Нил Тайсон - Смерть в черной дыре и другие мелкие космические неприятности
Кроме того, мы требуем, чтобы на эволюцию было отведено достаточно времени. Массивные звезды живут настолько мало – всего несколько миллионов лет, – что жизнь на планете вроде Земли, которая вращается вокруг такой звезды, просто не успела бы развиться.
Как мы уже знаем, набор условий для возникновения и сохранения жизни в привычном для нас виде входит в уравнение для примерной оценки вероятности контакта с внеземной жизнью – в так называемое уравнение Дрейка, названное в честь американского астронома Фрэнка Дрейка. Уравнение Дрейка лучше считать плодотворной идеей, а не универсальным и незыблемым физическим законом. Оно позволяет разбить общую вероятность обнаружить жизнь в галактике на набор более простых вероятностей, которые соответствуют нашим установкам и убеждениям по поводу того, какие условия нужны для возникновения жизни. В конечном итоге, от души поспорив с коллегами из-за численного значения каждого множителя в этом уравнении, можно получить оценку общего количества разумных, технологически развитых цивилизаций в галактике. В зависимости от степени предубежденности и от познаний в биологии, химии, небесной механике и астрофизике вы получите оценку как минимум от одной (мы, люди) до миллионов цивилизаций на Млечном Пути.
* * *Если подумать, какова вероятность, что среди технологически развитых живых организмов во Вселенной – даже если они встречаются крайне редко – мы можем считаться первобытными, то наилучший выход для нас – внимательно следить, не появятся ли сигналы, которые пошлют нам другие цивилизации, потому что посылать их гораздо дороже, чем получать. Развитая цивилизация предположительно обладает легким доступом к бесперебойному источнику энергии, например черпает ее из своей звезды. Именно такие цивилизации скорее будут посылать сигналы, чем получать. Поиски внеземного разума принимают различные формы. В наши дни самый высокотехнологичный метод – это применение хитроумного электронного детектора, ультрасовременные модели которых отслеживают миллиарды радиоканалов в поисках сигнала, который выделится из космического шума. Когда и если нам удастся обнаружить внеземной разум, это радикально изменит отношение человечества к самому себе, а как именно – предсказать невозможно. Остается надеяться, что не все остальные цивилизации ведут себя так же, как мы, поскольку, если все будут только слушать, никто не примет никаких сигналов и мы коллективно придем к заключению, что никакой другой разумной жизни во Вселенной нет.
Глава двадцать седьмая
Наш радиопузырек
В самом начале фильма «Контакт», вышедшего в 1997 году, виртуальная камера в течение трех минут отплывает от Земли куда-то далеко-далеко во Вселенную. Зрителя во время этого путешествия снабжают приемником, который позволяет расшифровывать теле– и радоитрансляционные сигналы с Земли, которые уходят в космос. Сначала слышишь какофоническую смесь громкого рока и выпусков новостей, треск статических разрядов, как будто включили десяток радиостанций одновременно. Камера удаляется в космос, и вы перехватываете более ранние трансляции, которые успели уйти дальше; какофония сглаживается, передачи, которые вы слышите, явно старше, речь идет об исторических событиях, произошедших за всю современную эпоху развития цивилизации. В этом шуме – в обратном порядке – слышны радиоотчеты о катастрофе «Челленджера» в январе 1986 года и о высадке на Луне 20 июля 1969 года, знаменитая речь Мартина Лютера Кинга «У меня есть мечта», которую он произнес 28 августа 1963 года, речь президента Кеннеди на инаугурации 20 января 1961 года, обращение к Конгрессу президента Рузвельта 8 декабря 1941 года, где он потребовал объявить войну, и выступление Адольфа Гитлера в 1933 году, когда он пришел к власти в фашистской Германии. И вот наконец человеческая составляющая в радиошуме исчезает совсем, и остается лишь гул, испускаемый самим космосом.
Очень трогательно. Однако этот свиток акустических вех на самом деле разворачивался бы не так, как в фильме. Если бы вам каким-то образом удалось нарушить сразу несколько законов физики и путешествовать с такой скоростью, чтобы обогнать радиоволну, вы не разобрали бы ни слова, поскольку все было бы слышно задом наперед. Более того – знаменитую речь Кинга мы слышим на уровне Юпитера, то есть предполагается, что трансляция добралась как раз дотуда. На самом деле речь Кинга миновала Юпитер через 39 минут после того, как он ее произнес.
