Вселенная поражает своими масштабами и возрастом. Согласно современным космологическим моделям, она возникла в результате Большого взрыва примерно 14 миллиардов лет назад и с тех пор непрерывно расширяется. По текущим оценкам астрофизиков, в пределах наблюдаемой Вселенной находится более 2 триллионов галактик, каждая из которых может содержать до триллиона звёзд. В нашей Галактике, Млечном Пути, насчитывается, по разным данным, от 100 до 400 миллиардов звёзд и от 100 до 160 миллиардов планет. При этом, согласно имеющимся научным данным, химические элементы и соединения, необходимые для возникновения жизни, распространены в космосе в избытке.
По этой причине учёные имеют все основания предполагать, что жизнь, в том числе разумная и технологически развитая, существует и за пределами Земли. Это не просто гипотеза, а логическое следствие из принципа заурядности (утверждающего, что условия на Земле не уникальны), и в истории науки есть немало прецедентов, когда человечество отказывалось от идеи своего геоцентрического исключительного положения. С зарождением современной астрономии в конце XIX начале XX века исследователи перешли от умозрительных рассуждений к практике, пытаясь обнаружить следы жизни у наших ближайших соседей по Солнечной системе: Луны, Марса и Венеры.
По мере совершенствования телескопов и расширения наших представлений о космосе вектор поисков сместился за пределы Солнечной системы. Методология также претерпела эволюцию. Если классический поиск базировался исключительно на радиоастрономии, то сегодня к нему добавились оптический, инфракрасный и другие спектральные методы. В процессе этой работы сформировались фундаментальные принципы, которые помогают структурировать поиски ответа на один из главных вопросов человечества: одиноки ли мы во Вселенной?
Почему мы ищем
Здесь возникает другой важный вопрос, затрагивающий саму суть концепции SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence, поиск внеземного разума): "Зачем вообще искать внеземную жизнь?" Если у нас нет твёрдой уверенности в её существовании вне Земли, целесообразно ли тратить на это время и ресурсы? Существует ряд вполне рациональных аргументов. Прежде всего, обнаружение так называемых техносигнатур (инженерных следов деятельности технологически развитых цивилизаций) принесло бы колоссальный научно-практический результат.
Этот мотив был одним из ключевых в период холодной войны. Учёные по обе стороны железного занавеса стремились первыми обнаружить сигналы внеземных цивилизаций, опасаясь, что потенциальный технологический обмен с более развитым интеллектом обеспечит геополитическому сопернику решающее преимущество. Кроме того, даже если мирный контакт окажется невозможен, прагматичный расчет диктовал необходимость оценить потенциальные риски на случай сценария в духе Войны миров Герберта Уэллса.
Второй аргумент носит экономический характер. Программы SETI относительно недороги, поскольку для них практически никогда не требовалось строить специализированные монументальные сооружения. Начиная с проекта "Озма"(первого полноценного эксперимента SETI) и заканчивая современными инициативами, такими как COSMIC (Commensal Open-Source Multimode Interferometer Cluster) на базе радиотелескопа VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) или международным проектом Breakthrough Listen, все исследования проводились попутно (в режиме совместных наблюдений), используя ресурсы существующих радио, оптических и инфракрасных обсерваторий.
Однако главная причина поисков заключается в том колоссальном влиянии, которое факт обнаружения иного разума оказал бы на самосознание человечества и понимание нашего места во Вселенной. Осознание того, что мы не одни, заставило бы грядущие поколения мыслить категориями, выходящими далеко за рамки земных или межпланетных масштабов, переходя на подлинно космический уровень.
Как отмечали астрофизик Карл Саган и математик Уильям Ньюман в своей работе "Солипсистский подход к внеземному разуму" (1982):
"Одним из главных достижений и триумфов развития науки стало избавление нашего мировоззрения от провинциализма. В XVI веке шли споры о том, находится ли Земля в центре Солнечной системы; в XVII - являются ли звёзды другими солнцами; в XIX - намного ли Земля старше реальной или мифической человеческой истории; в XVIII–XX веках - представляют ли собой спиральные туманности другие галактики, подобные Млечному Пути... и в XIX–XX веках - возникли ли и эволюционировали ли человеческие существа как неотъемлемая часть биологического мира...
Каждый из этих споров был окончательно разрешен в пользу утверждения, что в нас нет ничего исключительного: мы не находимся в центре Солнечной системы; наша планета - лишь одна из многих; она неизмеримо старше человеческого вида; Солнце - всего лишь ещё одна звезда... в Млечном Пути, который, в свою очередь, является одной из сотен миллиардов галактик. Мы, люди, появились в результате общего эволюционного процесса вместе со всеми остальными растениями и животными на Земле. Мы не обладаем уникальным местом, эпохой, скоростью, ускорением или исключительным способом измерения пространства и времени".
