Глава 20 Междузвуздна радио- и телевизионна връзка

И така, за да се извърши междузвездно пътешествие, е необходимо до се изразходва огромно количество енергия, и колкото по-висока скорост искаме да достигнем, толкова повече гориво ни трябва на кораба. Днес не разполагаме със средства за построяване на космически кораб с желаните характеристики и даже при по-нататъшно развитие на техническия прогрес едва ли ще пожелаем да хвърлим толкова много енергия, особено ако се разполага с по-евтини средства за връзка. Изхождайки от това, че нашата основна цел се явява обмен на информация на междузвездни разстояния, а не лични контакти и допускайки, че другите цивилизации споделят тези възгледи, може да предприемем практически стъпки към установяване на контакт.

Въпросът как да започне междузвездна връзка сигурно вече е решен от изпреварилите ни в технологично отношение цивилизации на Галактиката. Тези хипотетични технологично развити цивилизации наверно са придобили способност за установяване на междузвездна връзка преди стотици хиляди и милиони години. Ако такива цивилизации не са изключително редки заради малката вероятност за тяхното възникване, или заради кратко на живот, или заради загуба на интерес, повечето от тях вече са установили контакт една с друга. В този случай проблемът за нас не е в това, как цивилизациите контактуват една с друга, а в това, как нова цивилизация би могла да се присъедини към тяхната общност. Ще ни се наложи ли да държим изпит? Или може просто да се обърнем с молба за предаване на информация и на нас.

Това не е празно любопитство, ако смятаме, че нашето развитие като цивилизация в основни линии се подчинява на общи закономерности. Ако сега сме достигнали някакво средно ниво на развитие, едва ли сме първите или едни от първите в Галактиката. По същия начин, едва ли се отнасяме към последните цивилизации в историята на Галактиката. Трябва да се опитаме да разберем как могат да се приемат радио- и телевизионни послания от други цивилизации. А за да разберем това сме длъжни от съображения за вежливост и предпазливост отначало да слушаме другите и след това да пристъпваме към предаване на собствени послания.

Но ако всеки само слуша и никой нищо не предава, то никой нищо няма да чуе. Ние сме дораснали до този проблем (така поне ни се струва), може би дълго време след като много други потенциални кореспонденти вероятно са го решили и може би са създали общогалактическа мрежа за връзка. Освен това ние знаем, че при наземни радио-, радиолокационни и телевизионни връзки става утечка на сигнали в космическото пространство. Тези „отбили се от стадото” радиовълни могат да бъдат регистрирани на междузвездни разстояния с чувствителни антенни системи и приемници. Ако такава утечка на сигнали е налице и при други цивилизации, вероятно ние ще можем да разберем техните радиопредавания. Преди да обсъдим подробно тези предположения трябва да се спрем на четири въпроса: Къде да търсим? Какви диапазони от честоти са най-подходящи за междузвездна връзка? Каква е пълната гама от възможни честоти? Какъв вид послания могат да се смятат за стандартни за начало на връзка с нови членове на общогалактическата мрежа?

Къде да търсим?

Съседни звезди, приличащи на Слънцето, са най-добрият шанс за откриване на други цивилизации, тъй като интензивността на радиосигналите, излъчени от всяка цивилизация, намалява пропорционално на квадрата на разстоянието. Нужно е продължително търсене и изследване звезда по звезда преди да се появи шанс за откриване на близка цивилизация. Какви звезди да се изучават най-напред?

При равни други условия потокът радиовълни от близките цивилизации ще бъде по-интензивен отколкото от отдалечените. При удвояване на разстоянието от даден източник интензивността на радиосигналите, т.е. потокът радиоизлъчване, достигащ приемната антена за 1 секунда, намалява 4 пъти. Това обстоятелство ни задължава първо да насочим антените към най-близките звезди, а след това към по-отдалечените. С развитието на техниката и подобряване на оборудването за търсене се открива възможност за регистриране на цивилизации с нашето техническо ниво на излъчване в значителна част от Галактиката, т.е. при много милиони звезди. Така, макар за откриването на най-близките цивилизации да се изискват по-малко усилия, не ни се налага да се ограничаваме само с най-блидките звезди, а могат да бъдат обхванати при търсенето на радиосигнали милиони звезди от Галактиката. И отново възниква въпрос: кои от тези милиони звезди заслужават особено внимание?

