SETI и ПРОГРЕСС АСТРОНОМИИЮ.Н.Ефремов, Л.М.ГиндилисГАИШ МГУПроблема существования разумной жизни во Вселенной, в той или иной форме, ставилась философской и научной мыслью, начиная с самой глубокой древности. В европейской науке нового времени она была поставлена, как известно, Джордано Бруно. Менее известно, что ей уделяли внимание и такие ученые как Гюйгенс и Ньютон. Так, последний, например, писал, что "небеса над нами могут быть наполнены существами, чья природа для нас непонятна... Могут быть существа, обладающие способностью передвижения в любом направлении по желанию или остановки в любой области небес, чтобы наслаждаться обществом себе подобных..." (См. "Природа" N 8, с. 65, 1982). Тут речь уже не идет об обитателях планет! К сожалению, эти слова Ньютона стали известны лишь из его рукописи, опубликованной лишь в 1974 г. Известное его изречение, - гипотез не измышляю - появилось лишь в последнем прижизненном издании "Начал"; молодой Ньютон не придерживался этой догмы, хотя и не все свои гипотезы опубликовывал. Считается, что современная научная постановка проблемы связи с внеземными цивилизациями (ВЦ) относится к 1959 г., когда в Nature была опубликована статья Дж.Коккони и Ф.Моррисона (Cocconi, Morrison, 1959), в которой они проанализировали возможности радиосвязи с обитателями ближайших звезд и показали, что если ОНИ используют близкую к нашей технику связи, то мы при наших средствах способны обнаружить их сигналы. Это стимулировало начало работ по поиску сигналов ВЦ. Справедливости ради надо отметить, что задача связи с внеземными цивилизациями была четко сформулирована как строго научная проблема почти на столетие раньше российским ученым финского происхождения Э.Неовиусом. В 1876 г. в Гельсингфорсе (Хельсинки) вышла (сначала на шведском, а потом на русском языке) его книга "Величайшая задача нашего времени" (Неовиус, 1876), в которой предлагался совершенно конкретный и реальный проект связи с обитателями планет Солнечной системы с помощью световых сигналов. Неовиус не только показал техническую возможность осуществления такой связи, но и рассмотрел семантические проблемы контакта. Он построил язык для космической связи на принципах математической логики, опередив в этом отношении Линкос Фройденталя (1972) на несколько десятилетий. Он также рассмотрел экономические аспекты проекта и, ясно сознавая, что затраты на его осуществление могут быть не под силу одной стране, предложил международное сотрудничество в этой области. В то время просвещенная Европа зачитывалась книгами К.Фламмариона о множественности обитаемых миров, но работа Неовиуса осталась незамеченной. По-видимому, он просто опередил свое время. Первые эксперименты по поиску сигналов ВЦ были проведены Ф.Дрейком в 1960 г. на Национальной радиоастрономической обсерватории США в Грин Бэнк (Drake, 1960). С тех пор начались непрерывающиеся исследования по этой теме. В различных странах проведены десятки экспериментов в различных диапазонах электромагнитных волн, разрабатывались различные стратегии и методики поиска. Прошли многочисленные научные конференции по проблеме SETI, имеется обширная литература, список которой приводит Лаврова (1994). Из умозрительных размышлений одиночек эта проблема превратилась в полноценную, хотя и неизбежно композитную, научную задачу, и все больше ученых приходит к пониманию того, что ныне это - наиболее важная задача науки, решение которой повлияет на судьбы всего человечества. Проблема поиска внеземного разума, поставленная в строго научные рамки, неизбежно соотносилась с астрономическими знаниями и возможностями приема и передачи сигналов для своего времени. Помимо радиосигналов, рассматриваются и оптический и рентгеновский диапазон. В.Ф.Шварцман (1981) отмечал, что в этих диапазонах скорость передачи информации на несколько порядков выше, чем в радио. Эллиот в 1973 г. и А.Д.Сахаров в 1971 г. предлагали использовать ядерные взрывы, излучающие в этих диапазонах. А.Д.