Карел Пацнер
Търсим космически цивилизации (24)

Спор за вълната

А ако извънземните цивилизации изпращат сигналите си в космоса не с радио-, а чрез светлинни вълни?

Нова идея измъчва физика д-р Чарлз Таунс. Не е ли възможно радиовълните да се насочват и усилват? През 1951 г. по време на една сутрешна разходка му хрумва решението на основния проблем. Три години по-късно в лабораториите на Колумбийския университет в Ню Йорк той довършва уреда за усилване на микрорадиовълни. Това е мазер, на чиято основа започват да се конструират най-точните часовници в света. През 1958 г. Таунс заедно с Шоулоу доказва, че принципът на мазера може да се използува и в областта на светлинното излъчване. В Москва до същия извод стигат академиците А. М. Прохоров и Н. Г. Басов. Първият лазер, както наричат този уред, е завършен през юли 1960 г. в САЩ от д-р Т. Мейман.

На 15 април 1961 г. Таунс и д-р Р. Шварц публикуват в „Нейчър“ статия, където още наричат лазера „мазер в оптична светлина“. „Нашите собствени мазерови методи в оптичния спектрален обхват и около него засега са в зародиш — преди година още нямахме нито един работещ апарат. През последните 10 г. изминахме бурен път на развитие. Изглежда, само благодарение на някаква историческа случайност оптическите мазери не са открити преди 30 и повече години; ако това беше станало, днес щяха да са на висока степен на развитие. Това ни навежда на мисълта, че някоя друга цивилизация може да върви по друг исторически пьт и да успее при използуването не на радиовълните, а при усъвършествуването на оптическите и инфрачервени мазери…“

Според Таунс и Шоулоу със съвременните телескопи е възможно да се регистрира лазерно излъчване на цивилизация, отдалечена от нас на няколко десетки светлинни години. При това и двамата американски физици за разлика от Кокони и Морисън смятат, че извънземното общество може да бъде приблизително на нашето ниво от развитието на цивилизацията, че между двата свята може да няма огромни разлики. Радиопредавателите за всеобщо излъчване ще изискват енерге-тични източици, каквито Земята или подобни на нея развити светове още дълго време няма да имат.

Таунс и Шоулоу предлагат две възможности за наше излъчване. Или предавателят да се изнесе извън земната атмосфера — на борда на изкуствен спътник, или на Луната. Ако това предаване се регистрира от също такъв телескоп (с диаметър 5 м) ще се вижда на разстояние до 10 светлинни години. Или пък да се свържат 23 лазера, предаващи от Земята. На планета отдалечена на 10 светлинни години, с помощта на 5 метров телескоп тяхната светлина ще може да се експонира фотографски за час и половина. Необходимо е обаче лазерните сигнали да са по-силни от светлинното излъчване на звездата — затова грижливо трябва да се подбере дължината на вълната на излъчването.

Други специалисти смятат, че лазерното излъчване ще бъде необикновено сложно в техническо отношение. Например известният електроник д-р Бърнард Оливър смята, че е невъзможно за нашата цивилизащя. През 1962 г. той отоелязва в сп. „Просийдингс ъв дъ Инститют ъв Рейдио Енджиниърс“, че междузвездното лазерно излъчване ще изисква „изключително нарастване“ на енергията.

Дрейк също изказва съмнения. Той смята, че вграждането на петметров телескоп ще бъде уникално, почти неповторимо дело и че съвременните телескопи вече са на границата на техническите възможности. Тези трудности се явяват в резултат на физически закони, които вероятно важат за цялата вселена. Осве това Дрейк е изчислил, че за „разговори“ със звездите най-подходяща ще бъде дължината на вълната 3,2 до 8,1 см. В този интервал можем да предаваме на разстояние до 1000 светлинни години — докато лазерите засега не могат да надхвърлят 10 светлинни години.

Таунс възрразява че цивилизация с по-развита лазерна техника ще може да осъществи такова предаване. И акад. Прохоров, с когото говорих през 1970 г., е на същото оптимистично мнение. Бурното развитие на лазерите, за чието откриване Таунс Басов и Прохоров получиха Нобелова награда, може да подкрепи това.

