Земля когда-то кричала о своем присутствии в космосе мощными радио- и телевизионными сигналами, а затем почти затихла, когда мы перешли на цифровое и кабельное вещание. Всего за несколько мимолетных десятилетий некогда процветающий «пузырь вещания» нашей планеты сжался до слабого шепота, изменив радиосигнатуру Земли. Это меняет наш взгляд на уравнение Дрейка и парадокс Ферми. Узнайте, почему это короткое окно вещания имеет значение. Пришло ли время человечеству перейти от пассивного прослушивания (SETI) к активному приветствию звезд с помощью мощных, преднамеренных маяков (METI)?

1. Ранняя история радио и предположения

Ранние радиопередачи были, как правило, слабыми. Поэтому они, вероятно, не проникали в ионосферу. Однако по мере развития технологий радиосигнал Земли рос. Он обозначал космическое присутствие нашей планеты.

RKO Radio Pictures Inc., Широко известный как RKO, была одной из первых компаний по производству и дистрибуции фильмов Золотого века Голливуда. RKO в конечном итоге расширила свою деятельность, включив в нее телевизионное вещание.

С самого начала на их логотипе была изображена передающая башня, передающая последовательность символов азбуки Морзе: VVV РАДИОФОТОГРАФИЯ VVVV. «VVV» на азбуке Морзе означает «внимание, входящее сообщение». «VVVV» может означать: Vi Veri Veniversum Vivus «Сила истины оживает»

2. Рост числа обнаруживаемых сигналов

«Золотой век радио» и последующий рост аналогового телевещания в середине 20-го века ознаменовали первый существенный вклад в техносигнатуру Земли. Общая предполагаемая мощность радиосигналов, улетучивающихся в космос, достигла десятков-сотен мегаватт к 1970-м годам. Этот период характеризовался мощными всенаправленными аналоговыми сигналами. Это создало легко обнаруживаемый «радиопузырь» вокруг Земли.

3. Земля как космическое зеркало

В программе поиска внеземного разума (SETI) радиоизлучение Земли служит «космическое зеркало», предлагая ощутимую ссылку на типы сигналов, которые может передавать далекая, технологически развитая цивилизация, — сигналы, которые мы, в свою очередь, гипотетически могли бы обнаружить.

4. Снижение уровня утечки информации

Телевизионные станции растут, но их утечка сигнала в космосе сокращается, поскольку они отказываются от эфирного вещания. Наша пиковая широкая утечка сигнала — ключ к уравнению Дрейка — начала падать с появлением сфокусированных, менее утечек технологий связи. Этот переход включает:

• Спутниковая связь: Получив широкое распространение с 1970-х и 1980-х годов, спутниковые передачи, как правило, направлены по принципу «точка-точка», что снижает широкую утечку.
• Кабельное телевидение и оптоволокно: Растущее использование кабельного телевидения (сокращение эфирного вещания) и позднее оптоволоконных кабелей для передачи большого объема данных. Интернет значительно сократил количество радиочастотной энергии, уходящей в космос. Этот сдвиг стал более выраженным с конца 20-го века по 21-й век.
• Цифровые передачи: Аналоговые трансляции, которые когда-то было легче обнаружить, заменяются цифровыми сигналами. Эти цифровые сигналы часто более сжаты и менее склонны просачиваться в космос, способствуя тому, что Земля становится «радиотишкой» с точки зрения традиционной утечки вещания.

5. Краткая критика параметра «L» уравнения Дрейка

Уравнение Дрейка рассуждает об инопланетных цивилизациях. В оригинальной формулировке Дрейка люди часто интерпретируют «L» как общую продолжительность жизни технологической цивилизации.

L – ЭТО НЕ просто продолжительность жизни цивилизаций! Вместо этого это промежуток времени, в течение которого цивилизация выпускает простые обнаруживаемые сигналы.

Широкая утечка радиоизлучения Земли продолжалась примерно с 1930-х по 1980–90-е годы.
Таким образом, наша планета передавала сигналы в стиле уравнения Дрейка всего лишь около 40–60 лет.
Затем мы перешли на цифровые, спутниковые, кабельные и интернет-коммуникации с расширенным спектром. Теперь в космос просачиваются только случайные радиолокационные сигналы и цифровые вспышки, которые быстро смешивались с космическим фоновым шумом (CMB).

Несмотря на то, Уравнение Дрейка была игровая практика в прошлом тысячелетии, по его собственным меркам человечество больше не будет существовать, потому что мы больше не выпускаем значительные утечки радиосигнала. Следовательно, уравнение Дрейка несколько устарело. Если земная цивилизация является типичной технологической цивилизацией, то можно ожидать, что другие цивилизации оставят похожий след «L» — около пятидесяти лет. Это почти не оставляет времени для любого астронома, чтобы обнаружить сигнал.

