Содержание
История обнаружения космических цивилизаций
Поиск внеземных цивилизаций
Новейшие методы поиска
Альтернативные формы жизни и разума
Будущие проекты и технологии
Сценарии контакта
Ещё в древности люди задумывались о существовании иных миров.
История обнаружения космических цивилизаций
1. Исторические методы: наблюдения и легенды
Античные философы (Демокрит, Эпикур) предполагали, что Вселенная бесконечна и населена множеством разумных существ.
Средневековые астрономы (Джордано Бруно) утверждали, что звёзды — это далёкие солнца, вокруг которых могут вращаться обитаемые планеты.
Мифы и легенды многих народов (шумеры, инки, древние китайцы) содержат описания «небесных посланников», что некоторые исследователи трактуют как свидетельства контактов с внеземными цивилизациями.
Однако до появления телескопов и радиотехники поиски велись лишь в рамках философских рассуждений и мифологии.
2. Современные научные методы
С развитием технологий поиск внеземного разума (SETI) стал системным. Основные подходы:
1) Радиопоиск (классический SETI)
Проект «Озма» (1960) — первая попытка Франка Дрейка уловить радиосигналы от звёзд Тау Кита и Эпсилон Эридана.
Программа SETI — распределённые вычисления для анализа радиоданных с телескопов.
Загадочные сигналы (например, «Wow! — сигнал» 1977 года) — пока необъяснимые узкополосные радиовсплески.
2) Оптический поиск (техносигнатуры)
Лазерные послания — проекты по отправке импульсов в космос (например, обсерватория LSETI).
Искусственные мегаструктуры — поиск сфер Дайсона по инфракрасному излучению (например, звезда Табби с аномальными затемнениями).
Космические артефакты — гипотезы о возможных искусственных объектах в Солнечной системе (например, астероид Оумуамуа, который некоторые учёные, как Ави Лёб, считают зондом внеземного происхождения).
3) Астробиология и экзопланеты
Зона обитаемости — поиск планет с условиями, пригодными для жизни (например, TRAPPIST-1, Проксима Центавра b).
Биосигнатуры — анализ атмосфер экзопланет на следы кислорода, метана и других маркеров жизни (телескопы James Webb, будущий ELT).
4) Альтернативные гипотезы
Нейтринная связь — предположение, что развитые цивилизации могут использовать нейтрино для сверхдальней коммуникации.
Гравитационные волны — в теории, высокоразвитые виды способны создавать искусственные гравитационные сигналы.
3. Научные прогнозы и теории
Уравнение Дрейка — формула для оценки числа цивилизаций в Галактике. Современные расчёты дают от 1 (мы одни) до миллионов.
Парадокс Ферми — если цивилизаций много, почему мы не видим их следов?
Возможные объяснения:
Они слишком редки или быстро гибнут.
Используют неизвестные нам технологии.
Намеренно скрываются (гипотеза «Зоопарка»).
Шкала Кардашёва — классификация цивилизаций по уровню энергопотребления. Земля — тип 0,7, но если где-то есть тип II (использующие энергию звезды), их можно обнаружить по тепловым аномалиям.
4. Перспективы
Квантовые коммуникации — в будущем возможно обнаружение «квантовых сигналов», которые невозможно подделать.
Межзвёздные зонды — проекты Breakthrough Starshot по отправке нанороботов к Альфе Центавра.
Искусственный интеллект — машинное обучение поможет анализировать огромные массивы данных с телескопов.
Поиск внеземных цивилизаций
До недавнего времени поиск внеземных цивилизаций (ВЦ) производился только в радиодиапазоне. Считалось, что сами мы обнаружить братьев по разуму не сможем. Если же они захотят установить с нами контакт, то пошлют на Землю радиовесточку о себе.
Нужно лишь набраться терпения и внимательно прослушивать звёздное небо. Но обнаружить можно и такую ВЦ, которая не предполагает о нашем существовании, не заявляет во весь голос о себе. Разум изменяет среду обитания. Как говорится, шила в мешке не утаишь!..
