Парадокс Сагана. Глава 9: Златовласка в нашем космическом окружении

В статье рассматривается не общий исторический контекст SETI, а конкретный современный кандидат на существование жизни, затем загадочный сигнал от этого кандидата, критикуется научная реакция на потенциальные внеземные сигналы, представляется альтернативная теория относительно сигнала и, наконец, расширяется обсуждение общих ограничений методологии SETI.

Вопрос размером с Сагана

На протяжении десятилетий поиски внеземной жизни были охвачены пугающим ощущением масштаба. В лекции 1969 года, заложившей основу современного скептицизма в отношении НЛО, Карл Саган представил, что наши космические соседи ищут нас, действуя наугад: отправляя космический корабль к любой старой звезде и просто надеясь на лучшее. Он предполагал, что чаще всего они ничего не найдут. Вселенная — это колоссальный стог сена, а разумная жизнь — одинокая иголка.

Триумф современной астрономии в том, что эта картина полностью перевернута. Сегодня мы знаем о перспективных планетах, пригодных для жизни, прямо на нашем космическом заднем дворе. Оказывается, пресловутый стог сена может оказаться всего лишь фабрикой по производству иголок.

Орбита Проксимы b находится в обитаемая зона, но оно не обязательно должно быть пригодным для жилья.

От случайных надежд к целенаправленным поискам

Мы больше не ищем вслепую. Вооружённые не металлоискателями, а мощными телескопами, мы можем точно определить наиболее вероятные миры, пригодные для жизни. Разумная цивилизация на Земле не стала бы отправлять зонды в пустоту наугад; мы бы направили их к этим многообещающим целям. И их много.

В 2016 году астрономы обнаружили одну из таких целей: Проксиму Центавра b в системе Альфа Центавра: потенциально пригодную для жизни планету, вращающуюся вокруг ближайшей к нашему Солнцу звезды, всего в 4.2 световых годах от нас. Хотя мощные солнечные ветры её родительской звезды делают пикники на поверхности маловероятными, жизнь теоретически может процветать в подземных убежищах.

В 1987 году в рамках нереализованного проекта НАСА изучало возможность достижения орбиты Проксимы Центавра b всего за 100 лет со скоростью 4.5% от скорости света. Этот проект получил название Longshot, и речь шла об отправке беспилотного зонда с ядерным двигателем.

Если наши первоначальные наблюдения за таким миром окажутся безрезультатными в плане поиска жизни, что мы будем делать? Мы сделаем то же, что уже делаем с Марсом: мы бы посылали зонд за зондом Пока мы не будем уверены. Почему инопланетный разум, обнаружив многообещающую голубую точку под названием Земля, должен вести себя иначе? И как выглядят издалека наши марсианские космические зонды, если не неопознанные летающие объекты?

Пилотируемый космический корабль приближается к Марсу, Увеличенная панель маслом на холсте для штаб-квартиры НАСА. Дон Дэвис.

Дразнящий шепот от Проксимы б

По удивительному совпадению, как раз когда мы начали изучать Проксиму b в поисках внеземной жизни, с её стороны появился потенциальный сигнал. В апреле и мае 2019 года радиотелескоп Паркса в Австралии зафиксировал странное узкополосное радиоизлучение. Название «Прорыв» Кандидат 1 (BLC1)Первоначально это было классифицировано как возможный знак инопланетной цивилизации.

Радиотелескоп Паркса, Игрок в кости Стивен Уэст, CC BY-SA 3.0, через Wikimedia Commons

Характеристики сигнала озадачивали. Его доплеровский сдвиг — изменение частоты — оказался противоположным ожидаемому для орбиты планеты. Любопытно, что сигнал появился через 10 дней после мощной солнечной вспышки на Проксиме Центавра, хотя никакой связи с ней установлено не было. Основными исследователями были два стажёра, Шейн Смит и София Шейх. Они работали осторожно, чтобы исключить земные помехи.

Некоторые старшие исследователи просмотрели результаты, но не нашли ничего примечательного.