Вы когда-нибудь задумывались о Парадокс ферми и почему мы ничего не слышим о наших космических соседях в радиоспектре? Вот одно из возможных объяснений:

Теперь в космосе почти нет радиосигналов!

Но поскольку наш «L» был всего лишь в среднем 50 лет, это не значит, что мы вымерли! Просто мы модернизировали нашу систему коммуникации. Это объясняет, почему фокус SETI отходит от радиосигналов, в сторону биосигнатур и других техносигнатур, а не только радиоволн.

Таким образом, переменная «L» (долголетие) в уравнении Дрейка не является простой константой даже для одной цивилизации.

На самом деле, попытки обнаружить межзвездные внеземные цивилизации по радиосигналам являются бесполезным занятием: это как прокручивать помехи на старом телевизоре в надежде увидеть межгалактический эпизод Я люблю Люси который скачет по космосу уже миллиард лет. Ни одна развитая технологическая цивилизация не будет использовать радиоволны, движущиеся со скоростью всего лишь 300000 км/сек, для межзвездной связи. Это было бы похоже на отправку дымовых сигналов через океан. Единственные инопланетные радиоволны, которые мы когда-либо можем надеяться получить, это просочившиеся планетарные сигналы и, возможно, навигационные маяки.

6. Анализ текущего радиосигнала Земли

Последнее исследование радиосигнала Земли от Софии З. Шейх и др. 2025 AJ 169 118: Земля обнаруживает Землю: на каком расстоянии можно обнаружить созвездие техносигнатур Земли с помощью современных технологий?

Шейх рассчитал обнаруживаемость четырех типов радиоизлучения с Земли. Один из выводов состоял в том, что наблюдатель может обнаружить планетарный радар (сообщение Аресибо от 1975 года) с наибольшего расстояния. Этот график иллюстрирует это:

Шейх упускает из виду, что радиолокационное сообщение Аресибо было узконаправленным и его можно было обнаружить только по точно направленному узкому пути.

Послание Аресибо

"Сообщение Аресибо” от 1974 года длился всего 168 секунд. Фрэнк Дрейк, Карл Саган и другие организаторы трансляции дали понять, что сообщение не было задумано как настоящая попытка связаться с инопланетянами, Но символическая демонстрация технологических возможностей человека.

Всего человечество отправило в космос с разных телескопов два десятка сообщений, предназначенных для внеземной аудитории.Общие совокупные усилия за всю историю по установлению контакта с внеземными цивилизациями составили всего лишь 62.7 часа передач. Даже не три дня. Это почти ничто в миллиардах лет истории вселенной или жизни на Земле.
Ref .: Основные передачи METI (PDF 2)

Послание Аресибо с его направленными 20 триллионами ватт (фактические 450 кВт) было отправлено в шаровое скопление M13, находящееся в 25,000 12 световых лет от нас. Но расчеты показывают, что сигнал проникает только на 000 XNUMX световых лет, прежде чем межзвездная среда (ISM) поглощает его. Жаль — какая это была умная демонстрация человеческого технологического мастерства.

7. Распределение типов трансмиссии и основных сигналов Земли

Направленная передача (МЕТИ) )– вы выбираете известную экзопланету или перспективную звезду, сводя к минимуму раскрытие своей цивилизации, нацеливаясь на иголки в стоге сена, среди 300-500 миллионов звезд. Это занимает вечность. Это текущая стратегия, основанная на Темный лес Гипотезы.
Всенаправленная передача (непреднамеренная METI) – «каждый в Галактике» может подслушивать; исторически утечка информации с Земли (телевидение, радио и ядерные взрывы) была непреднамеренной МЭТП.

• Утечка мобильной связи (всенаправленная): В статье Шейха рассматривалась утечка из систем сотовой связи LTE. Исследователи оценивают впечатляющую пиковую мощность, утекающую в космос из вышек мобильной связи, примерно в 4 ГВт. Это меркнет, когда мы понимаем, что наблюдатель может обнаружить эти сигналы только на расстоянии до 4 световых лет.
  
• Планетарный радар (узконаправленный): Многие радиотелескопы могут функционировать как радиолокационные системы, например, для измерения расстояний до планет Солнечной системы или далеких астероидов и оценки вероятности их столкновения с Землей. И в течение примерно 62.7 часов эти системы также использовались для отправки сообщений потенциальным внеземным цивилизациям.

