Сегодня мы обсудим самый интересный и важный вопрос в человеческой истории — есть ли хоть где-нибудь кто-то кроме нас? По-хорошему этот вопрос стоило бы расширить на «есть ли где-нибудь что-то кроме нас», но обо всем по порядку. К 75-летию Парадокса Ферми и 30-летию проекта «Феникс» рассказываем, как лучшие умы человечества искали внеземную жизнь — как они все еще ее ищут — и почему, судя по всему, они никогда ничего не найдут, и мы одни во Вселенной.

Кто там бродит в небе

Больше ста лет назад великий русский поэт Николай Гумилев написал одно из своих лучших стихотворений — о том, что современный человек родился в тот момент, когда обратил свой взор к звездам. Когда ему стало интересно, есть ли другая жизнь:

Я хочу обоими глазами 

Посмотреть, кто это бродит в небе.

Где-то с этого же момента, с начала XX века, и стартовали серьезные научные размышления о том, существует ли внеземная жизнь. Разумеется, они были и ранее, сопровождая человечество на протяжении всей его истории. Можно, например, назвать такие далеко отстоящие друг от друга по времени литературные произведения как «Правдивая история» Лукиана Самосатского (II век н. э.) и «Иной свет» Сирано де Бержерака (1657—1662 годы) — свидетельства интереса человека к обитателям неба. До Герберта Уэллса и его «Войны миров» (1897), впрочем, иные цивилизации в основном служили в качестве безопасной аллегории земных политических и религиозных процессов или даже пародии на них. Уэллс, кажется, первым предположил принципиально иную, враждебную (ну разумеется) и при этом не мистическую, а технологическую сущность возможных пришельцев. 

После этого научная фантастика на тему инопланетян, уже начиная с «марсианского цикла» (1912—1941) Эдгара Райса Берроуза, преимущественно скатилась обратно в антропоморфических «зеленых человечков» — предполагая, что инопланетяне примерно такие же, как мы, только со своими враждебными интересами и экспериментами. Совершенно неудивительно, что золотой век НЛО и связанных с ними теорий заговора пришелся на Холодную войну, эпоху постоянной паранойи и ожидания чего-то нехорошего со стороны тех, других, за железным занавесом (интересно, что в СССР НЛО-мания началась только в конце 70-х, уже ближе к распаду). 

Что с научной точки зрения? 

В 1896 году Никола Тесла предположил, что усовершенствованная версия его беспроводной электрической системы передачи сигнала может быть использована для контакта с жителями Марса. В 1899 году, проводя эксперименты на своей станции в Колорадо-Спрингс, великий изобретатель решил, что поймал сигнал с Марса — поскольку странный повторяющийся статический сигнал, по его наблюдениям, прерывался, когда Марс заходил в ночном небе. Что это было на самом деле, до сих пор непонятно. Высказывались версии, что Тесла поймал сигнал от европейских радиоэкспериментов Гульельмо Маркони или даже действительно от небесного тела, но не того — возможно радиошум, вызванный луной Ио, движущейся через магнитосферу Юпитера.

Маркони (лауреат Нобелевской премии 1909 года за вклад в изобретение радио), кстати, тоже ловил «сигналы от марсиан»:

Это было раздельное, неразборчивое сообщение, а не просто шум. Оно напоминало закодированную с помощью азбуки Морзе букву «S» (точка-точка-точка). Я уверен, что сигнал прилетел из-за пределов нашей планеты, скорее всего, со стороны Марса.

Приведенное сообщение Маркони, нет никакого сомнения в том, возбудит сильное любопытство всего ученого мира. Ученые давно бьются над разрешением проблемы сообщения с планетою Марс. Кто знает! Может быть, в настоящее время этот вопрос и близок к разрешению».

Журнал для детей «Наше Солнышко», Владивосток, 15 октября 1921 года (источник)

Сообщение Маркони имело интересные практические последствия: в августе 1924 года, во время Великого противостояния Марса (то есть, когда он подошел к Земле на максимально возможное расстояние за 80 лет) министр военно-морских сил США Кертис Уилбур решил попробовать связаться с марсианами. 

