Передача и поиски разумных сигналов во Вселенной

А. Л. Зайцев

Институт радиотехники и электроники РАН

(Пленарный доклад на Всероссийской астрономической конференции ВАК-2004 "Горизонты Вселенной", Москва, МГУ, 7 июня 2004 года)

 

Введение

В Предисловии к последнему прижизненному изданию книги "Вселенная, жизнь, разум" И. С. Шкловский оставил нам следующую "установку" на будущее:

"…разумная жизнь во Вселенной – феномен необыкновенно редкий, а может быть, даже уникальный. Тем большая ответственность ложится на человечество, чтобы эта искра сознания благодаря его неразумным действиям не погасла, а разгорелась бы в яркий костер, наблюдаемый даже с далёких окраин нашей Галактики".

Пока его мечта о "ярком костре" ещё далека от своего практического воплощения в полном объёме, но первые шаги в этом направлении уже сделаны. Речь идет о межзвёздных радиопосланиях. В общей сложности, с Земли в адрес 14-ти окрестных звезд солнечного типа и звёздного скопления М13 было отправлено четыре радиопослания. Первое из них, Arecibo Message, передано 16 ноября 1974 года Фрэнком Дрейком из Аресибо с помощью крупнейшего в мире планетного радиолокатора, три остальных – Cosmic Call 1999, Teen Age Message 2001 и Cosmic Call 2003 – нами из Евпатории, где расположен планетный радиолокатор, крупнейший в Евразии. В будущем, при наличии наземной или космической сети мощных и регулярно работающих многолучевых передатчиков, "радиоколонизация" всей Галактики займёт не более 100 тысяч лет.

Ниже излагается методология и практика излучения разумных сигналов в адрес предполагаемых внеземных цивилизаций. Этот новый вид человеческой деятельности можно назвать "Электромагнитное освоение космоса".

Синонимом "разумных сигналов" являются "когерентные сигналы", то есть такие, чья фазовая характеристика описывается однозначной детерминированной функцией времени и для которых, следовательно, может быть синтезирован физически реализуемый оптимальный фильтр. Когерентность определяется также как стационарный характер интерференции между колебанием и его сдвинутой во времени копией, [1]. Ниже рассматриваются, в основном, радиодиапазон и непрерывные радиосигналы.

 

"Pale Blue Dot"

Это такая "Астрономия наоборот" – взгляд на Землю со стороны. "Pale Blue Dot" – как называл Землю Карл Саган – "Бледное голубое пятнышко", едва уже различимое с расстояния всего 0,0006 светового года (снимок выполнен с космического аппарата "Вояджер 1"). Но нет пока у нас данных о том, что есть во Вселенной нечто подобное, другая цивилизация, другой Разум, помимо нашего.

Поэтому наша миссия – сделать так, чтобы свет земного разума не угас, и чтобы наша уникальность во Вселенной привела к появлению в ней разумных сигналов, несущих Другим Благую Весть "Вы не одни!"

Более пристальный взгляд, быть может, отметит наше несовершенство, скажет – рано земному Разуму нести свой свет Другим, раз между собой ещё никак разобраться не можем. Но необходимо различать наши внутренние и внешние сущности, внутренние и внешние проявления земной цивилизации, [2]. Оставим наше внутреннее усовершенствование на откуп политикам-глобалистам и общественным движениям, в надежде на победу разумного начала, а сами попытаемся разобраться с тем, возможны ли уже сейчас целенаправленные внешние проявления земного Разума. Кстати, но как это ни парадоксально звучит – вовсе не исключено, что, обратив свои устремления в Космос, можно будет легче решить и наши внутренние проблемы, поскольку многие из них надуманы и при взгляде со стороны выглядят не иначе, как "мышиная возня".

 

Межзвездные радиопослания. Методология

Оказывается, что есть уже вполне определённые научно-технические предпосылки для внешнего проявления земного Разума – существуют соответствующие инструменты, можно попытаться обосновать, куда отправлять наши Радиопослания, каковыми могли бы быть их структура и содержание.