Большой вопрос Ферми
В 1950 году знаменитый итальянский физик Энрико Ферми посетил своих коглег в Лос-Аламосской национальной лаборатории, где за пять лет до этого работал в рамках Манхэттенского проекта. Как вспоминали впоследствии участники этой встречи, Эмиль Конопинский, Эдвард Теллер и Герберт Йорк, во время прогулки к столовой Fuller Lodge разговор зашёл о недавних публикациях в прессе, посвящённых НЛО и гипотетическим визитам инопланетян. Хотя физики скептически относились к историям о летающих тарелках, эта тема подтолкнула Ферми к более глубоким размышлениям.
Когда учёные вошли в столовую и сели за обеденный стол, Ферми, развивая прежнюю мысль, неожиданно произнес:
"Ну и где же все?"
Коллеги рассмеялись, поскольку сразу поняли контекст. Несмотря на внезапность, вопрос Ферми затрагивал глубокую экзистенциальную проблему: если во Вселенной должен существовать разум (а астрономические масштабы дают для этого все основания), то почему мы до сих пор не наблюдаем никаких следов его деятельности?
Прямо за обедом Ферми и Теллер начали набрасывать на салфетках вероятностные расчёты. Они пытались оценить шансы появления технологических цивилизаций в нашей части Галактики и вероятность их гипотеческого визита на Землю. Приняв несколько базовых допущений, в частности, принципиальную возможность межзвёздных перелетов, они пришли к парадоксальным выводам.
Герберт Йорк вспоминал: "Он провёл серию расчетов вероятности существования землеподобных планет, вероятности зарождения жизни на них, вероятности появления разумных существ и времени существования высоких технологий. На основании этих вычислений он пришел к выводу, что нас должны были посетить давным-давно и неоднократно".
Эта мимолётная застольная дискуссия не просто стала частью научного фольклора Лос-Аламоса, но и легла в основу знаменитого парадокса Ферми, который по сей день остается краеугольным камнем в дискуссиях о существовании внеземного разума (ETI) и стратегиях его поиска.
Первые эксперименты
Одна из трудностей в определении точной даты начала поисков заключается в терминологической неопределенности самого понятия SETI. Принято разделять пассивный SETI, то есть регистрацию и анализ поступающих из космоса сигналов, и активный SETI (также известный как METI - Messaging Extraterrestrial Intelligence), предполагающий отправку собственных посланий в расчёте на ответ. В современной науке METI часто выделяют в отдельную дисциплину, однако в историческом контексте эти подходы развивались параллельно.
Первый проект в рамках активного SETI приписывают немецкому математику и астроному Карлу Фридриху Гауссу (хотя в исторической науке идут споры об авторстве этой идеи). В 1820-х годах Гаусс предложил высадить в сибирской тайге гигантские полосы хвойных деревьев и засеять поля рожью так, чтобы они образовали геометрическую фигуру - прямоугольный треугольник с тремя квадратами на сторонах. Этот наглядный чертёж теоремы Пифагора, различимый в телескопы с Луны или Марса, должен был продемонстрировать гипотетическим соседям наличие на Земле разумной жизни, говорящей на универсальном языке математики.
Первым примером пассивного SETI можно считать эксперименты Николы Теслы, проведённые в 1899 году в лаборатории в Колорадо-Спрингс. Тесла зафиксировал периодические радиосигналы, которые прекращались, как только Марс заходил за горизонт, и счел их межпланетной передачей. Последующий радиофизический анализ показал, что наблюдения были ошибочными или неполными. Источником могли быть техногенные помехи от соседних станций либо естественные радиошумы, возникающие при прохождении спутника Ио через мощную магнитосферу Юпитера (так называемое декаметровое радиоизлучение).
Позже о регистрации загадочных сигналов, потенциально исходящих с Марса, сообщали и другие пионеры радиотехники Гульельмо Маркони и Томас Эдисон. К этой же эпохе относятся и оптические наблюдения Персиваля Лоуэлла, который на рубеже XIX и XX веков детально картографировал марсианские каналы, считая их элементами глобальной ирригационной системы развитой марсианской цивилизации.
Яркой вехой стал Национальный день радиомолчания, организованный в августе 1924 года американским астрономом Дэвидом Пеком Тоддом совместно с Военно-морской обсерваторией США. В период великого противостояния Марса, когда планета подошла к Земле на минимальное за столетие расстояние, гражданам США рекомендовали отключать радиоприемники на пять минут каждого часа в течение трех дней (с 21 по 23 августа). В это время Тодд и его коллеги поднимали в воздух дирижабль со специальной радиоаппаратурой, пытаясь запеленговать марсианские передатчики.
Эти ранние, во многом наивные попытки заложили фундамент для превращения SETI в строгую академическую дисциплину. Большинство историков науки сходятся во мнении, что современный этап SETI начался в 1960 году, когда был проведён первый целенаправленный эксперимент по поиску искусственных сигналов от конкретных звёздных систем. О том, как это было, мы расскажем во второй части статьи.