и защищало проект спорной и дорогой космической станции, а потому не хотело поднимать шум из-за скромной SETI-статьи своего бюджета, которая не являлась частью бюджета основной программы. Непредвиденным следствием действий сената стало то, что NSF, вынужденный под давлением конгресса искать баланс между расширением поддержки американской науки и экономным расходованием своих денег, в течение следующего десятилетия тихо отказывался финансировать какие бы то ни было новые SETI-исследования. Тем не менее, даже в этот период всё более сдержанного отношения NSF к программам SETI, они потихоньку, хотя и не тайно, осуществлялись посредством финансировавшихся NSF 140- и 300-футовых радиотелескопов Грин-Бэнка.
Основанный Дрейком и Саганом Институт SETI, имея мало шансов на финансирование со стороны правительства США, успешно инициировал возникший из пепла HRMS «Проект Феникс». В рамках этого проекта радиообсерватории Грин-Бэнка, Аресибо, Паркса и Нансэ, используя инструменты, разработанные для HRMS, взялись исследовать 800 близлежащих звёзд на наличие признаков разумной жизни. Между тем традиционное сканирование неба JPL фактически умерло из-за отсутствия финансирования. SERENDIP («Поиск внеземного радиоизлучения от соседних развитых разумных цивилизаций»), скромно стартовавший в обсерватории Хэт-Крик Калифорнийского университета (University California Hat Creek Observatory) при поддержке Планетарного общества (Planetary Society) и других частных спонсоров, сумел расшириться и в течение трёх десятилетий успешно эксплуатирует ещё более сложное оборудование крупнейших мировых радиообсерваторий. Программа SETI@home, организованная Дэном Вертхаймером (Dan Wertheimer) из Калифорнийского университета (University of California) в Беркли, использовала для поиска признаков разума в радиоастрономических данных режим экранной заставки на миллионах ПК примерно в 200 странах и представляла собой, пожалуй, самую успешную из когда-либо созданных программ гражданской науки. В рамках проекта META (Megachannel ExtraTerrestrial Assay), во главе которого стоял Пол Горовиц (Paul Horowitz) из Гарварда, в течение шести лет проводилось исследование неба на 21-сантиметровой линии водорода и вокруг неё с очень высоким спектральным разрешением. Было зафиксировано несколько сконцентрированных вдоль галактической плоскости статистически значимых обнаружений присутствия внеземного разума, но в ходе последующих наблюдений ни одно из них не подтвердилось (Horowitz and Sagan 1993).
В 1997 году Институт SETI провёл новое плановое исследование, которое, в отличие от исследований под руководством NASA в 1970-х и 1980-х годах, было организовано совершенно без участия правительства и осуществлялось как инженерами с большим опытом работы в сфере цифровой обработки данных, так и SETI-энтузиастами. В докладе «SETI 2020», написанном группой учёных во главе с Роном Экерсом (Ron Ekers), авторитетным австралийским радиоастрономом, позже ставшим президентом МАС, рассмотрена вся область SETI-исследований и сформулированы амбициозные планы дальнейшего поиска внеземного разума (Ekers et al. 2002). Интересно, что, начиная с проекта «Циклоп», SETI стал мощно стимулировать увеличение чувствительности радиотелескопов. Помимо проекта «Циклоп», ярким примером является Бюраканская советско-американская конференция 1971 года, на которой было рекомендовано построить «дециметровый радиотелескоп с эффективной площадью ≥ 1 км2» (Sagan 1974, р. 356). Одним из интересных результатов публикации доклада «SETI 2020» стала концепция радиотелескопа с собирающей площадью в миллион квадратных метров, которая оказала влияние на разработку международным радиоастрономическим сообществом «Square Kilometre Array» («Массива площадью в квадратный километр»). В разработке участвовали Экерс и Тартер (Tarter), ставшие первыми двумя председателями Международного руководящего комитета SKA.
