Если зонд фон Неймана населен людьми, то есть представляет собой «корабль поколений», и его полезная масса должна быть порядка миллиона тонн. Но если используются нанотехнологии, то масса полезной нагрузки может быть несколько микрограмм. Достаточно будет послать одного наноробота в другую звездную систему, чтобы он потом реплицировался в достаточных копиях на поверхности какого-нибудь астероида и создал необходимую инфраструктуру для дальнейшего распространения по Вселенной. Для транспортировки наноробота можно использовать нанозвездолет.

Нанозвездолет, разгоняемый лазерным лучом, — устройство микроскопических размеров, разгоняемое до околосветовых скоростей. Такие нанозвездолеты можно было бы разгонять в ускорителе миллионами, надеясь, что хоть один из них долетит до цели. Также их можно снабжать парусом-зеркалом и разгонять лазером. В настоящий момент эта концепция является довольно гипотетической, поскольку не ясно, как будет воздействовать на нанозвездолеты космическое излучение, и не решены проблемы торможения таких устройств.

Использование гравитационных маневров около искусственных черных дыр. Если удастся создать пару вращающихся вокруг друг друга черных дыр (возможно, микроскопических), то их можно использовать для почти мгновенного разгона небольших объектов, подобно тому, как сейчас планеты используются для гравитационных маневров космических аппаратов. Здесь аппарат будет увлекаться полем одной из дыр и почти мгновенно разгоняться до скорости ее вращения вокруг другой. Для торможения можно использовать такую же пару черных дыр, вращающихся во встречном направлении.

Использование новых физических эффектов, вероятно, связанных с гравитацией. Нельзя исключить того, что будут открыты новые физические процессы, позволяющие приблизиться к световому барьеру, а может даже и перепрыгнуть его. Эти эффекты могут обнаружиться при исследовании свойств гравитации, пространства и вакуума.

Информационное распространение — радиоконтакт с удаленными другими цивилизациями и отправка им компьютерной программы с ИИ и «описанием себя».

Наверняка в будущем станут возможны и другие способы межзвездного транспорта. В конце концов, продление жизни людей до 1000 лет, которое может оказаться более простой задачей, чем разгон до околосветовой скорости, позволит отказаться от больших скоростей перемещения и создавать более экономичные аппараты. Благодаря этим средствам транспорта сверхцивилизация образует вокруг себя «ударную волну разума» (термин И. С. Шкловского), которая распространяется с максимально большой скоростью.

Из статьи И. С. Шкловского «Существуют ли внеземные цивилизации?», опубликованной в 1985 году в журнале «Земля и Вселенная»:

«С неизбежностью „ударная“ волна разума начнет распространяться на всю Галактику, на что впервые обратил внимание Н. С. Кардашев. Для овладения ресурсами звездной системы и полного ее преобразования, по самым консервативным оценкам, потребуется только несколько миллионов лет. Этот срок совершенно ничтожен по сравнению с 10–15-миллиардолетней историей эволюции Галактики или даже с 200-миллионолетним периодом ее вращения!».

Астроинженерная деятельность

Еще один атрибут сверхцивилизации — способность манипулировать материей в гигантских масштабах. Наиболее очевидный для нас сейчас способ достичь этого — использование роботов-репликаторов, которые могут переносить небольшие кусочки материи, подобно муравьям в муравейнике.

Простейший тип космических мегаструктур — это орбитальные станции и космические лифты, но нас интересуют объекты звездного масштаба.

Направления астроинженерной деятельности

Создание сфер Дайсона вокруг поверхности звезды для улавливания всего ее излучения и преобразования в полезную энергию. Однако такое сооружение в виде шара будет гравитационно нестабильно, то есть может обвалиться внутрь. Предложено несколько альтернативных решений с использованием колец, эквипотенциальных поверхностей или отдельно движущихся по своим орбитам элементов (рой Дайсона).

