Предложен новый способ искать внеземные цивилизации. Чем он отличается?
Исследователь из Института астрофизики Канарских островов (IAC) предложил принципиально новый способ поиска внеземной жизни, ориентируясь на техносигнатуры. Рассказываем, что это такое, как инопланетный разум искали раньше, по какой причине ученые прекратили попытки и почему сейчас самое время возобновить поиски.
Читайте «Хайтек» в
Как искали внеземную жизнь раньше?
Начало проекта SETI датируется 1959 годом, когда в международном научном журнале Nature была опубликована статья Дж. Коккони и Ф. Мориссона «Поиски межзвёздных сообщений» В этой статье было показано (с анализом достижимой излучаемой мощности и чувствительности радиотелескопов), что даже при тогдашнем уровне развития радиоастрономии (1959 год) можно было рассчитывать на обнаружение внеземных цивилизаций примерно такого же технологического уровня, как земной, при условии, что они обитают на не слишком далёких от нас планетах, в планетных системах звёзд солнечного типа.
Новаторский подход к проблеме продемонстрировали астрономы из университета Калифорнии в Беркли: в 1999 г. они запустили в действие проект SETI@home. Идея — привлечь к работе миллионы владельцев персональных компьютеров, чьи машины большую часть времени просто бездействуют. Те, кто участвует в проекте, скачивают из Интернета и устанавливают на своем компьютере пакет программ, которые работают в режиме скринсейвера, а потому не доставляют владельцу никаких неудобств. Эти программы участвуют в расшифровке сигналов, принятых радиотелескопом.
Прект SETI@home считается беспрецедентным успехом в демонстрации возможности масштабных распределенных вычислений, и его влияние можно увидеть во всем, от многопользовательских видеоигр до криптовалютных проектов, таких как биткойн и Ethereum. Однако проект по использованию резервных вычислительных циклов для помощи поиску внеземного разума год назад приостановил деятельность после 20 лет работы.
Но по мере роста вычислительной мощности проект выдавал все больше данных. «Мы находимся на грани снижения доходности — объяснили организаторы в своем заявлении. — По сути, мы проанализировали все данные, которые нам нужны на данный момент. У нас много работы по управлению распределенной обработкой данных. Нам нужно сосредоточиться на завершении внутреннего анализа результатов, которые у нас уже есть, и написать об этом в статье научного журнала».
Развитие машинного обучения, которое требует огромных вычислительных мощностей, может дать этой области еще один импульс в ближайшие годы, хотя проблемы конфиденциальности и безопасности ограничивают области, в которых может быть полезен распределенный подход.
Однако свою главную цель проект SETI@home так и не выполнил: после 20 лет поисков внеземной разум так и не был найден.
Новое начало
За 27 лет до прекращения проекта SETI@home, в 1993 году НАСА внезапно прекратило свою первоначальную программу SETI по поиску разумной внеземной жизни, когда она еще не началась. Он включал в себя два взаимодополняющих амбициозных проекта, один с использованием гигантского радиотелескопа в Аресибо, Пуэрто-Рико, а другой с антеннами сети Deep Space Network в Калифорнии. Теперь, почти 30 лет спустя, все изменилось, и Агентство хочет возобновить поисковые работы.
За последнее десятилетие были достигнуты большие успехи в области астрономических приборов, что привело к революции в науке открытия и изучения экзопланет.
18 апреля 2018 году на борту ракеты SpaceX Falcon 9 НАСА запустило спутник для исследования транзитных экзопланет (TESS). Миссия стала следующим шагом в поисках планет за пределами нашей Солнечной системы. В том числе тех, которые могут поддерживать жизнь. В ходе миссии уже обнаружены экзопланеты, которые периодически блокируют часть света от своих звезд-хозяев. Такой метод поиска экзопланет называет транзитным. TESS обследует 200 000 ярчайших звезд около Солнца в поисках других миров.
За почти три года TESS внес в каталог тысячи планет-кандидатов и увеличил количество известных экзопланет. Несколько из них оказались размером с Землю — в космическом масштабе и по меркам НАСА это те планеты, которые не более чем в два раза больше Земли. Чем больше миссия находит экзопланет, тем больше у нас шансов найти там следы жизни.
Принципиально новые телескопы и проекты будущих космических миссий впервые позволят искать биомаркеры, свидетельствующие о жизни на других планетах. Многие эксперты считают вероятным, что в ближайшие годы мы обнаружим внеземную жизнь, хотя, скорее всего, она будет представлена в очень простой форме.
Учитывая настоящий и будущий технический прогресс, появятся новые возможности для поиска техносигнатур. Вот почему НАСА решило снова заняться поисками внеземного разума, воспользовавшись возможностями нынешних и предполагаемых будущих космических обсерваторий.
