Ученые объяснили, почему до сих пор не обнаружены никакие инопланетные сигналы

Фото из открытых источников

Исследователи из группы по поиску внеземного разума (SETI), возможно, выяснили, почему мы до сих пор не обнаружили никаких инопланетных сигналов, и это может частично объяснить печально известный «парадокс Ферми». Результаты исследования были опубликованы в The Astrophysical Journal.

Следует пояснить, что такое парадокс Ферми. Впервые его выдвинул известный итало-американский физик Энрико Ферми, и вкратце он звучит так: учитывая необъятность космоса и триллионы звёзд во Вселенной, вокруг которых потенциально могла бы зародиться жизнь, почему мы не обнаружили никаких доказательств существования инопланетных цивилизаций и почему (насколько нам известно) никто не пытался с ними связаться? Короче говоря, как выразился Ферми, где все?

С тех пор как Ферми впервые задал этот вопрос в 1950 году, было предпринято множество попыток его объяснить, от безобидных до совершенно ужасающих. Например, некоторые придерживаются версии Вселенной, определяемой как «Темный лес», где великая тишина объясняется тем, что все слишком боятся друг друга, чтобы издать хоть звук, опасаясь разрушения собственной цивилизации. 

Гораздо менее зловещей может быть версия о том, что многие инопланетные цивилизации оказались в ловушке и одиноки на своих родных планетах, не имея возможности исследовать дальний космос, не говоря уже о том, чтобы покинуть собственную атмосферу или разработать передовые технологии. Другая идея заключается в том, что цивилизации просто слишком разбросаны в пространстве и времени, чтобы вообще иметь возможность общаться друг с другом.

Поиск инопланетных цивилизаций можно проводить несколькими способами. Например, мы могли бы искать инопланетные мегаструктуры, созданные развитыми цивилизациями для использования энергии своих звёзд (хотя следует отметить, что Фримен Дайсон, известный своей сферой Дайсона, предложил эту идею лишь в шутку). Или мы могли бы искать утечки техносигнатур, подобно тому, как инопланетяне однажды смогут обнаруживать сигналы наших телефонов, или сигналы нашей сети дальней космической связи могут достигать других звёздных систем. Наконец, мы могли бы искать направленные сигналы, отправленные преднамеренно для связи с Землёй.

При поиске сигналов учёные сосредоточились на узкополосных. Небо, каким бы тихим оно ни казалось, представляет собой ужасный хаос сигналов, но, за исключением сигналов, которые мы сами посылали, и нескольких интригующих исключений, естественные сигналы в космосе в подавляющем большинстве случаев носят широкополосный характер, охватывая широкий диапазон частот и длин волн. SETI предполагает, что инопланетная цивилизация предпочла бы общаться с помощью узкополосных сигналов по нескольким причинам.

«Мы не можем быть уверены, что внеземные цивилизации выберут передачу узкополосных сигналов или даже что они вообще будут использовать радио- или лазерную связь, но если они намеренно пытаются привлечь внимание, узкополосный радио- или лазерный сигнал — отличный способ это сделать», — объясняют участники проекта SETI Breakthrough Listen. «Оба способны преодолевать межзвездные и даже межгалактические расстояния и, как правило, выделяются на фоне естественных сигналов главным образом потому, что охватывают лишь узкий диапазон частот».

Однако новая статья несколько внесла коррективы в эту идею и предполагает, что даже направленную коммуникацию может быть не так-то легко распознать. 

Команда попыталась исследовать, как экзопланетная межпланетная среда (ЭМП) инопланетной цивилизации — по сути, пространство в районе её звезды — может влиять на сигналы, которые она посылает в космос. Сами звёзды не отличаются спокойствием, и исследователи хотели выяснить, могут ли такие явления, как звёздные ветры и выбросы корональной массы, расширить узкополосные сигналы, жизненно важные для невероятно дальней связи.

«Поиски SETI часто оптимизированы для получения чрезвычайно узких сигналов», — пояснил соавтор исследования Вишал Гаджар из Института SETI. «Если сигнал расширяется под воздействием окружающей его звезды среды, он может опуститься ниже порогов обнаружения, даже если он присутствует в ней, что потенциально может помочь объяснить некоторую радиомолчание, которое мы наблюдали в ходе поисков техносигнатур».

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи изучили наши собственные исторические узкополосные сигналы, передаваемые космическими аппаратами через Солнечную систему и обратно на Землю. Команда количественно оценила расширение спектра, происходящее с этими сигналами, отметив, что проблема усугублялась во время солнечного максимума, когда Солнце гораздо активнее.

Затем команда попыталась выяснить, как другие звезды — сосредоточившись на M-карликах (dM), самом распространенном типе звезд в галактике, — повлияют на узкополосные сигналы. Хотя обитаемость планет вокруг этих звезд является предметом дискуссий, команда сосредоточилась на M-карликах из-за их длительного срока жизни, что дает достаточно времени для развития технологически развитых цивилизаций. В этом отношении есть и плохие новости: команда обнаружила, что M-карлики — это тип звезд, наиболее склонный к расширению узкополосных сигналов.

«Мы показываем, что расширение спектра может превышать 10–100 Гц для большинства систем. Эти уровни спектрального расширения достаточно велики, чтобы сместить обнаруживаемые в противном случае техносигнатуры ниже порогов чувствительности существующих алгоритмов поиска, оптимизированных для каналов с частотой ниже герца», — пишут исследователи. «Эти результаты позволяют предположить, что вызванное турбулентностью расширение спектра — особенно в динамичной среде дМ — может дать убедительное объяснение кажущемуся отсутствию обнаруженных узкополосных радиотехносигнатур».

Хотя это, безусловно, усложняет поиск инопланетных сигналов, это не значит, что он невозможен. На самом деле, мы, возможно, находим более подходящий тип сигнала для поиска.

«Количественно оценивая, как звездная активность может изменять узкополосные сигналы, мы можем разработать поиски, которые лучше соответствуют тому, что фактически достигает Земли, а не только тому, что может быть передано», - добавила соавтор исследования Грейс К. Браун из Института SETI.