Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu 		 

50 let CETI/SETI 50 let CETI/SETI
4.01.2010 22:58 | G. M. Rudnickii/GAISh, Moskva

Problema vnezemnyh civilizacii (VC) – eto problema izucheniya zhizni i razuma vo Vselennoi. Chast' etoi shirokoi problemy sostavlyaet poisk vnezemnyh civilizacii, vnezemnogo razuma, po-angliiski, Search for Extra-Terrestrial Intelligence, ili sokrashenno SETI. Prakticheski v nastoyashee vremya dlya poiska ispol'zuetsya lish' odin kanal svyazi – s pomosh'yu elektromagnitnyh voln. On vklyuchaet v sebya poisk radiosignalov, a takzhe signalov v infrakrasnom, opticheskom i rentgenovskom diapazonah.

Nachalo SETI. Proekt OZMA

V 1959 g. uchenye-fiziki, rabotavshie v to vremya v Kornell'skom universitete (SShA), Dzhuzeppe Kokkoni i Filip Morrison

Dzhuzeppe Kokkoni (1914–2008), fizik ital'yanskogo proishozhdeniya, rabotal v SShA, zatem byl direktorom Centra yadernyh issledovanii v Zheneve Filip Morrison (1915–2005), amerikanskii fizik, uchastvoval v Manhettenskom proekte sozdaniya yadernoi bomby, posle atomnoi bombardirovki Hirosimy stal aktivnym borcom za yadernoe razoruzhenie

proanalizirovali vozmozhnosti radiosvyazi s obitatelyami planetnyh sistem blizhaishih zvezd i pokazali, chto esli oni posylayut v storonu Solnechnoi sistemy radiosignaly, ispol'zuya blizkuyu k nashei tehniku svyazi, to my pri nashih sredstvah sposobny obnaruzhit' ih signaly [1]. Eto stimulirovalo nachalo rabot po poisku signalov VC. Ostavalsya eshe odin vazhnyi vopros – na kakoi chastote v radiodiapazone iskat' predpolagaemyi signal VC? Kokkoni i Morrison vyskazali predpolozhenie, chto takoi chastotoi dolzhna byt' chastota spektral'noi radiolinii vodoroda 1420 MGc (dlina volny 21 sm). Po ih mneniyu, radioliniya vodoroda – eto sozdannyi samoi prirodoi unikal'nyi etalon chastoty. Poetomu vse civilizacii, ne sgovarivayas', vyberut ee dlya ustanovleniya svyazi. Krome togo, vodorod – eto samyi rasprostranennyi element vo Vselennoi. Issledovaniya na volne 21 sm dayut ochen' cennye svedeniya o stroenii Galaktiki, o raspredelenii mezhzvezdnogo gaza v nei. Otsyuda sleduet, chto lyubaya civilizaciya, zanimayushayasya izucheniem Kosmosa, dazhe esli ona ne pomyshlyaet o mezhzvezdnoi svyazi, rano ili pozdno, obnaruzhiv radioliniyu vodoroda, nesomnenno, nachnet vesti nablyudeniya na chastote etoi linii. Znachit, esli v etom diapazone peredavat' signaly mezhzvezdnoi svyazi, oni mogut byt' obnaruzheny v processe obychnyh radioastronomicheskih nablyudenii.

V to vremya kak Kokkoni i Morrison pytalis' privlech' vnimanie angliiskih kolleg k etoi probleme i ubedit' ih nachat' poisk signalov, v SShA, v Nacional'noi radioastronomicheskoi observatorii

26-metrovyi radioteleskop NRAO SShA Frenk Dreik (r. 1930), rukovoditel' proekta OZMA

(NRAO), uzhe velas' podgotovka k priemu radiosignalov ot vnezemnyh civilizacii na volne 21 sm. Proekt poluchil nazvanie OZMA po imeni princessy iz knigi amerikanskogo pisatelya Laimana Frenka Bauma «Udivitel'nyi Volshebnik iz Strany Oz» (v nashei strane bolee izvestno perelozhenie knigi A. Volkovym pod nazvaniem «Volshebnik Izumrudnogo goroda»). V NRAO i byli provedeny pervye eksperimenty po poisku signalov VC. K vesne 1960 g. gruppa pod rukovodstvom molodogo radioastronoma Frenka Dreika zakonchila izgotovlenie priemnika na volnu 21 sm. Priemnik byl ustanovlen na radioteleskope diametrom 26 m (po tomu vremeni dovol'no krupnom). Dlya poiska signalov byli vybrany dve zvezdy solnechnogo tipa: τ Kita i ε Eridana, raspolozhennye na rasstoyanii okolo 11 svetovyh let ot Solnca. Pervye nablyudeniya byli provedeny v aprele 1960 g.