Внутренняя поверхность сферы Дайсона может быть терроформирована, то есть превращена в подобие земной поверхности, на которой могут жить люди. Энергия, вырабатываемая сферой, может использоваться для синтеза редких элементов, вычислений, поддержания жизни существ, разгона межзвездных кораблей и для космического оружия.

Создание разгонных устройств для межзвездного транспорта или самих гигантских кораблей.

Преобразование планет под условия жизни человека (терроформирование) или создание чисто искусственных поселений в космосе, например под куполом на астероидах. Интересна идея обитаемого «мира-кольца», предложенная Лоренсом Нивеном в 1970 году, которое представляет собой нечто вроде среза сферы Дайсона.

После выхода книги «Мир-кольцо» автору пришло множество писем от читателей, в которых среди прочего предлагались различные идеи по усовершенствованию конструкции и по вычислению различных параметров кольца Нивена. Во время Всемирного Конвента научной фантастики 1971 года студенты Массачусетского технологического института скандировали в холлах отеля: «Кольцо неустойчиво!». Дело в том, что предложенная Нивеном модель не обладает гравитационной устойчивостью. Появились научные статьи, количественно оценивающие эту неустойчивость. В более поздних книгах — продолжениях «Мира-кольца» — были предложены активные механизмы (так называемые двигатели Баззарда), стабилизирующие вращение Кольца.

Разборка планет и астероидов на составляющие минералы для создания других астроинженерных объектов.

Создание маяков в помощь другим цивилизациям для установки контакта в процессе SETI. Или наоборот, полное сокрытие своей деятельности, если цивилизации не хотят, чтобы их обнаружили.

Создание «Юпитерианских мозгов» — суперкомпьютеров размером с целую планету, сферическая форма которых позволяет осуществлять наиболее быстрый обмен информацией. Другой тип таких мегаструктур — «Мозги-матрешки», которые используют исключительно для вычислений всю энергию сфер Дайсона, вложенных одна в другую для наиболее эффективного использования энергии переизлучаемого света.

Управление судьбами развития звезд. Это могут делать цивилизации галактического типа, например способствуя рождению сверхновых.

Создание новых вселенных и определение их физических законов. Современная наука знает достаточно много о времени Большого взрыва и о самых первых мгновениях существования Вселенной. Считается, что тогда в какой-то момент имело место сверхсветовое расширение Вселенной, которое называется «космологическая инфляция». В ходе него возникло огромное пространство с пузырями-вселенными, в которых действовали различные физические законы. Возможно, похожие процессы происходят в черных дырах: такую теорию развивает крупный американский физик Ли Смолин.

Парадокс Ферми и внеземной разум

Парадокс Ферми состоит в том, что несмотря на обилие звезд и планет во Вселенной, мы не наблюдаем никаких следов внеземного разума. Знаменитый вопрос Ферми, высказанный в 1950 году: «И где же они?» по-прежнему висит в воздухе.

Существует много возможных решений этого парадокса. Многие из них описаны в книге английского физика Стивена Вэбба «50 решений парадокса Ферми». Все они распадаются на три больших класса.

Разумная жизнь возникает во Вселенной крайне редко. Мы являемся либо единственной цивилизацией в видимой Вселенной, либо отделены от другой цивилизации на миллиарды световых лет. Это возможно из-за редкости подходящих планет, редкости жизни, редкости многоклеточной жизни и т. д.

Все возникшие цивилизации погибают раньше, чем успевают запустить устойчивую «ударную волну разума». Существует некая универсальная причина, ведущая к самоуничтожению всех цивилизаций на раннем этапе их существования, до того, как они запустят зонд фон Неймана. Поскольку человеческая цивилизация вполне может запустить такой зонд в ближайшие 100 лет, то эта причина должна касаться и нашей цивилизации. Примеры таких причин: неустойчивость сверхсложных систем, опасные эксперименты с коллайдером и т. п.