Будем называть космической цивилизацией (КЦ) такую, которая уже начала осваивать околозвёздное пространство, развернула активную астроинженерную деятельность. Её следы и нужно искать.
В качестве постулата примем, что цивилизации зародились на планетах и уже потом начали осваивать космос. В таком случае они будут создавать космические поселения (КП) с постоянной силой тяжести, к которой разумные существа приспособились в ходе эволюции.
Нас интересуют в первую очередь крупномасштабные КП, у которых хотя бы один из линейных размеров сопоставим с диаметром ближайшей звезды. Такие поселения мы способны обнаружить уже сегодня. Но, прежде чем искать, нужно иметь хотя бы общие представления о том, как они могут выглядеть.
Известны четыре проекта крупномасштабных КП.
Основные типы космических поселений вокруг звезд: 1. Кольца Циолковского; 2. Сфера Циолковского; 3. Сфера Дайсона; 4. Раковина Покровского; 5. Открытое эквипотенциальное поселение «Кольцо»; 6. Закрытое эквипотенциальное поселение «Фонарик».
1. Кольца Циолковского.
Среди них — кольца и сфера Циолковского. Они состоят из огромного числа точечных поселений-спутников, которые в первом случае (кольца) вращаются вокруг звезды по замкнутым круговым орбитам, «нанизанные» на них, словно бусинки,
2. Сфера Циолковского.
Во втором — каждый по собственной, не пересекающейся с другими траектории.
3. Сфера Дайсона.
Американский учёный Дайсон предположил, что КЦ может размещаться на замкнутой сфере, построенной (для этого используется вещество планет) вокруг звезды. В таком случае утилизируется вся энергия светила.
Однако проект был подвергнут справедливой критике. Дело в том, что если экваториальную область сферы Дайсона ещё можно удержать от падения на звезду, как следует раскрутив, то околополярные области, практически неподвижные, притянутся к светилу.
Но даже в том случае, если бы существовал сверхпрочный материал, способный выдерживать фантастические нагрузки, всё равно жить в сфере Дайсона было бы очень неудобно.
Вектор силы тяжести во вращающейся сфере нигде, за исключением экватора, не перпендикулярен к поверхности. Так что жители покатились бы от полюсов к экватору, словно с крутой горки.
4. Раковина Покровского.
Зато раковина Покровского, составленная из нескольких сплошных колец Циолковского, — вполне функциональное сооружение. Плоскости вращения колец устанавливают так, чтобы вместе они перехватывали практически все излучения звезды.
Впрочем, в полноценном КП необходимо соблюдать ещё одно условие. В каждом из его жилых уровней должна быть одинаковая сила тяжести, и направлена она должна быть по нормали к пограничной поверхности уровня.
Поскольку КП находятся в поле притяжения звезды, а чтобы не упасть на неё — вращаются, то они должны строиться по эквипотенциальным поверхностям гравитационно-центробежного поля.
Между прочим, в наших домах на Земле полы тоже настилаются по эквипотенциальным поверхностям, а стены возводятся по перпендикулярным к ним силовым линиям гравитационного поля.
5. Открытое эквипотенциальное поселение «Кольцо».
Пример эквипотенциального КП — «Кольцо». Как видно из п. 1, оно похоже на кольцо Циолковского, только немного «продавленное» у экватора.
Чтобы перехватить все излучение звезды, на кольцо можно надеть две «шапки», оконтуренные силовыми линиями гравитационно-центробежного поля. По ассоциации назовём такое поселение «Фонариком».
6. Закрытое эквипотенциальное поселение «Фонарик».
В оболочке «Фонарика» могут быть отверстия. В этом случае он вполне оправдает своё название — станет как бы вращающимся маяком, по его свету начнут сверять курс космические корабли…
На размеры эквипотенциальных КП существенные ограничения накладывают законы сопромата. Даже в том случае, если поселение будет сделано из очень прочного на разрыв материала — алмаза, центробежное ускорение, равное земной силе тяжести, выдержит кольцо радиусом не более 928 км.