Vo vremya vypolneniya proekta OZMA proizoshel odin dramaticheskii epizod, o kotorom stoit upomyanut'. V odin iz dnei, kogda zvezda τ Kita poyavilas' nad gorizontom, samopiscy zaregistrirovali moshnyi periodicheskii signal, on otchetlivo byl slyshen i cherez gromkogovoritel'. Nablyudateli byli nastol'ko oshelomleny, chto ne dogadalis' otvesti antennu ot zvezdy. Vskore signal prekratilsya. No kogda na sleduyushii den' on poyavilsya vnov', vse uzhe byli gotovy: antennu otveli ot zvezdy, a signal prodolzhal zvuchat'. Znachit, on nikak ne byl svyazan so zvezdoi – eto zemnaya pomeha. Vposledstvii byl ustanovlen istochnik signala – novyi armeiskii radiolokator. Eksperiment po proektu OZMA prodolzhalsya okolo treh mesyacev. Esli by v techenie etogo vremeni s odnoi iz zvezd, v tot moment, kogda na nee byl napravlen radioteleskop, byl poslan signal v storonu Solnechnoi sistemy na chastote 1420,4 MGc s polosoi ne bolee 100 Gc i effektivnoi moshnost'yu 1013 Vt (chto sootvetstvuet peredatchiku moshnost'yu 1 MVt, rabotayushemu na antennu diametrom 200 m), to takoi signal byl by obnaruzhen. No etogo ne proizoshlo. Radioteleskop byl nuzhen dlya vypolneniya drugih programm, i eksperiment po proektu OZMA prishlos' priostanovit'.

V nachale 1961 g. Frenk Dreik opublikoval stavshee potom znamenitym «uravnenie Dreika». Eto formula dlya ocenki veroyatnogo chisla civilizacii v Galaktike, s kotorymi mozhno bylo by ustanovit' kontakt. Formula vyglyadit tak:

N = R* fp ne fl fi fc L

Zdes' N — kolichestvo civilizacii v nashei Galaktike, ch'i elektromagnitnye signaly mozhno obnaruzhit'; R* — kolichestvo rozhdayushihsya v Galaktike za 1 god zvezd, vozle kotoryh mozhet vozniknut' razumnaya zhizn'; fp — dolya zvezd s planetnymi sistemami; ne — chislo planet v planetnoi sisteme, na kotoryh mogut nalichestvovat' podhodyashie dlya zarozhdeniya zhizni usloviya. fl — dolya planet, podhodyashih dlya zhizni, na kotoryh ona deistvitel'no voznikla; fi — dolya obitaemyh planet, na kotoryh zarozhdaetsya razumnaya zhizn'; fc — dolya civilizacii, obladayushih tehnologiyami, pozvolyayushimi otpravit' v kosmos signaly, razlichimye drugimi civilizaciyami; L — vremennoi promezhutok, v kotorom civilizaciya otpravlyaet takoi signal v kosmos. Formula Dreika vklyuchaet v sebya velichinu R* – skorost' zvezdoobrazovaniya, chislo voznikshih za 1 god v Galaktike zvezd, okolo kotoryh mogut sushestvovat' prigodnye dlya zhizni planety. Eta velichina mozhet byt' opredelena astrofizicheskimi metodami. Po sovremennym ocenkam, R* poryadka 1 zvezdy v god. Dalee sleduet proizvedenie chisel, kotorye harakterizuyut veroyatnosti razlichnyh sobytii, svyazannyh s vozniknoveniem i razvitiem zhizni na planetah vplot' do stadii tehnologicheski razvitoi civilizacii – razvitoi nastol'ko, chto ona sposobna ustanovit' kontakt s drugimi civilizaciyami. Nakonec, velichina L – vremya, kotoroe civilizaciya nahoditsya v etoi razvitoi tehnologicheskoi stadii. V to vremya, kogda Dreik sostavil svoe uravnenie, vse eti velichiny byli sovershenno neopredelennymi. Bol'shinstvo ih ostaetsya takovymi po sei den'. Prichina etogo v tom, chto nam poka izvestna lish' odna civilizaciya v Galaktike – nasha sobstvennaya. Takim obrazom, nizhnii predel chisla N – edinica. Dostatochno spekulyativnye ocenki raznyh avtorov davali chislo N ot neskol'kih edinic do neskol'kih millionov. Vprochem, o dostovernosti takih dannyh bylo trudno sudit'. Dazhe ne bylo nichego izvestno o sushestvovanii planet u drugih zvezd. Odnako v poslednie gody sdelany zamechatel'nye otkrytiya: obnaruzheny planetnye sistemy pochti u treh soten zvezd. Sredi nih poka ne naideno planet, polnost'yu pohozhih na nashu Zemlyu, no mozhno ne somnevat'sya, chto v blizhaishee vremya takie planety budut naideny. Eto pozvolit snyat' neopredelennost' hotya v nekotoryh parametrah formuly Dreika (fp, ne, fl). O drugih veroyatnostyah v formule Dreika poka sudit' trudno. Eto problema ne stol'ko astronomii, skol'ko biologii, sociologii, voobshe nauki o civilizacii v celom. Dalee my eshe vernemsya k formule Dreika i rasskazhem o nekotoryh novyh ocenkah, sdelannyh na ee osnove.

