Vnezemnye civilizacii

Soderzhanie:

1. Vvedenie
2. Vozmozhnaya rasprostranennost' kosmicheskih civilizacii
3. Tipy kontaktov mezhdu kosmicheskimi civilizaciyami
4. Poiski vnezemnyh civilizacii
5. Radiosvyaz' mezhdu kosmicheskimi civilizaciyami

1. Vvedenie

Vnezemnye civilizacii - obshestva razumnyh sushestv, k-rye mogut vozniknut' i sushestvovat' vne Zemli, na kosmich. telah ili sredah, napr, na dr. planetnyh sistemah. Naryadu s terminom "V. c." pol'zuyutsya bolee shirokim ponyatiem - "kosmicheskaya civilizaciya" (K. c.). Pri etom zemnuyu civilizaciyu schitayut odnoi iz K. c.

Osnovaniem dlya predpolozheniya o vozmozhnosti sushestvovaniya V. c. yavlyayutsya: predstavleniya o edinstve zakonov razvitiya materii; ponimanie zakonomernostei processa proishozhdeniya i evolyucii zhizni na Zemle; dannye astronomii, k-rye svidetel'stvuyut, s odnoi storony, o tipichnosti processa obrazovaniya Solnechnoi sistemy i ne dayut sushestvennyh osnovanii dlya vydeleniya Solnca sredi mnozhestva podobnyh emu zvezd Galaktiki, a s drugoi storony - o bol'shom raznoobrazii fiz. uslovii v kosmose, chto v principe mozhet privesti k vozniknoveniyu znachitel'no razlichayushihsya form vysokoorganizovannoi materii.

2. Vozmozhnaya rasprostranennost' kosmicheskih civilizacii

Dlya ocenki chisla galaktich. K. c., sposobnyh vstupit' v kontakt mezhdu soboi v rassmatrivaemyi moment vremeni t, mozhno vospol'zovat'sya f-loi:

N_c(t) = N₀Fq

Zdes' N₀ - chislo podhodyashih mest, gde mogut voznikat' takie K. c.; F - faktor, uchityvayushii to obstoyatel'stvo, chto ne v kazhdom podhodyashem meste obyazatel'no vozniknet sposobnaya k kontaktam (kommunikativnaya) civilizaciya, q - veroyatnost' togo, chto lyubaya iz rassmatrivaemyh civilizacii v moment t nahoditsya v kommunikativnoi faze. V kachestve podhodyashih dlya vozniknoveniya V. c. mest obychno rassmatrivayutsya planety s blagopriyatnymi dlya vozniknoveniya zhizni usloviyami. Togda, napr., dlya nashei Galaktiki

N₀ = N*f_pn_e ,

gde N* - obshee chislo zvezd v Galaktike; f_p - dolya zvezd, imeyushih planetnye sistemy, n_e - sr. chislo planet v kazhdoi planetnoi sisteme s neobhodimymi dlya vozniknoveniya zhizni usloviyami. Faktor F i veroyatnost' q opredelyayutsya primenyaemoi proceduroi vyborki. Naibolee upotrebitel'na f-la Dreika:

N_c = N₀F_DL_c/t .

Zdes' F_D - veroyatnost' togo, chto na dannoi naugad vzyatoi podhodyashei planete k momentu t voznikaet kommunikativnaya civilizaciya (vremya t otschityvaetsya ot momenta obrazovaniya samyh staryh zvezd). Dlya K. c., shozhih s zemnoi civilizaciei, etot faktor uchityvaet veroyatnost' proishozhdeniya zhizni pri nalichii blagopriyatnyh uslovii, veroyatnost' proishozhdeniya razumnoi zhizni i, nakonec, veroyatnost' vozniknoveniya kommunikativnoi civilizacii. L_c - sr. prodolzhitel'nost' kommunikativnoi fazy.

