И все-таки одни ли мы во Вселенной? Доктор физико-математических наук, профессор Владимир Удодов продолжает знакомить читателей со своими мыслями по поводу существования внеземных цивилизаций.
Напомним, Владимир Николаевич – Заслуженный деятель науки Республики Хакасия, Почётный работник высшего профессионального образования России, специалист по теоретической физике и астрофизике, а также основатель школы, в рамках которой проводилась научно-исследовательская работа с аспирантами, студентами и даже школьниками региона. Родился он в Московской области в деревне Аннино. Его отец – полковник, ветеран Великой Отечественной войны, мама – учительница. Основным увлечением профессора являются путешествия.
«Проект Озма по поиску сигналов внеземных цивилизаций, о котором я рассказывал в предыдущем материале, вызвал неоднозначную реакцию общественности не только в Америке, но и во всем мире. Совет по космическим исследованиям АН США решил провести совещание для оценки возможности установления связи с инопланетными существами, которое состоялось в 1961 году в Грин Бэнк. Его участниками стали 11 человек, в числе которых Фрэнсис Дрейк, Джузеппе Коккони, Филип Моррисон, Карл Саган, Мелвин Кальвин, Джон Лилли и др. Причем Лили – исследователь дельфинов, опубликовавший только что нашумевшую книгу «Человек дельфин». Его рассказ о еще одном виде разумных существ на Земле произвел на всех такое сильное впечатление, что было принято решение учредить «Орден Дельфина». А Мелвин Кальвин (лауреат Нобелевской премии по химии) даже заказал медали с изображением этих млекопитающих. Позднее кавалерами данного Ордена стали три советских астронома: И.С. Шкловский, Н.С. Кардашев, В.С. Троицкий.
В те же годы, когда в США вызревали идеи космической связи, в СССР этой проблемой заинтересовался И.С. Шкловский, опубликовавший статью «Возможна ли связь с разумными существами других планет?». Он очень оживленно обсуждал научные проблемы со своими учениками и умел заражать энтузиазмом. Так, один из ближайших его учеников Николай Кардашев увлекся этой темой и выдвинул важные идеи. Основная из них – при поиске «пришельцев» надо ориентироваться на высокоразвитые внеземные цивилизации, технический уровень которых намного превосходит наш.
Если мы не одни во Вселенной, то среди внеземных цивилизаций есть такие, которые находятся как на более низком уровне, по сравнению с нами, так и на более высоком. Звезды начали образовываться более 12 миллиардов лет назад. Возраст Солнца – 5 млрд лет, то есть по идее должны быть внеземные цивилизации, которые на миллиарды лет старше нашей планеты. При этом важнейшим параметром межзвездной связи является мощность передатчика. В настоящее время человечество потребляет в год 4*1020 Дж энергии всех видов (мощностью примерно 1013 Вт). Причем средний ежегодный прирост энергопотребления составлял три процента длительное время. Николай Кардашев взял темпы роста один процент в год. Тогда через 3200 лет энергопотребление достигнет 4*1026 Вт, а спустя 6000 – составит 4*1037 Вт (4*1026 Вт энергии излучает Солнце, 4*1037 Вт – мощность сравнима с мощностью излучения всей нашей Галактики). Далее он разделил все внеземные цивилизации на три основных типа по уровню потребляемой энергии. Цивилизации первого типа потребляют энергию порядка Земной цивилизации. Второго – используют энергию с мощностью излучения Солнца, а третьего – с мощностью излучения нашей Галактики – это суперцивилизация!
В 1963 году И.С. Шкловский и Н.С. Кардашев обсудили проблему внеземных цивилизаций с академиком АН СССР В.А. Амбарцумяном, который предложил провести научное совещание в Бюраканской обсерватории (Армения). Но первое Всесоюзное собрание по данной проблеме состоялось только спустя год. Среди участников встречи оказались ведущие советские радиоастрономы, крупнейшие радиофизики и астрофизики СССР. Один из них – Игорь Новиков – крупнейший специалист в России (да и в мире), занимающийся исследованием черных дыр. Я лично прослушал большой цикл его лекций по астрофизике в Москве (в 1988 г.). На конференции в Бюракане речь шла о физических условиях для возникновения и развития жизни, множественности обитаемых миров и распространенности технических цивилизаций, уровне их развития, возможных типах контактов между пришельцами и методах установления связи с внеземными цивилизациями, в том числе их обнаружением и проблеме языка для межзвездной связи. В итоге они пришли к выводу, что проблема контакта с инопланетянами – вполне назревшая задача. В отношении методики их поиска выбрали два главных подхода. Первое направление – поиск сигналов от внеземных цивилизаций нашего или чуть более высокого уровня. А методика их обнаружения исходит из того, что для обеспечения разумной дальности связи передающая цивилизация использует узкополосное и узконаправленное радиоизлучение. Второе – это поиск сигналов от сверхцивилизаций.
Так, в 1964 году Николай Кардашев рассчитал спектр искусственного радиоисточника от внеземных цивилизаций исходя из оптимального распределения энергии с целью обеспечить максимальную скорость передачи информации по каналу с шумом. Оказалось, что это существенно отличается от типичного спектра естественных источников. Изучив наблюдательный материал по спектрам, ученый обратил внимание на два источника – СТА-21 и СТА-102 (незадолго до этого обнаруженные американцами). Они имели спектр, очень напоминающий ожидаемый от искусственного сигнала. Поэтому Кардашев выдвинул гипотезу о возможном искусственном происхождении этих источников. Для проверки своих мыслей он предложил исследовать, не является ли поток излучения от этих источников переменным.