Из Главного Управления в Вашингтоне на военно-морские базы США были направлены телеграммы с приказом всем флотским радистам с 21 по 24 августа оставить открытыми все радиолинии, тщательно прослушивать их и немедленно сообщать в штаб о любых необычных сигналах, если таковые будут зафиксированы. Аналогичные меры принимались массово и на «гражданке», например в обсерватории Университета Дрейка или — по ту сторону Атлантики — в Королевской Гринвичской обсерватории Великобритании.

Никаких сигналов и вообще ничего необычного зафиксировано не было.

Вопрос за обедом

Считается, что символическим началом очень длинного и масштабного процесса по поиску внеземной жизни было одно летнее утро 1950 года в столовой для ученых в национальной лаборатории Лос-Аламоса. За столом обедали несколько великих умов, в том числе 49-летний Энрико Ферми — один из создателей атомной бомбы, который в 37 лет получил Нобелевскую премию за исследование радиоактивности. Легенда гласит, что физики обсуждали недавно возникший феномен наблюдения НЛО и принципиальную возможность сверхсветовых звездолетов, а в какой-то момент Ферми задумался, глядя в тарелку и потом проговорил «но где же в таком случае все?» (But where is everybody?).

Произнес ли великий физик на самом деле именно это, или немного другое, или это все случилось при других обстоятельствах — предмет дебатов историков. В любом случае, развернутая теоретическая формулировка озвученного вопроса сегодня известна как Парадокс Ферми или «парадокс великого молчания Вселенной».

Суть парадокса в следующем: если наши представления об устройстве Вселенной, звезд, планет, логике формирования жизни и развитии цивилизации и технологии верны — то во Вселенной должно существовать очень большое количество планет, где за миллиарды лет после Большого взрыва могла бы, подобно нам, возникнуть разумная жизнь. На определенном этапе технологического развития она бы неизбежно принялась исследовать космос так же, как исследуем его мы, и другая разумная жизнь (вроде людей) могла бы заметить признаки ее присутствия, хотя бы косвенные и издалека. 

Но никаких признаков разумной жизни во Вселенной ни до 1950 года, когда Ферми задумался за завтраком в ядерной лаборатории, ни за следующие 75 лет, обнаружено не было — никаких радиопередач, никаких других космических кораблей, никаких искусственных конструкций вообще, как и каких-либо прямых или косвенных свидетельств, что представители внеземных цивилизаций посещали Землю или пытались связаться с людьми в прошлом (ну кроме того, что инопланетяне построили пирамиды и Стоунхендж, разумеется). 

Более того, за все время исследования космоса вне Земли не было обнаружено никаких признаков жизни не только разумной, но и жизни вообще, не считая бесконечных докладов типа «в атмосфере планеты X обнаружены возможные косвенные признаки того, что миллион лет назад здесь были какие-то микробы» (журналисты обычно перефразируют это в «ученые открыли следы жизни на Марсе/Венере/Плутоне», что в корне неверно, ученые ничего не открыли, они только сделали очень смелое предположение). Некоторые органические соединения были найдены: в метеоритах (например, аминокислоты), на Марсе (Curiosity, Perseverance), в атмосферах Титана и некоторых экзопланет. Но это не признаки биологических процессов — все они могут быть объяснены абиогенными механизмами.

Так где же все? Как ответить на Парадокс Ферми?

За прошедшие 75 лет было предложено множество вариантов ответа — самый интересный и кажущийся мне верным я приберег для конца статьи — в том числе совершенно фантастических и абсурдных, вроде Сферы Дайсона (нет, вы не поняли, эта идея буквально взята из фантастического романа), комментировать которые нет никакого смысла — что не мешает тратить на их поиски время ученых и деньги налогоплательщиков.

Самым перспективным до недавнего времени казался технооптимистический подход — что на самом деле мы просто плохо ищем, а наши разумные соседи существуют, но находятся достаточно далеко от нас. Далеко, но не настолько, чтобы нельзя было их найти, потратив много денег и технологических мощностей! 

Так возник проект SETI.

Где же вы, братья по разуму?