Primenyayutsya dva sposoba ocenki chisla V. c. Pervyi (naibolee rasprostranennyi) sposob sostoit v ocenke kompetentnymi uchenymi otdel'nyh velichii, vhodyashih v f-lu Dreika. Razbros znachenii sdelannyh ocenok ves'ma velik: dlya faktora F_D, napr., on sostavlyaet ot 1 do 10^-6; prichem, strogo govorya, ne isklyuchayutsya i takie ocenki, pri k-ryh nasha civilizaciya okazyvaetsya edinstvennoi vo Vselennoi. Nedostatkom etoi metodiki, pomimo sub'ektivnosti ocenok, yavl. to, chto ocenki ne uchityvayut zavisimost' veroyatnostei ot vremeni. Vtoroi sposob osnovan na statistich. podhode. Rassmatrivaetsya vremya t₀ ot obrazovaniya podhodyashei planety do vozniknoveniya na nei kommunikativnoi civilizacii. Eto vremya schitaetsya sluchainoi velichinoi. Pri vybore opredelennogo zakona raspredeleniya sluchainoi velichiny t₀ mozhno vychislit' veroyatnost' obrazovaniya K. c. k momentu vremeni t na lyuboi naugad vzyatoi podhodyashei planete, t. e. opredelit' faktor F_D. On yavl. f-ciei vremeni i pri zadannom vremeni (napr., v rassmatrivaemyi sovr. moment) zavisit ot f-cii raspredeleniya t₀. Pri priemlemyh raspredeleniyah . Odnako v celom neopredelennost' v ocenke velichiny N_c ostaetsya ochen' bol'shoi: ot 10⁹ civilizacii v Galaktike do odnoi civilizacii v neskol'kih sosednih galaktikah. Vse podobnye ocenki ne uchityvayut vozmozhnost' sushestvovaniya inyh form zhizni i razuma, chem na Zemle, i dayut, t. o., lish' nizhnyuyu ocenku chisla V. c.

Inogda dopuskayut, chto esli V. c. shiroko rasprostraneny v Galaktike, to oni dolzhny k.-l. obrazom proyavlyat' sebya. Otsutstvie vidimyh proyavlenii deyatel'nosti V. c. rassmatrivaetsya kak argument v pol'zu togo, chto V. c. kraine redki. Nesomnenno, podobnye zaklyucheniya nedostatochno strogi, t. k. osnovany na opredelennyh proizvol'nyh predpolozheniyah o zakonomernosti razvitiya i haraktere deyatel'nosti V. c. i ishodyat iz urovnya sovr. sredstv astronomich. nablyudenii.

3. Tipy kontaktov mezhdu kosmicheskimi civilizaciyami

V samom shirokom smysle kontakt mezhdu K. c. ponimaetsya kak lyuboi tip vzaimodeistviya mezhdu nimi. Myslimy sleduyushie tipy kontaktov: 1) neposredstv. kontakty, t. e. vzaimnye (ili odnostoronnie) posesheniya; 2) kontakty po kanalam svyazi; 3) kontakty smeshannogo tipa, t. e. posylka v predpolagaemyi raion obitaniya K. c. avtomatich. zondov, k-rye peredayut poluchennuyu informaciyu ishodnoi civilizacii po kanalam svyazi.

Osn. trudnost' realizacii neposredstv. kontakta svyazana s dlitel'nost'yu poleta. Pri poletah k dr. obitaemym miram dlitel'nost' puteshestviya mozhet byt' - vremeni zhizni dannoi civilizacii. Otsyuda voznikaet problema vozvrasheniya i cennosti privezennoi informacii. Pri poletah k dalekim zvezdam s nerelyativistskimi skorostyami v (v << s) trebuetsya vremya, izmeryaemoe tysyacheletiyami. Poetomu nerelyativistskie polety vozmozhny tol'ko k samym blizhaishim zvezdam. Takie proekty v nastoyashee vremya obsuzhdayutsya. Polety s relyativistskimi skorostyami (v~c) principial'no pozvolyayut sovershit' puteshestvie v samye otdalennye oblasti Vselennoi n vernut'sya obratno za vremya zhizni odnogo pokoleniya kosmonavtov. Odnako oni svyazany so stol' znachit. trudnostyami (energeticheskogo i dr. plana), chto ih praktich. osushestvlenie podvergaetsya somneniyu. Krome togo, nado imet' v vidu, chto v usloviyah relyativistskogo poleta vremya, soglasno teorii otnositel'nosti, sokrashaetsya tol'ko dlya ekipazha kosmich. korablya, dlya civilizacii-otpravitelya ono techet v prezhnem tempe. Poetomu dlitel'nost' puteshestviya po chasam civilizacii-otpravitelya (napr., zhitelei Zemli), kak i v nerelyativistskom sluchae, mozhet prevyshat' L. Sushestvuet, konechno, vozmozhnost' puteshestviya bez vozvrasheniya.

