Цивилизация
Согласно расчетам, проведенным грузинским астрофизиком Зазой Османовым из Свободного университета Тбилиси, новый китайский радиотелескоп FAST с рекордной 500-метровой апертурой способен засечь в радиодиапазоне деятельность так называемых зондов фон Неймана — гипотетических микроскопических самовоспроизводящихся машин, рассылаемых внеземными цивилизациями для освоения ресурсов чужих звездных систем. В зависимости от уровня развития инопланетной цивилизации, такие зонды могут быть обнаружены либо в пределах 16 тыс. световых лет в Млечном Пути, либо даже в соседних галактиках.
Статья об этом размещена на сайте электронных препринтов arXiv.org и пока еще не принята для публикации рецензируемыми журналами.
Во всех рассуждениях о внеземных цивилизациях необходимо ответить на непростой вопрос, не имеющий пока однозначного решения. Речь о так называемом парадоксе Ферми. Среди цивилизаций, заселивших Вселенную, наверняка должны встретиться те, что появились задолго до землян. Какие-то из них, опередившие земную жизнь на миллиарды лет, должны в ходе своего развития достичь столь высокого технологического уровня, что их деятельность будет заметна издалека, а космическая экспансия достигнет самых отдаленных планет.
Парадокс был озвучен известным физиком Энрико Ферми, задавшим своим коллегам, рассуждавшим о проблемах SETI, простой вопрос: «Где они? Почему мы не наблюдаем никаких следов разумной внеземной жизни, таких, например, как зонды, космические корабли или радиопередачи?»
Цивилизации могут появляться чрезвычайно редко, могут неизбежно погибать на каком-то из этапов своего развития и, наконец, могут по тем или иным причинам быть незаметны или ограничены в своем развитии. Современные средства наблюдения уже позволяют находить следы жизнедеятельности ближайших цивилизаций и связываться с ними на расстоянии, так что самым вероятным считается исключительная редкость появления сложной жизни. А зарождение простейших микроорганизмов, по всей видимости, в истории Земли происходило неоднократно на самых ранних этапах развития, поэтому планет, населенных простейшими организмами, во Вселенной должно быть достаточно много.
Заза Османов считает, что нашел свой собственный ответ на парадокс Ферми. Он утверждает, что вновь возникающие цивилизации подвергаются нашествию самовоспроизводящегося роя внеземных роботов, получивших наименование зондов фон Неймана. Идея выглядит сошедшей со страниц научной фантастики. Какие-либо доказательства ее реалистичности отсутствуют. Это, впрочем, может быть связано и с тем, что на поиски признаков существования подобных объектов до сих пор еще не тратилось достаточно времени и усилий.
Возможно, все может измениться с появлением Сферического телескопа с пятисотметровой апертурой FAST. Согласно расчетам Османова, новый инструмент, предназначенный для наблюдения за небом в диапазоне частот от 70 МГц до 3 ГГц, прекрасно подходит для обнаружения как галактических, так и внегалактических самовоспроизводящихся зондов, при репликации излучающих радиоволны как раз в середине диапазона, на который рассчитан FAST.
Радиотелескоп FAST был установлен в 2016 году в южной китайской провинции Гуйчжоу. Сейчас это крупнейший в мире радиотелескоп с заполненной апертурой. Есть еще более крупный радиотелескоп, но с незаполненной апертурой — это российский 576‑метровый радиотелескоп РАТАН‑600. «Обнаружение неравномерности и независимости спектральной мощности от радиочастот и высокого углового разрешения приборов FAST в диапазоне 70 МГц — 3 ГГц представляется весьма перспективным», — пишет Османов.
Концепция зондов Неймана основана на работах американского математика и физика венгерского происхождения Джона фон Неймана. Сам ученый называл придуманные им устройства «универсальными сборщиками», однако впоследствии они стали именоваться «машинами фон Неймана». И хотя он не рассматривал свою идею в приложении к космической экспансии, позднее появилось понятие «зондов фон Неймана».
Для оценки возможностей развитой цивилизации Османов привлекает также шкалу Кардашёва, в которой технологические уровни, достигаемые той или иной развитой цивилизацией, ранжируются в соответствии с доступной им энергией. Шкала была предложена советским радиоастрономом Николаем Кардашёвым в статье «Передача информации внеземными цивилизациями», опубликованной в «Астрономическом журнале» в 1964 году.
Цивилизации проходят разные этапы в своем развитии. Тип I, тип II и тип III соответствуют использованию энергии, вырабатываемой всей планетой, звездой или галактикой. В настоящее время считается, что человеческая цивилизация получает около 0,75 балла по шкале Кардашёва. Учитывая относительно небольшой промежуток времени, которое люди потратили на развитие технологической цивилизации на своей планете, есть очень высокая вероятность того, что какая-либо древняя цивилизация уже достигла более высоких уровней своего развития.
Как и в случае с потенциально опасными астероидами, чем раньше земляне узнают о надвигающейся гибели, тем больше шансов что-то предпринять. Чтобы попытаться вычислить расстояния, на которых доступно такое обнаружение, Османов сделал несколько упрощающих предположений, таких, например, как максимальная выходная мощность всех этих устройств, которую можно ожидать, исходя из уровня — по Кардашёву, — которого достигла цивилизация. Например, у цивилизации II типа не было бы кластера фон Неймана, излучающего больше того, что определено шкалой Кардашёва.
С этими дополнительными предположениями Османов выяснил, что FAST потенциально может обнаруживать самовоспроизводящийся рой роботов как для цивилизаций типа II, так и для цивилизаций типа III.
Учитывая ожидаемую чувствительность приборов FAST, можно утверждать, что подобный рой можно будет засечь в пределах примерно 16 тыс. световых лет для цивилизаций типа II, что означает, что любые зонды цивилизаций типа II будут видны в пределах ближайших 15% от размеров Млечного Пути. С другой стороны, рой, созданный цивилизацией III типа, потенциально может быть обнаружен в пределах 400 млн световых лет, что охватывает большинство ближайших галактик.
И хотя, может быть, утешительно знать, что надвигающуюся опасность с помощью FAST получится увидеть задолго до того, как она обрушится на Землю, остается вопрос, что можно в таком случае сделать. Если это управляемый рой, то можно пытаться найти способы отмены операции или связаться с пославшей его цивилизацией. Если рой никому уже не подчиняется, то, возможно, от него останется лишь спасаться бегством.