Теоретической основой проекта SETI послужило так называемое Уравнение Дрейка — формула, предназначенная для определения числа внеземных цивилизаций в Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт. Ее сформулировал в 1960 году доктор Фрэнк Дональд Дрейк, профессор астрономии и астрофизики калифорнийского университета Санта-Крус.

На Хабре публиковали прекрасную иллюстрированную версию этого уравнения:

Парадокс Уравнения Дрейка очевиден любому, кто прочитает его составляющие внимательно. Откуда мы возьмем информацию о…да о чем угодно, кроме первых двух параметров R и f_p? Допустим, среднее количество планет, пригодных для жизни мы тоже уже сейчас можем как-то косвенно рассчитать. Но — вероятность зарождения разума на планете с жизнью? Доля цивилизаций, готовых выйти на связь? Период времени, когда разумная цивилизация посылает сигнал в космос? Это чистые спекуляции, которые не основаны вообще ни на чем, кроме наших собственных фантазий и проекций желаемого. 

Тем не менее, Уравнение Дрейка показалось очень интересным ученым из NASA, которые позднее, в 1971 году, предложили взять на себя финансирование поиска инопланетян. Автор формулы также сам провел первый эксперимент в истории SETI в том же 1960 году — Дрейк использовал радиотелескоп диаметром 26 метров (85 футов) в Грин-Бэнке, Западная Вирджиния, чтобы исследовать звезды Тау Кита и Эпсилон Эридана вблизи частоты маркера 1,420 гигагерц, области радиоспектра, названной «waterhole» из-за ее близости к спектральным линиям водорода и гидроксильных радикалов. Полоса 400 килогерц вокруг частоты маркера была просканирована с помощью одноканального приемника с полосой пропускания 100 герц (ничего интересного найдено не было).

Почему именно радиосигнал до сих пор остается базовым столпом программы SETI? У Дрейка была (65 лет назад!) своя логика при подходе к этому вопросу.

Из всех распространяющихся по Вселенной сигналов ничто не перемещается быстрее фотонов, безмассовых частиц света. В вакууме они движутся со скоростью света – а межзвёздное и межгалактическое пространство по большей части как раз и является вакуумом. Кроме фотонов с такой же скоростью перемещаются только нейтрино и гравитационные волны, но их засечь гораздо сложнее.

У света бывает множество разных длин волн, кроме тех, что способны различать наши глаза. У света с более короткими волнами, у ультрафиолета, рентгена и гамма-излучения, удельной энергии на один фотон больше, чем у видимого света. У излучения с большими длинами волн (инфракрасного, микроволнового, радиоизлучения) энергии на фотон меньше, а значит, в нём можно закодировать больше информации, потратив при этом меньше энергии.

Хотя Вселенная пронизана радиосигналами, Дрейк понял, что технологически продвинутая цивилизация может специально создать сигнал, который будет недвусмысленно сообщать: «Мы здесь, это не природное явление». Любой радиосигнал можно проверить на наличие закономерностей, закодированного видео, аудио и других форм информации при помощи математики – всё ограничивается только воображением и существующими технологиями.

Сегодня очевидны ключевые проблемы такого радиоцентричного подхода (как и золотого диска на зонде «Вояджер») — а с чего мы вообще взяли, что инопланетная разумная жизнь обязательно должна будет построить радиоприемники и передатчики, направить их в космос и ловить сигнал? Мы представляем инопланетян как таких же как мы зеленых человечков (самое популярное их изображение в фильмах, современных Ферми и Дрейку)? Почему их визуальное восприятие и логика процессов мышления должны быть подобны нашим?

Ну и самый интересный вопрос, над которым реже, чем надо задумываются: а возможно ли в принципе будет вступить в контакт с инопланетной формой жизни? Может, она будет как шифровики Питера Уоттса, лишена сознания как такового, а человеческое сознание это не общий итог развития жизни, который обязательно должен возникнуть и на других планетах (технооптимистический миф), а странная мутация, уникальная для человека? Так же, как и жизнь на Земле в принципе — но не будем забегать вперед.

Занимательно, что история с поиском внеземной жизни, растянувшаяся (хочется сказать «затянувшаяся») аж на шестьдесят с лишним лет по сути обязана этим неуемному оптимизму одного-единственного человека. 