Mezhzvezdnye perelety s nerelyativistskimi skorostyami pri smene pokolenii vo vremya poleta v principe ne isklyucheny. Vopros ob ih celesoobraznosti otnositsya k probleme celei i pobuzhdenii, dvizhushih obshestvom, no eto uzhe ne fiz. problema.

Kontakty po kanalam svyazi predstavlyayutsya dlya nashei civilizacii v nastoyashee vremya bolee perspektivnymi. Esli vremya rasprostraneniya signala t > L, to svyaz' mezhdu K. c. (kak i v sluchae neposredstv. kontaktov) mozhet byt' tol'ko odnostoronnei. Esli t << L, to vozmozhen dvustoronnii obmen informaciei.

Edinstvennyi vid svyazi, o k-rom mozhno ser'ezno govorit' pri sovr. urovni znanii,- eto svyaz' s pomosh'yu elektromagnitnyh voln, rasprostranyayushihsya so skorost'yu sveta. Tehnicheskie vozmozhnosti dlya takoi svyazi uzhe imeyutsya.

4. Poiski vnezemnyh civilizacii

Vazhnaya osobennost' sovr. postanovki problemy V. c. sostoit v stremlenii pereiti ot chisto umozritel'nogo ee izucheniya k aktivnomu poisku V. c. Eto napravlenie poluchilo naimenovanie SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), t. s. poisk V. c. Naryadu s etim naimenovaniem upotreblyaetsya takzhe termin CETI (Communication with Extraterrestrial Intelligence), t. e. svyaz' s vnezemnym razumom. Logichno predpolozhit', chto (poskol'ku rech' idet o nashei iniciative) poisk dolzhen predshestvovat' ustanovleniyu svyazi. Mozhno otmetit' nesk. napravlenii poiska.

Poisk sledov astroinzhenernoi deyatel'nosti. Teoreticheski byl rassmotren ryad proektov preobrazovaniya okruzhayushego kosmich. prostranstva, k-rye mogla by osushestvit' razvitaya V. c. Eshe K. E. Ciolkovskii vyskazal ideyu o sooruzhenii iskusstv. "efirnyh gorodov" vokrug Solnca. V 60-h gg. 20 v. amer. fizik F. Daison rassmotrel vozmozhnost' sozdaniya iskusstv. biosfery vokrug obitaemoi zvezdy, poluchivshei nazvanie "sfera Daisona". Eto nazvanie, konechno, uslovno, t. k. konstrukciya v vide sploshnoi sfery, vrashayusheisya vokrug zvezdy, sushestvovat' ne mozhet iz-za neizbezhnogo ee razrusheniya prilivnymi silami. V obshem sluchae iskusstv. biosfera mozhet sostoyat' iz sistemy okolozvezdnyh sputnikov, chto sootvetstvuet pervonachal'noi idee Ciolkovskogo.

Kak podcherkivaet Daison, nezavisimo ot inzhenernyh detalei iskusstv, biosfera budet perehvatyvat' znachit. chast' energii izlucheniya zvezdy, a zatem, soglasno 2-mu nachalu termodinamiki, dolzhna otdavat' etu energiyu v kosmich. prostranstvo pri bolee nizkoi temp-re. Kak pokazyvayut raschety, osn. chast' sobstv. izlucheniya astroinzhenernyh sooruzhenii dolzhna byt' sosredotochena v IK-oblasti spektra, v intervale dlin voln 3-10 mkm. Sledovatel'no, zadacha obnaruzheniya podobnyh V. c. dolzhna nachinat'sya s poiska lokal'nyh istochnikov IK-izlucheniya ili zvezd s anomal'no bol'shim izbytkom IK-izlucheniya. S momenta vydvizheniya etoi idei byli obnaruzheny desyatki IK-istochnikov, odnako ni v odnom sluchae ne bylo osnovanii svyazat' podobnyi istochnik s V. c.