В сборника „Междузвездна връзка“, излязъл през 1963 г. в редакцията на А. Камърън, Оливър предлага грандиозен проект. На 30 км около екватора да се построи ветрилообразно разположен радиотелескоп. Благодарение въртенето на Земята всеки ден уредьт ще проверява за около една секунда излъчването на всяка звезда. Според Оливър само такова широко търсене най-добре ще определи кандидатите, чиито излъчвания след това да се изследват подробно. Но същевременно не е изключено чуждите разумни същества да изпращат своите послания — сбити в малък интервал от време — на кратки импулси и едва бавното им повторение на магнетофонен запис да покаже, че предаването има изкуствен характер.

Постепенно се появиха редица препоръки за търсенето на сигнали от извънземни цивилизации. Например съветският астрофизик д-р Николай Кардашов, д-р на науките, от Държавния астрономически институт П. К. Щернберг в Москва предложи през 1964 г. търсенето да става в интервала 3–10 см. Според него вълната от 21 см може да се използува за междузвездна кореспонденция само на малки разстояния. Интервалът 3–10 см е по-подходящ за излъчване на разстояние десетки и предимно стотици светлинни години, защото радиошумът на Вселената им влияе по-слабо. Същевременно младият учен се стреми да определи какви усилия трябва да употреби чуждата цивилизация, за да регистрираме предаването й. Според Кардашов, за да се регистрира около най-близките звезди, предавателят трябва да има диаметър около 100 м и мощност 10 000 киловата. Такава апаратура могат да построят и нашите инженери и техници. Това означава, че ние бихме могли да отговорим на посланията на най-близките си разумни съседи. Но засега не можем да осъществим кореспонденция на по-големи разстояния. За предаване на разстояние 100–1000 светлинни години е нужен предавател с мощност от 1 милион до 1 милиард киловата. Сравнете — общата мощност на всички земни електроцентрали е около 4 милиарда киловата. Един предавател на разстояния няколко светлинни години ще струва 200 милиарда долара — около 8 пъти повече от проекта „Аполо“.

През 1961 г. д-р Дж. Уеб от Локхийд Джорджия Къмпани говореше за антенни системи с диаметър до 3 000 м в орбита около Земята. Той смята, че нашите днешни радиоте-лескопи са прекалено слаби, за да могат да регистрират сигнали на разумни същества от разстояние дори само 10 светлинни години. Дрейк е по-оптимистичен. Той е разработил специална методика за „улавяне“ на много слаби сигнали в космическия шум. По нея успешно е регистрирано радарно отражение от Венера. Дрейк също смята, че чужди цивилизации могат да регистрират повишеното радиоизлъчване на Земята (благодарение масовото радио, телевизионни и радарни предавания) и от него приблизително да се ориентират какво е равнището на нашата техника.

Разсъжденията на Морисън се основават върху възможността развитите светове да използуват за предаване такава елементарна частица на материята като неутрино — Q-вълните. Не е изключено такава цивилизация да използува като сигнал собствената си звезда. Тя може да пусне в орбита около звездата облак от частици с маса около 100 000 милиарда тона. Знаците ще се дават чрез частично откриване и закриване светлината на собствената звезда.

Според Фрийман Дайсън ние можем да открием извънземна цивилизация, без да сме регистрирали някакво нейно излъчване. През 1960 г. той публикува в сп. „Сайънс“ статията „Търсене на изкуствени източници на инфрачервеното лъчение“, който незабавно даде повод за дискусия. Когато на една планета с развита цивилизация пренаселването стане критично, тя ще започне да тьрси спасение в използуването на околното пространство — смята Дайсън. Недостигът на природни източници и енергия може да ги доведе до идеята да използуват материята на една или няколко необитаеми планети за изграждане на огромна черупка около звездата на разстояние, да кажем, две астрономични единици. Тогава би могла да се използува цялата енергия на звездата — а това ще бъде около 40 000 милиарда пъти повече, отколкото получава днес Земята. Според изчисленията на Дайсън от една планета с размерите на Юпитер може да се създаде стена с дебелина 2–3 м само за 800 години. От наша гледна точка това е много време, но според представите на развитите цивилизации може да са само няколко минути или часа от историята. Полученото космично топче ще излъчва топлината на звездата. В тази статия Дайсън всъщност повтаря идеите на Циолковски, разбира се, на друго равнище на познанието. И Циолковски предполагаше, че след известна време на човечеството ще му стане тясно на Земята и ще започне да използува за строителство отначало астероидите, после Луната и накрая планетите. Той предвиди преустройството на Слънчевата система със стотици и милиони години напред. Според него реконструкцията ще осигури енергия, топлина и източници на суровини за 300 квинтилиона души. Съвременниците на Циолковски смятаха някои негови идеи за фантазия. Такова е мнението и на някои от читателите на „Сайънс“. Специалистите възразяват на Дайсън, че гравитационните и други сили ще разрушат една такава стена. Физикът отговаря, че е имал предвид „свободно натрупване или облак от тела, които се движат по собствени независими орбити около звездите“. Инфрачервените лъчи са много редки във Вселената. Звездните обекти обикновено излъчват енергия по няколко други начина. Сферата на Дайсън ще излъчва само инфрачервени лъчи, които трудно преминават през нашата атмосфера и астрономите могат да регистрират само на високи планини или във Вселената. На разстояние няколкостотин светлинни години нашите днешни уреди са в състояние да регистрират обект с температура около 450° С. А и това излъчване ще идва от онези точки на небосвода, в които очакваме съществуване на цивилизации. Разбира се, ако сферата на Дайсън не е била построена, преди ние да класифицираме звездата като съмнителна.