В исследовании радиотехносигнатур Земли в статье Шейха были исключены следующие ключевые типы сигналов:

• Телевизионные сигналы (всенаправленные): Ранний пузырь радио и телевидения на Земле был всенаправленный. Наблюдатель может обнаружить его в любом направлении. Внеземная аудитория теоретически могла бы обнаружить аналоговые телевизионные сигналы, которые начали вещание в 1930-х годах, на расстоянии до 111 световых лет, представляя собой исторический «радиопузырь» прошлых излучений нашей планеты. Радиовещатели передавали эти сигналы, которые работали в диапазонах VHF и UHF, с мегаваттной мощностью.
  
• Радиосигналы (всенаправленные): Напротив, радиосигналы AM и FM не проникают в космос так же эффективно, как сигналы более высоких частот. Хотя они достаточно мощны для приема на Земле, их интенсивность быстро уменьшается с расстоянием, ограничивая их способность покидать непосредственную близость Земли в глубокий космос.
  
• Радар (направленный): После Второй мировой войны наблюдался значительный и непрерывный рост радарных систем — военных, управления воздушным движением и метеорологических, — которые, несмотря на свою импульсную природу, обеспечивали стабильно высокую среднюю мощность благодаря своим высоким рабочим частотам и широкому развертыванию. К 2000-м годам выбросы радаров в космос оценивались в несколько сотен мегаватт. Радар — это не всенаправленный. Если бы у ETI были приборы, сопоставимые с Массив Квадратный Километр (СКА), они могли бы обнаружить наши радиолокационные передачи на расстоянии примерно до 300 световых лет.
  
• Военный радар (направленный): Военные радарные системы являются одними из самых мощных сигналов, намеренно излучаемых с Земли. Хотя конкретные уровни мощности часто не публикуются, они, как правило, описываются как «значительные». Ключевой характеристикой военного радара является его направленность. Эти сигналы предназначены для высоко направленный, фокусируя свою энергию в узкие лучи для достижения точного обнаружения и отслеживания целей. Эта сфокусированная мощность позволяет им быть очень сильными в пределах своего луча, что делает их легко обнаруживаемыми, если внеземной наблюдатель точно выровнен с этим лучом.
  
• Ядерные взрывы (всенаправленные): С 2,000 года человечество взорвало 1945 ядерных бомб. Русская Царь-бомба 1961 года был самым мощным, а его радиоизлучение было в десять миллиардов раз сильнее, чем сообщение Аресибо.

Заглядывая вперед, можно сказать, что возможности более развитой внеземной цивилизации может расширить этот диапазон примерно до 1.17 миллиона световых лет. Этого достаточно, чтобы охватить объем Млечного Пути, который, по оценкам, содержит 300–500 миллионов пригодных для жизни планет. Несколько карликовых галактик также находятся в этом объеме пространства. Термоядерный взрыв Царь-бомбы был самым сильным радиосигналом, который Земля когда-либо посылала в космос.

Ученые SETI утверждают, что короткая продолжительность ядерных электромагнитных импульсов делает их обнаружение маловероятным. Это могло бы быть правдой, если бы эти ЭМИ были единственными радиоимпульсами, исходящими с Земли. Но на самом деле Земля создавала волны в течение десятилетий, прежде чем закончился шквал ядерных испытаний. Расширяющийся пузырь телевидения и радио обеспечил это. И эти передачи передавались круглосуточно и без выходных.

8. Проблемы межзвездного обнаружения: ухудшение сигнала и космический шум

Как космос ослабляет радиосигналы: расстояние и межзвездная среда
Путешествие любого радиосигнала на расстояние в 10,000 1 световых лет подчиняется закону обратных квадратов, что приводит к резкому снижению интенсивности сигнала. Помимо простого ослабления, межзвездная среда (ISM) действует как сложный искажающий фильтр. Газ ISM между звездами может со временем распространять широкополосный сигнал. Крошечные изменения электронной плотности рассеивают волны. Это рассеяние не только растягивает сигнал во времени и пространстве, но и производит быстрые, непредсказуемые мерцания интенсивности. Эти мерцания могут сделать сообщение не поддающимся расшифровке. Такие искажения значительно усиливаются на более низких частотах. Вот почему астрономы отдают предпочтение «микроволновому окну» 10–XNUMX ГГц — лучшему диапазону для отправки сигналов через межзвездное пространство.

