Великое молчание: наука и философия парадокса Ферми - Милан М. Чиркович

Одно из возможных скептических возражений можно отвергнуть без обиняков: тот факт, что нам известно множество звезд и всего один вид разумной жизни, не имеет никакого значения, пока мы придерживаемся натуралистического взгляда на жизнь и разум. В конце концов, число звезд, известных — или даже наблюдаемых — во времена Ольберса, было на много порядков меньше числа звезд, необходимого для возникновения контрфактического парадоксального вывода. И, с другой стороны, как уже упоминалось в главе 1 и как будет более подробно показано в последующих главах, одна-единственная внеземная цивилизация, стоящая достаточно высоко на шкале Кардашёва, представляет собой лучшую цель для SETI, чем миллион или более цивилизаций нашего нынешнего человеческого уровня. Простая (контрфактическая) цивилизация III типа по шкале Кардашёва в Млечном Пути была бы не менее очевидной, чем (контрфактическая) яркость ночного неба⁵⁶. Так что дело здесь вовсе не в цифрах.

А как насчет ответов, аналогичных тем, что даются на парадокс Ольберса? Расширение Вселенной вряд ли играет здесь серьезную роль, если только плотность обитаемых и разумных миров не является чрезвычайно низкой — что само по себе требовало бы объяснения! Существует версия этой идеи, которая будет рассмотрена в главе 5 под заголовком «Редкая Земля». Примечательно, что в данном случае, как и в парадоксе Ольберса, хаббловское расширение играет лишь вспомогательную роль по отношению к главному объяснительному механизму. Главная роль должна быть отведена чему-то, что препятствует появлению обнаруживаемых разумных существ и в Млечном Пути. Можем ли мы объяснить это конечным возрастом источников (понимаемых в обобщенном смысле как источники обнаруживаемого излучения)? Обитаемые миры должны быть моложе структур во Вселенной, так что такой предел, очевидно, существует. Можно было бы возразить, что обилие требований, необходимых для появления разумных видов, еще больше приближает «точку отсчета» возникновения обнаруживаемых источников к настоящему времени, тем самым несколько ослабляя проблему.

Однако в свете результатов Лайнвивера, отраженных в уравнении (1.3), эта оговорка во многом утратила свою актуальность. Роль времени прохождения света от источников в парадоксе Ольберса теперь играет шкала времени Ферми — Харта из уравнения (1.1), которая настолько меньше шкалы времени Лайнвивера (1.4), что мы вправе считать, будто сигнал в конечном итоге достигает «любой точки»; разумеется, это проявляется еще ярче, если мы, следуя идее StrongFP (сильного парадокса Ферми), будем рассматривать проявления и следы внеземной астроинженерии как сигналы, распространяющиеся со скоростью света. Таким образом, аналогия здесь действительно прослеживается, и насколько важную роль парадокс Ольберса сыграл в развитии наших космологических представлений, настолько же парадокс Ферми способен сыграть аналогичную роль для астробиологии и исследований SETI⁵⁷. Я буду постоянно придерживаться этой линии мысли при изложении различных объяснительных гипотез в главах 4–7. Перед этим нам необходимо рассмотреть еще одну важную концепцию, касающуюся взаимоотношений наблюдателей и Вселенной в целом: внегалактический SETI⁵⁸.

Космологический горизонт представляет собой самый крупный пространственный масштаб, на котором два любых наблюдателя могут, в принципе, общаться. Таким образом, он очерчивает абсолютный внешний предел для любых обзоров в рамках SETI. Космологический горизонт концептуально и безусловно ограничивает внегалактический SETI. Адвокат дьявола может поставить под сомнение сам смысл внегалактических поисков, когда даже поиски гораздо ближе к дому, в пределах Млечного Пути, сопряжены с таким количеством проблем и трудностей. Внегалактические расстояния на много порядков превосходят межзвездные расстояния внутри нашей Галактики, так что принимаемый нашими детекторами поток излучения оказывается на вдвое большее число порядков меньше. В зависимости от используемого метода (в первую очередь от выбора диапазона волн в электромагнитном спектре), отношение сигнал/шум неизбежно оказывается ничтожно малым, и особенно если мы ожидаем сигнал, меняющийся во времени в масштабах человеческих наблюдений — и, более того, человеческой жизни! — точное обнаружение может быть попросту невозможным. Если перспективы успеха традиционного (= внутригалактического) SETI кажутся призрачными, то шансы найти что-либо на расстояниях мегапарсекового масштаба и вовсе следует признать ничтожно малыми.

Однако этим дело, конечно, не ограничивается, поскольку существуют обстоятельства, благоприятные для внегалактического SETI. Важнейшим из них является тот факт, что при внегалактических наблюдениях мы можем охватить гораздо больший объем пространства. Направляя взгляд на множество внешних галактик вместо одного лишь Млечного Пути, мы исследуем на несколько порядков больше потенциальных мест обитания высокоразвитых цивилизаций. В принципе, выигрыш в исследуемом объеме с лихвой компенсирует потерю силы сигнала (то есть принимаемого потока излучения), поскольку исследуемый объем возрастает с увеличением расстояния R как R³, тогда как принимаемый поток уменьшается как R⁻². (По крайней мере, эти евклидовы приближения будут справедливы на расстояниях до нескольких сотен мегапарсек, прежде чем начнут играть существенную роль такие эффекты, как ослабление блеска источников из-за ускоренного расширения Вселенной). Следовательно, если бы цели SETI были в среднем однородно распределены в пространстве, времени и по собственной мощности излучения, то осуществлять поиск как можно дальше во внегалактическом пространстве было бы очевидно выгодно.

На практике, однако, все обстоит иначе, поскольку существуют четкие инструментальные пороги обнаружения, и для большинства мыслимых методов поиска они слишком высоки для нашего нынешнего оборудования и оборудования ближайшего будущего. Цена детектирующего прибора в реалиях человеческой экономики растет гораздо круче по мере снижения порога чувствительности, необходимой для регистрации чрезвычайно слабых сигналов. В астрономической практике это означало бы создание более крупных телескопов (радиотелескопов, оптических или инфракрасных), желательно размещенных в космосе, а еще лучше — на больших расстояниях от всех земных источников помех, например, на обратной стороне Луны. Все это требует колоссальных затрат и постоянного финансирования на таком уровне, который вряд ли будет доступен для практического SETI в обозримом будущем.

Один конкретный класс решений парадокса Ферми, связанный с гипотезой «уникальной Земли» (подробнее о ее структурных деталях см. в главе 5), частично опирается на существование космологических горизонтов. Это проявляется в двух различных аспектах. Во-первых, как подчеркивал канадский астроном Пол Вессон, чьи

Сценарий для внегалактического SETI

Увеличенный объем исследуемого пространства остается важной мотивацией в определенном классе поисков по программе SETI, в которых ищется особенно энергоемкий пример астроинженерии, различимый на больших расстояниях59. Например, предположим, что мы ищем цивилизации, способные строить сферы Дайсона, но они в действительности (о чем мы не знаем) весьма редки: вероятность построить такую составляет лишь 1 из 109 в галактике класса L* вроде Млечного Пути за миллион лет. Предположим также — и это вполне вероятно, — что каждая построенная сфера Дайсона имеет очень долгий срок службы, сравнимый с хаббловским временем. По сути, будучи однажды построенной, она просто остается там навсегда. Нетрудно показать, что в