Долгая задержка

Сигнал BLC-1 был впервые публично обнародован через 1.5 года после его обнаружения, и только потому, что он был раскрыт Газета Гардиан. Затем публике пришлось ждать еще год, чтобы окончательные результаты. Люди были озадачены секретностью, которая порождала домыслы.

Задержки с объявлением об открытии (или отказе от него) в рамках SETI и астрономии являются стандартной практикой. Данные не публикуются до тех пор, пока не будут проверены. Например, когда в 1967 году впервые были обнаружены радиозвёзды, прошло два года, прежде чем информация об открытии была опубликована. Учёные хранили свои данные, пока не нашли то, что они считали правдоподобным естественным объяснением. Предполагаемый механизм пульсара остаётся загадкой до сих пор.

Такая практика задержек, применяемая SETI, может создать впечатление, что данные удерживаются до тех пор, пока не будут найдены «естественные объяснения»; одним из таких объяснений являются радиочастотные помехи (RFI).

«В конечном итоге, я думаю, мы сможем убедить себя, что BLC-1 — это помеха».

– Эндрю Симион, главный исследователь SETI по прорывному прослушиванию

В сообществе SETI заявление Симиона служит примером научной скромности и осторожного подхода, необходимого для различения подлинных сигналов от помех. За пределами SETI аналогичные заявления можно интерпретировать как маскировку скрытых предубеждений или нежелания принимать революционные открытия. Это показывает, как контекст влияет на интерпретацию подобных высказываний.


Как долго Земля слушала сигнал BLC-1?

Breakthrough Listen выделил 30 часов на телескопе Паркса для наблюдения за Проксимой Центавра, но предполагаемый сигнал был обнаружен только в течение трех из этих часов — примерно 10 % от общего времени наблюдений.

В течение следующих шести месяцев команда зафиксировала ещё 39 часов последующих наблюдений. Из 4,320 часов за это полугодие всего 0.9% было потрачено на поиск повтора — примерно одна десятая от усилий, затраченных на первоначальное сканирование.

Остаётся вопрос: была ли оправдана более длительная кампания? В более общем плане, не нужны ли расширенные кампании наблюдений в радиоастрономическом проекте SETI? Мы не можем предполагать, что внеземные цивилизации передают непрерывные сигналы; эти передачи могут быть единственными, которые мы когда-либо обнаруживали, да и то лишь случайно.

В рамках проекта BLC-1 было подчеркнуто, что, когда это практически осуществимо, наблюдения за потенциальными техносигнатурами следует проводить как минимум из двух разных пунктов наблюдения одновременно. То, что этого не было сделано в случае с BLC-1, необъяснимо.

Какой наихудший вариант развития событий будет при объявлении об обнаружении внеземного технологического разума?

Массовая паника? Что последующие исследования докажут ошибочность открытия и от него придётся отказаться? Тем самым дискредитируя SETI? Или что человечество больше не занимает вершину эволюции в космосе? Укротит ли это открытие худшие инстинкты человечества, такие как воинственность, в ущерб деспотичным правителям?


«Галактическая коммуникационная сеть» и BLC-1

На первый взгляд обнаружение узкополосного радиосигнала (например, BLC-1) от Проксимы Центавра — соседней звездной системы — кажется фантастически маловероятным. Астрофизик Джейсон Т. Райт возразил, что с инженерной точки зрения Проксима — это именно то место, где мы должны ожидать найти такую передачу.

Если галактическая коммуникационная сеть существует, Проксима, скорее всего, станет передатчиком «последней мили» в Солнечную систему. Вместо того, чтобы каждая цивилизация пыталась передавать мощные, целевые сообщения всем остальным звёздным системам, с которыми ей нужно связаться, они создали бы сеть узлов связи или ретрансляторов.


Проксима как «вышка сотовой связи» Солнечной системы

Проксима как «вышка сотовой связи» Солнечной системы
В этом сценарии Проксима Центавра — ближайшая к нашей Солнечной системе звезда — служит логичной «вышкой сотовой связи». Сообщение, предназначенное для нашего региона космоса, будет передано через галактическую сеть в систему Проксимы Центавра. Расположенный там передатчик затем будет управлять трансляцией «последней мили» в Солнечную систему.