Сахаров предложил способ оптической сигнализации с помощью термоядерной лампы-вспышки (ЛВ). Устройство взрывается за пределами планетной системы, энергия взрыва трансформируется в короткий световой импульс, который можно обнаружить на расстоянии ближайших звезд. Несколько ЛВ размещаются в пространстве эквидистантно на одной прямой и взрываются синхронно, либо через равные промежутки времени. Такой характер сигнала может служить критерием искусственности. Для передачи информации используется тонкая структура импульса. А.Д.Сахаров предложил систематически, раз в 10-20 лет выводить ЛВ за пределы Солнечной системы и взрывать там. Помимо сигнализации, это хороший способ избавиться от термоядерного оружия на Земле (см. Гиндилис, 1990). Более развитая цивилизация могла бы использовать другой способ передачи информации с помощью рентгеновского излучения. Фабиан (Fabian, 1977), предположил, что такая цивилизация могла бы использовать аккрецию вещества на нейтронную звезду, которая ведет к преобразованию гравитационной массы в энергию рентгеновского излучения с кпд около 10%. Это явление наблюдается на рентгеновских барстерах, и если научиться управлять этим процессом - кидая астероид на нейтронную звезду или помещая экран размером в миллионы километров на орбиту вокруг нее, можно модулировать сигнал. Недавно Корбет (Corbet, 1997) представил целый ряд аргументов за то, что именно явления, наблюдающиеся на ренгеновских двойных звездах подозрительны по части их искусственного происхождения. Таких звезд мало, они яркие, высокоэнергичный рентген не поглощается в межзвездном пространстве (в отличие от оптики) и не подвергается в нем дисперсии (в отличие от радио); они интересны, их изучают все - и они показывают разнообразную apparently natural переменность, которая поддается модуляции несущим информацию сигналом. Наряду с обсуждением возможности обмена сигналами, был поднят вопрос о том, не наблюдаем ли мы уже давно объекты, созданные разумными существами в других частях Вселенной. Признавая, что нужно быть готовым к такой возможности, приходится отметить, что такие объекты пока не обнаружены ни в Солнечной системе, ни за ее пределами. Вместе с тем нельзя исключать возможность, что и широко известные объекты, и даже субъекты, вроде нас с вами, могут быть в конце-концов результатом целенаправленной активности других цивилизаций, итогом длинной эволюционной цепи событий, в начале которых стоит акт творения - но осуществленный не внеприродной сущностью, а высокоразвитыми, далекими от нас во времени и пространстве существами. Впрочем, если эти существа обитали в других вселенных, можно с определенной долей условности считать их и внеприродными... Рассмотрим в этой связи то, что часто называют биологическим каналом связи. Предполагается, что высокоразвитые ВЦ могут записывать информацию в генетическую структуру некоторых микроорганизмов, вводя искусственные элементы в цепочки ДНК с помощью генной инженерии. Информационой емкости ДНК вполне достаточно, чтобы, не препятствуя биохимическим функциям организма, нести и элементы послания ВЦ. Этот вид связи имеет такие преумущества, как самовозпроизведение "послания" и самоисправление "ошибок" воспроизведения, поскольку организмы, подвергшиеся мутации, как правило погибают. Высокий уровень сложности такого "послания" позволяет расшифровать его только после того, как цивилизация-получатель достигнет достаточно высокого уровня развития. Реализация биологического канала связана с внесением микроорганизмов в биосферу планеты. В этом смысле она восходит к идеям К.Э.Циолковского о посеве жизни на планетах и к более поздним представлениям Ф.Крика и Л.Оргела о направленной панспермии (Crik and Orgel, 1973). Гипотеза о биологическом канале в общем виде была высказана М.М.Агрестом в 1975 г. на Зеленчукской школе-семинаре CETI и более детально развита Г.Марксом (Marx, 1979). Японские исследователи Х.Еко и Т.