Инструменты – это мощные радиолокаторы, используемые нами для исследования динамики и физических характеристик астероидов и комет. Зондирующие сигналы этих радиолокаторов видны практически всюду в нашей Галактике, если предположить, что Другие цивилизации находятся примерно на таком же уровне развития антенной техники, что и земляне. Наличие таких мощных радаров у цивилизации – существенный фактор её устойчивости, свидетельствующий о способности обеспечить свою астероидно-кометную безопасность. Тот факт, что мы не видим зондирующие сигналы Других, может говорить, в частности, и о том, что Другие идут нетехнологическим путем, типа земных дельфинов, и, следовательно, менее долговечны, так как беззащитны перед ударной угрозой.

Всего на Земле три таких радиолокатора – два в Америке, в Национальном астрономическом и ионосферном центре в Аресибо и в Лаборатории реактивного движения НАСА в Голдстоуне, и один – в Крыму, под Евпаторией.

Радиолокационный телескоп в Аресибо, Пуэрто-Рико, представляет собой 300-м неподвижный сфероид с эффективной площадью около трёх гектаров и окном по склонению (-2 -- +38) градусов. Средняя мощность передатчика ~1 MW на волне 13 см. Этот радар позволяет передавать к каждой из выбранных звёзд по 7,5 мегабит информации ежедневно на расстояние 70 световых лет, при условии что "Там" есть приёмная антенна типа SKA, ввод в строй которой запланирован "Здесь" на ближайшее десятилетие.

Планетный радиолокатор в Евпатории, Крым, имеет следующие параметры: антенна – 70-м полноповоротный параболоид с эффективной площадью около четверти гектара, средняя мощность передатчика – до 150 kW на волне 6 см. Евпаторийский радар позволяет передавать к каждой из выбранных звёзд по 2,0 мегабита информации ежедневно на расстояние 70 световых лет, при условии что "Там" есть приёмная антенна типа SKA.

Адресаты межзвёздных радиопосланий – окрестные звезды солнечного типа, у некоторых из которых есть собственные планеты, и даже планетные системы. Критерии отбора звёзд-адресатов и обширные каталоги этих звёзд – активно разрабатываемая тема, преимущественно в России и США, [3, 4].

Какими могли бы быть структура и содержание Межзвёздных радиопосланий (МРП)? Например, радиопослание может быть синтезировано на основе спектрального подхода, наиболее наглядного и физически обоснованного, [5]. В соответствии с тремя типами однозначной частотной функции: "Константа", "Непрерывная", "Дискретная" – радиопослание имеет трёхзвенную структуру и использует три языка – "язык природы", "язык эмоций", "язык логики". Здесь уместно провести аналогию с триединой структурой нашего мышления, где мы различаем три компонента – интуитивное, эмоциональное и логическое.

Первая часть конструируется радиоинженерами, и представляет собой зондирующее колебание, например, простейшее монохроматическое или с периодической ЛЧМ (линейной частотной модуляцией), в которое введена доплеровская поправка за движение передатчика, причём с таким расчётом, чтобы удалённый наблюдатель видел бы нас всё время на постоянной частоте. Такие параметры зондирующего колебания, как длина волны и момент начала модуляции выбираются исходя из общегалактических констант и событий, [6]. При наличии интуиции ОНИ смогут понять, каким именно был исходный зондирующий сигнал.

Вторая часть создается людьми искусства – композиторами, художниками, зодчими и представляет собой аналоговые вариации частоты, отображающие наш эмоциональный мир и наши художественные образы. Простейший пример – классические музыкальные мелодии.

Третья часть – дискретная частотная манипуляция, цифровой поток данных, отражение наших логических построений – алгоритмов, теорий, накопленных знаний о себе самих и о мире вокруг нас.

Таблица 1.

Спектральная структура межзвёздных радиопосланий

 

Три типа однозначной частотной функции

Тип

1. Константа

2. Непрерывная

3. Дискретная

Автор

("Здесь")

Радиоинженер

Композитор,

художник, зодчий

Учёный

Язык

"Природы"

"Эмоций"

"Логики"

Информация

Отсутствует

Аналоговая

Цифровая

Сонограмма

 

                  │

                  │

                  │

                  │

Анализ

("Там")

Астрофизический

Искусствоведческий

Лингвистический

В строке "Анализ" – наши представления о том, как будут исследоваться сигналы "Там", на приёмной стороне (или "Здесь", в случае успеха земных поисков). Первая часть подвергается астрофизическому анализу с целью выявления эффектов межзвёздной среды и диагностики канала связи. Вторая часть анализируется искусствоведами, третья – лингвистами и другими учёными.

