Инопланетяне не шепчут, а стреляют лазером: почему SETI десятилетиями мог слушать не то

Поиск внеземного разума десятилетиями строился вокруг тихого космического шёпота: астрономы слушали узкие участки радиодиапазона и надеялись поймать слабый сигнал на фоне шума. Новое исследование предлагает куда более жёсткую мысль: развитая цивилизация, которая действительно хочет выйти на связь, вряд ли стала бы рассеивать энергию во все стороны. Гораздо логичнее направить мощный луч прямо на выбранные звёзды.

Автор работы, астрофизик Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Бенджамин Цукерман, исходит из простого допущения. Технологическая цивилизация, намеренно ищущая контакт с другими разумными видами, должна использовать лучшие доступные средства связи. При таком подходе отсутствие заметных сигналов перестаёт быть просто пустотой в данных и начинает ограничивать число цивилизаций, которые могли бы находиться рядом с Солнечной системой.

Классические программы SETI опирались на другую логику. Межзвёздная связь требует огромных расстояний, а запас энергии у передатчика конечен, поэтому поиски десятилетиями концентрировались на очень узких частотных полосах шириной всего несколько герц. Узкая полоса повышает отношение сигнала к шуму, но создаёт другую проблему: никто не знает, на какой именно частоте слушать. Даже многолетние наблюдения закрыли лишь малую часть возможных вариантов.

Цукерман считает, что развитая цивилизация могла бы не тратить энергию на круговое вещание, похожее на слабую лампу в темноте. Гораздо эффективнее использовать направленную передачу, больше похожую на лазерную указку. В такой схеме главный вопрос связан не с общей мощностью передатчика, а с направлением луча: попадает ли Земля внутрь узкого пучка или проходит мимо.

По расчётам автора, передатчик мощностью около 60 мегаватт смог бы создать на расстоянии примерно 200 парсек, то есть около 650 световых лет, сигнал силой порядка 10¹⁰ единиц Янского. Современные радиотелескопы способны замечать источники примерно от одной единицы Янского, поэтому хорошо наведённая межзвёздная передача не выглядела бы едва заметной помехой. Такой сигнал резко выделялся бы в обычных астрономических данных.

Отсюда следует неприятный для SETI вывод. Возможно, человечество уже наблюдало подходящие участки неба с достаточной чувствительностью, но не нашло устойчивых странных сигналов от близких звёзд, похожих на Солнце. Большие обзоры неба за прошлый век собирались для других научных задач, однако часть таких данных тоже должна была бы показать мощную направленную передачу, если ближайшая технологическая цивилизация активно посылала луч в сторону Земли.

Для оценки Цукерман построил осторожную модель ближайшего космического окружения. Жизнь земного типа требует жидкой воды, поэтому потенциальные миры нужно искать в обитаемых зонах звёзд. Развитому разуму также требуется время: на Земле путь до технологической цивилизации занял около 4,5 млрд лет. Значит, главными кандидатами остаются старые и стабильные звёзды, похожие на Солнце.

В сфере радиусом около 200 парсек находится примерно 500 000 солнцеподобных звёзд. Около 200 000 из них достаточно стары, чтобы теоретически дать время для развития сложной жизни, а статистические оценки оставляют примерно 60 000 возможных обитаемых планет. Цивилизация с мощными телескопами могла бы не рассылать сигналы вслепую, а выбрать миры с признаками жизни, океанами, континентами и устойчивым климатом.

После такого отбора межзвёздная связь превращается не во всеобщую трансляцию, а в адресную рассылку по нескольким сотням наиболее интересных целей. С точки зрения Земли поиск усложняется, потому что нужно наблюдать много звёзд и разные участки электромагнитного спектра. Но при наличии хотя бы одной близкой цивилизации, которая активно пытается связаться с соседями, заметный сигнал должен был бы выделиться в уже накопленных наблюдениях.

Цукерман также учитывает не только радиосвязь, но и физические визиты. Даже медленные межзвёздные зонды, летящие со скоростью всего 1% от скорости света, смогли бы достичь Земли примерно за 10 000 лет. Для космических масштабов такой срок выглядит коротким. Отсутствие признаков инопланетных аппаратов в Солнечной системе, по оценке автора, говорит против пролёта технологической цивилизации на расстоянии примерно 100 световых лет от Земли за последние несколько миллиардов лет.

Главный вывод исследования не сводится к фразе, что внеземного разума нет. Работа задаёт более узкие границы: технологические цивилизации, которые используют электромагнитную связь и целенаправленно пытаются установить контакт, либо крайне редки в нашей области Галактики, либо выбирают способы, которые земные программы пока не умеют распознавать.

По оценке Цукермана, в Млечном Пути может быть меньше 100 000 технологически развитых и активно передающих цивилизаций, а реальная величина, возможно, ближе к 10 000. Автор подчёркивает важное ограничение: выводы относятся только к цивилизациям, которые действительно стараются связаться с другими технологическими видами и используют для связи электромагнитное излучение. Молчаливые цивилизации или виды с принципиально другой связью останутся невидимыми для такого метода.

Практический итог для SETI звучит не как призыв остановить поиски, а как требование расширить поле зрения. Будущим программам нужно меньше зацикливаться на крошечных радиополосах и шире проверять разные длины волн, включая радио, инфракрасный и оптический диапазоны, у больших выборок близких солнцеподобных звёзд. Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.