Карл Саган

Дальнейший колоссальный толчок проекту SETI дал коллега Дрейка, составивший в 1974 году вместе с ним сообщение для инопланетян в рамках проекта «Аресибо». 

Карл Саган был искренним энтузиастом поиска внеземных цивилизаций — и виртуозным популяризатором, чтобы не сказать, пиарщиком, этой темы (см. документальный сериал Cosmos: A Personal Voyage, 1980) и астрономической науки в целом. Можно сказать, что до сих пор весь проект SETI едет на заложенной Саганом энергии. Он внес свой вклад практически в каждую автоматическую космическую миссию, которая исследовала Солнечную систему и первым предложил идею отправлять с космическими зондами послания к внеземным цивилизациям.

Интересно, что новому этапу поиска инопланетян (который начался в 1971 году и по сути продолжается до сих пор) предшествовала обширная переписка Сагана с советским астрофизиком Иосифом Шкловским. Его книгу «Вселенная, жизнь, разум» (1962), независимо предвосхитившую идеи SETI, Саган помог перевести на английский — при этом творчески дописал и поставил на обложку свое имя как соавтора («Жизнь во Вселенной», 1966). Могло ли быть так, что американское правительство, увидев такой энтузиазм к поиску инопланетян с той стороны железного занавеса, поспешило запрыгнуть в этот вагон? 

Саган был, наверное, самым большим энтузиастом Уравнения Дрейка в мире — и использовал его в своих выступлениях так часто, что формулу порой называли «Уравнением Сагана». Это привело, в частности, к интересным когнитивным искажениям в будущем для целых поколений: помните, например, страхи, что внутри Большого Адронного Коллайдера создастся черная дыра, которая всосет в себя всю планету, или вроде того? Это все растет оттуда, из Уравнения Дрейка в понимании Сагана (возможно также под влиянием «Суммы технологии» Лема), точнее, из попытки определить, почему реальность очевидно не соответствует этой теории — может быть, дело в том, что развитых технологических цивилизаций не существует, так как они неизбежно в какой-то момент уничтожают себя, заигравшись с прогрессом? Снова фантазия, не основанная ни на чем, но как же знатно она пропитала коллективное бессознательное! 

В 1971 году NASA впервые выделило официальное финансирование на исследование SETI, в котором участвовали Дрейк и Барни Оливер из Hewlett-Packard Laboratories. Официально степень участия Сагана в этом проекте не уточнялась, но он как человек-оркестр все время носился где-то рядом в качестве «консультанта». В том же году Саган и Дрейк выступают совместно с советскими учеными на конференции SETI в армянском селе (!) Бюракан, где находится передовая астрофизическая обсерватория.

Мегаломанский «Проект Циклоп» Дрейка-Сагана, который был запитчен NASA, предполагал изначально построение наземной радиотелескопической решетки с 1500 антеннами, а его смета составляла поистине астрономические $10 млрд (около $80 млрд сегодня). Даже с учетом страсти тогдашнего руководства США к космосу и того, что два года назад человек впервые ступил на поверхность Луны, этот безумный проект (основанный, напомним еще раз, на одной формуле, в которой 5 из 7 переменных были и остаются полностью неизвестны) не нашел понимания у руководства NASA.

Зато был найден остроумный способ хотя бы частично компенсировать затраты на реально выделенное ученым финансирование — в 1972-м NASA опубликовала книгу «Проект Циклоп, проектное исследование системы обнаружения внеземной разумной жизни» с его описанием и теоретической базой. Весь тираж в 10 тысяч экземпляров быстро раскупили.

Wow!

В 1973 году университет штата Огайо начинает крупный проект SETI в своей делавэрской обсерватории «Большое ухо». Через три года, в 1977-м — колоссальный успех! Телескоп обнаруживает знаменитый узкополосный сигнал «Wow!» (в русских публикациях его креативно перевели как «сигнал „Ого-го!“») из созвездия Стрельца.

Название этот странный сигнал получил по комментарию, нацарапанному на распечатке волонтером проекта, Джерри Эйманом, который был поражен тем, насколько характеристики сигнала (полоса передачи, соотношение сигнал/шум) соответствовали (как тогда казалось) теоретически ожидаемым от сигнала внеземного происхождения. 

