Для составления такого графика кроме длины волны надо знать (и указать в графике) направление излучения (поскольку наша антенна не всенаправленная) и время рабочих сеансов. Здесь трудность та же, что и при выборе частоты: надо каким-то образом сообщить радиокорреспонденту время сеансов связи. Но это, естественно, невозможно. Поэтому мы снова пытаемся мыслить так же, как и наши братья по разуму на других планетах, которые стремятся связаться с нами. Казалось бы, все без исключения должны прийти к одному и тому же решению, а именно: за начало сеанса связи принять какой-либо световой сигнал, который наблюдается в пределах всей Вселенной, но появляется не слишком часто. Таким световым сигналом является вспышка Сверхновой (или Новой) звезды. Ее наблюдают инопланетяне в разных местах Галактики, она должна послужить для всех сигналом начала сеанса радиосвязи. Эта идея была высказана П.В. Маковецким. Она обсуждалась в 1975 году участниками семинара, который проходил в Специальной астрофизической обсерватории АН СССР. Материалы этого совещания, в котором приняли участие ведущие специалисты, занимающиеся проблемой поиска внеземных цивилизаций, опубликованы в 1981 году отдельной книгой «Проблема поиска внеземных цивилизаций».
На Всесоюзном симпозиуме в Таллине в декабре 1981 года идея П.В. Маковецкого (которая в 1975 году осенила и зарубежных ученых) была признана «блестящим решением проблемы». В чем конкретно состоит идея организации межзвездной радиосвязи по определенному расписанию?
Чтобы пояснить ее, нам придется прибегнуть к изображению ситуации на бумаге. Представим себе, что вблизи каждой из звезд существует планета с цивилизацией.
Каждая из этих цивилизаций имеет один всенаправленный передатчик и один всенаправленный приемник, настроенные на одну и ту же частоту. Все цивилизации, не договариваясь между собой, поняли, что сигналом к началу передачи должна быть вспышка очередной Новой или Сверхновой звезды. В какой-то момент времени вспышка произошла. Через некоторое время вспышка Новой будет замечена на Земле. Это время определяется расстоянием, которое должен пройти световой сигнал, то есть расстоянием между Новой и Землей. (По традиции слова Новая и Сверхновая пишутся с заглавной буквы, а слово звезда опускается.) Поделив это расстояние на скорость распространения света (300 000 км/ с), получим это время. Ясно, что чем дальше от Новой будет находиться данная цивилизация, тем позднее до нее дойдет световой сигнал от вспыхнувшей Новой, тем позднее она включит свой передатчик. Это значит, что сигналы от разных цивилизаций поступят к нам в разное время. Но в очередности такого поступления сигналов есть определенная закономерность.
Если бы все цивилизации начали посылать сигналы в один и тот же момент Вселенского времени (назовем так единое для всей Вселенной время), то быстрее всего на Земле мы зарегистрировали бы сигналы тех цивилизаций, которые находятся ближе к нам. Сигнал на Земле регистрировался бы одновременно от всех тех цивилизаций, которые находятся на одинаковом удалении от Земли, то есть на поверхности сферы, в центре которой находится сама Земля. Чем больше радиус этой сферы, то есть чем дальше находится цивилизация, тем позднее приходили бы сигналы от них.
Но использовать Вселенское время цивилизации не могут. Они могут только привязать время начала работы своих передатчиков к тому моменту, когда к ним придет световой сигнал от Новой или Сверхновой. Но поскольку цивилизации находятся на разных удалениях от вспыхнувшей Новой, то этот сигнал они получат в разное время: те, что находятся к Новой ближе, получат этот сигнал раньше. Это значит, что они раньше включат свои передатчики и радиосигнал от них отправится в путь к нам раньше. На первый взгляд, никакой синхронизации не получается. Но так ли это? Рассмотрим ситуацию внимательнее.
