Расширяющаяся область радиосигналов, выходящих из земли, часто изображается в телевизионных шоу и голливудских фильмах, как машина времени. Чем дальше вы добираетесь с Земли, тем дальше вы заходите в историю радио и телепередач. Сегодня мы изучим, как далеко продвинулись эти сигналы, и что более важно, правда ли что радиосигналы действительно работают именно так.
Расширяющийся радиодиапазон Земли
Как показано в начале фильма «Контакт», у Земли есть расширяющийся «пузырь» техногенных радиосигналов, распространяющихся наружу со скоростью света. Первой из этих ранних радиопередач были эксперименты на коротких расстояниях, в которых использовались простые клики и прерывания для передачи информации в 1890-х годах. В 1900 году Реджинальд Фессенден сделал первую, хотя и невероятно слабую передачу голоса по эфиру. В следующем году усилился шаг, когда Гульельмо Маркони сделал первую трансатлантическую радиопередачу.
Это означает, что на расстоянии 110 световых лет от земли - край «сферы» радио, в котором много звездных систем, начинают получать самые первые радиопередачи. В 74 световых годах от нас поступают телевизионные сигналы. Звездные системы на расстоянии 50 световых лет теперь входят в «Сумеречную зону».
Может ли какая-либо внеземная жизнь внутри этой радиосферы обнаружить нас?
Хотя интересно представить, насколько далеко наши радиосигналы вышли в космос, крайне маловероятно, что инопланетная цивилизация сможет поймать последний эпизод «Я люблю Люси». Это объясняется законом обратного квадрата. В терминах Лаймана это форма деградации сигнала.
Поскольку радиосигналы покидают Землю, они распространяются в форме волны. Подобно тому, как бросать камень в озеро, волны диффундируют или «распространяются» на расстояние благодаря экспоненциально большей площади, которую они должны охватить. Площадь может быть рассчитана путем умножения длины раз ширины, поэтому мы измеряем ее в квадратных единицах - квадратные сантиметры, квадратные мили и т.д. Это означает, что чем дальше от источника, тем больше квадратов единицы площади сигнал должен «освещаться».
Другой способ заключается в том, что сила радиосигнала будет только на 1/4, как только вы удвоите расстояние от источника. В десять раз больше расстояния, сила сигнала будет только на сотую.
Из-за этого закона обратного квадрата все наши наземные радиосигналы становятся неотличимыми от фонового шума в течение нескольких световых лет от Земли. Для цивилизации всего в нескольких сотнях световых лет от нас, пытаясь послушать наши трансляции, было бы похоже на то, чтобы обнаружить небольшую рябь из гальки, сброшенной в тихоокеанском океане у побережья Калифорнии - из Японии.
Итак, почему SETI пытается слушать радиосигналы в космосе?
Хотя никакая инопланетная цивилизация, вероятно, не словит наши телевизионные или радиопередачи, если они не будут на расстоянии нескольких световых лет, радиосигналы могут быть сфокусированы и усилены. Большинство наших трансляций не предназначалось для обнаружения в космосе. Радиосигналы могут быть нацелены, сфокусированы и усилены для уменьшения деградации сигнала для межзвездной связи. Эти сигналы также в конечном итоге ухудшатся, но могут значительно перемещаться, намного дальше до деградации. Сотни световых лет и более в зависимости от того, сколько энергии используется.
В настоящее время становится возможным определить состав атмосферы внесолнечных планет. Этот прорыв позволил исследователям сузить нашу охоту за земными мирами. Вполне возможно, что продвинутая культура инопланетян также может это сделать и обнаружила обилие воды в нашей атмосфере. Если они есть, они, возможно, отправили сфокусированное радио-сообщение в нашем направлении. Если бы мы не слушали, могли и просто пропустить это.