Визуализация траектории полёта телескопа Nancy Grace Roman Space Telescopeв точку Лагранжа L2 Солнце-Земля
Эти темы, среди прочего, были в повестке дня встречи TechnoClimes 2020 под эгидой НАСА в Blue Marble Space Institute of Science (Сиэтл, США). Его цель с учеными со всего мира состояла в том, чтобы предложить новые разработки, способствующие будущим достижениям.
Наконец, из-за пандемии COVID-19 встреча была проведена виртуально в режиме видеоконференции, на которой 53 исследователя из различных дисциплин из 13 стран обсудили ряд аспектов поиска других разумных видов.
Как теперь будут искать инопланетную жизнь?
Исследователь из Института астрофизики Канарских островов (IAC) — ведущий автор исследования и новых предложений по поиску внеземных «техносигнатур» для будущих миссий НАСА. Это свидетельство использования технологий или промышленной деятельности в других частях Вселенной. Статья, опубликованная в специализированном журнале Acta Astronautica, содержит первоначальные выводы встречи экспертов по поиску разумной внеземной жизни, организованной космическим агентством для сбора рекомендаций по возобновлению поисков.
В статье представлены несколько идей для поиска техносигнатур, которые указали бы на существование внеземных цивилизаций, от самых банальных — промышленные загрязнения в атмосфере или большое скопления спутников, до гипотетических гигантских конструкций космической инженерии, например, теплозащитных экранов для защиты от изменения климата или сфер Дайсона для оптимального использования света местной звезды. Некоторые из предлагаемых поисков нацелены далеко в космос, за пределы нашей галактики, в то время как другие — на сканирование Солнечной системы в поисках зондов, которые могли быть отправлены сюда в далеком прошлом.
«Идея поиска техносигнатур опирается на технологии, которые у нас есть на Земле сегодня, и их развитие в будущем, — отмечает Якоб Хакк-Мисра, соавтор статьи и председатель оргкомитета TechnoClimes 2020. — Это не обязательно означает, что любая внеземная технология должна быть похожа на нашу. Однако представляя наше будущее, мы можем предполагать, какие следы разумной жизни стоит искать».
SETI@Home закрывается спустя 21 год — проекту больше не нужна вычислительная мощь
Проект SETI@Home прекратит работу 31 марта, сообщается на официальном сайте. По словам представителей исследовательского центра SETI, проект перестанет передавать добровольцам полученные данные для анализа, поскольку больше нет необходимости в дополнительной вычислительной мощи от пользователей.
Исследователи сообщили, что работа над всеми данными, которые было нужно обработать, завершена, и теперь они сосредоточатся на собственном анализе уже полученной за два десятилетия информации. SETI@Home войдёт в спящий режим, а все сотрудники, которые занимались распределением данных на компьютеры добровольцев, займутся внутренним анализом, на который требуется много времени. По завершении работы исследователи опубликуют результаты в научной статье.
Это не означает, что проект полностью закроется. Веб-сайт и форумы SETI@Home останутся открытыми, а в будущем его могут начать использовать в других научно-исследовательских проектах — например, по космологии и изучению пульсаров. Если будет найден подобный проект, нуждающийся в дополнительной вычислительной мощи, команда SETI@Home уведомит об этом пользователей и проект снова начнёт работу.
Проект SETI@Home основали в 1999 году для помощи исследовательскому центру SETI в поиске признаков внеземной жизни. Исследователи предложили добровольцам предоставить вычислительную мощь своих компьютеров для обработки данных о радиосигналах из космоса, полученных радиотелескопом Аресибо в Пуэрто-Рико и телескопом Грин-Бэнк в Западной Виргинии, США. Любой владелец ПК мог использовать его для проекта, запуская вычисления, например, вместо экранной заставки. К 2020-му году SETI@Home насчитывал около 1,8 миллиона пользователей.
За 21 год проект получил информацию о миллиардах обработанных волонтерами радиосигналах из космоса, рассказал The Register соучредитель SETI@Home Дэвид Андерсон. По его словам, сейчас он вместе с командой с некоторой долей облегчения и волнения готовится к следующему этапу работы. Маловероятно, что в полученных за два десятилетия данных будут найдены сигналы от внеземной жизни, однако даже в таком случае информация может оказаться полезной — например, на её основе можно высчитать нижний порог энергии радиоизлучения, которое могло бы исходить от внеземных цивилизаций, отмечает Андерсон.