Саган и д-р Р. Йокър напълно сериозно разработиха тази на пръв поглед невероятно фантастична идея. Те предполагат, че днешните радиотелескопи могат да открият сфера на Дайсън с размери една астрономична единица и температура около 30° С. Оказва се, че откриването на такива студени обекти във Вселената още не означава, че те са дело на развити същества. През пролетта на 1965 г. д-р Г. Нойгебауер заедно с колегите си от Калифорнийската политехника в Пасадена разработи специален уред за регистриране на много студени звезди в инфрачервената област на излъчване. Скоро след това д-р X. Джонсън и други астрономи от Тъксън установиха няколкостотин такива звезди — най-студената от тях имаше температура 430° С. Няколкостотин големи астроинженерни постройки?!? Дори за Дайсън и неговите защитници е малко множко. Затова всяка от тези звезди трябва много грижливо да се изследва. Така че и този метод на търсене се оказа много сложен.

Три години след статията в „Сайънс“ Дайсън публикува студия за друг възможен път на търсене следи от развити цивилизации — търсене изкуствени предаватели на гравитационни вълни. „Трудностите при изграждане на апарати за използуване енергията на гравитационното поле са невероятни. Гравитационните сили между обектите с размери, които ние можем да създадем, са толкова нищожни, че трудно ги измерваме, да не говорим за използуването им. За да получим използуваемо количество енергия, всеки апарат трябва да има наистина космични размери. Независимо от това изучаването на гравитационните вълни е много важно по две причини. Първо — ако нашето общество продължи да се развива, както досега, и населението се разрасне експоненциално, ще дойде време, когато изграждането на устройства с астрономични размери ще бъде не само възможно, но и необходимо. Второ — ако се опитаме да открием признаците на технически развити цивилизации някъде във Вселената, трябва да обмислим какъв тип наблюдаеми явления може да излъчва такава наистина развита цивилизация…“ След това Дайсън доказва, че един изкуствен гравитационен предавател може да действува при обикалянето на двойна звезда. Изключва се използуването на двойна звезда с елементи от типа на нашето Слънце. Гравитационната енергия, излъчвана от тази система, в сравнение с излъчваната от нея светлинна енергия ще бъде толкова слаба, че другите цивилизации, за които е предназначена, няма да я забележат. Много по-изгодно е да се използуват малките бели джуджета, които излъчват хиляда пъти по-малко светлина от Слънцето, но са необикновено плътни, така че могат да излъчват много силни гравитационни вълни. А като се опира на хипотезата на съветския академик Л. Ландау, Дайсън смята, че ще бъде още по-добре, ако гравитационният апарат се разположи около някоя неутронна звезда, която има много маса в сравнение със Слънцето, но е с диаметър около 10 км, т.е. отново висока плътност. Гравитационното излъчване на неутронна двойна звезда може да се регистрира и от апаратите, с които работи американският физик проф. Дж. Уебър.

Проф. Дайсън не може да си представи, че високоразвитите цивилизации няма да могат да построят гравитационна машина, използуваща неутронни звезди „Накрая може да се каже, че динамиката на звездните системи в условия на гравитационно излъчване е наистина пренебрегната област. При всяко търсене на признаци за съществуване на развити цивилизации във Вселената трябва да се изучават и изключително интензивните източници на гравитационно излъчване.“

Кокони и Морисън искаха да предизвикат дискусия и наистина успяха. Но спорът за най-подходящата вълна за междузвездна връзка ще трае още дълго. Докато не установим контакт с някои от далечните разумни светове.