Като се изхожда от очевидните факти, лесно е да се направи следния извод: нито една звезда не заслужава особено внимание, макар единичните звезди да изглеждат по-подходящи кандидати, отколкото двойните и кратните. Звезди със светимост като слънчевата са за предпочитане пред звезди от спектрален клас М с низка светимост, тъй като слабите звезди имат малка екосфера. Ако се ограничим със звездите, светимостта на които е не по-малка от 1% от светимостта на Слънцето, трябва да изключим 80% от звездите на нашата Галактика, но останалите 20% са все пак 80 млрд. звезди, в това число стотици хиляди звезди в границите на чувствителността на нашите приемници. Разбира се, трябва да изхвърлим звездите с най-голяма светимост с време на живот по-кратко от 1 млрд. години, т.е. този минимален срок, който ние смятаме за необходим за развитие на цивилизация. Но такива звезди са около 1% в Галактиката, така че не печелим много, изключвайки ги от нашето търсене.

Стигаме до заключението, че оптималното търсене на сигнали от извънземна цивилизация трябва да се провежда от звезда към звезда сред единични звезди и кратни системи със спектрални класове от F5 до К8; такива звезди живеят не по-малко от 5 млрд. години и имат достатъчно висока светимост, за да поддържат екосфера с приемливи размери. От предишни обсъждания следва, че такива звезди с голяма вероятност притежават планетни системи и ние нямаме принципни възражения срещу предположението, че средно на една планета от всеки четири планетни системи има условия, благоприятни за развитие на живот, а значи и на цивилизация. Числените оценки показват, че трябва да се изучат няколко хиляди звезди, за да има шанс за откриване на една от съществуващите днес цивилизации. Такава перспектива, макар и да съдържа в себе си трудности, не трябва да предизвиква отчаяние. Проблемът се свежда основно към създаване на компютри и приемни системи с достатъчна чувствителност за такова търсене.

На какви честоти да търсим?

Можем ли да определим оптималните честоти, на които с най-голяма вероятност предава друга цивилизация? Не стоим ли пред неразрешима задача, като се опитваме да отгатнем на каква дължина на вълната предава своите послания друга цивилизация? Можем да предполагаме, че други цивилизации вероятно биха избрали такава честота, каквато и нашата би избрала, затова да се надяваме да определим най-добрата честота за търсенето.

Трябва да се научим да различаваме радиопредаванията, които цивилизациите използват за свои вътрешни цели и които ние можем само да „подслушваме”, от посланията, целенасочено предадени на други цивилизации или в крайна сметка в междузвездното пространство с надежда, че ще бъдат приети от някого. Макар тези две цели отчасти да съвпадат, въпреки това, опирайки се на собствения си опит, ние знаем, че радио- и телевизионните предавания се организират у нас изключително за земната аудитория. В същото време лесно ще се убедим, че тези диапазони притежават решаващи предимства пред другите диапазони и могат да се препоръчат за връзка от всякакъв вид.

Да разгледаме спектъра на електромагнитните вълни. Той обхваща над 18 порядъка (10¹⁸) по енергия: от най-твърдите гама кванти до най-дългите радиовълни и предоставя огромни възможности за избор на работни честоти. Кои честоти са «най-естествени», един вид галактически стандарти? Има ли такива честоти, които ще избере всяка цивилизация, замисляйки се как да открие местонахождението на други цивилизации и да установи с тях радиовръзка? Отговорът гласи, че може да се намери най-вероятният диапазон от честоти за междузвездна връзка, макар че не трябва да се посочва една единствена честота, закоято да може да се каже: „Това е каналът за галактическа връзка”. За да се стесни огромният диапазон от възможни честоти, ще се ръководим от три принципа, които са универсални: икономичност, липса на смущения и космически стандарти на честоти. Последователно ще разгледаме всеки от тях.