Такой успех, и сразу через четыре года после начала проекта! Поразительно! Наверняка дальше будет больше таких!

За все следующие 48 лет существования проекта SETI ничего похожего никогда больше не происходило. Феномен сигнала так никогда и не был объяснен, хотя ученые до сих пор пытаются: в 2024 году, например, выдвинули теорию про «сверхмощный естественный космический лазер, сформировавшийся в водородном облаке с нейтронной звездой» (не знаю, как это комментировать).

Как будто это была специальная дразнилка со стороны Вселенной для отважных исследователей, которые были уверены: еще вот-вот немного подождать, технология разовьется, и мы обязательно обнаружим зеленых человечков.

Вот здесь можно почитать полную хронологию всех проектов SETI до 1999 года. В 2004 году закончился Project Phoenix, просканировавший 800 звезд в 3 частотных диапазонах, в 2015-м начался десятилетний Breakthrough Listen, который продолжается до сих пор и будет условно завершен в 2026 году.

Впрочем, мы и так знаем, какими будут его результаты: никакими. 

За все время существования SETI не было найдено ничего. Абсолютно ничего.

Но почему?

Ииии, потратив 60 лет на практические исследования на сомнительных предпосылках вроде Уравнения Дрейка, мы вернулись к тому, с чего начали: к Парадоксу Ферми.

На вопрос о том, почему мы так ничего и не нашли, кроме «жуткой тишины», попытался ответить в одноименной книге 2010 года Пол Дэвис, не какой-то недоброжелатель или противник технического прогресса, а целый председатель рабочей группы SETI: Post-Detection Science and Technology Taskgroup Международной академии астронавтики.

Основные тезисы этой книги примерно таковы:

• Эта тишина может сама по себе быть важной научной информацией, указывающей на то, что мы что-то кардинально не понимаем о внеземном разуме.

• Наши взгляды были слишком антропоцентричны и оптимистичны. Мы предполагаем, что инопланетяне будут похожи на нас: – технически развиты, – общаются в радиодиапазоне, – хотят общаться. Дэвис предлагает отбросить эти проекции: возможно, разум не заинтересован в контакте или слишком чужд.

• Радиопоиск (основа классического SETI) может быть неэффективен или устарел. Продвинутые цивилизации могут использовать нейтрино, гравитационные волны или квантовые каналы для связи. Или вообще не передавать ничего.

• Мы ищем технологические цивилизации, но разум может перейти в машинную или постбиологическую форму, и нам просто нечем это обнаружить.

• (Аргумент, который интересно смыкается с проблемой сильного ИИ). Мы не знаем, что ищем. Возможно, внеземной разум уже нам попадался — но мы не распознали его, потому что он вообще не похож на наши представления.

Дэвис как ученый считает, что, несмотря на обширные поиски, отсутствие доказательств указывает на то, что развитые цивилизации крайне редки, гораздо реже, чем предполагает Уравнение Дрейка — или, что тоже вероятно, их никогда не существовало (хотя автор книги и надеется по-человечески на обратное).

И еще один интересный тезис из «Мрачной тишины»: поиск внеземного разума рассказывает больше о нас, чем о них. Это попытка понять пределы собственного разума, технологий и воображения. 

SETI — это наше зеркало.

Гипотеза уникальной Земли

Что если дело не в том, что мы плохо ищем? 

Что если никто не отзывается, потому что никого нет?

Давайте познакомимся с еще одной увлекательной книжкой, вышедшей в 2000 году, которая, пожалуй, идеально суммирует мои собственные взгляды.

Главная идея Уорда и Браунли: жизнь сама по себе может быть и не редкость, но сложная многоклеточная жизнь (не говоря уже про разумную!) из-за невероятного сочетания факторов, нужного для ее возниковения — почти невозможна.

Иными словами, может быть, через несколько сотен лет, когда мы усовершенствуем технологии, нам удастся найти на других планетах каких-нибудь микробов или бактерии, но мы НИКОГДА не найдем другие сложные формы жизни, не встретим ни одного зеленого человечка.

