Возможна ли связь с цивилизациями других планет?

«Последние известия сигналами с Марса! Радиоприемники Маркони принимают телеграммы с Марса на Землю!». Так в конце прошлого века писали зарубежные газеты. В ту пору был поднят большой шум по поводу наблюдения на Марсе каналов и их предполагаемого искусственного происхождения. И на эту благоприятную почву упали известия о том, что в Южной Америке один из инженеров фирмы Маркони слышал по радио трески. Но они оказались атмосферными помехами, известными теперь каждому радиолюбителю. Их создавали электрические разряды в земной атмосфере. Позднее тоже никаких радиосигналов искусственного внеземного происхождения так и не было обнаружено. Известный французский популяризатор Фламмарион шутил, что у марсиан давно должна была бы пропасть охота к попыткам наладить радиосвязь с Землей. В самом деле, еще миллионы лет назад предполагаемые марсиане могли посылать сигналы, на которые ни бронтозавры, ни птеродактили не реагировали ответом. Так же необщительны оказались и люди каменного века, и египтяне Рамзеса, строившие пирамиды. Тимур, Аттила и другие завоеватели были «не разговорчивее» «допотопных» жителей нашей планеты.

А вот всего лишь несколько лет назад у нас некоторыми писателями-фантастами была раздута сенсация, будто бы некоторые религиозные легенды, рисунки дикарей на скалах и необъясненные постройки древности свидетельствуют... о посещении Земли «гостями из Космоса» — космонавтами других миров.

В принципе посещения Земли внеземными космонавтами возможны. Но то, что объявляется следами таких посещений, граничит с анекдотом. Так, например, рассказом о космонавтах называют легенды о вознесении святых на небо. Необъяснимая пока древняя постройка какого-либо грубого и большого каменного сооружения также этого не доказывает. Как могли, например, полудикие люди на острове Пасхи установить гигантских каменных идолов, долго являлось полной загадкой. Но потомки этих людей показали Туру Хейердалу, как это делалось без всякой техники, а не только без вмешательства космонавтов. Эта выдумка, как и фантазия о том, что Тунгусский метеорит был не метеоритом или кометой, а атомным космическим кораблем с Венеры или с Марса, лопается уже потому, что наука установила невозможность и отсутствие развитых цивилизаций на какой бы то ни было планете Солнечной системы. Такая цивилизация, которая могла бы послать к Солнечной системе межзвездные корабли, может быть только на тех планетах, которые обращаются вокруг далеких звезд. Но даже ближайшая звезда отстоит от нас на четыре световых года, а, как мы увидим дальше, можно ожидать существование ближайшей к нам технически развитой цивилизации на расстоянии лишь в сотни световых лет. О полете к ним на кораблях с современными, даже атомными, видами топлива не может быть и речи. Мечтают о так называемых фотонных ракетах, которые летали бы со скоростями, близкими к скорости света. Но и им на путешествие туда и обратно понадобятся сотни лет. Правда, по теории относительности Эйнштейна время (в понимании механики!) может течь медленнее при ускоренном движении. Так, по расчетам, если корабль летит равномерно-ускоренно, с ускорением 10 м/с² до половины пути, а затем тормозится по тому же закону, то время по часам на корабле идет так медленно, что за полет к очень далеким звездам оно составит лишь несколько лет.

Возможность создания таких кораблей весьма сомнительна. Кроме того, столкновение корабля на такой скорости с межзвездной средой приведет к его уничтожению. Нам кажется, что эти расчеты, может быть, и справедливые в рамках механики, неприменимы к живым и мыслящим существам.

Пусть даже можно было бы создать такие корабли, преодолеть все трудности и опасности полета и выжить при этом. Но за время путешествия на Земле-то пройдут сотни или тысячи лет. Земное общество за это время так разовьется, что информация, доставленная космонавтом на Землю, будет столь же малоценной, какой для нас было бы описание ханом Батыем того, что он увидел бы, пролетая мимо других звезд.