На момент начала проекта исследователи предполагали, что инопланетная жизнь, если она существует и обладает разумом, рано или поздно начнёт использовать радиосвязь. Основываясь на этом, SETI начала изучать сигналы, поступающие из космоса. Если в них будут присутствовать периодически повторяющиеся элементы, их можно будет обнаружить, что косвенно подтвердило бы их происхождение от внеземных технологий. Однако в процессе исследователи столкнулись со сложностями — помимо того, что внеземные цивилизации могут находиться очень далеко и радиоизлучение от них в таком случае будет довольно слабым, оно ещё и заглушается от спутников, вышек связи и таких астрофизических явлений, как пульсары. Для этого и был создан SETI@Home — вычислительная мощь компьютеров добровольцев использовалась для фильтрации и обработки полученных с телескопов данных. Проект быстро завоевал популярность — как сообщал журнал Wired в 2000 году, всего за несколько месяцев дополнительная вычислительная мощь от компьютеров волонтёров составляла около 25 триллионов вычислений в секунду, что сделало SETI@Home в два раза мощнее, чем лучший суперкомпьютер того времени.
Проект SETI
Проект SETI (англ. SETI, Search for Extraterrestrial Intelligence) — общее название проектов и мероприятий по поиску внеземных цивилизаций и возможному вступлению с ними в контакт. Некоторые астрономы (см.: Уравнение Дрейка, Парадокс Ферми) давно считают, что планет во Вселенной так много, что даже если малая их часть пригодна для жизни, то тысячи или даже миллионы планет должны быть обитаемыми. Последние достижения астрономии и физики укрепили представление о существовании многих планетных систем, пригодных для жизни.
Начало проекта SETI датируется 1959 годом, когда в международном научном журнале Nature появилась статья Коккони и Морисcона «Поиски межзвёздных сообщений». В этой статье было показано (с анализом достижимой излучаемой мощности и чувствительности радиотелескопов), что даже при тогдашнем уровне развития радиоастрономии (1959 год) можно было рассчитывать на обнаружение внеземных цивилизаций примерно такого же технологического уровня, как земной, при условии, что они обитают на не слишком далёких от нас планетах, в планетных системах звёзд солнечного типа.
Излучение на длине волны 21 см, частота около 1420 МГц, обусловленное сверхтонким метастабильным переходом между двумя состояниями атома водорода, отличающихся взаимной ориентацией магнитных моментов электрона и протона, является универсальной физической величиной (радиолиния излучения нейтрального атомарного водорода во Вселенной). Предполагалось, что любая технологически развитая цивилизация, достигшая технологического уровня земной цивилизации, будет излучать в радиодиапазоне для контактов с другими цивилизациями на этой универсальной частоте (сигналы с частотой ниже одного гигагерца заглушают излучение быстро движущихся электронов, а на частотах выше десяти гигагерц любой сигнал получит сильные искажения из-за шума, который испускают молекулы кислорода и воды в нашей собственной атмосфере), поэтому она предлагалась в качестве приемлемой для поисков по программе SETI.
Однако поиски разумных сигналов вблизи этих значений ни к чему не привели. В 1960 г. Фрэнк Дрейк инициировал проект «Озма» (названный в честь королевы страны Оз); сигналы предполагалось искать при помощи 25-метрового радиотелескопа в Грин-Бэнк, штат Западная Вирджиния, в качестве объектов поисков были выбраны две близлежащие звезды солнечного типа — Тау Кита и Эпсилон Эридана.
Обсерватория Аресибо — крупнейший радиотелескоп в мире.
«Тарелка» телескопа, имеющая в диаметре 305 м и сконструированая в воронке на земле, фокусирует радиоволны на подвижной антенне. Конструкция антенны подвешена в центре на 18 троссах, крепящихся на трех башнях высотой 110 м каждая.
В 1971 г. NASA предложило взять на себя финансирование проекта SETI. Этот проект, известный также как проект «Циклоп», предусматривал использование полутора тысяч радиотелескопов и должен был обойтись в 10 млрд долл. Финансирование было выделено для гораздо более скромного проекта — отправить в космос тщательно зашифрованное сообщение для иных цивилизаций (cм.: Послание Аресибо, Обсерватория Аресибо). В 1974 г. сообщение, содержащее 1679 бит, было отправлено с гигантского радиотелескопа в Аресибо в Пуэрто-Рико в направлении шарового звездного скопления М13, расположенного на расстоянии 25 100 световых лет от нас. Это короткое послание представляет собой рисунок размером 23 х 73 точки; ученые обозначили на нем положение Солнечной системы, поместили изображение человеческих существ и несколько химических формул. (Если учесть расстояния, о которых идет речь, ответ можно ожидать не раньше чем через 52 166 лет.