Poisk sledov posesheniya V. c. na Zemle. Eto napravlenie ishodit iz predposylki, chto poseshenie Zemli predstavitelyami vysokorazvitoi V. c. v istorich. proshlom (esli by ono imelo mesto) moglo ostavit' opredelennyi otpechatok, k-ryi sleduet iskat' v pamyatnikah material'noi i duhovnoi kul'tury razlichnyh narodov. Imeyutsya mnogochisl. dannye, svidetel'stvuyushie o vysokoi kul'ture drevneishih civilizacii nashei planety. Vopros o vozmozhnyh kosmich. istokah nek-ryh elementov etih vysokih kul'tur nuzhdaetsya v tshatel'nom izuchenii .

Poisk signalov ot V. c. Vazhneishei zadachei pri poiske signalov ot V. c. yavl. vybor optimal'nogo diapazona el.-magn. voln. Etot diapazon dolzhen otvechat' vysokoi prozrachnosti sredy, minimumu principial'no neustranimyh pomeh i oslableniyu dr. meshayushih faktorov (napr., mercaniya). Pri etom vliyanie zemnoi atmosfery na prihodyashii iskusstv. signal mozhet ne prinimat'sya vo vnimanie, t. k. sredstva SETI v sluchae neobhodimosti mozhno vynesti s poverhnosti planety v kosmich. prostranstvo. Uchityvaya perechislennye faktory, mozhno sdelat' vyvod, chto optimal'nym yavl. korotkovolnovyi uchastok radiodiapazona: decimetrovye, santimetrovye i millimetrovye volny. T. o., zadacha SETI mozhet byt' sformulirovana kak zadacha poiska iskusstv. radiosignalov. Eto ne isklyuchaet togo, chto pri opredelennyh usloviyah (napr., pri nebol'shih rasstoyaniyah do K. c.) dlya posylki signalov mozhet byt' ispol'zovan optich. diapazon. Osn. dostoinstva optich. kanala svyazi: vysokaya propusknaya sposobnost' i legkost' osushestvleniya ostronapravlennoi peredachi (naprimer, luchom lazera).

5. Radiosvyaz' mezhdu kosmicheskimi civilizaciyami

Vozmozhnost' obnaruzheniya radiosignala opredelyaetsya otnosheniem (a) ego moshnosti k moshnosti shuma. Na zadannom rasstoyanii ot peredatchika a proporcional'no ego moshnosti, proizvedeniyu ploshadei priemnoi i peredayushei antenn i obratno proporcional'no shumovoi temperature priemnika i rabochei polose chastot.

Uslovie obnaruzheniya signala mozhno zapisat' v vide a > a₀, gde a₀ - porog obnaruzheniya. Velichina a₀ zavisit ot haraktera signala. Sushestvuyut sistemy kodirovaniya, dlya k-ryh a₀ < 1. No dlya etogo, voobshe govorya, trebuetsya, chtoby poluchatel' znal kod otpravitelya. Poskol'ku pri obnaruzhenii signalov V. c. eto uslovie ne vypolnyaetsya, neobhodimo, chtoby signal prevyshal uroven' shuma: a > 1. Kak pokazyvayut raschety, obnaruzhenie signalov ot civilizacii, raspolozhennyh v predelah nashei Galaktiki ili v sosednih galaktikah, pri sovr. urovne radiotehniki vpolne vozmozhno.

V probleme radiosvyazi s K. c. mozhno vydelit' dve zadachi: a) priem pozyvnyh; b) priem vysokoinformativnogo soobsheniya.