Ясно, что звезду таким КП не окружить. Впрочем, центробежное ускорение можно выбрать и намного меньшим. Тогда и предельный радиус кольца увеличится.
Тем не менее для крупных звёзд подобный вид КП, судя по всему, неприемлем. «Кольца» и «Фонарики» могут размещаться только вокруг звёзд небольших размеров — красных карликов.
Обнаружить замкнутое эквипотенциальное КП очень трудно. Оно ведь поглощает весь видимый свет звезды. При его поисках надо переходить на инфракрасный диапазон.
По мнению некоторых учёных, Солнце входит в систему двойной звезды. Почему же его спутник — гипотетическую звезду — карлик Немезиду — нельзя увидеть в самый мощный телескоп? Беру на себя смелость высказать «безумную» идею: вокруг неё построено замкнутое КП!
Но эквипотенциальные КП не обязательно должны обволакивать звезду. Они могут создаваться (особенно на первых этапах освоения космического пространства) в виде городов-спутников.
На рисунке показаны некоторые из возможных видов подобных орбитальных комплексов («Корабль», «Плот», «Башня»).
Космические эквипотенциальные поселения спутникового типа: 1.«Корабль»; 2. «Плот»; 3.«Башня».
Не менее двух третей звёзд нашей Галактики входят в двойные и более сложные звёздные системы. Любопытно, какого типа крупномасштабные КП можно там сооружать?
Если две звезды вращаются на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга, можно построить «Фонарик», укрывающий их обе. Если же расстояние между звёздами велико, КП создаются для каждой в отдельности.
В любой двойной системе есть пять особых точек — так называемых точек Лагранжа, где центробежная сила и сила, с которой тело притягивается к обоим светилам, уравновешивают друг друга. Лишь в этих пяти точках положение тела устойчиво.
Точки Лагранжа.
Особые свойства точек Лагранжа (они, в свою очередь, делятся на два типа — так называемые линейные и треугольные, которые лежат соответственно на одной прямой с центрами масс звёзд или образуют с ними равносторонние треугольники) задают и специфическую форму эквипотенциальных КП, которые могут в них находиться.
Назовём эти КП «Ваза» и «Лекало».
Сила тяжести в самих точках Лагранжа равна нулю и возрастает по мере удаления от них во все стороны.
«Ваза» вытянута вдоль оси, соединяющей центры масс звёзд, и представляет собой фигуру вращения (опять же вокруг этой оси). Вогнутые, почти сферические торцы «Вазы» и опоясывающий центральный желоб являются эквипотенциальными поверхностями.
С каждого торца (если КП находится в точке Лагранжа № 1, между звёздами) постоянно можно наблюдать одно светило, ну а на центральном желобе — вечная ночь.
У «Лекала» же эквипотенциальными являются боковые поверхности. На участке, обращённом к обеим звёздам, — вечный день, но на большей части поверхности ни одно «солнце» не всходит, не заходит.
Космические поселения, построенные не вокруг звёзд, а возле одной из планет звёздной системы, обнаружить, конечно, очень трудно. Тем не менее попробуем представить, как они могут выглядеть.
«Снежинка» состоит из большого числа городов — спутников, связанных радиальными транспортными магистралями (которые могут достигать поверхности планеты).
«Карусель», наоборот, собрана из городов-спутников, соединённых кольцевыми магистралями.
В структуре космического поселения «Ожерелье» есть и радиальные, и кольцевые связки.
Первым этапом создания подобной системы спутников станет «Маятник» — орбитальная станция, которая находится на стационарной орбите и связана с космическим телом (планетой или астероидом) своеобразной лифтовой трубой.
Несомненно, любопытна и «Груша» (её можно было бы назвать также «Матрешкой». Она повторяет эквипотенциальную поверхность системы двух астероидов.
По здравом размышлении представляется, что астроинженерных сооружений во Вселенной (если они, конечно, есть) не так уж много. Причём их нелегко отличить от природных космических объектов.
Искусственные кольца и диски можно спутать с поясами астероидов, раковину — с туманностью. Если в оболочке эквипотенциального КП типа «Кольца» или «Фонарика» сделаны отверстия, наблюдатели на Земле посчитают, что это переменная звезда.