В 1977 г. был зарегистрирован сигнал, вошедший в историю под названием «Bay». В нем можно было увидеть последовательность букв и цифр, которая представлялась не случайной и говорила вроде бы о наличии внеземного разума. (Надо сказать, не все ученые, видевшие сигнал «Bay», были убеждены в его неслучайном характере.)
В 1995 г. американские астрономы, в связи с недостаточным финансированием со стороны федерального правительства решили обратиться к частным средствам. Был основан некоммерческий Институт SETI в Маунтин-Вью, штат Калифорния, и запущен проект «Феникс»; проект предусматривает изучение тысячи ближайших звезд солнечного класса в радиодиапазоне 1200-3000 МГц. Директором института выбрали д-ра Джилл Тартер (англ.). В этом проекте используются чрезвычайно чувствительные приборы, способные уловить излучение обычного аэродромного радиолокатора с расстояния в 200 световых лет. Начиная с 1995 г. Институт SETI с бюджетом 5 млн долл. в год просканировал уже больше тысячи звезд. Но ощутимых результатов по-прежнему нет. Тем не менее Сет Шостак (англ.), старший астроном проекта SETI, с неувядающим оптимизмом верит, что система телескопов Аллена в составе 350 антенн, которая сейчас сооружается в 400 км к северо-востоку от Сан-Франциско, «наткнется на сигнал еще до 2025 г.».
Новаторский подход к проблеме продемонстрировали астрономы из Университета Калифорнии в Беркли; в 1999 г. они запустили в действие проект SETI@home. Идея проекта — привлечь к работе миллионы владельцев персональных компьютеров, чьи машины большую часть времени просто бездействуют. Те, кто участвует в проекте, скачивают из Интернета и устанавливают на своем компьютере пакет программ, которые работают в режиме скринсейвера, а потому не доставляют владельцу никаких неудобств. Эти программы участвуют в расшифровке сигналов, принятых радиотелескопом. До настоящего момента к проекту присоединились 5 млн пользователей в 200 с лишним странах мира; вместе они потратили электричества больше чем на миллиард долларов, но каждому пользователю участие в проекте стоило недорого. Это самый масштабный коллективный компьютерный проект в истории; он мог бы послужить образцом для других проектов, где требуются большие вычислительные мощности. Тем не менее до сих пор проект SETI@home также не обнаружил ни одного разумного сигнала.
5 января 2012 года было объявлено об обнаружении в рамках проекта сигнала, который может являться потенциальным кандидатом на радиосигнал внеземного происхождения. Для сужения поиска были использованы данные телескопа Кеплер, сигнал получен по направлению от экзопланеты KOI 817. Однозначной трактовки «открытия» нет.
Существует два подхода к поискам внеземного разума:
Искать сигналы внеземных цивилизаций. Рассчитывая на то, что собратья по разуму также будут искать контакт. Основных проблем данного подхода три: что искать, как искать и где искать.
Посылать так называемый «сигнал готовности». Рассчитывая на то, что кто-то будет искать этот сигнал. Основные проблемы данного подхода фактически аналогичны проблеме подхода первого, за исключением меньших технических проблем.
Один подход выражен в финансируемой НАСА программе прослушивания электромагнитных сигналов искусственного происхождения — в предположении, что любая технически развитая цивилизация должна прийти к созданию систем радио-телевизионных или радиолокационных сигналов — таких же, как на Земле. Самые ранние на Земле электромагнитные сигналы могли к настоящему времени распространиться по всем направлениям на расстояние почти 100 световых лет. Попытки выделить чужие сигналы, направленные к Земле, до сего времени остаются безуспешными, но число «проверенных» таким способом звёзд меньше 0,1 % числа звёзд, ещё ожидающих исследования, если существует статистически значимая вероятность обнаружения внеземных цивилизаций.
В 1960—1980-е годы SETI скрытно финансировалось (через научные фонды) и использовалось ЦРУ для космической радиоразведки — поиск частот, на которых работали советские спутники и наземные станции.
В 2011 году астрономы Абрахам Лоэб из Гарвардского университета и Эдвин Тёрнер из Принстонского университета предложили новую схему поиска внеземных цивилизаций. Их предложение заключается в поиске инопланетных цивилизаций по освещению их возможных городов, располагающихся на ночной стороне их планет. Существуют также сомнения, что продвинутые внеземные цивилизации могут использовать радиоволны, которые можно было бы регистрировать на космических расстояниях.
В новой работе ученые предложили искать «световые» следы внеземных цивилизаций. Так, например, они предлагают регистрировать освещённость ночной стороны экзопланет, (например, светом городов). Предполагая, что орбита планеты эллиптическая, астрономы показали, что можно измерить вариацию блеска объекта и обнаружить, освещена ли его тёмная сторона. При этом, правда, учёные предполагают, что светимость тёмной стороны сравнима со светимостью дневной (у Земли эти величины отличаются на пять порядков).