 

Межзвездные радиопослания. Философия

Ну а чего же нам недостаёт? Почему сейчас мы не испытываем такой потребности – нести Другим Благую Весть о Разуме во Вселенной? "Железный Занавес" нашего молчания – уж не отражение ли это того факта, что наша Вселенная замкнута в себе? И что именно в этом кроется причина молчания Космоса – Разум в нашей Вселенной устроен таким образом, что не понимает, не может понять, зачем нужно передавать разумные сигналы Другим.

Он понимает только, что хорошо бы получить сигналы Других, и для этого уже более сорока лет проводит поиски по программам SETI, наивно полагая найти что-нибудь – потому что если всё действительно так и все во Вселенной ориентированы на то, чтобы получать, и никто не стремится отдавать, то какой смысл искать? Ведь в этом случае поиски разумных сигналов во Вселенной ни к чему не приведут…

Какой же тут мыслится выход? А выход сформулирован еще в 18 веке Эммануилом Кантом в его Категорическом императиве:

"…поступай только согласно такой максиме, руководствуясь которой, ты, в то же время можешь пожелать, чтобы она стала всеобщим законом…".

Следуя этой этической формуле, мы либо осознаём необходимость и ощущаем потребность нового вида человеческой деятельности, как то – "Передача и поиски разумных сигналов во Вселенной", либо вообще отказываемся от SETI, поскольку негласный надзор, как то, "подслушивание" (радио) или "подглядывание" (оптика), попросту неэтичен. Если же все во Вселенной следуют Категорическому императиву, то всеобщий моральный закон превращается также и во всеобщее астрофизическое явление. Тезис о морали, как космологическом факторе ранее использовался для предсказания координации действий Космических субъектов в случае "Большой коррекции", [7].

Возможно сейчас мы как раз на развилке нашей Истории, и по тому, как это сложится в дальнейшем, можно будет судить и о том, какова наша Вселенная в целом. Причём пока, до обнаружения Других, лишь земная цивилизация выступает как своеобразный индикатор Вселенной.

Молчим Мы и Вселенная – значит, наше развитие идет по «изоляционистскому» пути одиноких локальных Цивилизаций, погруженных в себя и занятых самосозерцанием. И наоборот, появление потребности преодоления молчания Вселенной означает развитие по пути открытого сообщества, открытой Вселенной. Открытый Мир, открытая Вселенная предполагают неодолимое желание Разума быть услышанным действительно всюду во Вселенной. Разве не этим ли стремлением – быть услышанными своими коллегами и обществом, движимы и все мы, собравшиеся здесь, на этом Астрономическом Форуме. Но пока почему-то дальше дело не идёт – внешние проявления, стремление быть услышанными из Космоса предполагаемыми братьями по разуму, у нас отсутствуют, или находятся ещё в зачаточном состоянии.

А Флаг Земли здесь как аллегория. Наша миссия – продемонстрировать его всюду…

 

Межзвёздные радиопослания. Практика.

В Таблице 2 – то немногое, что удалось сделать земной цивилизации на пути преодоления Молчания Вселенной. Всего с Земли было передано 4 межзвёздных радиопослания (МРП), одно американцами, с помощью радара в Аресибо, и три – нами из Евпатории. Здесь Т и Е – суммарные длительность излучения и излучённая энергия.

Таблица 2.

Имя

Arecibo Message

(AM)

Cosmic Call 1

(CC 1)

Teen Age Message

(TAM)

Cosmic Call 2

(CC 2)

Дата

16.11.1974

24.05, 30.06,

01.07.1999

29.08, 03.09,

04.09.2001

06.07.2003

Тип

Первое МРП (цифровое)

Первое многостраничное МРП

Первое аналоговое и цифровое МРП

Первое интернациональное МРП

Авторы

Drake, Sagan, Issacman, et al

Chafer, Dutil, Braastad, Zaitsev, et al

Пшеничнер, Гиндилис, Зайцев, и др.

Chafer, Dutil, Braastad, Zaitsev, et al

Радар

Аресибо

Евпатория

Евпатория

Евпатория

Адресаты

1

4

6

5

Т, мин

3

960

366

900

Е, МДж

83

8640

2200

8100

[Лит.]

8

9

10

11

Но это, как вы понимаете, лишь капля в море, это именно то «зачаточное состояние», о котором упоминалось выше. И, тем не менее, начало положено. Дополнительные сведения о структуре и содержании переданных межзвездных радиопосланий можно найти в цитированной литературе (строка [Лит.]) и в Интернете, [12, 13].

