Как инопланетян начали искать с помощью радиотелескопов
Инопланетные цивилизации, вероятно, существуют. Однако, несмотря на достижения в науке и технике, установить с ними контакт не удается. До сих пор мы можем лишь строить догадки о том, какой может быть разумная жизнь за пределами Земли. В книге «Наука о чужих. Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах» (издательство «Бомбора») историк космонавтики Антон Первушин рассказывает, как менялись представления об обитателях других миров и какие теории и гипотезы о внеземной жизни выдвигали ученые. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом о первых попытках использовать радиоволны для поиска инопланетян.
Хотя на заре развития радио возникли сомнения в том, что этот способ связи может быть использован в космосе, ученые допускали теоретическую возможность преодоления ионосферного слоя Кеннели — Хевисайда с помощью коротких и ультракоротких радиоволн.
Проблемой, в частности, занимался американский военный инженер Эдвин Армстронг: в ноябре 1935 года он впервые продемонстрировал систему, работающую с частотной модуляцией на длине волны 2,5 метра. Быстрому распространению нового типа радиосвязи способствовала Вторая мировая война, поскольку оказалось, что он также подходит для радаров, обнаруживающих самолёты противника. В январе 1946 года сотрудники Лаборатории сигналов Эванса в штате Нью-Джерси, используя оборудование Армстронга, в рамках проекта «Диана» (Diana) провели эксперимент по прямой радиолокации Луны: отраженный ею и успешно принятый сигнал доказал, что ультракороткие волны действительно могут проникать сквозь ионосферу.
Параллельно развивалась радиоастрономия. Ее основоположником считается американский физик Карл Янский, который сконструировал вращающуюся направленную антенну для изучения грозовых помех и в сентябре 1932 года обнаружил сильное радиоизлучение, идущее из центра Галактики. Открытие получило широкую известность благодаря публикации в «Нью-Йорк таймс», но астрономы почти не заинтересовались им. В результате практическими исследованиями в этой области занялся энтузиаст Грот Ребер, который в 1937 году на личные средства построил радиотелескоп во дворе своего дома в Иллинойсе и провёл с его помощью систематическое исследование неба.
С отчетом Ребера ознакомился нидерландец Ян Оорт, работавший в Лейденской обсерватории: он сразу понял, что излучение, которое наблюдал Ребер, должно быть непрерывным и простираться в широком диапазоне волн — от сантиметров до десятков метров. По мнению Оорта, для дальнейшего прогресса в исследованиях необходимо было выявить монохроматическое излучение, которое послужило бы аналогом полос в солнечном спектре. Поиски он поручил своему студенту Хендрику ван де Хюлсту, который рассмотрел различные природные механизмы, способные создавать чёткие линии в радиоспектре. В 1944 году ван де Хюлст сообщил, что вероятным источником такого излучения может быть межзвёздный нейтральный водород: он имеет длину волны 21,1 сантиметра (частота 1420,4 МГц), возникающей при спонтанном переходе между двумя близко расположенными энергетическими подуровнями основного состояния атома этого элемента. Однако малая вероятность такого перехода и отсутствие данных о плотности нейтрального водорода в космическом пространстве ставили под сомнение возможность обнаружения его линии.
Однако направление дальнейшим изысканиям было задано, и в 1948 году знакомый нам Иосиф Шкловский расчётом показал, что энергетические переходы не только возможны, но и неизбежны. В марте 1951 года гарвардские физики Гарольд Юэн и Эдуард Пёрселл, используя выкладки предшественников, обнаружили в радиоспектре искомую линию. С этого момента астрономы получили возможность изучать картину распределения нейтрального водорода в Галактике и делать обоснованные выводы о ее структуре.
Позднее возникла идея, что линия на волне 21,1 сантиметра является идеальной для установления дистанционного контакта между цивилизациями. 19 сентября 1959 года в журнале «Нейчур» была опубликована статья американских физиков из Корнеллского университета (Итака, штат Нью-Йорк) Джузеппе Коккони и Филипа Моррисона «Поиск межзвездных коммуникаций» (Searching for Interstellar Communications). Авторы утверждали: поскольку не существует теории, позволяющей достоверно оценить возможность возникновения жизни и разума на планетах у звезд, ничто не мешает допустить, что вероятность этого достаточно высока и где-то в относительной близости от Солнечной системы есть цивилизация, которая либо равна нам по развитию, либо превосходит нас.
Теоретически инопланетяне должны искать себе подобных и для установления контакта посылать в сторону похожих миров осмысленные сигналы, выделяющиеся на фоне излучения звёзд и других астрономических объектов. Названному условию удовлетворяют радиоволны в диапазоне длины от сантиметра до трехсот метров. Но какая длина предпочтительнее?
Моррисон высказал оригинальную идею: инопланетные коллеги должны знать о существовании радиолинии водорода и подобно земным ученым считать ее особенной — природным эталоном космического излучения, ведь водород — самый распространённый элемент во Вселенной. Следовательно, все цивилизации, которые достигли необходимого технологического уровня, выберут именно ее для установления контакта. Если же разумные существа только начинают изучение космоса с помощью радиотелескопов, как, например, земляне в конце 1950-х, то они раньше или позже наткнутся на сильные «аномальные» сигналы, передаваемые на природной волне, что станет прямым доказательством присутствия братьев по разуму.