Наблюдения проводились несколько месяцев в 1964 и 1965 гг. В результате СТА-21 не показал никакой переменности, а у источника СТА-102 было обнаружено периодическое изменение потока с периодом 102 суток. Обсуждалась и гипотеза Кардашева об искусственности сигнала. Так, в апреле 1965 года (55 лет назад) корреспондент ТАСС Александр Мидлер пришел к выводу, что обнаружена внеземная цивилизация и даже подготовил репортаж по этому поводу. И во Всемирный день космонавтики (12 апреля) его материал был передан по каналам ТАСС и вызвал сенсацию во всем мире – две недели это бурно обсуждалось. В Москве даже провели пресс-конференцию для иностранных журналистов.
И не успели утихнуть страсти вокруг СТА-102, как американские радиоастрономы обнаружили загадочное излучение на волне 18 см. А в 1953 году И.С. Шкловский предсказал, что в этом диапазоне должна наблюдаться радиолиния межзвездного гидроксила ОН. Более точный расчет Чарлза Таунса показал, что должны наблюдаться четыре линии на близких частотах 1612, 1665, 1667 и 1720 МГц. Радиоизлучение любого источника, проходя через межзвездную среду, поглощается молекулами гидроксила, поэтому в спектре источника на соответствующих частотах должны наблюдаться линии поглощения (темные линии). И только в конце 1963 года в США обнаружили несколько таких линий. А в феврале 1965 – предпринято наблюдение радиоисточника W-49 на частоте 1667 МГц с помощью нового приемника. Так, к изумлению исследователей вместо линии поглощения на этой частоте обнаружили очень яркую, узкую и интенсивную линию излучения, ширина которой в сотни раз меньше, чем у линии водорода 21 см, а ее интенсивность соответствовала температуре в сотни миллионов Кельвинов. Это было совершенно необъяснимо. Во-первых, такая высокая температура не согласуется с наблюдаемой шириной линии. Во-вторых, молекулы гидроксила не могут существовать при такой температуре, как и другие. При 5000 градусов все молекулы распадаются на атомы, ионы, электроны. Поэтому это казалось загадкой. Причем соотношение интенсивностей разных линий также не поддавалось теоретическому объяснению. Предположили, что открыта новая совершенно неизвестная субстанция, которую назвали «Мистериум». Его линии излучения прекрасно совпадают с линиями гидроксила ОН. Это относится и ко всем четырем, но поведение этих линий совершенно необъяснимо. Отсюда возникло предположение, что виновниками «Мистериума» являются именно внеземные цивилизации (1966–1968 гг.) Это все имело веские основания. Оказалось, что профиль линий неизвестной субстанции для некоторых источников изо дня в день очень быстро меняется, а угловые размеры – малы и иногда была обнаружена почти 100 процентная круговая поляризация, и все это ожидаемые свойства искусственного сигнала.
Однако был найден естественный, хотя и очень необычный механизм – мазерное излучение. Физические принципы, на которых основаны лазер и мазер, были открыты еще А. Эйнштейном в 1916 году, предсказавшим индуцированное (вынужденное) излучение света. А экспериментально это было обнаружено в 1939-м советским физиком В.А. Фабрикантом, который тогда же сформулировал принцип усиления света при прохождении через активную среду. Излучатель в радиодиапазоне назвали мазером. Генераторы и усилители в видимом свете появились в 1960 году и их назвали лазерами. Кстати, советские физики Г.Н. Басов и А.М. Прохоров получили Нобелевскую премию за изобретение лазеров. Чтобы излучение усиливалось, должна существовать обратная (инверсная) населенность энергетических уровней (квантовая механика) в активной среде. В лазере или мазере это создается искусственно, а в космических туманностях – есть природный естественный механизм создания инверсной населенности уровней. Вот как раз «Мистериум» объяснялся мазерным механизмом. Позднее было обнаружено мазерное излучение и других молекул межзвездной среды: воды Н2О на длине волны 1,35 см и метилового спирта.
Гипотеза искусственного происхождения «Мистериума» продержалась недолго, но значение ее для проблемы SETI (внеземных цивилизаций) велико. Было установлено, что источники мазерного излучения гидроксила ОН это области, где происходит процесс звездообразования – рождение новых молодых звезд. Иосиф Шкловский сказал: «…новорожденная звезда оповещает о своем рождении Галактику, пользуясь новейшей техникой квантовой радиофизики». Далее, если в определенной области космоса реализуются условия для действия космического мазера, то он будет усиливать не только естественное излучение данной частоты, но и искусственный сигнал на частоте мазера. Эта идея была использована при поиске искусственных сигналов внеземных цивилизаций. И, наконец, частота радиолиний гидроксила (как и линия водорода 21 см) относится к числу «магических» частот, на которых ведется поиск сигналов от инопланетян. А интервал частот между линией водорода1420 МГц и самой низкой линией гидроксила 1612 МГц считается областью, отведенной пришельцами для межзвездной связи».
Материал подготовила Ирина Гусева