Этого мало. Вспомните, сколько запусков пришлось осуществить, прежде чем удалось посадить на Луну первую автоматическую станцию. Еще большего труда стоила высадка на Луну космонавтов. Каждый запуск ракеты с межпланетной станцией уже через несколько дней позволяет узнать их недостатки и учесть их при следующем запуске. В случае же полетов к звездам результатов каждого запуска нельзя будет узнать раньше, чем через сотни лет (а то и вообще никогда!). Стоит ли предпринимать такие затеи, да еще с учетом колоссальных энергетических й других затрат на каждый запуск к звездам?

Однако, отказываясь от мысли лично посещать другие цивилизованные общества, нельзя ли все же установить с ними контакт путем обмена радиосигналами? Каковы перспективы этого, мы узнаем, если попытаемся сделать некоторые расчеты.

Первый вопрос: какие расстояния в среднем можно ожидать между цивилизациями, способными и желающими осуществить радиосвязь друг с другом?

В нашей Галактике существует около 10¹¹ звезд — надежно установленное число N, но дальше пойдут догадки. Число цивилизаций в ней и, способных осуществлять радиосвязь, равно

n = N×P×E×B×I×T.

Здесь Р — доля звезд, имеющих планеты, Е — доля планет, пригодных для возникновения на них жизни, В — вероятность того, что при этих условиях жизнь действительно возникнет, I — вероятность того, что развитие жизни приведет к возникновению достаточно высокой цивилизации, а Т — продолжительность ее существования. Ведь нас интересуют цивилизации, существующие только одновременно с нашей, а не прошлые и не будущие.

Какая доля Р звезд имеет планеты, мы не знаем. Как мы уже рассказывали, у некоторых близких к нам звезд обнаружены невидимые спутники малой массы. Говорилось также о возможности того, что в действительности наблюдаемый эффект производит не один спутник, а совокупность тел еще меньшей массы, которая уже близка к массе больших планет типа Юпитера. Итак, существование планетных систем помимо нашей несомненно, но все ли звезды их имеют или какие именно имеют их — вопрос спорный. Будем считать оптимистически, что планеты есть у всех звезд, т. е. что Р = 1.

Какая доля Е планет пригодна для возникновения на них жизни? Об этом судить трудно, зная только планеты нашей Солнечной системы и то недостаточно. Оценки разных ученых колеблются в огромных пределах: от одной миллионной до одной двадцатой. Отсюда в нашей Галактике число планет, пригодных по своим условиям для возникновения жизни, оценивается от 10⁵ до 10¹⁰. Допустим, кроме того, что при наличии этих условий жизнь на таких планетах непременно возникает, т. е. положим В = 1. Это опять-таки завышает ожидаемое число обитаемых планет.

А на какой доле I обитаемых планет развитие жизни приводит к возникновению разумных существ, да еще достигших такого развития техники и энергетики, что им доступно осуществление радиосвязи с другими мирами? Совершенно не известно еще то, какая доля таких цивилизаций захочет тратить колоссальные запасы энергии очень длительное время, сотни лет, ожидая ответ с других планет на посланный запрос, причем вероятнее всего, что никакого ответа вообще не последует. Так может произойти либо потому, что вопрос адресатом не будет понят, либо потому, что отправлять его с таким запозданием не будет смысла. Надо иметь в виду, что затруднением может явиться не только отсутствие общего языка в прямом смысле, как, например, между двумя земными народами, а и в том смысле, что уровень развития двух цивилизаций может быть слишком различен. Ведь могут же быть цивилизации, знания, понятия и психология которых будут отличаться от людских даже больше, чем людские отличаются от муравьиных. Лишь в самом благоприятном случае можно принять, что I = 1 и что не требуется вводить в формулу еще другие множители, меньшие единицы.

