Десять версий будущего Земли могут помочь в поисках инопланетян

Фото из открытых источников

Поиск техносигнатур — признаков наличия технологий на планете, которые можно наблюдать из космоса, — остаётся сложной задачей. Необходимо учитывать множество различных факторов, а наши технологические возможности позволяют обнаружить лишь относительно небольшую их часть. В новой статье Джейкоба Хакка-Мисры из Научного института космических исследований «Голубой мрамор» и его соавторов, доступной в виде препринта на arXiv, а также принятой к публикации в The Astrophysical Journal Letters, рассматриваются некоторые из этих возможностей с использованием разработанной ими модели, известной как «Проект Янус», которая оценивает, как будут выглядеть технологии на Земле через 1000 лет, в надежде проверить, сможем ли мы обнаружить их на другой планете.

Проект «Янус» описывает десять различных сценариев того, как будет выглядеть Земля через 1000 лет. Они варьируются от индустриальной антиутопии с уровнем углекислого газа в десятки тысяч до экологической страны чудес, практически неотличимой от доиндустриальной Земли. Важно отметить, что во всех этих сценариях люди всё ещё существуют — не учитывается, что произойдёт с атмосферой экзопланеты, если цивилизация полностью погибнет в течение следующих 1000 лет.

В статье авторы задают точку отсчёта, рассматривая аналог Земли-Солнца, находящийся примерно в 32,6 световых годах от нас, а затем пытаются определить, какие техносигнатуры (если таковые имеются) мы могли бы увидеть в результате дальнейшего развития цивилизации на этой планете по этому конкретному технологическому пути. Затем они анализируют, сможем ли мы увидеть какие-либо из них с помощью четырёх различных существующих или будущих обсерваторий.

Наиболее очевидным кандидатом для такого рода поиска является Обсерватория обитаемых миров (HWO) – следующий флагманский телескоп NASA, специально разработанный для изучения атмосфер обитаемых миров. Диоксид азота (NO₂), загрязняющее вещество, вызванное интенсивной индустриализацией, будет обнаружен HWO в восьми из десяти сценариев. В некоторых случаях, когда цивилизация развилась в город, покрывающий всю планету (известный как экуменополис), HWO может даже обнаружить линии излучения натрия от искусственного освещения. Однако в более экологичных сценариях ему будет сложно отличить технологически развитую планету от той, на которой просто обитает клеточная жизнь.

Радиоастрономия — ещё одно благодатное поле для поиска техносигнатур. SKA, антенная решётка Square Kilometer Array, которая станет самым мощным радиотелескопом из когда-либо созданных, когда она будет введена в эксплуатацию в 2028 году. Однако радиоволны печально известны своей потерей мощности на больших расстояниях, и авторы определили, что, если только цивилизация намеренно не посылает нам радиочастотные сообщения напрямую в попытке связаться, даже SKA не сможет дифференцировать сигналы, используемые для связи с собственными космическими зондами цивилизации или чем-либо аналогичным — по крайней мере, без абсурдно большого количества непрерывного времени наблюдений. Следует признать, что два из наиболее продвинутых индустриальных сценариев действительно включают цивилизацию, активно отправляющую сообщения другим потенциальным цивилизациям, так что не совсем невероятно, что SKA сможет что-то найти. Но в этой надежде есть много предположений.

LIFE, или Большой интерферометр для экзопланет, – следующая обсерватория в списке. Эта миссия, разработанная ЕКА, предназначена для работы в качестве интерферометра с очень длинной базой в космосе и способна обнаруживать множество промышленных загрязнителей, включая хлорфторуглероды (ХФУ) и тетрафторид углерода (CF4), которые могут быть признаком индустриальной цивилизации. В частности, CF4 может быть признаком крупномасштабного сельского хозяйства, которое присутствует в двух сценариях проекта «Янус». Хотя эта концепция пока находится на стадии разработки, она многообещающа в плане обнаружения этих весьма специфических типов техносигнатур.

Остаётся самая амбициозная из четырёх обсерваторий — обсерватория солнечной гравитационной линзы (SGL). Эта обсерватория пока остаётся лишь концепцией и, несмотря на растущее внимание исследователей, не имеет никакой структурной поддержки со стороны какого-либо космического агентства, не говоря уже о запланированной дате запуска. Но если её реализовать, она будет находиться в 600 раз дальше от Солнца, чем Земля, и будет использовать гравитационную линзу Солнца для усиления сигнала от интересной экзопланеты.

В то время как гигантская обсерватория, подобная HWO, способна увидеть лишь один-два пикселя экзопланеты, SGL способна создать её полное (хотя и с низким разрешением) изображение. Это может включать в себя гигантские структуры, такие как орбитальные кольца или разрастающиеся города в экуменополисе. Это, безусловно, самая мощная из обсерваторий, но и самая отдалённая от нас во времени — фактически, для получения данных о них может потребоваться значительная часть тысячелетнего технологического развития, разделяющего нас и цивилизации, теоретически описанные в проекте «Янус». Само путешествие к SGL с использованием современных технологий займёт 70 лет.

В конечном счёте, эта статья даёт основу для понимания того, что нам следует искать в плане потенциальных техносигнатур. Было бы полезно помнить о них, пока эти великие обсерватории находятся на этапе разработки. Ведь в конечном итоге одна или несколько из них могут привести к одному из величайших открытий, которые только может совершить человечество: к осознанию того, что мы, безусловно, не одиноки.