Кроме этого, учёные намерены искать яркие объекты в поясах Койпера вокруг других звёзд с последующим спектральным анализом их излучения. Астрономы полагают, что такой анализ позволит определить природу освещения — естественное оно или искусственное. Учёные подчёркивают, что все предложенные варианты нереализуемы с помощью существующей техники. Вместе с тем, по их мнению, телескопы нового поколения, как, например, американский «Джеймс Вебб», вполне могут справиться с описанными в работе задачами.
Проект «Джеймс Вебб», который в настоящее время испытывает серьёзные финансовые трудности, должен стать сменщиком «Хаббл». Диаметр его зеркала, состоящего из нескольких шестиугольных сегментов, будет составлять 6,5 м (у «Хаббла» зеркало — 2,4 м). Сам телескоп, снабжённый защитным экраном, должен будет располагаться в точке Лагранжа L2 на расстоянии 1,5 млн км от планеты. Пока старт запланирован на 2018 год.
Исследования в России
В России экспериментальные исследования SETI развивались в нескольких направлениях:
Поиск радиосигналов от солнцеподобных звёзд проводились в САО РАН на радиотелескопе РАТАН-600 в сантиметровом и дециметровом диапазонах. Исследовалось несколько десятков звёзд, расположенных вблизи эклиптики и несколько ближайших звёзд солнечного типа. Несколько звёзд наблюдались также в оптическом диапазоне с помощью 6-метрового рефлектора БТА. Ни у одной из исследованных звёзд не было обнаружено превышение потока излучения над шумами.
Поиск оптических сигналов начался в САО РАН ещё с 1970-х годов под руководством энтузиаста SETI В. Ф. Шварцмана, а после его ухода из жизни — его учеником Г. М. Бескиным. Применительно к сигналам внеземных цивилизаций были выделены две группы объектов: для цивилизаций I типа по классификации Н. С. Кардашева (сравнимых с нашей земной цивилизацией) — это звезды спектральных классов F9V-G5V в окрестностях Солнца с расстоянием до 25 парсек; для сверхцивилизаций II и III типа — объекты с необычными характеристиками, в частности, не имеющие спектральных линий. К последним относятся белые карлики DC-типа и так называемые РОКОСы (англ. Radio Objects with a Continuous Optical Spectrum, ROCOS).
Поиск сфер Дайсона, то есть гипотетических астроинженерных конструкций, предположительно сооружаемых внеземными цивилизациями около своих звёзд, ведётся в Астрокосмическом центре ФИАН под руководством академика РАН Н. С. Кардашева. Предполагается, что эти сферы поглощают большую часть энергии звезды и переизлучают её в инфракрасном, субмиллиметровом и миллиметровом диапазонах — в зависимости от температуры конструкций. Такие источники должны иметь спектры, близкие к спектру чёрного тела с эффективной температурой от 3 до 300 К.
Передача радиосообщений внеземным цивилизациям. Первое послание в Космос было направлено 19 ноября 1962 года из Центра Дальней Космической Связи СССР в Евпатории. Это было радиотелеграфное сообщение, состоящее из трех слов: «Мир», «Ленин», «СССР». В период с 24 мая по 1 июля 1999 года из Евпатории осуществлено 4 сеанса передачи информации к четырём звёздам солнечного типа в рамках международного проекта Cosmic Call. Передавались, в частности сведения по астрономии, биологии, географии, имена и индивидуальные письма около 50 тысяч участников проекта, и приглашение к любому, кто прочитал послание, откликнуться и, если можно, сообщить сведения о своей цивилизации.
Еще одним недостатком, очевидно, может оказаться неправильный выбор радиодиапазонов. Внеземные цивилизации, если они существуют, могут использовать самые разные методы сжатия. Вполне может быть, что, вслушиваясь в сжатые сообщения, распределенные к тому же на несколько частотных диапазонов, можно услышать только «белый шум».
В интервью журналу Cosmic Search Себастьян фон Хорнер говорил: «Я серьёзно думаю, что попытка установления контакта с Другими во Вселенной является нашей следующей великой целью и что её успех будет означать громаднейший шаг в эволюции человечества, сравнимый с нашим овладением речью миллионы лет назад».
В своей книге «Физика невозможного» др. Митио Каку пишет: «Учитывая стремительное продвижение программы SETI и обнаружение все новых внесолнечных планет, контакт с внеземной жизнью может произойти уже в этом столетии».