Осимо попытались с этой точки зрения проанализировать генетическую структуру фага ФХ-174. И хотя их анализ не дал положительных результатов, сама идея биологического канала представляется заслуживающей внимания. Отметим также в этой связи цикл работ Хойла и Викрамасингхе (Hoyle and Wickramasinghe, 1996) которые утверждают, что межзвездные частицы, состоящие в основном из углерода, можно расматривать как бактериальные споры. Жизнь может быть распространена намного шире, чем мы думаем! Рассмотрим теперь вопрос о возможной природе носителей разума. Ф.Дайсон (1980) выдвинул следующие утверждения. Первое из них он назвал гипотезой абстрактности: сущность жизни связана с организацией, а не с субстанцией. Мера сложности - количество энтропии за время, требующееся на элементарный ответ на раздражение, в битах для человека составляет 10^23, что равно числу молекул в его теле. Необходим сложно организованный объект, а из каких молекул - не так важно. Вторая его гипотеза, адаптивности, утверждает, что за достаточное большое время жизнь приспосабливается к любой окружающей среде. Необходим еще только достаточный запас вещества и энергии. Расход энергии пропорционален квадрату темпераутуры, так что холодная среда более благоприятна для сложных форм жизни. Жизнь зависит еще и от отношения сигнал/шум, и чем холоднее среда, тем ниже фон и экономнее расход энергии. Дайсон (1980) усматривает здесь определенную аналогию с 1 и 2 законами термодинамики и делает вывод о возможность существования разумных существ при нулях G, Т и Р (нулевая гравитация, нулевая температура и нулевое давление), в духе Циолковского. Высокое содержание тяжелых элементов у объектов на космологических расстояниях допускает глубокую древность сверхцивилизаций на молекулярных носителях, в несколько миллиардов лет, как неоднократно отмечал Кардашев (1998). Невозможно представить себе формы существования такой цивилизации; быть может, столь древние существа давно нашли уже способы перевести свой эволюционирующий разум на другие носители, как об этом неоднократно писал Станислав Лем. Действительно, разумная жизнь необязательно должна иметь молекулярную основу. Не только молекулы дают сложную структурность. Вещество и энергия плюс структурность есть у плазмы - вмороженные поля, гидромагнитное динамо на больших протяженностях, турбулентность на меньших масштабах. О процессах самоорганизации в плазме написано множество работ. В нескольких произведениях С.Лема речь идет о разумных плазменных структурах. Г.М.Идлис (1981) и Н.С. Кардашев (1975, 1981) допускают возможность несвязанности Вселенной, возможность ухода в другие миры и тогда очевидно, необходимо говорить не о молекулярных носителях разума? Возможный смысл сигналов, посылаемых ВЦ неоднократно обсуждался. Отметим предположение В.Ф.Шварцмана о том, что более вероятно общекультурная смысловая нагрузка такой передачи. Любой музыкальный фрагмент сразу говорит очень много о тех, кто его посылает, а обрывок научной информации вряд ли будет расшифрован. Еще Хойл сказал, что музыка - наилучшее крупномасштабное отражение работы мозга - Хойл, (Черное облако, {Издание ?} с. 168). В.А.Лефевр (1997) также настаивает на универсальном, воспринимаемом любым носителем интеллекта (и даже птицами?) характере музыки и считает возможным, что в сдвигах спектральных линий объекта SS433 зашифрована музыкальная мелодия. Исходя из гипотезы о плазменных носителях разума, он полагает, что мы способны зарегистрировать намеренное или ненамеренное отражение мыслительных процессов космических существ, регистрировать что-то вроде токов мозга. Исходным в его рассуждениях является модель рефлексирующего субъекта - (ссылки см. Лефевр, 1997). Она построена на основе предположения о способности мыслящего субъекта различать добро и зло и обладать свободой выбора и способностью к рефлексии, универсальной для любого носителя разума. Была построена математическая модель субъекта, осуществляющего последовательные акты саморефлексии, из которой следует, что