Заманить в SETI: как ученые пытаются вступить в связь с инопланетянами

Наличие внеземных цивилизаций, возможно существующих за пределами Земли, не одно столетие будоражит умы не только уфологов-любителей, но и уважаемых ученых и организаций вплоть до Гарвардского университета и NASA. Сторонниками мнения о существовании разумных существ на других планетах были философы и ученые эпохи Возрождения: Николай Кузанский, Джамбатиста Бенедетти, Джордано Бруно. 

В наши дни действует целая программа, объединяющая несколько проектов по поиску внеземных цивилизаций и возможному вступлению с ними в контакт. О научных методах такого поиска и о том, как в нем помогают математические расчеты — в материале РЕН ТВ.

Как инопланетян заманивают в SETI

Проект SETI (англ. SETI, Search for Extraterrestrial Intelligence, то есть "Поиск внеземного разума") стартовал в 1959 году, когда в международном научном журнале Nature была опубликована статья Дж. Коккони и Ф. Мориссона "Поиски межзвездных сообщений". 

В этой статье было показано (с анализом достижимой излучаемой мощности и чувствительности радиотелескопов), что даже при тогдашнем уровне развития радиоастрономии можно было рассчитывать на обнаружение внеземных цивилизаций примерно такого же технологического уровня, как земной, при условии, что они обитают на не слишком далеких от нас планетах – в планетных системах звезд солнечного типа.

В 1971 году NASA предложило взять на себя финансирование SETI. Новый проект, известный также как "Циклоп", предусматривал использование полутора тысяч радиотелескопов и должен был обойтись в 10 миллиардов долларов. Финансирование было выделено для гораздо более скромного проекта — отправить в космос тщательно зашифрованное сообщение для иных цивилизаций.

В 1974 году сообщение, содержащее 1679 бит, было отправлено с гигантского радиотелескопа в Аресибо в Пуэрто-Рико в направлении шарового звездного скопления М13, расположенного на расстоянии 25 100 световых лет от нас.

Это короткое послание представляет собой рисунок размером 23 х 73 точки. Ученые обозначили на нем положение Солнечной системы, поместили изображение человеческих существ и несколько химических формул. Если учесть расстояния, о которых идет речь, ответ можно ожидать не раньше чем через 52 166 лет.

В рамках SETI действуют мощные радиотелескопы: "охотники за инопланетянами" не вмешиваются в программы наблюдений, но просеивают в поисках искусственных сигналов данные, собранные радиоастрономами для исследования Вселенной. 

Итогом этих поисков стали сотни "подозрительных" сигналов. Однако ни для одного из них так и не удалось надежно исключить земное или естественное происхождение.

Сигнал с другой планеты?

В декабре 2020 года сотрудники проекта Breakthrough Listen, направленного на поиск инопланетных радиосигналов, объявили о сигнале BLC-1 (обнаружили его за полтора года до этого и все это время внимательно изучали). Он по всем параметрам походил на послание внеземного разума. Этот сигнал, казалось, был отправлен с проксимы Центавра — ближайшей к Солнцу звезды. Сообщение выглядело особенно интригующим, поскольку у этого светила есть потенциально обитаемая планета.

Проект Breakthrough Listen был основан в 2015 году. В его рамках были серьезно модернизированы радиотелескопы Green Bank в США и CSIRO Parkes в Австралии (для покрытия как можно большей части неба важно иметь инструменты в обоих полушариях).

Сигнал BLC-1 (Breakthrough Listen candidate 1) не походил ни на помеху земного происхождения, ни на естественное радиоизлучение небесных тел. Так, BLC-1 был очень узкополосным, тогда как природные космические радиоволны почти всегда имеют широкий спектр. Узкополосные "небесные радиостанции" тоже есть, но их частоты известны и сильно отличаются от частоты BLC-1. То есть сигнал определенно выглядел искусственным.

Между тем он принимался только тогда, когда антенна была направлена на проксиму Центавра (эта ближайшая к Солнцу звезда — одна из трех, видимых невооруженным глазом как одно светило под названием альфа Центавра). А ведь большинство помех земного происхождения пробивается к радиотелескопу независимо от того, куда он направлен, настолько они сильны по сравнению с радиоволнами из далекого космоса.

