В чистом ночном небе наблюдатель без всякого телескопа способен увидеть две с половиной тысячи звезд и четыре галактики: Туманность Андромеды, Большое и Малое Магеллановы Облака, ну и нашу собственную – Млечный Путь. При этом, по подсчетам ученых, только в нашей галактике насчитываются от 100 до 400 миллиардов звезд! И примерно 5% от этого числа – звезды, похожие на наше Солнце. А вокруг 22% звезд, похожих на Солнце, обращается планета, похожая на Землю, то есть полностью пригодная для возникновения и развития жизни. В переводе на цифры, мы получаем по меньшей мере 1 миллиард таких планет. Даже если допустить вероятность возникновения жизни всего на 1% из всего количества пригодных планет, мы получим 100 тыс. потенциальных соседей только в нашей Галактике.
В 1960 году профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта Круз Фрэнк Дональд Дрейк провел подобные вычисления и вывел свою знаменитую формулу определения числа внеземных цивилизаций. Вместе с публикацией астрономов Джузеппе Коккони и Филиппа Мориссона «Поиски межзвездных сообщений» в 1959 году в международном журнале Nature это уравнение легло в основу концепции поиска внеземных цивилизаций. Ученые указывали на полную техническую готовность землян общаться с цивилизацией, похожей на земную, на постоянной радиолинии нейтрального водорода, который заполняет космическое пространство. Ученое сообщество с энтузиазмом восприняло эту идею. Проект SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence, «Поиск внеземного разума») получил многомиллионные дотации и начал работу.
Масштабы деятельности проекта SETI действительно огромны. К 1970-м годам к нему подключились свыше 1,5 тыс. телескопов по всей планете. Самый большой радиотелескоп в мире – обсерватория Аресибо – стал своеобразным центром этой системы. С него не только велись наблюдения, но и были отправлены несколько зашифрованных посланий к ближайшим звездам. К 2000-м годам специалисты проекта SETI просканировали уже свыше 2 тыс. самых перспективных космических объектов.
Парадокс Ферми
Однако за всю историю звездного прослушивания ни одного ответного сигнала так и не было зафиксировано. Удивительно, но при всех многообещающих цифрах, которые вытекают из уравнения Дрейка, в реальности никто не торопится вступить с землянами в космическую переписку.
Такую парадоксальную ситуацию предвидел создатель первого в мире ядерного реактора, итальянский физик Энрико Ферми. Слушая все теоретические выкладки своих коллег-энтузиастов, он скептически отвечал: «Ну и где же они в таком случае?». Парадокс Ферми был сформулирован следующим образом: с одной стороны, выдвигаются многочисленные аргументы о том, что во Вселенной должно существовать значительное количество технологически развитых цивилизаций. С другой стороны, отсутствуют какие-либо наблюдения, которые бы это подтверждали. Ситуация является парадоксальной и приводит к выводу, что или наше понимание природы, или наши наблюдения неполны и ошибочны. Этот парадокс прочно вошел в проблематику проекта SETI. Ученые-астрономы живо включились в разрешение представленной нестыковки и выдвинули ряд гипотез разрешения парадокса.