В то же время некоторые раскритиковали проект. Например, Питер Сченкель, оставаясь сторонником проектов SETI, написал, что «В свете последних достижений мы стали глубже проникать в суть вещей, и лучшим ходом представляется унять чрезмерную возбужденность и прагматично рассмотреть факты… Мы должны спокойно признать, что ранние предположения о существовании может быть миллионов, сотен тысяч или десятков тысяч передовых внеземных цивилизаций в нашей галактике более не надежны.»
Как ищут инопланетян? С какими загадками и проблемами сталкивается SETI
Если инопланетяне пытаются поговорить с нами (или если не пытаются), Джилл Тартер найдет их первой. Она учредила Институт поиска внеземного интеллекта (SETI) в 1984 году и руководила его исследовательским центром много лет. Вдохновившись ее работой режиссер снял фильм «Контакт» (1997) с Джоди Фостер в главной роли. Астрофизик Мэгги Тернбулл, которая в настоящее время работает на губернатора Висконсина, начала работать с Тартер в конце 90-х и теперь связана с SETI Institute. Она работает над телескопом NASA WFIRST, который отправится в космос в 2025 году.
У этих двух ученых несколько разный подход к поискам внеземной жизни. Тартер сосредоточилась на поиске доказательств существования передовых инопланетных технологий, тогда как Тернбулл ищет биологические сигнатуры. Журнал Wired пообщался с учеными на фестивале в Сан-Франциско. И хотя они ищут несколько разные вещи, обе уверены в важнейшей идее: поиск жизни за пределами нашей планеты может нас объединить.
В поисках инопланетян: институт SETI и NASA
Какие свойства, которые могут сделать систему потенциально обитаемой, вы ищете в первую очередь?
Тернбулл: Во-первых, долговечность. Самые яркие звезды сжигают свое топливо быстрее всего и они сожгут свои водородные резервы и раздуются до красных гигантов задолго до того, как появятся планеты. Этих звезд нет в целевом списке. Кроме того, если звезда не содержит никаких тяжелых металлов, если предположить, что планеты образованы из того же материала, из которого сформирована звезда, существует меньшая вероятность найти в этой системе планеты. Так что металлическая бедность тоже плохо.
В космических исследованиях существует своего рода бифуркация между поиском биологических сигнатур жизни и поиском технологических сигнатур. Можете определить, что это такое?
Тартер: SETI занимается поиском внеземного интеллекта, но у нас нет никаких представлений о том, как обнаружить разум напрямую. Поэтому мы берем технологию у себя под боком и спрашиваем: «Нет ли каких-нибудь технологий там, которые изменяют окружающую среду так, что мы могли бы обнаружить это на межзвездных расстояниях?». Если мы можем найти какую-нибудь технологическую подсказку, мы бы предположили, что в определенный момент были и разумные технологи, которые ее создали.
На этой планете доминируют бактерии. Микробиологическая жизнь гораздо более плодовита, чем сложная жизнь, и, возможно, так будет в другом месте. Возможно, нам стоило бы поискать микробов до того, как мы найдем сложную жизнь.
Но теперь эти области немного сходятся?
Тартер: На протяжении истории мы искали сигналы в электромагнитном спектре. Этим занимался SETI. Совсем недавно, учитывая появление новых наземных телескопов, строительством которых мы занимаемся, и новых космических телескопов, строительством которых мы занимаемся, мы задумались: как использовать их, чтобы найти нечто, на что способны только технологии?
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Сигналы по-прежнему кажутся хорошей идеей, но может быть и много других вещей, которые мы найдем. Сообщество астробиологов было шизофреничным некоторое время, и было нормально искать микробы в начале сложной жизни. Затем они сказали: «Нет, SETI, это не касается астробиологии». Но теперь нам пришлось снова пересмотреть это, поскольку астрономы готовятся к следующему десятилетнему обзору всех деталей, которые мы можем сесть и поставить в приоритет. И комитет Национальной академии наук засматривается на стратегию астробиологов, и он больше склонен к тому, чтобы принять идею о том, что как техносигнатуры, так и биосигнатуры попадают под большой зонтик астробиологических наблюдений.
Какие ваши любимые примеры возможных инопланетных технологий, которые потенциально обнаруживаются нашими инструментами?
Тартер: Есть сказочная звездная система или планетарная система под названием Trappist-1. Семь планет вращаются вокруг крошечной карликовой звезды. Они упакованы очень плотно: все орбиты втиснулись бы в орбиту Меркурия, будь они в нашей Солнечной системе. Три из них находятся на хорошем расстоянии от своей звезды, так что если бы у них была атмосфера, у них была бы и жидкая вода. Ладно, теперь возьмем эти семь планет, расположенных на разных расстояниях от своей звезды. И допустим, что когда у нас появится возможность исследовать их, мы узнаем, что они похожи. Что у них одинаковые температуры. Они так-то и выглядят идентично. Это маловероятно, учитывая причуды природы, но если какая-нибудь технологическая цивилизация возникнет на одной из этих планет и решит, что ей нужно больше недвижимости, она, по сути, может преобразовать все планеты в своей системе, сделать их одинаковыми.