Наконец, крайне неопределенна оценка величины Т — продолжительности существования цивилизаций, способных и желающих посылать сигналы в бездну Космоса. Для нас интересны не все такие цивилизации, возникшие в Космосе в прошлом, или будущие, а только современные с нами. Жизнь развивается на Земле около полумиллиона лет, а к мысли о принципиальной возможности связи с другими цивилизациями человечество пришло только несколько лет назад. В течение полумиллиона лет взывать к человечеству из Космоса было бесполезно. Да и завтра, приняв неожиданно искусственные радиосигналы, мы бы не могли на них ответить что-либо путное. Наша сегодняшняя цивилизация (с ее радиотехникой и космонавтикой) существует совсем немного лет. Сколько времени она просуществует еще? Кроме всяких опасностей для существования человечества в течение многих миллионов лет, недавно возникла новая опасность, порожденная тем, что развитие науки и техники опередило развитие психологии. Это опасность самоуничтожения. На всех ли мирах с цивилизацией до самоуничтожения дело не дойдет? На это ответить невозможно. (Заметим, что в результате посещения других планет может произойти занос смертоносных бактерий или вирусов, которые погубят цивилизацию раньше, чем будут найдены средства борьбы с ними.) Если развитые цивилизации самоуничтожаются, тогда n =0, и больше говорить не о чем. Оптимистические оценки дают для времени жизни цивилизаций от 10² до 10⁹ лет, т. е. от ста лет до времени существования Земли с момента ее возникновения. Этим числам соответствует тогда число современных цивилизаций в нашей галактике от ста до миллиарда. Итак, даже при принятии самых оптимистических оценок, преувеличивающих заведомо эти окончательные числа, они остаются неуверенными (крайние оценки различаются в 10⁷ раз!). Но в этих рассуждениях мы показали, как можно научно подходить к данной проблеме.

Отправляясь от хорошо известного нам среднего расстояния между звездами (семь световых лет), можно подсчитать среднее расстояние D между цивилизациями в зависимости от принятого числа современных цивилизаций d. Получаем следующее:

Итак, нижний предел среднего расстояния между цивилизациями составляет сотни или, скорее, тысячи световых лет. Столько времени надо, чтобы световой или радиосигнал пробежал это расстояние.

На таких расстояниях можно надеяться на «связь» только путем направленных радиопередачи и радиоприема. Прямые путешествия, как мы уже говорили, вероятно, утопичны при таких расстояниях. Лишена смысла связь и в тех случаях, когда (как в первой строке таблицы) длительность обмена информацией превышает продолжительность существования хотя бы одной цивилизации. В общем перспективы на возможность или смысл двусторонней связи малы. Остается односторонняя связь — посылка информации без ответа на нее или только прием.

Человечеству пока можно ставить вопрос только о приеме радиоинформации от других цивилизаций, но не о посылке ее другим мирам.

Могут ли современные радиотелескопы принять сигналы ближайших к нам цивилизаций? И как это сделать? Как их расшифровать?

При условии направления радиосигналов узким пучком современными средствами можно обнаружить передатчик мощностью 100 киловатт (10¹¹ эрг/с) с полосой излучения 10 килогерц при диаметре передающей антенны в 100 м, если передатчик находится на расстоянии таком, какое отделяет нас от соседних звезд. Но на какой волне надо ожидать сигналов? Едва ли передачу будут вести во всех длинах волн сразу, иначе их трудно будет отличить от естественного радиоизлучения светил. Предполагалось, что цивилизация изберет длину волны 21 см, так как на этой волне излучает холодный водород. Водород широко распространен во Вселенной и должен изучаться всеми цивилизациями, достаточно развитыми для радиосвязи с другими мирами.