А полностью закрытое КП, поглощающее всё световое излучение звезды, мы будем воспринимать как чёрную дыру и обнаружим его лишь по гравитационному искривлению траекторий ближайших космических тел.
Чтобы отыскать хотя бы одну космическую цивилизацию, нужно с помощью самых совершенных оптических инструментов, используя компьютерную технику, изучить все звёзды, у которых могут быть планетные системы или вблизи которых обнаружены пылевые туманности, а также «проверить на разумность» такие астрофизические объекты, как квазары, пульсары, чёрные дыры и прочее.
Кандидат физико-математических паук Поляков Г.
Новейшие методы поиска
1. Астроархеология: поиск артефактов
Искусственные объекты в Солнечной системе
Гипотеза о древних зондах: физик Джеймс Бенфорд предполагает, что в поясе астероидов или облаке Оорта могут находиться автономные зонды, оставленные тысячи лет назад.
Астероид Оумуамуа: его необычная форма и ускорение заставили некоторых учёных (включая Ави Лёба) рассмотреть версию искусственного происхождения.
Лунные аномалии
Исследователи проекта SETI предлагают сканировать Луну на предмет возможных следов посещения (например, древних аппаратов или структур).
2. Космические мегаструктуры и энергетические следы
Сферы Дайсона и звёзды с аномалиями
Звезда Табби (KIC 8462852): её непредсказуемые затемнения до сих пор не имеют однозначного объяснения. Некоторые астрономы допускают наличие частичной сферы Дайсона или роя коллекторов энергии.
Инфракрасные избытки: развитые цивилизации, использующие энергию звёзд, должны излучать тепло в ИК-диапазоне.
Кольца и диски вокруг звёзд
Если цивилизация добывает ресурсы на астероидах, вокруг звезды может образоваться искусственный пояс обломков с необычным составом.
3. Поиск следов межзвёздных путешествий
Выбросы от термоядерных двигателей
Теоретически, корабли, использующие термоядерные или антиматериальные двигатели, могут оставлять следы в виде специфического излучения.
Проект «Галилео» (Гарвард) изучает небесные объекты на предмет аномальных траекторий, которые могут указывать на искусственное происхождение.
Следы варп-двигателей
Если цивилизации освоили искривление пространства (как в гипотетическом варп-двигателе Алькубьерре), это может проявляться в гравитационных аномалиях.
Альтернативные формы жизни и разума
1) Неуглеродные формы жизни
Кремниевые организмы — могут существовать в экстремальных условиях, например, на горячих планетах или в глубинах газовых гигантов.
Плазменные структуры — в звёздных атмосферах теоретически возможны самоорганизующиеся разумные системы.
2. Искусственный сверхразум
Цивилизации постбиологической эры — возможно, развитые виды давно перешли в цифровую форму и существуют в виде суперкомпьютеров или нейросетей.
Квантовые коммуникации — если внеземной разум использует квантовую связь, её можно обнаружить по аномальным квантовым корреляциям в космическом излучении.
3. Гипотеза «Тёмного леса»
Некоторые учёные (вдохновлённые идеями Лю Цысиня) предполагают, что молчание Вселенной связано с тем, что развитые цивилизации намеренно скрываются, опасаясь враждебных действий.
Будущие проекты и технологии
1) Новые телескопы и детекторы
Обсерватория Веры Рубин (LSST) — будет сканировать небо в поисках движущихся объектов и аномалий.
Космический интерферометр (LISA) — сможет улавливать гравитационные волны от искусственных источников.
Телескопы следующего поколения (HabEx, LUVOIR) — займутся прямым наблюдением экзопланет и поиском техносигнатур.
2) Межзвёздные миссии
Breakthrough Starshot — проект отправки нанозондов к Альфе Центавра.
Дальние автоматические станции — предлагается оснастить зонды детекторами для поиска артефактов в поясе Койпера.