Мэгги, расскажите нам о телескопе, над которым вы работаете и что он может обнаружить.
Как ищут инопланетян
Тернбулл: Сейчас мой самый большой и всеобъемлющий проект — это телескоп WFIRST. (Ближе к запуску он получит более веселое имя). Но это означает Wide Field Infrared Telescope. Эта обсерватория по большей части предназначена для того, чтобы работать с глубоким небом и искать темную энергию и темную материю. Две самые интересные темы в астрофизике… Но еще интереснее для астрофизиков экзопланеты и жизнь. Таким образом, в качестве демонстрации технологии, мы включаем первые рожденные камеры в космосе, чтобы напрямую делать снимки ближайших планетарных систем. Это никогда не проводилось раньше.
Мы планируем начать с нескольких планетарных систем, в существовании которых уверены наверняка. Мы нашли их по гравитационному притяжению, которое планеты оказывают на свою звезды. Мы никогда не видели их напрямую, но уверены, что они там есть.
Что вы будете искать?
Тернбулл: Вода в атмосфере обладает очень сильной абсорбционной способностью. У растений есть отличительная сигнатура, потому что они очень темные. Мы думаем, что они зеленые, потому что они отражают немного зеленого света. Но по большой части растения очень темные, потому что поглощают весь свет и используют его в качестве источника энергии для строительства своих тел. И они также отражают в инфракрасном, и есть много теорий на тему того, почему так. Возможно, это механизм охлаждения — и в чем бы не был смысл, это реально видно. Растительность хорошо видна и была сигналов, который транслировался в виде отраженного солнечного света во Вселенной в течение последних миллиардов лет. Мы могли бы увидеть это на планете земного типа.
Мэгги, вы также работаете на губернатора Висконсина.
Тернбулл: Я почти забыла!
Какова роль общественности в исследованиях SETI?
Они ищут инопланетян.
Если кто-нибудь найдет сигнал, на что это будет похоже?
Тартер: Компьютер сообщит о некоторых обнаруженных параметрах. В Калифорнийском университете в Беркли, где они обрабатываются, они попадут в большой фильтр вместе с другими сообщениями и пройдут через анализ того, действительно ли сигнал поступил из одной точке на небе и перемещается так, как это делают звезды. Затем создается список кандидатов из 10, 20 или 100 сигналов, далее посылается запрос на резервирование времени на телескопе для повторного исследования каждого из этих мест.
Привлекать людей к SETI невероятно важно и по другой причине: это дает нам возможность изменить точку зрения каждого. Это похоже на то, чтобы поднять зеркало и сказать: «Смотрите вы все, там, на Земле, вы все одинаковы, если сравнивать с чем-то еще, что может быть где-нибудь там». И создавая глобальную сеть для решения и работы над этой проблемой, я думаю, было бы прекрасно затрагивать и другие проблемы, которые мы имеем на планете, которые не имеют отношения к национальным границам, но которые необходимо решать системно.
Размывание различий между нами — лучшее, что может сделать SETI. Это и есть причина, по которой мы хотим вовлечь весь мир.
Астрономы сказали бы вам, что существуют сотни миллиардов галактик, каждая из которых содержит сотни миллиардов звезд или что-то вроде того. Так что математически, статистически существует огромное количество планет, поддерживающих жизнь. Но есть также люди, утверждающие, что жизнь должна была появиться на Земле вследствие специфической цепочки событий, и возможность того, что это произойдет снова, бесконечно мала. Вы никогда не задумывались о том, что, возможно, посвятили свою карьеру поиску того, чего никогда не найдете?
Тернбулл: Нет. Мне нравится, когда все на ладони. Есть действительно веские аргументы для обоих возможных ответов. И я думаю, что будучи ученым, вы должны прекрасно себя чувствовать с двумя возможными вариантами одновременно. Это как квантовой состояние, которое еще не коллапсировало, но которое вы можете представлять одновременно. «Не может быть, чтобы подобное случилось еще раз!» и «Они должны быть повсюду!».
Я думаю, мы говорим о самой яркой научной области на планете. Она настолько многодисциплинарная. Существует столько различных линий доказательств и запросов, которые имеют значение для поиска жизни.
Тартер: Когда я была молодым ученым, Филип Моррисон, один из основателей SETI, сказал мне: «Любая тема, в которой пределы ошибок находятся в экспонентах, так что мы не знаем, это пределы десятков, сотен или миллионов, это не теоретическая наука, это наука, которая будет делать прогресс посредством наблюдений».