Если пренебречь всеми фактами, из-за которых такой стремительный полет становится невозможным, начальная сцена «Контакта» очень поэтична и производит сильное впечатление, поскольку наглядно показывает, в какой степени галактика Млечный Путь осознает присутствие нашей цивилизации. Этот «радиопузырек», как его стали называть, исходит из Земли и распространяется во все стороны со скоростью света, пополняясь современными трансляциями. Сейчас наш пузырек разошелся в пространство почти на 100 световых лет, и передний его край соответствует первым искусственным радиосигналам, которые сгенерировали земляне. Объем пузырька охватывает на настоящему времени около тысячи звезд, в том числе Альфу Центавра (до нее 4,3 световых года) – ближайшую к Солнцу звездную систему, Сириус (10 световых лет), самую яркую звезду на ночном небе, и все звезды, вокруг которых на сегодняшний день обнаружены планеты.
* * *Не все радиосигналы попадают за пределы атмосферы. Свойства плазмы в ионосфере Земли – выше 60 километров – позволяют ей отражать все радиочастоты ниже 20 мегагерц обратно на Землю, благодаря чему, собственно, становятся возможны некоторые формы радиосвязи, например, удается распространять широкоизвестные коротковолновые частоты радиолюбительских передач на тысячи километров, далеко за горизонт. Все вещательные частоты АМ-радио тоже отражаются обратно на Землю, и поэтому такие станции и слышны на больших расстояниях.
Если передать сигнал с частотой, которая не соответствует диапазону, отражаемому ионосферой Земли, или если бы у Земли не было ионосферы, радиосигналы доходили бы только до тех приемников, которые были бы «в зоне видимости» от передатчика. Если поставить передатчик на крышу высокого здания, это даст ему большое преимущество. Для человека ростом 1 метр 75 сантиметров горизонт находится всего в 5 километрах, а Кинг-Конг, взобравшись на Эмпайр-Стейт-Билдинг в Нью-Йорке, увидит окрестности в радиусе 80 километров. В 1933 году, после того, как сняли этот классический блокбастер, там поставили радиоантенну. В принципе, на расстоянии в 80 километров можно было бы поставить антенну-приемник той же высоты, и тогда сигнал мог покрывать их совокупную зону охвата, увеличив дистанцию, на которую распространяется сигнал, до 160 километров.
Ни FM-волны, ни телетрансляционные сигналы – подмножество радиоспектра – ионосфера не отражает. Они, как и положено, распространяются вдоль поверхности Земли не дальше, чем на расстояние до самого далекого приемника в зоне видимости, поэтому города, расположенные друг от друга относительно близко, могут транслировать собственные телевизионные программы. Поэтому местные телеканалы и FM-радиостанции не могут быть такими же влиятельными и авторитетными, как АМ-радио, что, возможно, и объясняет его склонность к острым политическим дебатам. Однако не исключено, что подлинное влияние телевидения и FM-радио распространяется отнюдь не на Землю. Хотя по большей части сигнал направлен горизонтально по поверхности Земли, что вполне целесообразно, часть сигнала утекает вверх, проходит атмосферу и улетает в космос. Такой сигнал не знает преград. В отличие от некоторых других полос в электромагнитном диапазоне, радиосигнал беспрепятственно пронизывает газ и облака пыли в межзвездном пространстве, поэтому и звезды радиоволнам не преграда.
Если сложить все факторы, которые отвечают за силу «радиоотпечатка» Земли, – общее количество станций, их распределение по земной поверхности, диапазон, в котором транслируется энергия, – окажется, что за основной поток радиосигналов от Земли, которые можно зарегистрировать извне, отвечает телевидение. Анатомия трансляционного сигнала состоит из толстой и тощей части. Тощая, то есть узкополосная, часть – это сигнал, несущий изображения, передающий изображение, через который транслируется больше половины всей энергии. Хотя этот сигнал занимает полосу шириной всего в 0,1 герц, он обеспечивает положение станции на шкале (всем знакомые телеканалы с 2-го по 13-й), а также само существование сигнала. Низкоинтенсивный широкополосный сигнал шириной в 5 мегагерц окружает несущую изображения на более высоких и более низких частотах и насыщен модуляциями, которые содержат всю информацию из программы.