Соединим Новую и Землю прямой линией. Если цивилизация находится на этой прямой линии где-то между Землей и Новой, то сигнал от этой цивилизации должен поступить на Землю одновременно с сигналом от вспыхнувшей Новой. Это легко понять, так как оба сигнала (световой и радио) распространяются с одинаковой скоростью – скоростью света. Представим себе, что от Новой одновременно выбежали два «посланца» (световых сигнала) с одинаковой скоростью в одном и том же направлении. Один должен добежать до Земли, а другой – до находящейся на этом пути цивилизации. Когда второй сигнал достигнет этой цивилизации, он моментально передаст свою эстафету посланцу цивилизации (радиосигналу), который побежит по тому же пути к Земле вместе с первым сигналом. Поскольку они движутся с одинаковой скоростью, то и достигнут Земли одновременно. Но одновременно достигнут Земли не только сигналы от тех цивилизаций, которые находятся между Новой и Землей на линии, их соединяющей. Имеются и другие варианты. Нетрудно сообразить, что поскольку скорость светового сигнала такая же, как и скорость радиосигнала, то важно только то, какой общий путь пройдет сигнал от Новой через цивилизацию к Земле. То, что сигнал в месте нахождения цивилизации передает эстафету, то есть вместо светового становится радиосигналом, дела не меняет, поскольку на эту передачу время не тратится. Значит, на Землю придут одновременно радиосигналы от тех цивилизаций, пути через которые от Новой к Земле одинаковы по длине. Каждый такой путь состоит из двух отрезков ломаной линии, соединяющей Землю и Новую и упирающейся своим изломом в место нахождения данной цивилизации. Но условие постоянства суммарной длины ломаной линии, концы которой жестко закреплены и которая состоит из двух отрезков, означает, что все точки излома (то есть места, где находятся цивилизации) должны составить эллипс.
Мы не можем пользоваться сферическим представлением расположения цивилизаций, от которых сигнал придет на Землю одновременно. Это потому, что цивилизации включают свои передатчики не одновременно. Но оказалось, что поскольку цивилизации включают свои передатчики по сигналу одной и той же Новой, то определенная закономерность в поступлении сигналов на Землю проявляется в том, что на Землю будут одновременно поступать радиосигналы от цивилизаций, находящихся на поверхности эллипсоида, полученного вращением описанного выше эллипса вокруг своей большой оси, проходящей через Землю и Новую.
События будут развиваться во времени следующим образом: в определенный момент времени мы на Земле зарегистрируем вспышку Новой или Сверхновой и строго одновременно зарегистрируем радиосигналы от цивилизаций, находящихся между Землей и Новой на соединяющей их линии. Затем начнут поступать сигналы от цивилизаций, немного удаленных от этой линии, но только от тех, которые находятся на поверхности эллипсоида. Если мы хотим узнать, от каких цивилизаций мы получим радиосигналы между двумя моментами времени (например, в течение суток) после вспышки Новой, то мы должны нарисовать соответствующие этим моментам эллипсоиды. Если цивилизация попадает в пространство между этими эллипсоидами, то ее радиосигналы будут зарегистрированы на Земле в этом промежутке времени, то есть в течение указанных суток. Это пространство между эллипсоидами автор идеи назвал «дынной коркой». Ясно, что чем дальше по времени от момента вспышки Новой, тем от более далеких цивилизаций будут приходить на Землю сигналы. Здесь будет точнее говорить не о более далеких цивилизациях, а о тех из них, путь через которые от Новой к Земле наиболее длинный. Если провести расчет применительно к Земле, то получим, что на Земле после вспышки Новой в течение одних суток должны прийти радиосигналы от 260 звезд, которые попадают в эту «дынную корку» суточной толщины. Но с течением времени услышанные ранее цивилизации перестают быть слышимыми, они выходят из игры, оказываясь за пределами этой «дынной корки». Если говорить об интервале регистрации сигналов в 10 суток, то за это время в «дынной корке» содержится в 10 раз больше звезд (то есть 2600), они за это время