BLC-1 принимался с одного и того же направления в течение пяти часов, так что он не мог исходить от спутника или самолета. К тому же все это время частота сигнала плавно менялась. Это изменение было очень похоже на эффект, вызванный движением планеты с передатчиком относительно Земли.

Гипотеза, что планета ближайшей к Солнцу звезды (всего четыре световых года) населена разумными существами, конечно же, выглядела очень соблазнительно. Однако ученые и сотрудники Breakthrough Listen подвергли BLC-1 всем стандартным тестам. А когда он их прошел, изобрели новые методы проверки. И наконец установили истину: к сожалению, BLC-1 был лишь суммой помех, принятых радиотелескопом на других частотах. Эти помехи фиксировались неоднократно, но лишь 29 апреля 2019 года они сложились друг с другом таким причудливым образом, что создали полную иллюзию сигнала с проксимы Центавра.

Алгоритмы для поиска внеземных цивилизаций

Команда исследователей из Калифорнийского технологического института и Sony Computer Science Laboratories приступила к поиску жизни на других планетах с помощью эпсилон-машин, анализирующих статистическую сложность. В своей статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, группа описывает принцип использования эпсилон-машин для поиска внеземных цивилизаций. 

До сегодняшнего дня астрофизики для поиска инопланетной жизни в основном применяли характеристики данных Земли. Исследователи отмечают, что проблема заключается в том, что жизнь на других планетах может полностью отличаться от жизни на Земле. Поэтому они искали новые способы анализа возможных сигналов с этих планет.

Эпсилон-машины не являются аппаратными устройствами, как следует из их названия. Это алгоритмы, предназначенные для расчета сложности путем анализа связанных данных. Такие алгоритмы используются, например, для изучения поведения стай птиц или того, как отдельные клетки мозга могут дать начало человеческому сознанию.

Ученые отмечают, что Земля явно сложнее других планет Солнечной системы из-за существования жизни. Вот почему исследователи предлагают вместо поиска кислорода или углерода на других планетах проанализировать их сложность. В этом помогут эпсилон-машины: специалисты внесли в них изображения Земли, сделанные на расстоянии, и для сравнения добавили изображения нескольких безжизненных планет Солнечной системы.

Результаты исследования показали, что Земля примерно на 50% сложнее, чем другие планеты Солнечной системы. Ученые также выяснили, что другие планеты имеют большее разнообразие типов поверхностей и более сложные атмосферные условия.

Исследователи уверены, что использование эпсилон-машин может стать новым инструментом для астрофизиков, занятых поиском внеземной жизни.

Новая теория поиска инопланетной жизни

Новая теория для поиска инопланетян родилась в стенах американского исследовательского Института Карнеги. Для ее реализации нужны точные математические расчеты. Авторы теории считают, что высокоразвитая инопланетная цивилизация — если она существует, — может не использовать обычные сигналы в привычном нам понимании для того, чтобы объявить о своем существовании для других разумных видов в галактике.

Инопланетяне в теории могут изменять орбиты планет и перемещать их таким образом, чтобы они находились в определенной математической последовательности. Чтобы обнаружить этот внеземной разум, нам нужно также использовать математику, считают американские ученые. Их аргументы изложены в подробной статье на портале Inverse.

Не научная фантастика

Группа энтузиастов из Института Карнеги полагает, что представители внеземной цивилизации могут перемещать планеты, чтобы изменить их орбиты в своей или же другой звездной системе.

"И это не научная фантастика. Уже сейчас разрабатываются проекты по изменению орбит астероидов, богатых полезными ископаемыми, с помощью гравитационных маневров (облет более крупного космического тела для достижения нужной скорости, чтобы изменить траекторию полета). Возможно, инопланетяне уже смогли достичь такого уровня развития, что они могут перемещать целые планеты и таким образом выстраивать их в определенной математической последовательности. И нам нужно только увидеть эту последовательность, которая является своеобразным сообщением от внеземного разума: "Смотрите, вот мы здесь", — говорит Мэтью Клемент, который вместе с коллегами предложил новую теорию для поиска инопланетян.

Орбитальный резонанс космических тел

Теория основана на орбитальном резонансе космических тел. Это ситуация, когда орбитальные периоды двух или более космических объектов соотносятся между собой как небольшие натуральные числа.