Най-главната причина за използването на радиовълните за междузвездна връзка е икономичността на този метод за обмен на информация. Ако смятаме, че посланието се състои от отделни единици информация (бит), то за предаването на 1 бит информация е необходим в крайна сметка един фотон. За да се избегнат грешки и се облекчи приемането, са необходими повече от един фотон на всеки бит, но броят на фотоните на бит ще бъде еднакъв за радиопослания и послания с видима светлина (ефективността на детектиращата система – антени, радиоприемници, телескопи, фотоплаки и др. – се определя от броя фотони, които трябва да се регистрират, за да се получи 1 бит информация). Ако сега сравним радиовълните с видимата светлина, веднага се вижда, че енергията на кванта видима светлина е милиони пъти по-голяма от кванта радиоизлъчване, т.е. от енергетична гледна точка видимото излъчване ще струва милиони пъти повече. В резултат радиопосланието струва евтино, а видеопосланието – скъпо.

Второто обстоятелство, което трябва да се отчитаа при избор на честота за предаване или приемане на послания, е свързано със смущенията. Някои видове излъчване се поглъщат в междузвездното пространство по-силно от други. И тук отново радиовълните, освен най-дългите от тях, притежават особени преимущества. За илюстрация да разгледаме поглъщането на излъчването при неговото разпространение и смущенията от други източници, които затрудняват приемането на сигнала и установяването на местонахождението на източника. При изследване на Галактиката преимуществото на радиовълните над видимата светлина за далечна връзка бързо става очевидно. Ние не можем да фотографираме ядрото на Галактиката или спиралните ръкави зад него, защото намиращите се в галактическия диск газ и прах поглъщат светлината от далечните звезди. В същото време е относително лесно да се „видят” тези области с помощта на радиовълни почти от всички честоти, с изключение на няколко, на които поглъщат атоми и молекули на междузвездната среда, а в Слънчевата система радиовълните лесно проникват през облака на Венера.

Ако се осъществява връзка с оптични методи, изпратен лъч примерно от друга планетна система с помощта на мощен лазер в съчетание с огромен телескоп, ще бъде принуден да си съперничи с огромния поток излъчване в оптичната област от самата звезда. Значително е по-лесно да се предават послания в радиодиапазона, където нивото на излъчване на звездата е далеч по-малко. Действително, даже нашата цивилизация на съвременното технологично ниво е вече в състояние да предаде послание, енергията на което на определена радиочестота ще бъде по-голяма от енергията на излъчване на Слънцето на същата честота. Но съществува космически фон на радиоизлъчване, обусловен от два източника: реликтовото излъчване, останало от началните стадии на разширение на Вселената, и синхротронното излъчване, генерирано от електроните при тяхното движение по винтови траектории по силовите линии на магнитното поле. Тези два източника ограничават „радиопрозорец” в спектъра на електромагнитното излъчване, относително свободен от смущения, и може да се очаква, че именно в границите на този прозорец се осъществява между хипотетични развити цивилизации.

При преход към по-големи дължини на вълните се натъкваме на бариера на земната йоносфера, която отразява основната част на падащото върху нея радиоизлъчване. В този радиодиапазон работят радиостанциите с амплитудна модулация. Отражението от йоносферата обезпечава разпространението на тези сигнали по цялото земно кълбо и в същото време не позволява на сигнали отвън да проникнат през атмосферата към антените на нашите приемници. Но за радиосигнали с честотна модулация, а също телевизионни сигнали, особено в диапазона на дециметровите вълни, йоносферата не е пречка. На късовълновата граница на радиопрозореца се сблъскваме с поглъщане от земната атмосфера. Двете препяствия могат да се преодолеят, предавайки и приемайки послания на изкуствен спътник, изведен на орбита над атмосферата, но поглъщането на радиовълни от междузвездната среда не дава преимущество над наземните устройства.

Ние отдадохме предпочитание на радиодиапазона от съображения за икономичност и липса на поглъщане и смущения. Има ли в този диапазон космически еталони на честоти? Какви конкретни честоти биха привлекли вниманието на всяка цивилизация и биха намерили всеобщо приложение?

Въпросът за възможностите за връзка с други светове първи са обсъждали Морисън и Кокон през 1959 г. Те показали, че най-подходящата честота , на която трябва най-напред да се търси, е 1420 МНц, съответстваща на преход между поднива на свръхтънката структура в атомите на водорода. Някои атоми в резултат на стълкновенията преминават на горно подниво и след това излъчват на тази характерна честота. Затова в нашата Галактика и в други спирални галактики междузвездният газ, който на 90% се състои от водород, непрекъснато излъчва на честота 1420 МНц или дължина на вълната 21,1 см. Всяко разумно същество, което изучава Галактиката, трябва да знае за радиоизлъчването на тази честота, най-разпространено и вездесъщо. Освен това, излъчването на честота 1420 МНц може да се разпространява на големи разстояния и де се регистрира. Накрая, в ивицата около честота 1420 МНц има най-малко смущения.

