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 этом предельно упрощенном сценарии вероятность наличия хотя бы одной потенциальной цели для поисков SETI во всем Млечном Пути составит всего около 1 процента. С другой стороны, если аналогичное масштабное соотношение справедливо для всех галактик со светимостью более 0,1 L*, независимо от их морфологического типа и других особенностей, ожидаемое число целей в кубе со стороной в 50 Мпк, центрированном на нашей Галактике, составит около 16. Это значение получено путем интегрирования темпа появления сфер Дайсона по функции светимости галактик60. Я ограничил рассматриваемые светимости значением L > 0.1 L*, чтобы исключить карликовые галактики, которые в большинстве своем химически не эволюционировали и потому лишены предпосылок для возникновения жизни и разума; см. обсуждение ГЗО выше. Появление сфер Дайсона в данном примере представляет собой пуассоновский процесс, начинающийся с момента возникновения ГЗО около 10 млрд лет назад, при этом эффекты времени запаздывания сигнала не учитываются.
Очевидно, что в таком, признаем, надуманном сценарии внутригалактический поиск SETI не имеет особого смысла — в отличие от внегалактического! Реальная же ситуация, безусловно, лежит где-то посередине между этой крайностью и полным отрицанием внегалактического SETI, которое до самого недавнего времени оставалось доминирующей точкой зрения.
работы, к слову, также сыграли важную роль в формировании современных представлений о парадоксе Ольберса, средняя плотность наблюдателей может быть столь низкой, что число галактик, содержащих хотя бы одну технологическую цивилизацию в пределах нашего космологического горизонта, будет равно единице или какому-то очень малому числу⁶¹. Такие редкие цивилизации, очевидно, были бы необнаружимы с помощью средств настоящего или ближайшего будущего, даже если бы некоторые из них уже достигли статуса III типа по Кардашёву. Заметим, что в этом есть определенная философская привлекательность, поскольку общее число цивилизаций в любой конкретный момент времени (начиная с некой ранней эпохи) все еще может быть бесконечным — при условии, что Вселенная пространственно бесконечна, как в открытых или плоских моделях Фридмана. Однако эта бесконечность не порождала бы никаких наблюдаемых и, тем более, парадоксальных свойств.
Кроме того, вглядываясь в далекие галактики, мы смотрим в прошлое. Горизонт частиц представляет собой, очень приблизительно, множество точек, которые мы видим в момент начальной сингулярности Большого взрыва (или того, что выдает себя за сингулярность в современных физических и космологических теориях). Таким образом, мы видим галактики на более ранних стадиях их эволюционного развития — и это относится как к морфологической, химической, так и к астробиологической эволюции. К примеру, мы наблюдаем М31 такой, какой она была примерно 2 млн лет назад, что является ничтожно малым промежутком времени в космологическом контексте. Тем не менее этого достаточно, чтобы наблюдатели в М31, даже обладай они инструментами с абсолютной чувствительностью, не смогли бы обнаружить Homo sapiens, чей возраст составляет всего 200–300 тыс. лет. Гипотетический андромедянин смог бы обнаружить в Млечном Пути лишь те разумные виды, возраст которых прямо сейчас, с нашей нынешней точки зрения, превышает 2 млн лет. Таким образом, наши точные аналоги (как и все остальное, что моложе этого двухмиллионолетнего предела) оказались бы упущены при обзоре⁶². Простейший — и наивный — взгляд на астробиологическую эволюцию предполагает, что чем глубже мы уходим в прошлое, тем меньше у нас шансов обнаружить сложные биосферы и, как следствие, технологические цивилизации (а значит, и цели для SETI) в общем астробиологическом ландшафте.
Рисунок 2.5 Простая схема трех «режимов» астробиологической сложности, с которыми мы, в принципе, можем ожидать столкнуться на фоне существующей космологической истории и структур; ATC — развитая технологическая цивилизация; IGM — межгалактическое вещество.
Источник: любезно предоставлено Слободаном Поповичем Баги
Хотя в общем случае такой вывод может и не подтвердиться, поскольку шкала времени Лайнвивера в уравнении (2.4) оставляет достаточно времени для множества «циклов» взлета и падения цивилизаций в любой отдельно взятой галактике, потеря временной «глубины» становится все более выраженной по мере того, как мы продвигаемся к еще более далеким галактикам. Для целей, расстояние до которых значительно меньше τLc, у нас все еще есть веские теоретические основания заниматься внегалактическим SETI — даже если мы пока не обладаем достаточными наблюдательными ресурсами с точки зрения чувствительности. Там, во Вселенной, существуют многие миллионы таких потенциальных целей.
В качестве подходящего завершения этой вводной главы на рисунке 2.5 я схематично представляю дискретное распределение ожидаемой астробиологической сложности. Хотя точное определение подобной сложности может еще долго ускользать от нас, интуитивно все вполне понятно: «мертвое пространство» за пределами космологических структур (главным образом галактик) заполнено чрезвычайно разреженным межгалактическим веществом (IGM), очевидно необитаемо и обладает нулевой астробиологической сложностью. Хотя в IGM могут происходить интересные физические процессы, в своей основе это очень простая система, которую можно описать небольшим числом физических параметров. На противоположном конце шкалы сложности находятся гипотетические развитые технологические цивилизации, которые могут быть пространственно весьма компактными (хотя это, конечно, необязательно) и крошечными в космологических масштабах, но обладают очень высокой плотностью обработки информации и требуют огромного перечня параметров для детального описания. Между этими двумя крайностями лежат области тонких галактических дисков, содержащие обитаемые планеты и, возможно, биосферы, подобные земной. Они все еще находятся на довольно низком уровне шкалы сложности, поскольку пространство целенаправленного проектирования, доступное развитым технологическим субъектам, вероятно, затмевает морфологическое пространство обычной, естественной дарвиновской эволюции. Рисунок намеренно выполнен так, чтобы показать: традиционный дискретный анализ в терминах решеток и ячеек — включая такие методы, как клеточные автоматы или многосеточные методы, — должен быть применим и к астробиологической сложности.