Космическая вуаль: различение сигналов от шума
Космос не безмолвен — он полон радиопереговоров. От громких трансляций нашего Солнца до далеких черных дыр, испускающих струи частиц, вселенная изобилует естественным «шумом», который может легко замаскировать любой преднамеренный сигнал, который мы посылаем или надеемся обнаружить. Любой земной сигнал необходимо отличать от подавляющего естественного радиофона космоса. Этот фон включает в себя такие всепроникающие источники, как космический микроволновый фон (CMB), который устанавливает фундаментальный уровень шума, и галактический фоновый шум от синхротронного излучения. И являются ли пульсары естественными явлениями, имитирующими определенные характеристики разумных сигналов, или это разумные сигналы, неправильно понятые человечеством из-за незнания инженерных возможностей цивилизации типа Кардашева III и IV? Эти вопросы представляют собой значительную проблему для распознавания.

9. Заключение: реальность межзвездного подслушивания

Гипотетическая технология, необходимая для внеземного подслушивания
Для того, чтобы внеземная цивилизация обнаружила радиотехносигнатуру Земли с расстояния 10,000 XNUMX световых лет, ей потребуется радиоастрономической технологии, значительно превосходящие нынешние человеческие возможности.

Реальные шансы: почему радиопередачи Земли в основном представляют собой шепот по всей Галактике
В заключение, хотя теоретическая возможность обнаружения самых мощных направленных радиоизлучений Земли простирается до галактических расстояний, практические проблемы затухания сигнала, межзвездных искажений и подавляющего космического шума означают, что подавляющее большинство радиосигнала Земли остается локализованным. Успешное обнаружение интеллектуального сигнала Земли с расстояния 10,000 XNUMX световых лет будет означать исключительный уровень технологического прогресса со стороны наблюдающей внеземной цивилизации, намного превосходящий нынешние возможности человечества. Это подчеркивает глубокую сложность межзвездной коммуникации и обеспечивает критически важную перспективу для продолжающегося поиска человечеством внеземного разума.

---

Устали ждать звонка от инопланетян?
Пришло время сделать первый шаг.

Радиотехнический почерк нашей цивилизации предлагает суровое откровение: пассивное ожидание, пока тебя обнаружат, — обреченная стратегия физикой коммуникации и траекторией развития технологий. Наша собственная история служит космическим зеркалом, отражая вероятное молчание других развитых обществ. Перспективы быть обнаруженными случайно чрезвычайно малы; наши самые мощные, преднамеренные сообщения были всего лишь мгновенными криками, направленными с лазерной точностью на невероятно маленькие цели. В то же время, наш лучший шанс на случайное обнаружение — всенаправленный «радиопузырь»…быстро исчезает поскольку мы становимся более эффективными и, следовательно, «радио тишина».

Если мы примем эту мимолетную, шепчущую технологическую фазу как типичную, мы должны будем сделать вывод, что ждать утекающих сигналов другой цивилизации так же бесполезно, как и им ждать наших. Великая тишина, возможно, не является отсутствием жизни, а представляет собой вселенную цивилизаций, которые, как и мы, переросли шумное и неэффективное вещание.

Это осознание требует изменения стратегии. Чтобы иметь хоть какой-то шанс быть обнаруженным или обнаружить других, мы должны принять активную METI (обмен сообщениями с внеземным разумом). Мы не можем надеяться найти иголку в космическом стоге сена случайно; мы должны прислушиваться к магнитам. Понимая, что нам нужно построить мощный, устойчивый и целенаправленный маяк, чтобы объявить о нашем присутствии, космическое зеркало показывает нам именно то, что мы должны искать. Поэтому принятие на себя обязательств по активной, преднамеренной передаче — это не просто акт знакомства; это наиболее логичный шаг к уточнение нашего собственного поиска, превращая наше понимание собственных ограничений в тот самый инструмент, который необходим для того, чтобы наконец обнаружить родственный сигнал в пустоте.

---

В этой статье представлены новые независимые исследования исторического радиоизлучения Земли в космосе, общей продолжительности и интенсивности современных МЭТП передачи и — для сравнения — возможность обнаружения термоядерных взрывов внеземными цивилизациями.

Эрих Габич-Траут

Ссылки, использованные в тексте:

1. PDF: Эволюция радиоизлучения Земли: мегаваттный анализ антропогенных излучений в космическом пространстве (1900-2025)
2. PDF: Основные передачи METI
3. PDF: TSAR Bomba Ядерный ЭМИ, обнаруживаемый внеземной цивилизацией
4. PDF: Сравнение мощности радиосигнала «Царь-бомба» (1961 г.) и сигнала SETI Аресибо (1974 г.)
5. Статья: Земля обнаруживает Землю: на каком расстоянии можно обнаружить созвездие техносигнатур Земли с помощью современных технологий?