Например, за каждый оборот, который совершает спутник Юпитера Европа вокруг газового гиганта, другой спутник — Ио – совершает два оборота вокруг планеты. В то же время Ганимед совершает четыре оборота. Это значит, что эти спутники находятся в орбитальном резонансе 4:2:1.

Американские ученые предполагают, что представители внеземной цивилизации могли бы использовать такой же или более сложный орбитальный резонанс, который свидетельствовал бы об их существовании и был бы своеобразным сигналом для других разумных видов в галактике.

Компьютерное моделирование показывает, что теоретически это возможно. Астрофизики использовали в своей модели орбитальные резонансы, соотношения в которых составляют все простые числа до 11. Также они использовали последовательность чисел Фибоначчи, в которой каждое последующее число равно сумме двух предыдущих чисел, например, 1,1, 2, 3, 5, 8, 13 и так далее. Моделирование показало, что такие звездные системы со специально перемещенными планетами могут существовать в течение десяти миллиардов лет.

Сотрудники Института Карнеги исходят из предположения о том, что, возможно, представления о математике у инопланетян такие же, как и у нас, и они могли бы использовать математические модели для размещения планет на нужных орбитах, чтобы достичь определенного орбитального резонанса.

"Нам технически сложно представить, как инопланетная цивилизация могла бы проводить подобные манипуляции в своей или другой звездной системе. Но, скорее всего, технологический уровень позволил бы ей для этого использовать, например, всю энергию звезды в звездной системе", — считает Мэтью Клемент.

Сложности новой теории

Ученые полагают, что обнаружение потенциальных инопланетян зависит от того, сможем ли мы расшифровать такие сообщения от них. Также важно учитывать тот факт, что такой сигнал в виде определенного размещения планет может существовать намного дольше, чем существует сама цивилизация, которая провела эти планетные манипуляции.

Энтузиасты новой теории говорят, что их моделирование предполагает, что именно последовательность чисел Фибоначчи, если она зашифрована в размещении планет, может быть идеальным указателем на существование внеземного разума.

"Мы считаем, что при поиске такой математической формулы, закодированной в орбитальном резонансе планет, нужно сначала обращать внимание на самые далекие планеты от своей звезды. Ведь представители инопланетной жизни, скорее всего, подумали о будущем и о том, что звезда может в конце своей эволюции значительно увеличиться и поглотить близкие к ней планеты. А значит, более крупные планеты могут стать маяком для обнаружения инопланетян", — считает Клемент.

Но, с другой стороны, нужно учитывать тот факт, что период вращения самых далеких планет вокруг своей звезды может составлять и сто лет. Поэтому, чтобы обнаружить нужный орбитальный резонанс, с современными технологиями потребуются многие десятилетия или даже столетия, говорят астрофизики.

Проект "Галилео"

Международная группа ученых из разных университетов во главе с известным гарвардским физиком-теоретиком Ави Лебом, работающим в области астрофизики и космологии, объявила о запуске проекта "Галилео". Как рассказывается в статье для Scientific American, цель этой инициативы — поиск доказательств существования технологий, созданных внеземными цивилизациями.

Исследователи планируют разработать новые алгоритмы с использованием данных астрономических съемок и наблюдений, чтобы обнаружить потенциальные инопланетные спутники, загадочные артефакты и "неопознанные воздушные явления" (это понятие неоднократно упоминают в своих отчетах американские военные). В проекте задействуют как новые, так и уже существующие телескопы, в том числе восьмиметровый аппарат Обсерватории имени Веры Рубин в Чили.

На проект "Галилео" получены пожертвования — 1,75 миллиона долларов. Если позволит финансирование (а его хотят увеличить в несколько раз), в планах исследователей – разместить десятки телескопов по всему миру для наблюдений за приближающимися к нашей планете "неопознанными воздушными явлениями" и объектами с близкого расстояния, а также получения высококачественных изображений.

Исследователи, занимающиеся поиском внеземных цивилизаций, встретили новость о "Галилео" с энтузиазмом. Хотя, по мнению некоторых из них, проект мало что добавляет к запланированным или разработанным инициативам вроде "Перехватчика комет" (Comet Interceptor) от Европейского космического агентства, который планируют запустить в 2028 году. Его цель — сфотографировать еще не обнаруженную комету или другой объект, когда он впервые приблизится к орбите Земли.