Naznachenie pozyvnyh - privlech' vnimanie poluchatelya, oblegchit' emu zadachu obnaruzheniya. Poetomu mozhno dumat', chto pozyvnye signaly mogut imet' neobychnyi spektr. osobennosti polyarizacii, svoeobraznye vrem. izmeneniya i pr. Pozyvnye dolzhny takzhe nesti i opredelennoe kolichestvo informacii, oni mogut soderzhat' dvuhmernye ili trehmernye izobrazheniya, matematich. sootnosheniya i t. p. Ob'em informacii v pozyvnyh dolzhen byt' dostatochnym dlya togo, chtoby na osnove ee mozhno bylo sdelat' zaklyuchenie ob iskusstv. haraktere prinyatyh signalov. Krome togo, mozhno polagat', chto pozyvnye soderzhat svoego roda "klyuch" k osn. programme (ukazanie na polosu chastot, sposob kodirovaniya i pr.). Obshee kolichestvo informacii, k-roe trebuetsya dlya etih celei, neveliko.

Strategiya poiska signalov ot V. c. vo mnogom zavisit ot predpolagaemyh vozmozhnostei otpravitelya. Zdes' nametilos' dva osn. podhoda. Pervyi orientiruetsya na K. c., obitayushie na planetah, s urovnem razvitiya, blizkim k nashemu, ispol'zuyushie tehniku svyazi, podobnuyu nashei zemnoi tehnike. V sootvetstvii s etim vydvigaetsya zadacha ih posledovatel'nogo poiska, nachinaya ot blizhaishih zvezd, pohozhih na Solnce, s postepennym uvelicheniem sfery poiska. Naibolee veroyatny uzkopolosnye iskusstv, signaly na volnah: l 21 sm (radioliniya vodoroda), l 18 sm (ON) i l 1,35 sm (liniya vodyanogo para), a takzhe na kratnyh chastotah (garmonikah) ili chastotah, skombinirovannyh iz osn. chastoty s k.-l. matematich. konstantami (e, p i dr.).

Nel'zya isklyuchit' takzhe sushestvovanie pozyvnyh, raspredelennyh po shirokoi polose chastot (napr., v vide korotkih impul'sov) s cel'yu oblegcheniya poiska po chastote.

Dr. napravlenie orientiruetsya na poisk K. c. s energetich. potencialom, namnogo prevoshodyashim potencial nashei zemnoi civilizacii. V etom sluchae zadacha obnaruzheniya sushestvenno uproshaetsya blagodarya tomu, chto predpolagaemaya sverhcivilizaciya mozhet generirovat' signaly ogromnoi moshnosti. Odnako pri etom voznikaet neopredelennost' v koordinatah istochnika, poskol'ku takie civilizacii ne obyazatel'no svyazany s planetnymi sistemami. Predpolagaetsya, chto signaly vysokorazvityh V. c. dolzhny byt' shirokopolosnymi. Eto oblegchaet ih poisk po chastote, no v to zhe vremya trebuet razrabotki kriteriev, pozvolyayushih otlichit' podobnye iskusstv. signaly ot shirokopolosnogo izlucheniya estestv. proishozhdeniya. Po postanovke zadachi i metodam issledovanii eto napravlenie tesno smykaetsya s aktual'nymi zadachami astrofiziki i radioastronomii.

Bolee obshaya postanovka zadachi trebuet sozdaniya postoyanno deistvuyushei sluzhby kontrolya s primeneniem sistem obnaruzheniya, ohvatyvayushih vsyu nebesnuyu sferu. Podobnyi podhod ne zavisit ot ishodnyh predpolozhenii o lokalizacii i urovne razvitiya V. c. Sistema dolzhna byt' dostatochno universal'noi, rasschitannoi na priem signalov razlichnogo vida (impul'snyh, uzkopolosnyh i dr.).