Lyubopytno otmetit' interes, proyavlennyi k probleme VC imenno fizikami-yadershikami. Za neskol'ko let do stat'i Kokkoni i Morrisona [1] i pervogo SETI-eksperimenta OZMA


Enriko Fermi (1901–1954)

na etu problemu obratil vnimanie znamenityi Enriko Fermi. V chastnoi besede on kak by mimohodom sformuliroval ideyu, poluchivshuyu vposledstvii nazvanie «paradoksa Fermi»: esli civilizacii vo Vselennoi mnogo, to gde oni vse? Deistvitel'no, otvet na postavlennyi vopros ne tak prost, kak kazhetsya. Sushestvuet mnozhestvo prichin, pochemu, nesmotrya na vse usiliya, tak i ne udalos' obnaruzhit' priznakov razumnoi zhizni na drugih planetah. Pessimisticheskaya tochka zreniya sostoit v tom, chto zhizn' voobshe, v tom chisle razumnaya – kraine redkoe yavlenie, vplot' do togo, chto nasha civilizaciya – edinstvennaya v nashei Galaktike i chut' li ne vo vsei Vselennoi. Bolee myagkii variant: drugih civilizacii vse zhe mnogo, no ne vse dostigayut dostatochno razvitoi tehnologii, chtoby ustanovit' kontakt s «brat'yami po razumu»; vremya zhizni civilizacii v tehnologicheskoi stadii korotko; kontakty s drugimi civilizaciyami im voobshe neinteresny ili kazhutsya opasnymi, i t. d. Tak ili inache, paradoks Fermi do sih por ostaetsya nereshennym.

Svoi vklad v temu SETI vnes i amerikanskii fizik-teoretik Frimen Daison. On predpolozhil,

Frimen Daison (r.1923) «Sfera Daisona»

chto razvitaya civilizaciya, kotoraya potreblyaet bol'shoe kolichestvo energii, mozhet postroit' vokrug svoei zvezdy ogromnuyu sferu («sferu Daisona») radiusom poryadka astronomicheskoi edinicy (150 mln km), ispol'zovav dlya etogo material vseh planet svoei sistemy. Takaya sfera budet perehvatyvat' vse izluchenie zvezdy, kotoroe mozhno ispol'zovat' dlya nuzhd civilizacii. Dlya vneshnego nablyudatelya sfera budet ekranirovat' vidimoe izluchenie zvezdy. Odnako sferu mozhno nablyudat' kak istochnik infrakrasnogo izlucheniya, temperatura kotorogo sootvetstvuet primerno 300 Kel'vinam.

Nachalo SETI v nashei strane

V nachale 1960-h godov problemoi poiska vnezemnyh civilizacii zainteresovalis' sovetskie uchenye. Pervym, kto obratil na nee vnimanie, byl vydayushiisya astrofizik Iosif Samuilovich Shklovskii. V 1960 g. on opublikoval v zhurnale «Priroda» stat'yu «Vozmozhna li svyaz' s razumnymi sushestvami drugih planet?» [2], a v 1962 g. vyshla ego kniga «Vselennaya, zhizn', razum» [3]. Ona sygrala ochen' bol'shuyu rol' v razvitii issledovanii po poisku vnezemnogo razuma, kak u nas v strane, tak i za rubezhom. V rasshirennom variante eta kniga v soavtorstve s izvestnym

Osnovopolozhnik issledovanii v oblasti SETI v nashei strane chlen-korrespondent AN SSSR I.S.Shklovskii (1916–1985) Karl Sagan (1934–1996)

amerikanskim astronomom Karlom Saganom vyshla na angliiskom yazyke pod nazvaniem «Razumnaya zhizn' vo Vselennoi» [4]. Poslednee, 7-e izdanie knigi «Vselennaya, zhizn', razum» bylo opublikovano v 2006 g., 21 god spustya posle smerti I.S. Shklovskogo, no kniga i seichas sohranyaet svoe znachenie. Shklovskii vsegda zhivo obsuzhdal nauchnye problemy so svoimi uchenikami i kollegami. On umel uvlekat' ideyami i zarazhat' entuziazmom. Blizhaishii uchenik Shklovskogo Nikolai Semenovich Kardashev uvleksya problemoi svyazi s vnezemnymi civilizaciyami i vydvinul ochen' vazhnye idei v etoi