Коккони и Моррисон писали: «Сеанс передачи будет продолжаться, по-видимому, несколько лет, так как ответный сигнал не может вернуться раньше, чем через время порядка 10 лет. Затем он повторяется сначала. Возможно, что некоторые виды сигналов будут изменяться с течением времени. Чтобы быть безошибочно опознанным в качестве искусственного сигнала, последний может содержать, например, последовательность малых простых чисел или простые арифметические суммы». Физики также предлагали начать прослушивание на волне радиолинии водорода таких звезд, как Тау Кита (τ Ceti), Омикрон2 Эридана (ο2 Eridani), Эпсилон Эридана (ε Eridani) и Эпсилон Индейца (ε Indi)
В то же самое время начала работу Национальная радиоастрономическая обсерватория (National Radio Astronomy Observatory, NRAO) в Грин-Бэнк (Западная Виргиния, США). В марте 1959 года там было завершено сооружение 26-метрового радиотелескопа.
Молодой сотрудник обсерватории Фрэнк Дрейк, которого еще в юности увлекла идея существования инопланетян, задумался о возможности его использования для поиска внеземных сигналов. Если другие цивилизации передают информацию в космос с помощью радаров, аналогичных тем, что применяются земными астрономами для радиолокации соседних планет, то ее можно уловить на расстоянии до 8,7 световых лет. В этой сфере на тот момент были известны шесть звездных систем, включая Сириус. При увеличении диаметра приемной антенны расширится и сфера приёма: например, 300-метровый радиотелескоп обсерватории Аресибо (Arecibo Observatory), который планировали строить в Пуэрто-Рико, должен был улавливать сигналы, поступающие с дальности 100 световых лет, охватив около 10 тысяч звезд. Таким образом, становилась возможной связь между цивилизациями, разделенными межзвёздными расстояниями.
На основании этих доводов Дрейк предложил начать поиск узкополосных сигналов со стороны Тау Кита и Эпсилон Эридана. Он назвал свой проект «Озма» (Ozma) в честь правительницы страны Оз, придуманной писателем Лайменом Баумом. Оставалось заручиться поддержкой Отто Людвиговича Струве, директора Национальной обсерватории и представителя династии знаменитых российских астрономов. Дрейк позднее рассказывал: «Эпохальная статья [Коккони и Моррисона] вызвала настоящий ажиотаж. Во всех газетах появились публикации о том, что известные ученые предлагают заняться поисками внеземного разума... Струве, к моему удивлению, пришел в ярость. Он был директором разных обсерваторий достаточно много лет, чтобы понимать, как важно добиться признания в науке... Я помню, как Струве носился взад-вперед по коридорам нового административного здания, разглагольствуя о том, что эта идея родилась в Грин-Бэнк почти годом ранее, но теперь Корнеллу достанется вся слава. Мы упустили шанс привлечь внимание к обсерватории. Внезапно он остановился, увидев способ изменить ситуацию в нашу пользу. По его словам, через несколько недель у него запланировано чтение лекций в Массачусетском технологическом институте, и он поклялся воспользоваться этим случаем, чтобы публично объявить о нашем проекте: он перепишет текст, посвятив целую лекцию поиску внеземного разума со ссылкой на работы в Национальной радиоастрономической обсерватории... Я, конечно, остался дома, чтобы усердно работать под давлением Струве над запуском проекта».
Струве признавал, что шансы уловить сигналы от цивилизации, находящейся у одной из ближайших солнцеподобных звезд, «почти равны нулю», но считал, что эксперимент принесет пользу всей радиоастрономии: «Есть все основания полагать, что эксперимент „Озма“ в конце концов даст положительные результаты, когда мы сумеем обследовать достаточно много звёзд типа Солнца». Таким образом, он рассматривал проект не как одноразовый эксперимент, а как этап в постоянном поиске жизни в других мирах.
Дрейк подготовил оборудование и с 8 апреля 1960 года прослушивал выбранные звёзды в общей сложности 150 часов. Начал он с Тау Кита, но результат оказался нулевым, после чего радиоастроном переключился на Эпсилон Эридана. И внезапно поймал очень сильный сигнал! Было записано множество коротких импульсов, около восьми в секунду, настолько однородно следующих друг за другом, что они могли исходить только от разумных существ.
Дрейк рассказывал: «Никто из нас никогда не видел ничего подобного. Мы посмотрели друг на друга широко открытыми глазами... Могло ли открытие быть таким простым? Внезапно все заговорили одновременно, произнося бессмысленные фразы, такие как „Что нам теперь делать?“ и „Проверьте лучше оборудование!“. Мы начали с того, что отвели телескоп от звезды. Сигнал немедленно исчез, что сделало ещё более вероятной его связь с Эпсилон Эридана. Но затем, когда мы несколько мгновений спустя снова навели телескоп на звезду, сигнал не вернулся, поэтому мы не могли сказать, исходил ли он от звезды или это были какие-то земные помехи, которые просто прекратились в тот же момент».
К разочарованию ученых, вскоре выяснилось, что они приняли передачу с самолета одной из научных программ Морской исследовательской обсерватории (Naval Research Laboratory, NRL). В июле проект «Озма» был остановлен, поскольку радиотелескоп понадобился для других исследований, но Дрейк и Струве отнеслись к этому как к паузе, понимая, что работы фундаментального характера требуют длительного времени. Дрейк заявил: «Те, кто считает, что цель оправдывает такие затраты, будут продолжать это исследование, поддерживаемые надеждой добиться успеха когда-нибудь в будущем: может быть, через сто лет, а может быть, на следующей неделе».
Подробнее читайте:
Первушин, Антон Иванович. Наука о чужих. Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах / Антон Первушин. — Москва : Эксмо, 2025. — 512 с.