В 1960 г. в США 27-метровым радиотелескопом на этой волне пробовали «прослушивать» Космос до расстояния в 16 световых лет. Ближе этого расстояния существуют три звезды, около которых можно было бы ожидать наличие обитаемых планет. За несколько месяцев «прослушивания» этих звезд ничего не было обнаружено. Однако чувствительность телескопа была недостаточна — успеха скорее можно ожидать, достигнув «радиуса слышимости» в сотни световых лет. С другой стороны, вблизи волны 21 см слишком много космического радиоизлучения — помех, могущих заглушить искусственные сигналы. Цивилизации могут избрать другую длину волны, в том числе даже не пропускаемую земной атмосферой, а радиотелескоп не может сразу принимать радиоэнергию в большом диапазоне длин волн. Это тоже усложняет задачу. Невозможно также подолгу наблюдать каждую из 10 млн. звезд, находящихся ближе 1000 световых лет, так как нельзя заранее установить, возле какой из них существует сигнализирующая цивилизация.

Чтобы обеспечить заметные еще для нас сейчас сигналы с расстояний до 1000 световых лет, нужен передатчик мощностью в миллионы или миллиарды киловатт. Считают, что создание его было бы в принципе возможным сейчас и на Земле. Он стоил бы 200 млрд. долларов.

Оказывается, что дальность связи зависит еще от продолжительности посылки сигнала и растет вместе с нею, а с увеличением полосы частот при передаче (и затруднением поэтому ее приема) растет и быстрота передачи сигналов. Возможно, что пока опыт и знания одной цивилизации будут приняты и расшифрованы другой цивилизацией, первая из них уже перестанет существовать. Но эти данные помогут развитию цивилизации, принявшей информацию.

На каком «языке» может вестись передача и как ее расшифровать — никто не знает, но этот вопрос обсуждается. Не обсуждается, однако, вопрос о мере возможного сходства развития представлений и возможного развития психологии сообщающихся взаимно цивилизаций. Известно, что даже на Земле население разных стран и даже разные ученые одной специальности не всегда достигают должного «взаимопонимания». Ну, а если уровень понятий и психологии будет так же различаться, как, скажем, человека и обезьяны, или птиц и рыб? Смогут ли они понять взаимную информацию?

Для того чтобы убедиться в искусственном происхождении принимаемых сигналов, надо, чтобы они были как-то закономерны, прерывисты, поляризованы и явно исходили из очень малого объема.

Один из наших молодых ученых высказал на наш взгляд фантастическое предположение, что существуют сверхцивилизации, потребляющие в миллионы миллиардов раз больше энергии, чем земная цивилизация, т. е. около 10³³ эрг/с. Для этого они должны полностью использовать энергию излучения своих ззезд, например, окружив их искусственной сферой, задерживающей всю их энергию. (В.Д. Давыдов показал, что такая сфера была бы, по-видимому, неустойчива и едва ли возможна поэтому принципиально.) Такая сверхцивилизация могла бы посылать сигналы в широкой полосе частот (10⁶—10⁹ Гц) и даже в самые далекие из известных сейчас звездных систем — галактик. Упомянутый выше автор фантазирует даже о сверхцивилизациях с энергопотреблением 10⁴⁵ эрг/с, овладевших энергией целой галактики (и ничего не оставивших другим цивилизациям в миллиардах звезд галактик, также пожелавших забрать себе всю энергию мира!).

Когда в 1965 г. была заподозрена периодичность интенсивности радиоизлучения одного объекта, казавшегося очень слабой звездочкой, то автор названной гипотезы поспешил оповестить мир о приеме на Земле сигналов другой цивилизации. Исследование этого объекта вскоре показало, что он является одним из квазаров, т. е. одной из квазизвездных галактик, характерных крайне мощным радиоизлучением и удаленных от нас на миллиарды световых лет. Искусственные сигналы с такого расстояния могла бы посылать только фантастическая сверхцивилизация¹. Мы уже знаем, что многие из таких объектов меняют силу своего радиоизлучения и излучения света по естественным причинам. Хотя в существование сверхцивилизаций трудно поверить, попытки обнаружить правдоподобные сигналы какой-либо более близкой к нам цивилизации следует все же продолжать — мало ли что может быть на свете...

Примечания

1. Подробнее затронутые здесь проблемы освещены в книгах: Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум. — 4-е изд. — М.: Наука, 1976; Д о у л С. Планеты для людей. — М.: Наука, 1974.