3) Искусственный интеллект в SETI
Нейросети уже анализируют данные радиотелескопов, но в будущем ИИ сможет предсказывать, где и как искать внеземные цивилизации, основываясь на новых теориях.
Поиск внеземного разума — это не просто научная задача, а проверка нашего места во Вселенной. Возможно, первая обнаруженная цивилизация окажется не биологической, а машинной, или мы найдём не сигналы, а руины древней империи.
Сценарии контакта: что ждёт человечество?
Обнаружение внеземной цивилизации станет величайшим событием в истории науки. Но как именно это может произойти? Рассмотрим возможные сценарии и их последствия.
1. Обнаружение радиосигнала
Как это может произойти:
Телескопы SETI зафиксируют узкополосный сигнал с чёткой математической структурой.
Сигнал может быть целенаправленным посланием или «утечкой» чужой коммуникации.
Последствия:
Научная революция: подтверждение, что мы не одиноки, изменит философию, религию и культуру.
Попытки дешифровки: лингвисты и математики будут годами расшифровывать сообщение.
Ответить или молчать? Возникнут этические дебаты: стоит ли раскрывать наше местоположение?
2. Находка космического артефакта
Как это может произойти:
Межпланетная миссия (например, на Марс или Европу) обнаружит явно искусственный объект.
Телескопы заметят аномальную структуру у другой звезды (например, гигантский каркас).
Последствия:
Доказательство древних визитов: если артефакт оставлен тысячи лет назад, это перепишет историю.
Технологический прорыв: изучение чужой инженерии может дать человечеству новые знания.
Гонка за артефактом: страны и корпорации начнут борьбу за доступ к технологии.
3. Встреча с активной цивилизацией
Как это может произойти:
К Земле приблизится зонд или корабль (как в фильме «Прибытие»).
В SETI получится установить двустороннюю связь.
Последствия:
Культурный шок: обществу потребуется время, чтобы принять факт контакта.
Угроза или сотрудничество? Всё зависит от намерений пришельцев:
Мирный сценарий: обмен знаниями, возможно, вхождение в «галактическое сообщество».
Конфликтный сценарий: если цивилизация окажется враждебной, человечеству придётся объединяться для защиты.
4. Обнаружение «мёртвой» цивилизации
Как это может произойти:
Телескопы найдут планету с явными следами мегаструктур, но без признаков активности.
Марсоход обнаружит руины древнего города.
Последствия:
Предупреждение для человечества: что привело их к гибели? Война, экологическая катастрофа?
Археология масштаба галактики: учёные десятилетиями будут изучать артефакты, пытаясь понять их историю.
Как подготовиться к контакту?
Учёные и политики уже разрабатывают протоколы на случай обнаружения внеземного разума:
Международные соглашения
Документы ООН запрещают отправлять ответные сигналы без глобального обсуждения.
План защиты Земли
NASA и ESA разрабатывают системы мониторинга потенциально опасных объектов.
Этические нормы
Как взаимодействовать, если чужая цивилизация окажется неразумной (например, инопланетные животные)?
Вывод: одиноки ли мы?
Вероятно, нет. Но Вселенная огромна, и цивилизации могут быть редкими и далёкими. Даже если контакт произойдёт через 1000 лет, сам поиск уже меняет человечество — заставляет нас мыслить как единый вид, стремиться к звёздам и ценить хрупкость нашей планеты.
Поиск внеземных цивилизаций эволюционировал от мифов до точной науки. Пока прямых доказательств нет, но с каждым годом шансы растут.
Возможно, первый контакт произойдёт не через радиосигнал, а через обнаружение чужого мегасооружения или артефакта. Остаётся лишь ждать — и продолжать искать.
«Либо мы одиноки во Вселенной, либо нет. Оба варианта одинаково пугают» — Артур Кларк.
Видео: Коллекционер далекой планеты.
Внеземной разум – история поиска внеземного разума
Внеземные цивилизации – поиск внеземных цивилизаций
Внеземные цивилизации – поиск внеземных цивилизаций
UFO — свидетельства очевидцев — подавление гравитации
Внеземной разум и его поиски
