На оптические сигналы звезды с обращающейся вокруг неё внеземной цивилизацией могут накладываться разумные сигналы

Без сомнения, одна из самых интересных возможностей, связанных с наукой – это вероятность того, что мы не единственная разумная и любопытная раса во Вселенной. Считается, что в истории Солнечной системы мы – единственные существа, когда-либо интересовавшиеся истоками и природой Вселенной. Но только в нашей Галактике существуют сотни миллиардов звёзд, и, возможно, планетных систем в ней порядочно. В недавнем исследовании утверждалось, что из миллиона изученных звёзд порядка 0,01% из них – одна из 10 000 – демонстрирует сигналы, могущие оказаться признаками наличия внеземного разума. Так ли это? Именно так звучит вопрос одного из наших читателей, просто приславшего ссылку на работу "Открытие странных периодических спектральных модуляций в небольшой доле звёзд солнечного типа" и написал:

Если сомневаешься, спроси Итана.

Отличный план, Бен.


Очевидное свидетельство наличия внеземной цивилизации. Или Олимпийский парк и башня связи в Барселоне.

Если тупо следовать заголовкам газет, то "Учёные утверждают, что нашли 234 инопланетных цивилизации" попахивает дурацкой сенсационностью. Пока ещё ни разу подобное заявление не скрывало за собой реальное открытие инопланетян. И всё равно, подобные заявления появляются с завидной периодичностью, а вместе с ними – и попытки численно оценить вероятность наличия внеземного разума, несмотря на то, что мы – единственный успешный пример разумных существ. Но мы с вами поговорим о строгой науке, стоящей за этим заявлением, поэтому ответ будет такой, что это, возможно, и инопланетяне, но скорее всего, нет. Давайте разбираться.


Скопление Гиады, ближайшее к Солнцу рассеянное скопление звёзд

Спросите себя: если бы вы искали инопланетян, на что именно вы обращали бы внимание? Выбрали бы звезду, похожую на Солнце, и начали бы искать сигналы, похожие на те, что создают люди? Задача сложная, ибо звёзд, похожих на Солнце, довольно мало (звёзд класса G во Вселенной порядка 5% от всех типов), человеческие сигналы подавляются излучением, исходящим от звезды, и в системах большинства звёзд солнечного типа не будет разумной жизни. Возможно, гораздо интереснее будет искать какие-нибудь периодические сигналы у разнообразных звёзд, и если сигнал соответствует какой-либо осмысленной последовательности – такой, которая вряд ли появится в природе, но очень похожа на искусственную – возможно, мы и нашли бы доказательства наличия инопланетян.


Телескоп Слоановского цифрового небесного обзора

Лучшие данные по звёздам нашей Галактики собраны в результате Слоановского цифрового небесного обзора (SDSS). У этого телескопа – одна из самых передовых камер на сегодня. Она способна:

• Делать глубокие и широкоугольные обзоры участков неба.
• Определять спектр множества объектов за раз.
• Наблюдать объекты в течение длительных периодов и измерять их изменения.

Огромное количество полученных знаний о невероятном множестве аспектов Вселенной, полученных от SDSS, от звёзд и галактик до космологии, обеспечил приоритет миссии WFIRST в списке проектов НАСА на 2020-е годы. Это будет продвинутая версия SDSS в космосе, способная находить сверхновые! Но и простое наблюдение за звёздами уже может удивлять учёных.


Солнечный спектр видимого диапазона

В публичном доступе существуют 2,5 млн спектральных портретов, собранных SDSS за долгое время, в которых можно искать периодические колебания интенсивности. Из этих 2,5 млн некоторые периодические сигналы должны происходить по естественным причинам, и большинство из этих колебаний происходит на временных масштабах порядка секунды и более. Но двое канадских учёных, Эрманно Ф. Борра и Эрик Тротье, заинтересовались очень быстрыми изменениями – на промежутках до 100 пикосекунд (10^-12). Почему такие вариации интересные? Потому что их можно обнаружить, просто изучая спектр звёзд – это был домашний теоретический проект Борра, пионера в этой области.



Если не вдаваться в подробности, они обнаружили, что большинство звёзд не демонстрирует каких бы то ни было «интересных» вариаций, или вариаций в этом диапазоне больших частот с большим соотношением сигнал-шум. Но несколько из них, 234 из 2,5 млн, демонстрировали. Более того, они делали это очень похоже одна на другую: примерно 50 из них демонстрировали период колебаний в промежутке от 1,64 до 1,67 пикосекунд.