Уникальная Земля
Гипотеза уникальной Земли гласит, что образование, развитие и существование такой планеты, как Земля, весьма маловероятно даже в масштабах огромной Вселенной. Ее впервые выдвинули палеонтолог Питер Уорд и астроном Дональд Браунли в 2000 году. Авторы подкрепляют свою гипотезу совпадением целого ряда сложных и непрогнозируемых условий. Так, для формирования планеты земного типа необходимо наличие звезды, богатой металлами. Звезды, состоящие только из легких элементов, способны сформировать разве что газовые гиганты, наподобие Юпитера. Для создания земной тверди у них просто не хватит материала. Кроме того, орбита планеты, похожей на Землю, должна быть почти круговой, чтобы жизнь не подвергалась влиянию космического холода на максимальном удалении от звезды и чрезмерному нагреву и воздействию радиации в ближайшей к ней точке. Очевидно, такая планета должна находиться в зоне Златовласки – максимально комфортной с точки зрения температурного режима. Да и звезда нужна особенная – с не слишком интенсивным, но и не слишком «холодным» свечением. На формирование Земли ушло примерно 4,5 млрд. лет, а яркие и горячие звезды типа Сириуса живут только 1 млрд., после чего угасают и превращаются в красных гигантов. У холодных и долгоживущих звезд другая проблема – зона Златовласки в их системах расположена слишком близко к светилу, и находящиеся в ней планеты получают колоссальные дозы радиации во время вспышек. Не стоит также забывать о наличии спутника, который стабилизирует ось вращения планеты. Луна, согласно Теории гигантского столкновения, возникла в результате удара массивного небесного тела о Землю. Именно после этой «космической аварии» появилась континентальная кора, а планетарное ядро Земли получило дополнительную массу и стало генерировать магнитосферу, защищающую планету от солнечной радиации. Таким образом, молчание небес можно списать на то, что Земля – уникальный объект, и не исключено, что мы можем быть первой разумной цивилизацией во всем космосе.
Принцип Коперника
Или, как его еще часто называют, принцип заурядности. В противовес гипотезе уникальной Земли он гласит, что ни наша планета Земля, ни наше Солнце, ни наша галактика не занимают сколь бы то ни было значительного места в устройстве Вселенной. В своей сути он созвучен выводам Николая Коперника о том, что Земля не является центром нашего мира, а вместе с другими планетами вращается вокруг Солнца (которое, в свою очередь, тоже далеко не центр галактики). Принцип заурядности проецирует высказывание Коперника на вселенский масштаб. Законы природы универсальны, говорят ученые, и в пределах колоссального числа миров во Вселенной существует далеко не нулевая вероятность образования и развития таких же планетарных систем, как и наша Земля (и эти слова подтверждают данные телескопов). Даже с учетом довольно необычного пространственного положения нашей планеты, ее непростой истории формирования и всей хронологии жизни на ее поверхности. А тот факт, что человечество еще не наладило связь с другими развитыми формами жизни, говорит скорее о технической несостоятельности одной или обеих сторон коммуникации. То есть, является всего лишь вопросом времени при нынешних темпах технического развития.
Великий Фильтр
Одной из самых волнующих попыток объяснить парадокс Ферми является выдвижение гипотезы Великого Фильтра. Ее сформулировал в 1996 году профессор экономики и научный сотрудник Института Будущего Человечества (Оксфорд) Робин Д. Хенсон. Гипотеза гласит, что в настоящее время уже достигнуты значительные успехи в возможностях космической коммуникации, накоплены обширные сведения относительно возможности контакта, а в небо круглосуточно смотрят сотни телескопов и радаров. Да, учеными исследована ничтожно малая доля миров даже в пределах сегодняшней досягаемости – 150 световых лет – но число прозондированных планет и участков космоса давно перевалило за 2 тысячи, что довольно много. При этом совершенствуются техническое оснащение астрономических обсерваторий и методы поиска довольно быстро. А результата все нет.
А раз многочисленные научные дисциплины не могут обнаружить признаки жизни в наблюдаемой Вселенной, то и итоги их исследований стоит поставить под сомнение. По мнению Хенсона, сама Вселенная обладает особым механизмом регуляции развития разумной жизни. Он проявляется в виде набора исключительных факторов, которые сильно уменьшают шансы зарождения жизни вообще или, по крайней мере, ограничивают возможность развивающейся цивилизации дойти до тех высот, при которых следы ее жизнедеятельности сможет увидеть посторонний наблюдатель из космоса. При этом силы и масштаб этих факторов носят поистине планетарные, если не вселенские размеры. К примеру, одно из воплощений Великого Фильтра – уже привычное для нас падение астероидов. Упал один такой на планетку – и на ней в течение сотни лет вымерло до 90% всех живых существ. А те, что остались, даже обладая разумом и технологиями, тратят десятки веков на то, чтобы оправиться от катастрофы и выйти на тот же уровень, который был до катаклизма. Всего один метеорит. А если жизнь зародилась и развивается в галактике, где до образования сверхновой остается каких-нибудь 20 тыс. лет? Да, такая цивилизация успеет эволюционировать во что-то интересное, но как только наступит срок перерождения звезды, она будет напрочь сметена потоками энергии от взорвавшейся сверхновой. И это только два возможных фактора из всего многообразия явлений, в которых проявляется Великий Фильтр.