Благодарение на ефекта на Доплер и движението на атомите водород в Галактиката както към нас, така и от нас, цялата ивица от честоти от 1419 до 1421 МНц е запълнена с радиоизлъчване от неутралния междузвезден водород. Това излъчване, което многократно се поглъща и отново преизлъчва, позволило да се начертае карта на разпределението на междузвездния водород в Галактиката по пътя на изследване в ивицата от честоти от 1419 до 1421 МНц. Но извън границите на тази достатъчно тясна ивица, условията са по-добри. Както стана дума, на честоти малко нагоре и малко надолу от 1420 МНц сравнително немного атоми и молекули служат като естествена пречка за радиосигналите. Трябва да се съобразяваме и с шумовете, създавани от човека: само като се обезпечи надеждна защита от смущения в ивицата с ширина няколко мегахерца около честота 1420 МНц, радиоастрономите биха могли да продължат своята работа на Земята. Да предположим, че нашата или всяка друга цивилизация по «естествени» причини е избрала честота за междузвездна връзка близо до 1420 МНц; да допуснем също, че тази честота се използва за местна връзка и ние можем да се надяваме «да подслушваме»други цивилизации на тази честота. Тогава ни предстои сблъскване с важен проблем: на каква именно честота, близка до 1420 МНц, се предава посланието, за да можем точно да настроим нашите приемници. Да търсим ли в областта на по-високите честоти или на по-низките?

Ако изходим от представата, че водата играе важна роля за повечето други форми на живот, както и за нас, можем да признаем за верно предположението, изказано от американския физик Оливър. Тъй като всяка молекула вода Н₂0 може да се представи във вида Н + ОН, Оливър предполага, че диапазона от честоти между 1420 и 1612 МНц са най-подходящия канал за междузвездна връзка. Молекулите ОН «излъчват» на ред честоти: 1612, 1665, 1667 и 1721 МНц, благодарение на свръхтънки преходи, подобни на процеса на излъчване на атомите на водорода. Серията от честоти, излъчвани от молекулите ОН, образуват космически стандартен еталон, а излъчването на атомите на водорода на честота 1420 МНц е друг още по-забележим еталон. Ако важността на водата се осъзнае от всички форми на живот, то от факта, че нейната молекула е сума Н + ОН, може да се заключи, че прозореца между 1420 и 1612 МНц е именно този диапазон от честоти, в който трябва да се осъществява междузвездната връзка. Оливър нарича тази ивица воден процеп, в който цивилизациите общуват помежду си.

Даже идеята за «водния процеп» да се окаже присъща само за нашата цивилизация, излъчването на водорода на честота 1420 МНц представлява стандартен еталон за Галактиката. Както стана дума, от движението на атомите на водорода наблюдаваме неговото радиоизлъчване в ивицата 1419 – 1421 МНц. Следователно, може да се очаква, че всеки канал за връзка ще избягва тази ивица заради смущенията от естественото излъчване. Затова да разгледаме по какъв начин се изследват съседните честоти с надежда да се открият радиосигнали от други цивилизации.

Честотната лента и пълният спектър от честоти

Даже да ни е известна най-вероятната работна честота, на която се осъществява междузвездна връзка, необходимо е да се се определи ширината на честотната лента на сигнала, подобно на това как се разпространява честотният интервал между съседни станции на скалата за настройка на радиоприемника. Тъй като не ни е известна честотата, трябва да се избере пълният спектър от честоти, в който трябва да се провежда търсенето. Изкуственият сигнал има много тясна лента в широк честотен диапазон. Може би си струва да разделим целия този диапазон на малки интервали, да кажем по на 1 Нц. Това би повишило шанса да открием сигнал, предаден в извънредно тясна лента. Но за да изследваме диапазон примерно от 1000 МНц, отделяйки от него всеки път лента от 1 Нц, ще са ни нужни милиарди отделни измервания във всяко избрано направление (за щастие тази задача има решение, за което ще разкажем по-долу).

