Учёные Института SETI предложили искать сигналы внеземных цивилизаций в направлении, строго противоположном Солнцу. Необычный метод основан на теории игр и позволяет предположить, где и когда две цивилизации могли бы попытаться связаться друг с другом, ничего не зная о планах собеседника.
Первые результаты оказались одновременно обнадёживающими и разочаровывающими. За три ночи радиотелескопы зарегистрировали около 1,9 миллиона потенциально интересных сигналов, но после проверки исследователи не нашли среди них признаков внеземных технологий. Тем не менее эксперимент позволил проверить принципиально новую стратегию поиска, которую учёные теперь разворачивают в многолетнюю программу наблюдений.
Главная проблема поиска инопланетян заключается не только в огромных расстояниях. Даже если где-то существует цивилизация, способная отправить сообщение на Землю, отправителю и получателю нужно независимо выбрать направление и время передачи. Постоянно транслировать мощный радиосигнал во все стороны крайне затратно, а короткое направленное сообщение бесполезно, если в нужный момент никто не слушает.
Для решения подобной задачи исследователи обратились к концепции «точки Шеллинга» из теории игр. Американский экономист Томас Шеллинг описал ситуации, когда люди способны согласовать действия без предварительной договорённости, выбирая наиболее очевидный общий ориентир. Например, двум незнакомцам, которым предложили встретиться в большом городе без указания адреса, может независимо прийти в голову центральный вокзал.
Авторы исследования, опубликованного в The Astronomical Journal, предположили, что подобный ориентир существует и в космосе. Если далёкая цивилизация наблюдает Солнечную систему практически с плоскости земной орбиты, раз в год она может увидеть прохождение Земли перед солнечным диском. Астрономы называют подобное явление транзитом и используют его для обнаружения планет возле других звёзд.
Во время середины такого прохождения Земля находится между Солнцем и далёким наблюдателем. Для земного радиотелескопа предполагаемый отправитель будет расположен в противоположной от Солнца стороне неба, в так называемой антисолнечной точке. Учёные считают, что обе цивилизации могли бы независимо выбрать подобное взаимное расположение как удобный момент для передачи и поиска сообщения.
Гипотеза не требует, чтобы инопланетяне знали о существовании людей. Достаточно обнаружить Землю, установить параметры её орбиты и предположить, что потенциальная технологическая цивилизация тоже способна вычислить момент прохождения планеты перед своей звездой. Направленная передача в заранее предсказуемое время позволила бы сократить расходы энергии и повысить вероятность обнаружения сигнала.
Для проверки идеи команда использует радиотелескопический комплекс Allen Telescope Array в обсерватории Хэт-Крик на севере Калифорнии. В отличие от традиционных программ SETI, которые выбирают конкретные звёзды или планетные системы, исследователи следят за направлением, противоположным Солнцу. По мере движения Земли вокруг звезды нужная точка смещается относительно далёких объектов, поэтому наблюдения приходится повторять в течение года.
Пилотный эксперимент провели ещё летом 2023 года. За три ночи 20 антенн собрали около 17 часов наблюдений общим объёмом 32 терабайта. Программное обеспечение обнаружило примерно 1,9 миллиона радиосрабатываний, однако автоматическая фильтрация и последующая проверка наиболее интересных кандидатов не выявили убедительных техносигнатур. Так называют наблюдаемые признаки, которые могли бы указывать на деятельность внеземных технологий.
Главным препятствием оказались земные радиопомехи. Спутники, системы связи и наземные передатчики создают сигналы, способные выглядеть необычно даже для чувствительных астрономических приборов. Поэтому команда ищет прежде всего узкополосные сигналы, энергия которых сосредоточена в очень небольшом диапазоне частот, и отслеживает изменение их частоты со временем. Подобное смещение может возникать из-за относительного движения источника и наблюдателя.
Дополнительно исследователи сравнивают сигналы из двух немного различающихся направлений. Настоящий далёкий источник должен преимущественно проявляться в той области неба, на которую направлена антенная система, тогда как многие локальные помехи обнаруживаются сразу в обоих направлениях. Программный комплекс ATSAT автоматизирует отбор кандидатов и позволяет сократить огромный поток радиосрабатываний до сравнительно небольшого количества записей для проверки.
Пилот также помог определить чувствительность нового метода. При определённых допущениях телескопы могли бы обнаружить направленный передатчик, сопоставимый по мощности с бывшим планетным радаром обсерватории Аресибо, на расстоянии приблизительно 124 световых лет. Отсутствие подходящих сигналов не означает, что в пределах такого расстояния нет разумной жизни. Наблюдения охватывали ограниченное время, диапазон частот и конкретное направление.
После пилота исследователи значительно расширили программу. Согласно препринту Изабель Джеррард и Софии Шейх, опубликованному в октябре, команда провела 126 сеансов наблюдений, охвативших 131 ночь, из которых 121 признали пригодной по качеству данных. Общая продолжительность наблюдений достигла примерно 876 часов, а объём записанной информации составил около 1,29 петабайта. При этом программа охватила лишь около 12% запланированных направлений.
Анализ более поздних наблюдений уже принёс дополнительные результаты. Из почти 169 миллионов первоначально обнаруженных узкополосных сигналов алгоритмы после нескольких этапов фильтрации отобрали 11 212 спектрограмм для визуальной проверки. Среди классифицированных записей нашлись 25 спектрограмм с узкополосными сигналами, меняющими частоту и выделяющимися в направлении наблюдения. Они соответствуют десяти различным положениям на небе.
Происхождение таких сигналов пока не установлено. Исследователи не называют находки свидетельством существования инопланетян и планируют повторно наблюдать все десять направлений. Только дополнительные измерения позволят проверить, повторяются ли подозрительные особенности и можно ли объяснить их земными передатчиками или особенностями обработки радиоданных. Результаты основной программы пока представлены в препринте, а не в опубликованной журнальной статье о пилоте.
Полный обзор рассчитан более чем на четыре года регулярных наблюдений, обычно по две-три ночи в неделю. По оценкам авторов, программа потребует свыше 11 петабайт данных и станет крупнейшей наблюдательной кампанией в истории Allen Telescope Array. Новые методы автоматической обработки должны помочь справиться с сотнями миллионов ложных срабатываний, не пропуская редкие сигналы с необычными характеристиками.
Сама идея искать сообщения в особые моменты взаимного расположения планет и звёзд появилась задолго до нынешнего проекта. Однако команда SETI впервые приступила к систематическому обзору антисолнечной точки с перспективой охватить весь путь её годового перемещения по небу. Даже при отсутствии контакта результаты позволят установить, какие передатчики могли бы обнаружить земные приборы и какие области космоса уже проверены.
У новой стратегии остаётся фундаментальное ограничение. Никаких оснований считать, что другая цивилизация обязательно выберет именно такую схему связи, пока нет. Предполагаемый отправитель может пользоваться неизвестными людям технологиями, выбирать другие частоты или вообще не пытаться вступать в контакт. Но теория игр помогает заменить практически бесконечный перебор направлений и моментов времени конкретной проверяемой гипотезой. Вместо вопроса о том, где могут жить инопланетяне, астрономы пытаются ответить на другой вопрос. Куда и когда направил бы сигнал тот, кто уже обнаружил Землю и хочет, чтобы его услышали?