Pervye raboty po poisku radiosignalov K. c. byli provedeny F. Dreikom (SShA) na Nacional'noi radioastronomich. observatorii v 1960 g. Issledovalos' radioizluchenie blizhaishih zvezd - t Kita i e Eridana - na volne 21 sm (proekt Ozma). V posleduyushie gody byl vypolnen eshe ryad rabot, chislo k-ryh k nastoyashemu vremeni prevysilo 20; v chastnosti, v SSSR v 1970 - 1980 gg. byl proveden poisk impul'snyh radiosignalov ot vsego neba s pomosh'yu vsenapravlennyh antenn v santimetrovom i decimetrovom diapazonah (V. S. Troickii, N. S. Kardashev i dr.). Vse eti raboty ne priveli k polozhitel'nomu rezul'tatu. Odnako nado imet' v vidu, chto oni nosyat predvaritel'nyi, poiskovyi harakter i ohvatyvayut nichtozhnuyu dolyu vsego vozmozhnogo ob'ema poiska (po chastote, vremeni, napravleniyu i dr. parametram). Interesnyi rezul'tat byl poluchen na observatorii Ogaiskogo universiteta (SShA), gde v processe obzora neba na volne 21 sm v avg. 1977 g. byl zaregistrirovan uzkopolosnyi signal, harakteristiki k-rogo ukazyvayut na ego vnezemnoe i v to zhe vremya, ves'ma veroyatno, iskusstvennoe proishozhdenie. Odnako poskol'ku povtornoi registracii etogo signala poluchit' ne udalos', vopros o ego prirode ostaetsya otkrytym. Poiski v optich. diapazone provodilis' s 1972 g. orbital'noi astronomich. observatoriei "Kopernik" (SShA). Original'naya metodika poiska optich. signalov ot K. c. razrabotana v Special'noi astrofizich. observatorii AN SSSR. Eti raboty provodyatsya v plane poiska ob'ektov s korotkomasshtabnoi peremennost'yu, chto predstavlyaet nezavisimyi astrofiznch. interes.

Obsuzhdayutsya proekty poiska iskusstv. radiosignalov, predusmatrivayushie stroitel'stvo mnogozerkal'nyh teleskopov na Zemle ili Lune, a takzhe sooruzhenie gigantskih kosmich. radioteleskopov. Bol'shoe vnimanie udelyaetsya programme poiska planet u blizhaishih zvezd s pomosh'yu optich. sredstv, vklyuchaya budushii kosmich. teleskop diametrom 2,4 m na ISZ (SShA).

Naryadu s poiskom signalov ot V. c. byli predprinyaty popytki napravit' poslanie vnezemnym civilizaciyam. V noyabre 1974 g. s radioastronomich. observatorii v Aresibo (v Puerto-Riko) bylo napravleno radioposlanie v storonu sharovogo skopleniya M-13 (rasstoyanie 24 tys. svetovyh let), soderzhashee v zakodirovannoi forme dannye o zhizni i civilizacii na Zemle. V celyah vozmozhnogo ustanovleniya kontakta s V. c. informac. soobsheniya, adresovannye dr. civilizaciyam, pomeshalis' na kosmich. apparaty, traektorii k-ryh obespechivali im vyhod za predely Solnechnoi sistemy. Tak, na kosmich. apparate "Pioner-10" (1972 g., SShA) byla ustanovlena informac. plastinka, soderzhashaya svedeniya o meste i vremeni starta korablya i dr. dannye o nashei civilizacii. Bolee polnye dannye soderzhatsya v spec. konteinerah, ustanovlennyh na korablyah "Voyadzher-1 i -2" (1977 g., SShA). Trudno skazat', dostignut li podobnye poslaniya celi, no oni svidetel'stvuyut o tom, chto chelovechestvo nachinaet ser'ezno zadumyvat'sya o kontaktah s razumnymi sushestvami inyh mirov.

Lit.:
Vnezemnye civilizacii. Problemy mezhzvezdnoi svyazi, M., 1969; Naselennyi Kosmos, M., 1972;
Gindilis L. M., Kosmicheskie civilizacii (Problemy kontakta s vnezemnym razumom), M., 1973; Problema CETI (svyaz' s vnezemnymi civilizaciyami), M., 1975;
Panovkin B. N., Problema vnezemnyh civilizacii, M., 1979; Astronomiya. Metodologiya. Mirovozzrenie, M., 1979;
Shklovskii I. S., Vselennaya, zhizn', razum, 5 izd., M., 1980; Problema poiska vnezemnyh civilizacii, M., 1981;
Goldsmit D., Ouen T., Poiski zhizni vo Vselennoi, per. s angl., M., 1983.

(L.M. Gindilis)