Эти узлы в Галактическая коммуникационная сеть Им нужно будет регулярно посылать друг другу сигналы. Но поскольку радиоволны распространяются со скоростью света, один сигнал будет означать восемь лет (с учётом расстояния в 4.24 световых года и времени обработки сигнала). Учитывая это ограничение, возможно, существует другой способ связи с внеземной разум (ETI)?

Скорость света фиксирована для электромагнитных радиоволн, но что насчет физические объекты? И я имею в виду в первую очередь не технологию варпа, а скорее объекты, которые, возможно, уже существуют.


Проблема с SETI

ET для SETI: вы нас слышите?
ET для SETI: вы нас слышите?

 Основополагающая предпосылка SETI заключается в том, что внеземные цивилизации, вероятно, находятся на расстоянии световых лет от нас, а не действуют скрытно в атмосфере Земли. Сотни тысяч сообщений о наблюдениях НЛО воспринимаются SETI как результат необоснованных ожиданий, неверных интерпретаций и фейков.

Поскольку беспилотные летательные аппараты/НЛО не имеют подтвержденных внеземная связьУ SETI нет научной базы для выделения им ресурсов. Следовательно, не предпринимаются никакие научные попытки связаться с беспилотными летательными аппаратами по радио или другим каналам связи (например, лазерам).

Чтобы считаться подлинным радиосигналом внеземного разума, сигнал должен исходить издалека, а его обнаружение должно быть воспроизводимым. В противном случае он рискует быть классифицирован как вмешательство вчистую.

Узконаправленные и чувствительные радиотелескопы не подходят для связи на ближних расстояниях. Поэтому проект «Контакт» предложил привлечь радиолюбителей, чьи всенаправленные антенны могли бы быть использованы для связи с беспилотными летательными аппаратами.

SETI с направленными и всенаправленными антеннами для дальнего и ближнего поиска Rx/Tx

Попытки научных наблюдений обнаружить НЛО/неопознанные летательные аппараты

Астрофизик из Гарварда Ави Леб руководил Проект ГалилеоОдним из направлений его проекта является обнаружение возможных радиоизлучений от беспилотных летательных аппаратов.

С запуском новых обсерваторий в сеть Ави Лёб бросает вызов научному сообществу, серьезно относясь к НПА.

Он сенсационно заявил, что ищет разумную жизнь в глубоком космосе, взорвавшись: «Меня интересует разум в космосе, потому что здесь, на Земле, я нечасто его встречаю!»

Определение его работы простое. «Что значит быть учёным?» — спрашивает он. «Что касается меня, то это привилегия быть любознательным». Именно этот основополагающий принцип теперь движет одним из самых амбициозных и противоречивых научных начинаний нашего времени: Проект ГалилеоВ эпоху поляризованных мнений проект стремится подняться над общим мнением, сосредоточившись на едином, неоспоримом авторитете. «В науке, — заявляет он, — арбитром выступает физическая реальность».

Проект, который сейчас, летом 2025 года, идёт полным ходом, родился из разочарования в научном сообществе, которое, по его мнению, часто слишком быстро отвергает неизвестное. Поворотным моментом стал загадочный межзвёздный гость 2017 года, Оумуамуа. Его странная, плоская форма и стремительное движение в сторону от Солнца без видимого кометного хвоста навели его на мысль, что это может быть артефактом инопланетной технологии. Реакция последовала незамедлительно. Он вспоминает, как коллега, эксперт по камням, признался, что Оумуамуа был «настолько странным, что я бы предпочёл, чтобы его никогда не существовало» — заявление, которое руководитель проекта Ави Лёб считает антитезой научного любопытства.

Загадочный сигнал с Проксимы Центавра: как учёные раскрыли космическую тайну

Открытие, которое (почти) обмануло астрономов

В апреле 2019 года астрономы проекта Breakthrough Listen обнаружили нечто необычное: узкополосный радиосигнал на частоте 982 МГц, по-видимому, исходящий от Проксимы Центавра, ближайшего звёздного соседа нашей Солнечной системы. Сигнал, получивший обозначение BLC1 (Breakthrough Listen Candidate 1), обладал всеми признаками техносигнатуры — потенциального сигнала внеземной цивилизации.