Таким образом, любая разумная жизнь во Вселенной, в том числе и земная, находится под воздействием и непосредственным влиянием этого регулятора на любом из этапов своего развития.
Барьер в прошлом и будущем
Но где искать этот Великий Фильтр, как его распознать нам, людям? Дело в том, что, применительно к человечеству, этот непреодолимый барьер располагается либо в прошлом, либо в будущем. Отсюда мы получаем, по меньшей мере, два варианта развития событий.
Первый вариант – Великий Фильтр остался в прошлом. То есть мы живем и развиваемся в обществе, которое случайным образом и по невероятному везению смогло пройти сквозь этот самый эволюционный барьер. Так, например, для нас Великий Фильтр может представлять удачное совпадение факторов космического масштаба. Например, комфортная зона для зарождения жизни – зона Златовласки, – когда планета находится на таком расстоянии от звезды, что ночью не мерзнет от непомерного холода, а днем не горит в огне. Кроме того, эта планета имеет атмосферу, которая защищает ее от целого ряда смертоносных космических излучений. В случае с Землей – это еще и определенный угол наклона и немаловажный партнер-спутник – Луна (которая тоже появилась в результате стечения целого ряда факторов). А в случае с нашей Солнечной системой – это уникальное расположение между галактическими рукавами Млечного Пути, почти посередине между рукавами Стрельца и Персея. При этом скорость движения Солнца вокруг центра галактики практически совпадает со скоростью волны уплотнения рукавов галактики (обычно так не бывает – эти показатели, как правило, значительно отличаются), что позволяет нашей Солнечной системе не испытывать колоссальных, уничтожающих все живое, космических сил и излучений от процессов звездообразования. Таким образом, появление жизни в принципе является весьма редким событием и зарождение на нашей планете даже самых простейших организмов может быть признано прорывом через Великий Фильтр.
Другие, более «приземленные» варианты этого барьера могут заключаться в том, что Фильтр стоит где-то на отрезке эволюции от прокариотов (одноклеточных организмов) к эукариотам (многоклеточным). До получения ядра и соединения в сложные клетки организму нужно, по меньшей мере, 2 млрд. лет, что довольно много. Некоторые даже считают, что Великий Фильтр заключается для людей в возможности развития интеллекта от обезьян до прямоходящих предков человека.
И второй вариант – Великий Фильтр ожидает нас в будущем. И у ряда ученых есть все основания утверждать, что это будет катастрофа, которая либо сотрет человечество с лица планеты, либо отбросит его в каменный век. Так, одним из возможных сценариев для землян, помимо стандартных метеоритов, может быть катастрофический гамма-всплеск. Это взрывной выброс энергии, который периодически происходит в космосе из-за, предположительно, рождения сверхновых или от слияния нейтронных звезд. При этом в космос за секунды устремляются такие потоки энергии, которые наше Солнце суммарно генерирует за 10 млрд. лет. От таких вспышек не спасает никакая атмосфера. Всего один (!) гамма-всплеск в нашей галактике поставит крест на существовании жизни на всех планетах, пригодных для обитания, включая Землю.
Но люди – довольно деятельная цивилизация. Они могут и не ждать непонятно чего и непонятно сколько, а планомерно трудиться над собственным уничтожением. Сюда входит и разрушение экологии планеты, и неконтролируемое истощение энергетических ресурсов, и нерешенные проблемы голода и перенаселения, и, в значительной степени, накопление вооружений и призрак ядерной войны. Исходя из таких расчетов, человеческая цивилизация, равно как и любая похожая на нас, на определенном отрезке своей истории собственными руками выстраивает себе свой Великий Фильтр, который сама же не может преодолеть.
