Наука о чужих. Как ученые объясняют возможность жизни на других планетах - Антон Иванович Первушин
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
3.3. Формула Дрейка
Хотя на заре развития радио возникли сомнения в том, что этот способ связи может быть использован в космосе, учёные 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 м. 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: отражённый ею и успешно принятый сигнал доказал, что ультракороткие волны действительно могут проникать сквозь ионосферу.
Рис. 46. Девятиметровая параболическая антенна радиотелескопа астронома-любителя Грота Ребера; фотоснимок сделан им самим. 1937 год. Из коллекции Национальной радиоастрономической обсерватории США (National Radio Astronomy Observatory, NRAO).
Параллельно развивалась радиоастрономия. Её 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 отчётом 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 см (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 её структуре.
Позднее возникла идея, что линия на волне 21,1 см 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 межзвёздных коммуникаций» (Searching for Interstellar Communications). Авторы утверждали: поскольку не существует теории, позволяющей достоверно оценить возможность возникновения жизни и разу ма на планетах у звёзд, 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 трёхсот метров. Но какая длина предпочтительнее?
Моррисон высказал оригинальную идею: инопланетные коллеги должны знать о существовании радиолинии водорода и подобно земным учёным считать её особенной – природным эталоном космического излучения, ведь водород – самый распространённый элемент во Вселенной. Следовательно, все цивилизации, которые достигли необходимого технологического уровня, выберут именно её 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 звёзд, 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 ещё 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 её можно уловить на расстоянии до 8,7 световых лет. В этой сфере на тот момент были известны шесть звёздных систем, включая Сириус. При увеличении диаметра приёмной 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 звёзд. Таким образом, становилась возможной связь между цивилизациями, разделёнными межзвёздными расстояниями.
Рис. 47. 26-метровый радиотелескоп Национальной радиоастрономической обсерватории США в Грин-Бэнк, который использовался для поиска внеземных искусственных сигналов в рамках