И в заключение – таблица звезд, адресатов этих четырех земных радиопосланий. Здесь R – расстояние до звёзд, в световых годах.

Таблица 3.

№№

Прибытие

Звезда

Созвездие

Послание

Отправлено

R, LY

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

04.2036

08.2040

05.2044

09.2044

07.2047

05.2049

04.2051

02.2057

05.2057

12.2057

01.2059

01.2059

10.2067

11.2069

02.2070

~ 25974

Hip 4872

HD 245409

HD 75732

HD 10307

HD 95128

HD 95128

HD 190360

HD 190406

HD 76151

HD 50692

HD 126053

HD 193664

HD 178428

HD 186408

HD 197076

Мерсье 13

Кассиопея

Орион

Рак

Андромеда

Б. Медведица

Б. Медведица

Лебедь

Орёл

Гидра

Близнецы

Дева

Дракон

Орёл

Лебедь

Дельфин

Геркулес

CC 2

CC 2

CC 2

CC 2

TAM

CC 2

CC 1

CC 1

TAM

TAM

TAM

TAM

CC 1

CC 1

TAM

AM

06.07.2003

06.07.2003

06.07.2003

06.07.2003

03.09.2001

06.07.2003

01.07.1999

30.06.1999

04.09.2001

03.09.2001

03.09.2001

04.09.2001

30.06.1999

24.05.1999

29.08.2001

16.11.1974

32.8

37.1

40.9

41.2

45.9

45.9

51.8

57.6

55.7

56.3

57.4

57.4

68.3

70.5

68.5

~ 24000

Во втором столбце Таблицы 3 указано время, когда может закончиться эра Великого молчания Вселенной для тех, Других, в том случае, если Они там есть и если им выпадет такой "счастливый случай" обнаружить разумные сигналы нашей земной Цивилизации. По сути, с этого момента ОНИ начинают жить в другой, Обитаемой Вселенной и этот переворот, причем не только в их сознании, но и в самой Вселенной производится нами – нашим разумом и нашей доброй волей. Разве это не есть достойное занятие для земного Разума!

 

Литература

1. М. Голлей. Когерентность разумных сигналов. В сборнике "Межзвёздная связь", М., "Мир", 1965, с. 212-219.

2. Л. М. Гиндилис. SETI: Поиск внеземного разума. М., Физматлит, 2004.

3. Л. Н. Филиппова. Выбор звёзд-адресатов для первого Детского радиопослания внеземным цивилизациям, http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/articles/phil.html .

4. M. Turnbull, J. Tarter. Target Selection for SETI: 1. A Catalog of Nearby Habitable Stellar Systems, http://it.arxiv.org/abs/astro-ph/0210675 .

5. А. Л. Зайцев. Язык радиопосланий другим цивилизациям. Вестник SETI, 2002, № 2/19.

6. П. И. Маковецкий. Смотри в корень. Сборник любопытных задач и вопросов. 4-е издание. М.: Наука, 1979.

7. В. А. Лефевр. Космический субъект. М., Ин-кварто, 1996.

8. The Staff at the National Astronomy and Ionosphere Center. "The Arecibo Message of November, 1974". Icarus, vol. 26, 462-466, (1975).

9. А. Л. Зайцев. Радиовещание для внеземных цивилизаций. Информационный бюллетень SETI, 1999, № 15.

10. Л. М. Гиндилис, С. Е. Гурьянов, А. Л. Зайцев, С. П. Игнатов, Е. В. Казаков, Н. Т. Петрович, Б. Г. Пшеничнер, И. А. Феодулова, Л. Н. Филиппова, С. П. Яценко. Сигнал отправлен: 1-е детское радиопослание внеземным цивилизациям. Московский открытый проект "Здравствуй, Галактика!". Вестник SETI, 2002, № 3/20.

11. А. Л. Зайцев и Р. Браастад. Синтез и передача межзвёздного радиопослания "Cosmic Call 2003". Вестник SETI, 2003, № 5/22-6/23.

12. "Радиопослания внеземным цивилизациям", http://www.cplire.ru/rus/ra&sr/index.html.

13. "Interstellar Radio Messages", http://www.cplire.ru/html/ra&sr/irm/index.html.