выбор их при отсутствии объективных критериев, когда есть только субъективное представление субъекта о том, какой выбор предпочтительнее с точки зрения других - совершается с вероятностью, равной значению золотого сечения, 0.62. Этот вывод многократно проверен в эксперименте (ссылки см. Лефевр, 1997). Модель Лефевра позволила также объяснить гармонический строй классической музыки и связь ее с внутренними переживаниями. В недавней работе Лефевр и Ефремов (1999) обратили внимание на объект MХВ 1730-335, известный как Быстрый барстер. Он расположен в шаровом скоплении Liller 1 близ центра Галактики, где можно ожидать концентрацию древних цивилизаций (Кардашев, 1976). Этот объект является ренгеновским источником и его сложная переменная квазипериодическая активность не поддается объяснению. Быстрый барстер (ББ) относится к двойным звездам, один из компонентов которых является нейтронной звездой, которая и дает вспышки рентгеновского излучения. Таких систем известно сейчас около 50 и вспышки большинства из них являются термоядерными взрывами. Такого рода вспышки известны и у ББ, но наряду с ними он показывает и вспышки типа II, которые объясняются в принципе попаданием на нейтронную звезду вещества от второго компонента двойной системы. И вот вспышки этого типа обнаруживают закономерности, которые В.А.Лефевр и Ю.Н.Ефремов сопоставили недавно с соотношениями теоретической психологии, обсужденными выше. Было известно, что нисходящие ветви вспышек самой разной мощности и продолжительности удивительно похожи друг на друга, если их длительность выразить в продожительностях интервалов между имеющимися на них горбами. Японский астроном Тавара и его коллеги обнаружили, что интервалы между четными и нечетными горбами образуют две геометрические прогрессии с одинаковым знаменателем для обоих. Они заключили, что все это означает наличие какого-то сложного механизма, регулирующего поступление вещества на нейтронную звезду. Известен физический процесс, генерирующий двойную геометрическую прогресию, и он, согласно Лефевру, является аналогом процесса последовательной саморефлексии - это цепочка резервуаров тепла с тепловыми машинами между ними. Параметры горбов на нисходящей ветви - их расстояния и высоты - можно поставить в соответствие параметрам этой цепочки и тогда оказывается, что коэфициенты полезного действия для машин с четными и нечетными номерами в такой аналоговой цепочке равны, - а это, переходя теперь к психологической модели Лефевра, означает, что субъект, моделируемый такой последовательностью машин, имеет правильный образ самого себя... Сохраняется и постоянное соотношение между частотами горбов на нисходящей ветви. Тан и его коллеги нашли, что при наличии двух пиков соотношение их частот всегда равно 1.59, однако же когда были отобраны лишь наиболее точные наблюдения, оказалось, что это соотношение равно 1.61. Точное значение золотого сечения составляет 1.618. Напомним, что оно тоже фигурирует в модели Лефевра. Возникает впечатление, что инвариантные характеристики нисходящих ветвей вспышек ББ призваны продемонстрировать, что они контролируются разумным субъектом. Точнее говоря, эти характеристики не противоречат такому предположению. Не могут ли крайне разнообразные, часто периодические или квазипериодические последовательности вспышек ББ нести и какую-то информацию? Во всяком случае, физического механизма объясняющего все разнообразие вспышек не предложено. Инвариантный профиль может быть сигналом, сообщающим о разумности контролирующей его структуры, может быть ненамеренным (токи мозга...) Обратимся в заключение к великой проблеме "молчания Вселенной. Существует множество причин, объясняющих его, - если только оно вообще имеет место (Гиндилис, 1996; Ефремов, 1999). Помимо таких одиозных, как наше одиночество во Вселенной или наша передовая роль в ней, это могут быть: недостаточная мощность передатчика (или недостаточная чувствительность приемной аппаратуры), отсутствие