На краткий миг мир осмелился задаться вопросом: неужели мы наконец нашли доказательства существования инопланетных технологий?

Но чем глубже ученые копнули, тем более прозаичной и увлекательной оказалась правда.

Аргументы в пользу того, что BLC1 — это инопланетный сигнал

На первый взгляд, BLC1 был самым убедительным кандидатом в истории поиска внеземного разума (SETI):

Точная частота: Сигнал была лазерно-чёткой, шириной всего в несколько герц — нечто такое, чего не могут создать естественные астрофизические явления.

Ненулевой дрейф: его частота колебалась в пределах 0.03 Гц/с, что соответствует передатчику на планете, подобной Проксиме b.

Локализовано: появлялось только тогда, когда телескоп был направлен на Проксиму Центавра, и исчезало при сканировании со стороны.

«Похоже, сигнал появляется в наших данных только тогда, когда мы смотрим в сторону Проксимы Центавра, и это очень интересно», — сказала г-жа Шейх.

Поворот сюжета: космическая ложная тревога

Команда Breakthrough Listen подвергла BLC1 беспощадной проверке — и начали появляться трещины.

2 мая 2019 г., возможное повторное обнаружение BLC1: радиоантенна направлена ​​на Проксиму b.

1. Дрейф, который не вписался

Если BLC1 прибыл из Проксимы b, его частотный дрейф должен был бы показывать:

Циклические колебания (подъемы и падения по мере вращения планеты).
Орбитальные сигнатуры (незначительные сдвиги, связанные с 11.2-дневным годом).

Вместо этого дрейф был странно линейным — больше похожим на сбой в работе человеческого устройства, чем на инопланетный маяк.

2. Двойники RFI

Затем исследователи обнаружили десятки похожих сигналов на частотах 712 МГц и 1062 МГц, математически связанных с обычными радиопомехами (RFI). Эти «двойники» имели схожее поведение дрейфа, но, несомненно, были созданы человеком, появляясь даже тогда, когда телескоп не был направлен на Проксиму.

BLC1 не был единичным случаем — он был частью закономерности.

3. Совпадение каденции

Последняя подсказка? Время обнаружения BLC1 совпало с графиком наблюдений телескопа.

У источника (30 мин): Сигнал обнаруживается.
Вне источника (5 мин): Сигнал слишком слабый, чтобы его можно было увидеть.

Это создавало иллюзию локализации — словно мерцающий уличный фонарь, который работает только тогда, когда вы проходите мимо.

Вердикт: космический мираж

После года анализа группа пришла к выводу: BLC1 подвергся вмешательству, вероятно, из-за:

Интермодуляция: «фантомный» сигнал, возникающий при смешивании двух радиоволн в неисправной электронике.

Неисправное устройство (возможно, за сотни миль от обсерватории).

Уроки поиска инопланетной жизни

Взлет и падение BLC1 преподали ученым три важнейших урока:

Одиночные телескопы подвержены ложным срабатываниям. Для будущих поисков потребуются глобальные сети для перекрёстной проверки сигналов.

Поиск того стоит.

Пока секреты Проксимы Центавра остаются скрытыми. Но охота продолжается.

BLC1 не был инопланетянами, но поскольку SETI вступает в новую эру (с такими проектами, как Square Kilometer Array), мы как никогда готовы ответить на старейший вопрос человечества: одни ли мы?

Первичные исследовательские работы

Эти две статьи были опубликованы одновременно и должны читаться вместе для полного понимания сигнала BLC1, от его обнаружения до окончательной классификации как помехи.