В «SETI 2020» рекомендовано на первых порах создать прототип SKA с площадью сбора в один гектар (104 м2). Этот первый крупный SETI-объект получил название «1hT», а позже — «Allen Telescope Array» (ATA) (в честь соучредителя компании «Microsoft» Пола Аллена (Paul Allen), который щедро пожертвовал на проектирование и строительство 1hT более 30 миллионов долларов). К сожалению, в ходе длительного периода проектирования и создания прототипа была израсходована основная часть имевшихся средств, поэтому вместо запланированных 350 антенных элементов удалось построить лишь около 42. Совсем недавно российский миллиардер Юрий Мильнер профинансировал проект «Breakthrough Listen» стоимостью 100 миллионов долларов. В рамках этого рассчитанного на десять лет проекта проводятся самые обширные и самые важные поиски с использованием практически всех самых мощных радиотелескопов. Хотя в ходе реализации проекта «Breakthrough Listen», как и других программ SETI, никаких признаков внеземного разума не обнаружено, он оказался чрезвычайно успешным в плане популяризации SETI и привлечения нового поколения студентов и учёных в эту область исследований.
6. Заглядывая вперёд
Как часто отмечала Джилл Тартер (Jill Tarter), трудно получить финансирование для продолжения исследований в рамках проекта, не приведшего к успеху даже после 60 лет и сотен наблюдений. Мы ищем, подчёркивает она, иголку в стоге сена, в данном случае — в «космическом стоге сена» с девятью степенями свободы (частота, модуляция, чувствительность, 2 поляризации, 3 пространственных измерения и время) (Tarter 2010). В лучшем случае мы исследовали всего лишь малую часть фазового пространства, что, по мнению Тартер, можно сравнить с исследованием мирового океана, имея в своём распоряжении только стакан воды. По-видимому, нет никакой другой области человеческого познания, где мы так же мало знаем о том, как искать, где искать, что искать, и даже о том, имеется ли то, что нужно найти.
Вероятно, шесть десятилетий SETI-исследований поставили больше вопросов, чем дали ответов.
Почему до недавнего времени SETI вызывала интерес в первую очередь в США и Советском Союзе? Что было особенного в этих двух сверхдержавах? Волновало ли советских и американских учёных наше место во Вселенной и время существования разумных сообществ больше, чем учёных других стран?
Является ли традиционная стратегия наблюдения за ближайшими звёздами (под фонарным столбом) правильным подходом? Должны ли мы искать поблизости цивилизации кардашёвского типа I или в пространстве более далёких звёзд и других галактик цивилизации типа II и III? Ответ зависит от применяемой в SETI функции светимости. При наличии относительно большого количества мощных источников самые сильные сигналы могут идти от далёких звёзд или из других галактик. С другой стороны, если применяемая в SETI функция светимости крутая, то, скорее всего, к успеху приведёт обычная стратегия наблюдения за ближайшими звёздами. В связи с этим уместно напомнить, что самые яркие радиоисточники небесной сферы — далёкие радиогалактики или квазары, а близкие, так называемые «нормальные» галактики являются слабыми радиоизлучателями.
Какова оптимальная стратегия поиска? Кто должен вести его — большие целеустремлённые национальные или международные команды, состоящие из нескольких человек, или индивиды? Куда следует направлять деньги — на крупные программы или на гранты отдельным исследователям?
Каким должен быть баланс между государственным и частным финансированием? Исторически сложилось так, что почти во всех странах, но особенно в США и СССР, SETI-исследования прямо или косвенно осуществлялись за государственный счёт. Планетарное общество, финансируемое из частных источников, Институт SETI с его многочисленными спонсорами, Пол Аллен и Юрий Мильнер изменили ситуацию. Если — что весьма вероятно — через десять лет «Breakthrough Listen» не найдёт инопланетян и 100 миллионов долларов, будет ли у дальнейших SETI-исследований привлекательность и будут ли они финансироваться?
Произойдёт ли первое обнаружение в результате специального SETI-исследования или в ходе реализации какой-то обычной программы астрономических исследований? Как мы будем отличать новую физику от работы развитой внеземной цивилизации? Если история чему-то учит, ответом будет «новая физика». Или, по меньшей мере, новые явления. Станет ли не радиоастроном, а радиолюбитель первым, кто услышит и расшифрует первые внеземные сигналы?