Цивилизация 0.72
Попытки установить связь с инопланетянами интересны и с той точки зрения, что уже до фактического контакта с внеземным разумом человечество начинает осмысливать свое существование и свои земные особенности в галактическом и цивилизационном масштабе. Так что во многом поиск разума вовне – это еще и взгляд в собственную человеческую сущность: люди становятся лицом к лицу с собственными проблемами, концепциями и философскими установками.
Уже в первые годы существования проекта SETI к разработкам западных ученых подключились советские специалисты. После проведения ряда встреч на уровне США–СССР было организовано подразделение SETI в Советском Союзе. Советские астрономы и радиофизики успешно вносили свой вклад в реализацию идеи космического контакта.
Одного из них, советского астрофизика Н.С. Кардашева, заинтересовала мысль: какой может быть цивилизация, которая решится выйти с нами на связь? На каком уровне развития она будет находиться и что обеспечит ей высокие возможности, необходимые для межпланетного контакта?
Кардашев предположил, что всякой цивилизации для успешного развития требуется энергия. Причем довольно много и желательно на постоянной основе. Исходя из этого, ученый разработал энергетическую шкалу развития. Так, цивилизации I типа достигли такого уровня технологий, который им позволяет потреблять всю энергию собственной планеты (желательно, не самоубийственным способом). Цивилизации II типа обладают возможностью контролировать и использовать энергию собственной звезды. Цивилизации III типа для своих нужд применяют энергию своей галактики. Гипотетически подразумевается, что разумные существа цивилизации IV типа могут использовать огромные массивы энергии Вселенной. А сверхсущества цивилизации типа V достигли таких высот в развитии, что пользуются ресурсами совокупности нескольких параллельных Вселенных.
Некоторое время считалось, что нашу человеческую цивилизацию следует считать типом 0. Однако астрофизик Карл Саган разработал формулу, которая переводит шкалу Кардашева из ранговой в абсолютную, с вычислением промежуточных показателей. Так как человечество использует только часть энергии своей планеты, оно не дотягивает до типа I. В то же время, наши успехи в освоении энергоресурсов Земли довольно высоки, и присвоить нам значение 0 было бы несправедливо. По формуле Сагана, земляне находятся на отметке 0,72. Это означает, что в обозримом будущем мы сможем эффективно использовать всю энергию своей планеты и законно станем на ступеньку первого типа цивилизаций по шкале Кардашева.
Сфера Дайсона
Исходя из предложенной концепции энергопотребления, были разработаны критерии поиска признаков внеземных цивилизаций. В частности, один из самых действенных и неопровержимых методов обнаружения космических явлений – это поиск оптических сигналов, то есть таких явлений, которые могут быть обнаружены в одном из цветов спектра. Искать каждую цивилизацию предлагается рядом с характерными для нее объектами. Так, для разумных существ I типа предлагается прозондировать звезды спектральных классов F9V–G5V неподалеку от нашего Солнца – на расстоянии в 25 парсек (для примера, расстояние до ближайшей к Солнцу звезды Проксима Центавра составляет 1,3 парсека). Для цивилизаций II и III типов предлагается искать необычные объекты или явления в космосе, которые не имеют спектральных линий (то есть не повышают и не понижают свой сигнал на отдельных участках спектра). И если ученые сегодня не могут себе вообразить, как именно будет работать с энергией галактики цивилизация типа III, то с цивилизацией типа II, которая будет забирать энергию у своей звезды, есть одно перспективное предположение.
Один из создателей квантовой электродинамики, британец Фримен Джон Дайсон, предложил фантастическую астроинженерную концепцию сферы вокруг звезды, которая полностью поглощает излучаемую энергию и перерабатывает ее для нужд разумных существ. Концепция оказалась простой и очевидной: чтобы по полной использовать энергию Солнца, необходимо возвести вокруг него стабильную и прочную оболочку, которая будет поглощать колоссальную излучательную мощь светила и преобразовывать ее в энергию. На деле же реализовать сферу Дайсона у человечества не выйдет еще очень долго. А вот у более развитой цивилизации это уже могло получиться. Предполагается, что такая огромная конструкция изменит характер звездного излучения и станет заметна, в зависимости от температуры нагрева оболочки, в инфракрасном, субмиллиметровом или миллиметровом диапазонах спектра. Таким образом, одно из направлений поиска внеземных цивилизаций – это изучение спектральной части излучений от далеких звезд в надежде обнаружить вокруг какой-либо из них сферу Дайсона.