априорной информации о типе модуляции, неопределенность с критериями искусственности, использование неэлектромагнтных каналов связи. Причина может состоять и в том, что социально-политические и нравственные условия на Земле еще не созрели для контакта с ВЦ. Что касается "космического чуда", то его видимое отсутствие можно объяснить, во-первых, тем, что цивилизации развиваются по интенсивному пути, их энергетический уровень не столь велик, и астроинженерная деятельность (если она существует!) не достигает обнаружимых при современных средствах пределов; кроме того, она может быть ограничена из экологических и этических соображений. Во-вторых, может быть, "чудеса" есть, мы ИХ наблюдаем, но не осознаем этого, потому что:
б) у нас нет строгих критериев искусственности, в) астрофизики стихийно стоят на позициях презумпции естественности, г) мы не знаем толком, что надо искать, д)"космическое чудо" находится за пределами нашего познавательного горизонта, поэтому мы воспринимаем его как естественную загадку, е) мы давно включили проявления деятельности ВЦ в свою естественнонаучную картину мира. Последние две возможности представляются особенно перспективными; они, кажется, позволяют по иному осмыслить заключение Липунова (1995) о том, что молчание Вселенной ведет к выводу о "научно постигаемом боге". Это вывод основан на ярко переданном изумлении перед несопоставимостью характерного времени развития технологической цивилизации и Вселенной. Однако же можно называть божеством и древнюю цивилизацию, которая овладела исскуством создания новых вселенных, возможность чего рассматривается вполне серьезно современной физикой ...(см. Ефремов, 1999 и ссылки там). Прогресс астрономии модифицирует и эту великую проблему. Корбет (1999) отметил недавно, что гамма-всплески - наиболее удобные реперы для синхронизации сигналов ВЦ. Но есть предположение, что они же могут объяснить молчание Вселенной. Аннис (1999) отмечает, что современный темп гамма-вспышек предполагается 1 в 100 млн лет на галактику и считается, что каждая вспышка убивает все живое в Галактике - наземное и неразумное - вследствие разрушения озонового слоя. Возможно, что раньше темп вспышек был выше, а эволюция требует 200 млн. лет покоя для развития разума. Аннис считает, что сейчас Галактика находится в стадии фазового перехода - от равновесной стадии отсутствия разума к стадии его изобилия. И не только наша галактика? Ибо речь идет о космологическом изменении темпа звездообразования. Л.С.Марочник и Л.М.Мухин (1986) выдвинули в свое время идею спокойного развития жизни на коротационной окружности Галактики, на которой мала вероятность губительных вспышек сверхновых. Возможно, что существует и выделенная временная область, в пределах которой развивается разумная жизнь. В этой связи упомянем и гипотезу В.С.Троицкого об однократном и одновременном происхождении жизни во Вселенной на определенном этапе ее эволюции (Троицкий, 1981, 1996). В последнее время накапливается все больше данных о высокой частоте и узкой диаграмме направленности вспышек гамма-источников. Возможно, что в пределах этих диаграмм все живое вплоть до определенного расстояния погибает. Предшественники гамма-вспышек, согласно большинству теорий, являются объектами, родственными рентгеновским двойным звездам, одной из которых является быстрый барстер... Но быть может быть, гамма-вспышки являются еще одним способом межгалактической связи - ведь многие кривые их вспышек имеют чрезвычайно сложную, иногда квазипериодическую структуру. Здесь открывается неограниченный простор для фантазии... Идеология и стратегия SETI тесно связана с прогрессом астрономии, и наши сегодняшние представления в этой области могут радикально измениться даже в самое ближайшее время. Нет лучшего способа приблизиться к решению величайшей задачи обнаужения других цивилизаций, как максимально возможное при земных ресурсах развитие астрономии и особенно наблюдательной. Литература
|