Ние се сблъскахме с трудна задача, опитвайки се да предскажем каква ширина на лентата на сигнала може да използва друга цивилизация за своите радиопредавания, както местни, така и междузвездни, и да оценим пълния спектър от честоти, в който трябва да се търсят междузвездни сигнали. При избор на ширина на честотната лента на сигнала всяка цивилизация трябва да отчита няколко фактора и ние ще ги разгледаме последователно. Очевидно цивилизацията би се ръководила от два фактора: желание информацията да се предаде бързо, което предполага относително по-широка честотна лента, и желание да се направи сигналът различен на фона на радиошумовете, които изисква относително тясна лента.

Когато посланието се появява на определено (но неизвестно предварително) място на честотната скала, получателят трябва да съумее да отдели полезния сигнал на фона на „шумовете”, т.е. случайни излъчвания от различни космични процеси почти на същите честоти. При еднаква пълна мощност по-тяснолентовото излъчване (близко до монохроматичното) на сигнала се отделя по-лесно на фона на шумовете.

Може да се предположи, че цивилизация с ограничени енергетични ресурси би се постарала да изпрати сигнал във възможно по-тясна честотна лента, за да се намалят разходите за предаването. В този случай долната граница на размера на радиочестотната лента е свързана с дисперсията на сигнала в междузвездната среда. При разпространение на радиовълните в междузвездното пространство заредените частици (основно електрони) изменят честотата на радиовълните. Освен това, големината на тази промяна на честотата се мени по случаен начин в резултат на трептенията на електроните. Следователно, даже ако честотата, на която е предадено посланието, и скоростта на източника спрямо нас, определяща доплеровото отместване на честотата, да са точно известни, ние все пак ще имаме работа с непредсказуеми изменения на честотата на приеманите радиовълни. Тези изменения определят долна граница, равна на части от херца, за ширината на честотната лента. Всяка цивилизация напразно би изразходвала енергия в опити да „стесни” своето междузвездно послание по-тясна честотна лента, защото дисперсията на радиовълните в междузвездната среда би довела до размазване на сигнала по лента с ширина, съставляща части от херца. Цивилизация с практически неограничени енергетични ресурси би решила да предаде колкото може повече информация и би използвола широка лента. Тогава ще ни трябват радиотелескопи със значително по-големи размери, за да приемаме послания от такива цивилизации, в сравнение с приемането на тяснолентови послания.

Като изхождаме от тези съображения може да допуснем, че 0,1 Нц е минималната ширина на лентата на сигнала, която всяка цивилизация използва за междузвездна връзка. За сравнение, 0,1 Нц е работната ширина на лентата, в която работят мощните военни радиолокатори, макар те да не се използват за междузвездна връзка. Радиопредавателните станции използват лента 10 кНц при предаване на сигнали с амплитудна модулация и 200 кНц при честотна модулация. За телевизията е необходима значително по-широка лента, примерно 6 МНц за всеки канал. Но около половината от пълната мощност, излъчвана от телевизионна станция, е съсредоточена върху „носещата честота на видеосигнала”, която заема по-малко от 1 Нц от пълната ширина на лентата. Този пик не носи информация за изображението, но той много по-лесно се приема (заради малката му ширина) от сигнала, носещ изображението и заемащ лента 6 МНц. Пик от такъв вид, в който е заключена половината от пълната мощност, има място при честотно-модулираното радиопредаване. Хитростта е в това, как да разберем къде в границите на използваната лента се намира този пик, имащ ширина най-много 1 Нц и носещ послание. Трябва ли да изследваме 2.10⁹ честотни канала с ширина по 0,1 Нц всеки, за да се покрие лента 200 МНц от 1421до 1621 МНц? Очевидно трябва; но тази задача може би не е толкова сложна, колкото изглежда на пръв поглед.