  1. Поиск радиотехносигнатур в направлении Проксимы Центавра, в результате которого был получен интересующий сигнал
    • Авторы: Шейн Смит, Дэнни С. Прайс, София З. Шейх и др.
    • Journal: Астрономия природы
    • Ссылка на статью: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01479-w
    • arXiv (бесплатный препринт): https://arxiv.org/abs/2111.08007
    • Абстрактные: В данной статье описывается общий процесс поиска техносигнатур у Проксимы Центавра и первоначальное обнаружение сигнала BLC1. В ней подробно описываются характеристики, сделавшие BLC1 интригующим кандидатом.
  2. Анализ интересующего сигнала Breakthrough Listen blc1 с использованием фреймворка проверки техносигнатуры
    • Авторы: София З. Шейх, Шейн Смит, Дэнни К. Прайс и др.
    • Journal: Астрономия природы
    • Ссылка на статью: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01508-8
    • arXiv (бесплатный препринт): https://arxiv.org/abs/2111.06350
    • Абстрактные: В этой сопутствующей статье представлен подробный анализ BLC1. В ней описывается использованная система верификации и представлены доказательства, позволяющие сделать вывод о том, что BLC1 является результатом радиочастотных помех, создаваемых человеком.

Дополнительные ресурсы от Breakthrough Listen

Инициатива Breakthrough Listen также предоставила общественности большой объем информации о BLC1.

  • BLC1 – первый «сигнал интереса» от Breakthrough Listen: Это основная страница ресурсов Исследовательского центра SETI в Беркли, на которой представлены резюме, ссылки на статьи, данные и другие дополнительные материалы.
  • Пресс-релиз «Прорывные инициативы»: В этом пресс-релизе представлен хороший обзор результатов в доступном формате.

ЗЕМЛЯ — ИНОПЛАНЕТЯНАМ: МЫ СТАЛИ ПРИЗРАКАМИ!

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.

В начале двадцатого века высказывались предположения, что инопланетяне пытаются связаться с людьми с помощью радиосигналов. В 1919 году сам Маркони поддержал эту гипотезу, заявив, что он получает странные передачи, напоминающие азбуку Морзе, возможно, из космоса.

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.

Звук, воспроизводимый в логотипе «A Radio Picture» 1929 года, представляет собой азбуку Морзе.

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

К 1931 году в США телевещание осуществляли около 25 телестанций. И те, кто беспокоится о романе Карла Сагана «Контакт»: Германия начала телевещание в 1935 году. Любой инопланетянин, наблюдавший за выступлением Гитлера в 1936 году, возможно, был больше взволнован Долорес Дель Рио, Джинджер Роджерс, Фредом Астером и Кинг-Конгом. (На фото: команда по спецэффектам, работавшая над съемками «Радиокартины» в 1929 году.)

«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.

Радиоэнергия от телевизионных сигналов, выходящих в космос, ссылка: A-Megawatt-Analysis-of-Anthropogenic-Emissions-into-Outer-Space-1900-2025.pdf (PDF-файл 1)

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.

Уравнение Дрейка, Изображение © https://sciencenotes.org, Энн Хелменстайн 

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).

Молодой Карл Саган объясняет уравнение Дрейка

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.

SETI отходит от радиосигналов

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.

Космические 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:

Для упрощения я перевел график из исследования Шейха. Метки выписаны, а «AU» переведены в световые годы и километры.

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.

Телескоп Аресибо в декабре 2021 года. Фото: Wikimedia Commons

Любая серьезная попытка связи с внеземным разумом потребовала бы использования Аресибо для отправки непрерывных сигналов в космос, а не только в течение трех минут. https://en.wikipedia.org/wiki/Arecibo_message

Телескоп Аресибо после крушения (декабрь 2021 г.). Фото: Wikimedia Commons.

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.

Посмотрите на график формула бюджета ссылок (PDF 3), мы вычисляем, что Электромагнитный импульс Царь-бомбы (PDF 4) могли быть (или будут) обнаружены с помощью передовой технологии радиотелескопов (SKA2) примерно до 36,000 XNUMX световых лет.

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.

Скорее всего, это потребует сбора данных с площадей, на порядки превышающих возможности наших самых мощных телескопов (потенциально эквивалентных десяткам тысяч тарелок размером с Аресибо), в сочетании с чрезвычайно низкими температурами системы (достигаемыми за счет криогенного охлаждения), широкими полосами пропускания и очень длительным временем интеграции для достижения необходимого соотношения сигнал/шум.


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».

Космическое Зеркало

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?