И если вы скажете: «Хорошо. Нужно искать электромагнитные сигналы», сейчас есть девять разных переменных, которые могли бы описать такой сигнал. Итак, у вас есть девятимерное пространство поиска. Возьмите этот объем пространства для поиска и примените его относительно земных океанов. Сколько мы исследовали? Когда я проводила расчеты десять лет назад, я насчитала примерно стакан воды из всех океанов Земли, столько космоса мы исследовали. На прошлой неделе студенты опубликовали пересмотр этого тезиса и утверждают, что теперь это похоже на ванну или небольшой бассейн. Еще многое предстоит сделать. Мы едва начали поиск, это могут быть даже не электромагнитные сигналы — это может быть что-нибудь еще.
В фильме «Контакт» персонаж Джоди Фостер обнаруживает инопланетные цивилизации. Во время собеседования о приеме на работу по визиту к инопланетянам, ее спрашивают, каким будет ее единственный вопрос для них. Что бы спросили вы?
Тартер: Я должна отметить свою предвзятость, потому что я присутствовала на той беседе с Карлом Саганом, и мой вопрос был бы: «Как вы это сделали? Как вам удалось пройти этап технологического взросления, в котором мы находимся на Земле, и стать старой, стабильной, технологической цивилизацией?».
Тернбулл: Я бы, пожалуй, спросила: «Сколько, сколько нас здесь?».
Где искать инопланетян
Парадокс Ферми гласит, что если бы было так много обитаемых планет, мы бы, вероятно, получили бы определенные доказательства этому сейчас. Но мы не получили. Потому что, возможно, они выходят на контакт, потому что хотят уничтожить вас. И Стивен Хокинг сказал, что поиск внеземного разума это плохая идея, потому что если они прибудут, они колонизирую нас, как Колумб колонизировал Новый Свет. Что думаете по этому поводу?
Тартер: Если бы вы задали вопрос: «Есть ли в океане рыба?», а затем провели эксперимент, зачерпнув стакан воды из океана, и не нашли бы в нем рыбы, я не думаю, что вы бы пришли к выводу, что никакой рыбы нет.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
В этом же заключается и парадокс Ферми. Мы просто искали недостаточно, чтобы иметь возможность сказать, если там кто-нибудь. И Мэгги украла мой любимый аргумент против заявления Хокинга, который состоит в том, что трудно стать старой, долгоживущей технологической цивилизацией, не избавившись от агрессии и тем самым став разумным, в первую очередь. Поэтому если они прибудут, если честно, я не думаю, что нам стоит беспокоиться.
Что скрывает Солнечная система
Что происходит, когда вы смотрите на нашу Солнечную систему, какого рода сигнатуры и информацию вы получаете о нашей Солнечной системе?
Тартер: Мы потратили немного времени на ряд радарных исследований лагранжевых точек. Многие предполагали, что астероиды могут быть хорошим местом для размещения артефакта, поэтому мы собираемся их посетить. Это часть поиска техносигнатур. Мы не знаем, что могли бы найти, поэтому собираемся просто выяснить, что находится в точках Лагранжа L4 и L5. Что это за облака Кордылевского?
Джилл, можете рассказать аудитории, что думаете за кулисами о некоторых загадочных сигналах.
Тартер: У нас в области радиоастрономии есть загадка — что такое быстрые радиовсплески? Мы думаем, что по меньшей мере 10 000 таких появляется в небе каждый день. Они живут миллисекунду или меньше, и мы не знаем, что это такое.
Возможно, это просто червоточины открываются и закрываются по всему небу для транспортировки. Такой была моя идея для сиквела «Контакта». Но эти всплески — реальная загадка, и мы пытаемся построить инструментарий для ее исследования.
Если сравнивать с космической программой, существуют ли какие-нибудь вещи, которые вы создаете и которые находят применения в других сферах?
Тартер: Некоторые алгоритмы, которые мы используем для обнаружения сигналов в реальном времени, имеют применения в других местах. Давным-давно мы искали определенный тип преобразования — преобразование радона — и он оказался отличным способом обнаружения микрокальцификатов при скриннинге рака молочной железы и маммограммах. Он прошел первый этап исследований. Оказалось, что это слишком дорого и не применимо в коммерческих масштабах. Но он находит паттерны в шуме. Есть много различных применений этой возможности. Сейчас мы надеемся, что то, что выходит из индустрии и университетских систем, нейронные сети, помогут нам просеивать данные, не задавая конкретные образцы для поиска. Мы позволим нейронным сетям рассказать нам, есть ли что-то еще кроме шума.
Нейросети найдут? Расскажите в нашем чате в Телеграме.