полностью обновляются: сколько их входит в «корку» за этот интервал времени, столько же и выходит из нее. Эллипсоид очень вытянут. Земля находится в одном из его эксцентриситетов. Наблюдая с Земли (в радиодиапазоне), больше всего звезд мы увидим в том случае, если будем «смотреть» в направлении Новой. Это понятно, так как угол, под которым видна половина эллипсоида (в него попадает половина цивилизаций, излучающих в данное время), очень небольшой. Из сказанного выше ясно, что с течением времени после вспышки Новой этот угол будет меняться, поскольку оси эллипсоида увеличиваются. Например, для Новой Лебедя, которая вспыхнула 30 августа 1975 года, на 1979 год этот угол составил 2°18 . Это значит, что в этом телесном угле возникло в 1979 году 1300 потенциальных позывных (если интервал наблюдения был принят равным 10 суткам). Если этот угол увеличить до 4°, то в него уже попадало около 90 % всех звезд, попадающих в десятису-точную «дынную корку». Наибольшая угловая плотность звезд (105 звезд на один градус) наблюдается на удалении 1°22 от Новой. Максимум плотности звезд (цивилизаций) имеет кольцевую форму, центром ее является вспыхнувшая Новая. С течением времени от вспышки Новой центр этой кольцевой зоны удаляется от Новой. Например, через двадцать лет после вспышки он уже приходится на 4° от Новой. Одновременно плотность звезд с радиопозывными уменьшается. Но расчеты показывают, что даже спустя 40 лет после вспышки Новой угловая плотность звезд в максимуме указанного кольца достигает 10 звезд на градус.
Преимуществ организации приема позывных по такому расписанию много. Одно из них состоит в эффективности приема. Так, если вести прием радиосигналов с помощью радиотелескопа без учета этой системы, то есть по индивидуальному расписанию, то для поиска позывных от одной звезды (например, звезды Барнарда) наблюдения необходимо вести в течение 10 суток непрерывно. Если использовать предложенную выше систему и в согласии с ней просматривать ежедневно вокруг вспыхнувшей Новой круг радиусом 4°, можно обследовать одновременно 2300 звезд.
Читатель, очевидно, сообразил, что число прослушиваемых звезд, или, другими словами, форма «дыни» определяется тем, как далеко от Земли находится вспыхнувшая Новая. Чем она дальше, тем «дыня» более вытянута, тем больше звезд попадает в кольцо вокруг Новой. Это и хорошо и плохо. Хорошо, потому что в поле зрения нашего радиотелескопа, направленного на вспыхнувшую Новую, попадает одновременно больше звезд, вокруг которых на планетах возможно существование цивилизаций. Это значит, что вероятность зарегистрировать позывные от них больше. Но чем дальше находится Новая, тем труднее определить скорости в направлении луча. Если вспышка Новой возникает в 3 раза ближе, чем описанная выше вспышка Новой Лебедя 1975 года, то мощность ее расписания будет в 32=9 раз меньше, а угловая плотность позывных вокруг Новой уменьшится в 33=27 раз.
Из описанной выше ситуации ясно, что условия для приема сигналов от звезд, находящихся в разных частях Галактики, различны. Ведь если звезда с цивилизацией находится очень далеко от линии Земля – Новая, то радиопозывные от нее начнут поступать через очень большой интервал времени после вспышки Новой. Этот интервал времени может измеряться сотнями и тысячами лет. Ясно, что такие звезды включать в расписание радиосвязи не стоит. Следует ограничиться звездами той части Галактики, позывные от которых могут достичь Земли в течение первых 10-20 лет после вспышки Новой или Сверхновой. Другие звезды надо исследовать на посылаемые ими (точнее – их цивилизациями) радиосигналы тогда, когда вспыхнет соответствующая Новая и они попадут в свою «дынную корку».
Автор данной идеи высказал и такую интересную мысль: «Чем меньше в Галактике цивилизаций, принадлежащих нашему коммуникационному горизонту, тем труднее установить контакт «хотя бы с кем-нибудь», тем выше опасность преждевременной утраты интереса к контактам, тем выше ценность принципа расписания, облегчающего и ускоряющего контакт, делающего поиск во времени осмысленным и, следовательно, более оптимистичным и результативным».
|