Какими будут последствия успеха? Каким будет научное, этическое, социальное, моральное, политическое, правовое и религиозное воздействие на общество? Пойдёт ли всё гладко? Какие подстерегают опасности? Как мы должны реагировать на успешное обнаружение в рамках SETI? Очевидно, сначала следует найти подтверждение; хранить молчание до тех пор, пока не появится абсолютная уверенность в том, что это не помехи, не розыгрыш и не новое природное явление. А что потом? Следует ли вам довериться кому-то? Или вы никому ничего не расскажете и будете продолжать наблюдать и пытаться расшифровать сигналы? Может, вы проинформируете своё правительство? А кто это для американцев — президент, госсекретарь или председатель Объединённого комитета начальников штабов? Поскольку данный вопрос не является сугубо национальным, может, вам следует обратиться в ООН? Или провести пресс-конференцию и сообщить о своей новости всем землянам? В 2010 году комитет Международной академии астронавтики издал Декларацию принципов, касающихся проведения поиска внеземного разума, в которой призвал придавать гласности любое подтверждённое обнаружение, используя ООН и МАС, и не отвечать внеземной цивилизации без международных консультаций. Примечательно, что в протокол не были включены национальные правительства. Однако неизвестно, как конкретный исследователь поведёт себя в конкретной ситуации. Последует ли он протоколу или будет придерживаться своих личных предпочтений?
О чём говорят продолжающиеся неудачи? Мы одни? Означает ли отсутствие контакта с какой-либо разумной внеземной цивилизацией, что величина L в уравнении Дрейка мала? Если да, то в чём причина — в глобальной войне, в опрометчиво беспечном чрезмерном использовании ресурсов, в глобальной пандемии, в столкновении с астероидом или в какой-то другой глобальной катастрофе, о которой мы ещё не размышляли? Даже помня о взятом в качестве эпиграфа заявлении Моррисона и Коконни («Вероятность успеха оценить трудно, но у тех, кто вообще не ищет, шансы на успех равны нулю»), до какого момента следует продолжать поиски с использованием существующих технологий в случае их бесплодности?
Должны ли мы передавать сообщения? Не передавая, ничего не получишь. Опасны ли передачи сообщений? Что, если первое внеземное сообщение поступит с зонда Брейсвелла, позволяющего уменьшить разрыв во времени, возникающий из-за движения сигналов к далёким звёздам и обратно? Многие SETI-исследователи, а также широкие круги общественности, по-видимому, допускают, что инопланетные цивилизации могут не быть гуманоидными, но неявно предполагают, что они биологические. Следует ли признать наиболее вероятным вариантом то, что первые инопланетные сигналы будут исходить из нашей Солнечной системы — от машины, возможно, от зонда Брейсвелла с продвинутым искусственным интеллектом? Что, если с земной стороны передача сигналов также будет осуществляться машиной, а не человеком? Окажется ли искусственный интеллект внеземного зонда и земного аналога достаточно зрелым для того, чтобы удалось прийти к общему языку и наладить обмен информацией? Будут ли задействованы люди? Насколько искусственный интеллект продвинется дальше уровня таких разработок последних десятилетий, как Alexa, Cortina, Siri, Watson и беспилотные автомобили? Будут ли люди всё ещё существовать, когда произойдёт Первый Контакт, и если да, то поделятся ли земные машины тем, что узнают от своих внеземных собратьев, со своими создателями-людьми?
7. Благодарности
В основе данной статьи частично лежит глава 5 книги «Open Skies: The National Radio Astronomy Observatory and its Impact on US Radio Astronomy» («Открытое небо: Национальная радиоастрономическая обсерватория и её влияние на радиоастрономию США»), 2020, K.I. Kellermann, E.N. Bouton, and S.S. Brandt, Cham, Springer. Я в долгу перед Полом Горовицем, Эллен Бутон (Ellen Bouton) и Роном Эндерсом за помощь в улучшении презентации.
Комментариев нет:
Отправить комментарий