Ученые утверждают, что с большой долей вероятности с нами на связь выйдет цивилизация, превосходящая нас в развитии. Даже если это окажутся похожие на нас существа, но с преимуществом в развитии в пару тысяч лет, будем ли мы способны понять их? Это как если бы современный астрофизик вдруг встретился с варваром I–II века н.э.
Именно поэтому самые прозорливые ученые, как, например, знаменитый специалист по черным дырам и основоположник квантовой космологии Стивен Хокинг, утверждают, что не ждут ничего хорошего от контакта с инопланетянами. Даже если мы обнаружим доброжелательную внеземную цивилизацию, даже если они будут похожими на нас и совсем немного опережающими в развитии, все равно факт контакта перевернет множество нерушимых догматов, на которых стоит человечество. Начиная от религии и философии как самых фундаментальных платформ и заканчивая обычной жизнью, менталитетом и культурными особенностями каждого народа Земли – все это подвергнется серьезнейшим кризисным корректировкам только от одного подтвержденного факта, что мы не одиноки во Вселенной.
Скрытая угроза
В головах ученых давно сформировалась модель сравнительно легкого и безопасного пути колонизации космоса. Достаточно собрать и запустить к ближайшей звезде специальный зонд, который будет в состоянии воспроизвести две своих копии из подручных материалов, которых в космосе огромное количество. Два свеженьких клона зонда отправятся покорять другие звезды, а самый первый продолжит свою исследовательскую деятельность. Количество таких машин будет расти очень быстро. Даже при современных технических возможностях такого зонда и его средней крейсерской скорости в 0,1 скорости света, на распространение по всему Млечному Пути у машин уйдет всего 500 тыс. лет. Исходя из того, что многие цивилизации только в нашей галактике могли и должны были развиваться с временным преимуществом перед землянами, можно предположить, что такая «колонизация» уже состоялась и нужно всего-навсего войти в контакт с одним из зондов наших «соседей», который передаст данные о нас на свою базу. Но увы, никаких следов подобных аппаратов человечество не обнаружило.
И это не такая уж и плохая новость, так как теория самовоспроизводящихся машин знает множество вариантов их воплощения и работы. Одним из них является концепция зонда-робота, который будет запрограммирован на уничтожение, подавление или контроль любой формы жизни, которую встретит и распознает в ходе своей исследовательской миссии.
По этой и многим другим причинам среди исследователей-астрофизиков есть и такие, которые называют идею SETI и многих входящих в нее структур, мягко говоря, недальновидной и неумной. Слепое телеграфирование в неизвестную космическую пустоту равносильно включенному фонарику во время скрытного ночного штурма – носителя видят все и мгновенно берут на прицел. Человечество со своими идеалами гуманизма надеется, что контакт состоится с развитой культурой, которая осознает и признает право на жизнь других культур. Но далеко не обязательно будет именно так. Цивилизации контактеров достаточно обладать одной чертой, которая присуща и людям – ксенофобией. И тогда нам не избежать конфликта, потому что ничто так не толкает на решительные действия, как страх перед существом, хоть в чем-то отличающемся от тебя.
Но специалисты SETI смотрят в будущее позитивно. Даже несмотря на предостережения скептиков, несмотря на полвека безрезультатного поиска, несмотря на отсутствие четких международных протоколов действий в случае контакта, они продолжают прослушивать небо в надежде поймать сигнал. Астроном и директор исследовательского центра SETI Сет Шостак утверждает, что в ближайшие 20 лет у нас состоится первый космический коммуникационный мост между человечеством и неизвестной цивилизацией. Как минимум, у нас есть немного времени на подготовку.
