Можно ли использовать чёрные дыры для связи с иными цивилизациями?

Предположения о числе внеземных цивилизаций, с которыми мы можем установить радиосвязь, десятилетиями основывалось на уравнении Дрейка и аксиоме о невозможности межгалактической радиосвязи. Возможно, оба нуждаются в пересмотре.

Уравнение Дрейка, полученное в том же году, когда человечество впервые вышло в космос, в своем классическом виде является скорее констатацией нашего незнания. Несмотря на то что наличие в тексте одной формулы снижает количество прочитавших его в два раза, осмелимся напомнить:

N = N_s × f_p × n_e × f_l × f_i × f_c × f_L,

где N — количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт, N_s — количество звёзд, образующихся в год в нашей Галактике, f_p — доля звёзд, обладающих планетами, n_e — вероятность зарождения жизни на планете (спутнике), f_l — процент планет, на которых жизнь действительно зародилась, f_i — процент планет, на которых она достигла современного земного уровня разумности, f_c — процент таких цивилизаций, которые в действительности развили электромагнитные средства коммуникации, сходные с нашими (не всем цивилизациями даже нашего уровня могут быть нужны такие средства), и, наконец, f_L — процент цивилизаций, продолжающих целенаправленно отправлять такие сигналы в космос.

Последний фактор зависит от множества переменных. Например, от срока жизни цивилизации: если он бесконечен, а стремление к контакту не исчезает, то логично предположить, что даже в радиодиапазоне излучение не прекратится никогда, иначе возможность раннего контакта с примитивными цивилизациями типа нашей будет потеряна.

Стрелец А*, крупнейшая из близких к нам сверхмассивных ЧД, теоретически может использоваться как средство межгалактической связи. Вот только ответа надо ждать дольше, чем существует наш вид. (Иллюстрации NASA / Chandra.)

Сейчас мы очень примерно можем назвать границы значений первых переменных уравнения (количество звёзд, скорость их появления и вероятность наличия у них планет в зоне обитаемости). Но математика позволяет формализовать наше незнание и попытаться обозначить границы возможных значений хотя бы примерно, полагает Клаудио Макконе, технический директор Международной федерации астронавтики, штаб-квартира которой расположена во Франции. Поэтому он предложил свой вариант уравнения Дрейка, который назвал «статистическим уравнением Дрейка». Оно имеет существенно больший уровень сложности, нежели первоначальное уравнение, но вкратце сводится к тому, что значения всех переменных, которые мы пока не можем определить даже приближённо, рассматриваются как гауссово распределение. Последнее основывается на центральной предельной теореме. Напомним, она утверждает, что процессы, все факторы которых известны и имеют количественные верхние и нижние границы и в которых крайние события происходят не чаще, чем предсказывает правило трёх сигм и без больших последствий, описываются гауссовой функцией.

Клаудио Макконе, полагает, что в Млечном пути примерно 4 590 ВЦ уровня не ниже земного, более-менее активно ищущих контакта. Интересно, что, используя для сравнения те же значения для классического уравнения Дрейка (что, разумеется, не совсем правильно, поскольку оно не предполагает нормального распределения), исследователь получил всего 3 500 внеземных цивилизаций в нашей Галактике. Как отмечает учёный, статистическая версия уравнения примерно на 1 000 цивилизаций «результативнее».

Кроме того, оно позволяет внедрить понятие среднего отклонения для получаемых значений. С ним количество цивилизаций не ниже земной, ищущих «братьев по разуму», составляет от единицы (мы) до 15 785 штук.

Если бы они были распределены по галактике равномерно, то средняя дистанция от одной цивилизации до другой составляла бы 28 845 световых лет. К счастью, фактическое расстояние будет значительно ближе к среднему значению в 2 670 световых лет. На расстоянии от 1 361 до 3 979 световых лет вероятность найти ВЦ-контактёра равна 75%. Правда, ближе 500 световых лет шанс обнаружить такого «соседа» уже стремится к нулю. Кстати, и границы технических возможностей текущей приёмной аппаратуры SETI также заканчиваются примерно на этом удалении. Исходя из этого, чтобы достичь статистически значимой вероятности добраться до чужих приёмников, сигналы SETI должны пройти не менее 900 световых лет. Соответственно, в ближайшие 900 лет обнаружение наших сигналов иными цивилизациями маловероятно. А наибольшую вероятность это событие приобретёт через 3 500 лет. Исходя из скорости света, обратный сигнал придёт к нам через 1 000 — 7 000 лет, и это в том случае, если за это время мы существенно улучшим приёмники, работающие на контакт.

Что тут скажешь… Здравомыслящий налогоплательщик немедленно сядет писать письмо в Кремль: зачем вообще содержать SETI, а? Ведь не только я, но и государство, в котором я живу, может и не протянуть 7 000 лет, нет?..

Г-н Макконе считает, что не всё потеряно. Более того, полагает он, надежды специалистов SETI на контакт исключительно внутри нашей Галактики ошибочны. Напомним, когда рассматривался сценарий радиоконтакта с ВЦ, речь шла только о представимых технических возможностях. Согласно недавно опубликованной работе учёного, даже их вполне хватает для межгалактической коммуникации. Для этого надо использовать в качестве гравитационной линзы ближайшую к той или иной цивилизации чёрную дыру. Особенно эффективным будет применение сверхмассивной ЧД, типа нашего Стрельца А*. Впрочем, как «КЛ» уже писала, в нашей Галактике, возможно, есть ещё несколько СМЧД, хотя и меньшей массы.

С помощью таких усилителей сигнала, отмечает учёный, можно передавать радиосигналы, даже базируясь на не слишком мощном передатчике — причём его дальность существенно превысит расстояние от Млечного Пути до, скажем, туманности Андромеда. А для направлений, лежащих позади ближайшей СМЧД, сигнал будет усилен, даже если между цивилизацией и СМЧД пролегают тысячи световых лет, так что ретрансляторы-ЧД смогут использовать не только ближайшие соседи таких экзотических объектов. Учитывая статистику числа ближайших галактик (чрезвычайно велика) и то, что многие цивилизации должны излучать в радиодиапазоне не десятилетия, как мы, а тысячи лет, надежды поймать сигнал ВЦ в обозримой исторической перспективе вполне весомы.

Разумеется, добавим мы, подобное можно утверждать только в том случае, если переменные уравнения действительно не влияют друг на друга. Любое предположение о наличии такого влияния делает статический вариант уравнения Дрейка не более информативным, нежели классический. Так, если любая ВЦ способна к колонизации планет за пределами своей системы, то число источников ВЦ-сигналов должно со временем расти, причём в геометрической прогрессии. Наоборот, если любая из цивилизаций будет при сходных возможностях склонна к агрессии, то количество ВЦ-контактёров будет сокращаться. Впрочем, как мы уже писали, даже если взаимного влияния факторов и не наблюдается, другие цивилизации попросту могут иметь отличную от нашей систему приоритетов, куда не входит контакт с разумными видами, тем более с помощью какой-то там радиосвязи...

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Acta Astronautica.

Подготовлено по материалам Astrobiology Magazine.