Akademik RAN N.S.Kardashev

oblasti. Vposledstvii on stal akademikom i odnim iz priznannyh mirovyh liderov v probleme VC. Svoi idei Kardashev izlozhil v stat'e «Peredacha informacii vnezemnymi civilizaciyami» [5]. Kardashev schital, chto pri poiske vnezemnyh civilizacii nado orientirovat'sya ne na civilizacii nashego urovnya, a na vysokorazvitye civilizacii, tehnicheskii uroven' kotoryh namnogo prevoshodit uroven' nashei zemnoi civilizacii. Kardashev razdelil vse civilizacii na tri tipa. K pervomu on otnes civilizacii s urovnem energopotrebleniya poryadka 1013 Vt, chto blizko k urovnyu nashei civilizacii; ko II tipu on otnes civilizacii s urovnem energopotrebleniya poryadka 1026 Vt, to est' poryadka moshnosti, izluchaemoi zvezdami tipa Solnca (vspomnim «sferu Daisona»); i, nakonec, k III tipu on otnes civilizacii s urovnem energopotrebleniya 1037 Vt, ravnym summarnomu izlucheniyu vseh zvezd Galaktiki. Raschety pokazali, chto civilizacii II i III tipov, obladaya takoi gigantskoi moshnost'yu, mogut vesti vsenapravlennuyu peredachu signalov (to est' srazu po vsem napravleniyam v prostranstve) v ochen' shirokoi polose chastot (chto znachitel'no oblegchaet ih poisk), i pri etom signaly mogut byt' obnaruzheny s pomosh'yu nashei sovremennoi tehniki na ochen' bol'shih rasstoyaniyah – dlya civilizacii II tipa vsyudu v predelah Galaktiki, ili dazhe v sosednih galaktikah, a dlya civilizacii III tipa – vsyudu v predelah nablyudaemoi oblasti Vselennoi. Konechno, nado bylo opredelit' optimal'nyi diapazon svyazi i reshit' mnozhestvo drugih voprosov, no, v celom, perspektivy kazalis' horoshimi. V mae 1964 g. v Byurakanskoi astrofizicheskoi observatorii v Armenii sobralis' astronomy, radiofiziki, specialisty po kosmicheskoi svyazi i uchenye drugih special'nostei. Eto bylo pervoe Vsesoyuznoe soveshanie po probleme poiska vnezemnyh civilizacii. Soveshanie prishlo k vyvodu, chto problema kontakta s vnezemnymi civilizaciyami yavlyaetsya vazhnoi i aktual'noi nauchnoi problemoi, neobhodimo nachinat' rabotu v etom napravlenii [6]. Neposredstvennym prodolzheniem shirokogo obsheniya uchenyh raznyh stran, prezhde vsego SSSR i SShA mozhno schitat' mnogochislennye mezhdunarodnye simpoziumy i konferencii po probleme vnezemnoi zhizni i vnezemnogo razuma, sostoyavshiesya s teh por. V pervuyu ochered' eto tri sovetsko-amerikanskih vstrechi, provedennye v 1971 g. v Byurakane [6], v 1981 g. v Talline [7] i v 1991 g. v Santa Krus v Kalifornii [8], a takzhe ryad meropriyatii Mezhdunarodnogo astronomicheskogo soyuza (MAS). V 1982 g. byla organizovana Komissiya MAS № 51 «Bioastronomiya» dlya koordinacii rabot v oblasti poiska zhizni i razuma vo Vselennoi. Nedavnee soveshanie komissii prohodilo v iyule 2007 g. v Puerto Riko. S 2002 goda izdaetsya «Mezhdunarodnyi zhurnal astrobiologii» (International Journal of Astrobiology http://journals.cambridge.org/action/displayJournal?jid=IJA ). V nem publikuyutsya stat'i, posvyashennye voprosam poiska zhizni vo Vselennoi, v tom chisle probleme SETI.

Pervyi eksperiment po poisku signalov VC v Sovetskom Soyuze

Srazu posle Byurakanskogo vsesoyuznogo soveshaniya 1964 goda dve gruppy radioastronomov – moskovskaya i nizhegorodskaya – pristupili k razrabotke proektov poiska radiosignalov VC. Pervyi eksperiment [9] byl osushestvlen v Nizhnem Novgorode (togda g. Gor'kii) pod rukovodstvom vydayushegosya sovetskogo radiofizika i radioastronoma Vsevoloda Sergeevicha Troickogo (1913–1996). Ispol'zovalsya sravnitel'no skromnyi radioteleskop diametrom 15 m.