Мы ищем других, таких как мы, потому что мы находимся в плену антропоцентричного видения, не понимая (и даже не формулируя это до второй половины XX века), насколько уникально стечение факторов, благодаря которым мы, люди, смогли появиться на свет.

Наша родная планета, Земля обладает уникальной комбинацией параметров:

• Орбита в обитаемой зоне (но не слишком близко и не слишком далеко от Солнца).

• Стабильная круговая орбита (не эксцентричная).

• Подходящая масса и тектоническая активность.

• Магнитное поле (защищает от радиации).

• Планета нужного размера, с нужной атмосферой, в нужной зоне, без катастрофических соседей.

• Стабильное солнечное излучение. Звезда типа G, не слишком бурная, не слишком тусклая.

• Наличие Луны, которая стабилизирует ось вращения Земли, предотвращая климатические катастрофы. У большинства планет (в том числе обнаруженных экзопланет) нет такого спутника.

• Защитное влияние Юпитера, масса которого отвлекает отвлекает кометы и астероиды, уменьшая число ударов по Земле. Такие «гравитационные щиты» редки в других планетных системах.

Шанс случайного совпадения всех этих факторов — чрезвычайно низкий, если вообще возможный. 

Далее. Сложная жизнь — не просто редкость. Она — результат исключительного, крайне маловероятного набора совпадений. Эволюция сложной жизни требует гигантского времени. Микробная жизнь на Земле возникла ~3.5 млрд лет назад, Сложная жизнь — лишь ~600 млн лет назад. Таким образом, даже если жизнь возникает часто, ей нужно гигантское стабильное окно, чтобы усложниться. Такое окно в космосе — колоссальная редкость.

Авторы указывают, что даже если все предыдущие факторы чудесным образом совпадут, жизнь на других планетах будет прервана ударами астероидов, извержениями и т.д. раньше, чем она усложнится. Земля пережила пять массовых вымираний, и выживание в итоге человека — скорее уникальное счастливое совпадение, чем закономерность.

Ну а теперь суммируйте все эти факторы и попробуйте прикинуть вероятность того, что жизнь во Вселенной действительно есть — не по оптимистичной фантазии Уравнения Дрейка, а честно. 

Rare Earth — демистификация научной фантастики, которой, положа руку на сердце, проект SETI был все это время. Книга предлагает холодный, геологически, биологически и астрономически аргументированный взгляд: найти кого-то, кто может ответить у нас почти нет шансов.

Будущее SETI

В каком-то виде все эти поиски продолжаются до сих пор. Регулярно появляются статьи, в том числе на Хабре:
Расчеты показали, что телескоп «Джеймс Уэбб» может найти признаки внеземной жизни в течение 10 лет (через 10 лет конечно все уже забудут про это смелое обещание);
Соучредитель Qualcomm завещал $200 млн проекту SETI (отлично, хватит еще на пару десятилетий эхо-камеры);
Исследование SETI выявило необъяснимые импульсы от далеких звезд (все пытаются повторить, простите за каламбур, Wow-эффект),
или вот даже Учёные разрабатывают новый протокол контакта с инопланетянами в рамках SETI (молодцы какие).

Что мы реально нашли за 60 лет? Ничего однозначного. Стоит ли продолжать? Может быть, да — но как культурный и философский жест, а не ради результатов. В каком-то смысле эта история похожа на миф о квантовых компьютерах: огромные ожидания и культурная проекция, но результат, мягко говоря, не соответствует масштабам вложений — и никогда не будет им соответствовать.

Да, какие-нибудь микробактерии, возможно, живут в океанах Европы, в пещерах Энцелада или камнях Марса. Но бактерия не построит радиотелескоп и не пошлет нам привет. И даже если бы такие микромиры были миллионами разбросаны по Галактике — нам они недоступны. А сложная и тем более разумная жизнь за пределами Земли — это просто фантазия, которую мы сами и придумали. Потому что мы единственные, кто эволюционировал так, что мы можем такое придумывать — и потом использовать сложную технологию, чтобы искать призраков из нашей собственной головы.

Скорее всего мы, люди, реально одни во Вселенной — прочувствуйте это и проживите свою единственную уникальную жизнь так, чтобы не было стыдно.