И все эти «интересные» звёзды были либо того же типа, что наше Солнце (G-класса), или немного более яркого (F-класса). Судя по всему, в 0,01% звёзд происходит нечто, что заставляет их демонстрировать эти необычные, но не уникальные, сверхбыстрые вариации.

blogs-images.forbes.com/startswithabang/files/2016/10/f12_borra_trottier.jpg
Почти все звёзды с вариацией в 1,65 пс принадлежат к классам F или G, как и наше Солнце

Так что же заставляет их это делать, может спросить ответственный учёный. Борра и Тротье решили рассмотреть четыре возможности, способные привести к быстрым периодическим вариациям:

1. Вращательный переход в молекулах.
2. Преобразование Фурье спектральных линий.
3. Быстрые пульсации звёзд.
4. Инопланетяне.


Закат на чужой планете в представлении художника

Первое можно вычеркнуть довольно быстро, поскольку молекулы, создающие такой периодический эффект, можно было бы легко найти в межзвёздном пространстве. Но их там нет. Второе – довольно запутанное явление, и Борра опять-таки является пионером в этой области. После долгого и тщательного анализа, Борра и Тротье заключили: «вероятно, нет». Третью возможность они так описали в своей работе:

В принципе, быстрые пульсации в небольших участках атмосферы звёзд могут породить такие сигналы. Однако периоды на рис. 1 демонстрируют, что период пульсаций должен быть равен порядка 1,65 ? 10^?12 с, что для звёзд нереалистично мало.

«Поэтому», – заключают они, – «это инопланетяне».

Вот таким образом авторы приходят к выводу об инопланетянах, и журналисты, не смотревшие дальше их работы, приходят к тем же выводам. Услышав об этом, я сразу вспомнил о фильме «Секретные материалы» 2008 года. Тот, чьим подзаголовком было «Я хочу верить».



Но если бы вы хотели быть ответственным учёным, какое заключение вы сделали бы на основе того исследования?

Вот так, например:

Мы использовали разработанную нами технологию поиска очень быстрых вариаций в звёздах на основе поиска их спектральных характеристик. Мы обнаружили, что у 99,99% звёзд их нет, но примерно у 0,01% звёзд они есть. У большей части звёзд, обладающих такими вариациями, есть необычное свойство: почти все они похоже на Солнце, а вариации укладываются в определённую временную шкалу: 1,65 ? 10^?12 с. Мы не думаем, что это вращательные переходы в молекулах или сверхбыстрые пульсации, поскольку первое противоречит наблюдениям, а второе – теории звёзд. После детального анализа мы не считаем, что это можно отнести на счёт артефакта преобразования Фурье.

Вместо этого у нас есть интересное наблюдение, которое, как мы считаем, необходимо исследовать далее. Скорее всего, в этих 234 звёздах происходит нечто такое, что в потенциале сможет научить нас чему-то новому, связанному с небольшим процентом звёзд. Менее вероятно, что это артефакт преобразования Фурье спектральных линий – это может показать более тщательный анализ. В итоге, если не удастся найти физических или аналитических объяснений, мы можем рассмотреть вариант того, что сигнал создан внеземным разумом. Некоторые авторы высказывали предположения, что быстрые, периодические и направленные сигналы могут служить хорошим способом для внеземной цивилизации заявить о себе.

Последнее заключение, к которому склоняются люди, продвигает всего лишь один человек. И опять-таки, это делает Эрманно Борра в своей статье от 2012 года.


Массивный передатчик может отправить чувствительный радиосигнал с инопланетного аванпоста, но в своих мечтах некоторые вместо этого представляют себе оптические сигналы

Поэтому авторам и журналистам, писавших по этой теме с энтузиазмом, можно сообщить, что их репортажи были пристрастными. Читателю могу ответить, что он всё ещё может рассматривать возможность того, что сигналы отправляют инопланетяне – в любой момент может оказаться, что что-то делают инопланетяне – но в следующий раз необходимо искать проверочного мнения у человека, не так сильно увлечённого экстраординарным. В большинстве случаев оказывается, что полученное нами знание – это новая, небольшая интересная особенность, а не революция наших взглядов на Вселенную.

Итан Сигель – астрофизик, популяризатор науки, автор блога Starts With A Bang! Написал книги «За пределами галактики» [Beyond The Galaxy], и «Трекнология: наука Звёздного пути» [Treknology].