Радиоинженерите, които се интересуват от възможностите за междузвездна връзка, започнаха да конструират приемни системи с отчитане на описаните ограничения, способни едновременно да анализират милион чедтотни канали. С други думи, вече не е нужно да настройваш на всяка една честота, за да установиш пристига ли радиосигнал от зададено направление, а могат да се изследват едновременно милион честоти. Това не е достатъчно за проверка на 2.10⁹ честотни канала, но все пак разширяване на възможностите 10⁶ пъти не е за пренебрегване. Ако ни се отдава едновременно да анализираме милиони ленти с ширина 1 Нц, може да се надяваме да открием сигнал с такава ширина достатъчно бързо при условие, че антената е насочена в нужното направление и в пълната ивица на пропускане попада честотата на сигнала. При умерени разходи може да се построи приемник даже с милиард такива канали. Тогава възниква проблема: как да удостоверим, че откритият сигнал има изкуствен произход?

Как да се разпознае изкуствен сигнал?

Нашите планове за търсене на извънземни цивилизации по техните радиосигнали се основават на предположението, че приложимостта на радиоизлъчването е универсална и всяка друга цивилизация вероятно ще го използва за изпращане на послания. На Земята сега основният поток радиоизлъчване дава телевизията на честоти от 40 до 850 МНц и мощните военни радиолокационни системи, които сканират небето с помощта на интензивни радиоимпулси, непрекъснато изменяйки честотата им. Какво бихме чули, ако ни се отдаде да подслушваме друга цивилизация, която използва радиовълни с подобна честота за вътрешна връзка?

При достатъчна чувствителност на антената би могло да се различи една телепрограма от друга и даже да се узнае съдържанието на тези програми. Анализът би помогнал да се реши дали си струва да се установява двустранен контакт. При големи разстояния и по-малка чувствителност на приемниците можем да констатираме, че в някои области на небето възниква мощен моток радиоизлъчване, но няма да можем да определим съдържанието на посланието. В този случай ще ни липсва увереност, че е открита друга цивилизация, а това не е естествен източник на радиошум. Но бихме се приближили към решението на този въпрос, ако се забележи, че интензивността на някои сигнали регулярно се мени с времето по сложен закон. Изменението на интензивността на радиосигналите е свързано с въртенето около оста.

Как може чуждоземен наблюдател с увереност да различи Земята, извършваща един оборот в денонощие, от пулсар, който прави един оборот в секунда? Всеки наблюдател би се сетил, че има работа не просто с радиоизлъчване на бавен пулсар, доплеровото отместване на сигналите, предизвикано от движението на Земята около Слънцето ще се повтарят с период една година. Наблюдател, намиращ се на друга планетна система, би установил, че честотата на радиосигналите от всеки телевизионен канал (всяка телевизионна станция предава на определена честота) се отмества на двете страни от средната си стойност с десетки херци. По такъв начин извънземният изследовател на Слънчевата система ще открие не само че радиовълните се излъчват от околността на Слънцето, но и че тяхната интензивност се мини с период едно денонощие, а честотата – с период една година. Наблюдателят може да заключи, че около Слънцето обикаля обект, извършващ една обиколка по орбитата за година и един оборот около своята ос за денонощие и излъчващ радиовълни, които позволяват да се съди за тези две движения на обекта.

Източник на радиоизлъчване, интензивността на който се мени с период от порядъка на денонощия, доплеровото отместване – с период от порядъка на няколко месеца или години, е по-вероятно да е населена с разумни същества планета, а не пулсар с необикновени свойства. Но не трябва да сме напълно уверени, докато точният анализ не покаже, че радиоизлъчването наистина съдържа информация.

Областта в границите на 70 светлинни години (21 пс) от Слънцето съдържа около 4000 звезди. Само на тези звезди и на планети около тях биха могли да приемат радио- и телевизионни сигнали, излъчени от Земята за 70 години т съществуването на радиопредавания. Тези звезди попадат вътре в „радиосферата”, която непрекъснато се разширява във всички страни от Земята със скоростта на светлината. След 400 години нащите радиосигнали ще достигнат милион най-близки звезди, така че те още са в неведение за съществуващата разумна цивилизация на Земята. За да се достигне целта: откриване на други цивилизации и обменяне на информация с тях, е необходимо достатъчно голяма част от тях да е съществувала не по-малко от няколко хиляди години след появата на способност за междузвездни контакти.

Досега на радиоастрономическите обсерватории са предприети няколко опита за търсене на други цивилизации по тяхното радиоизлъчване. Тези опити са неголяма част от научната програма на обсерваториите, които са заети основно с изучаване на естествените процеси, генериращи радиовълни. Тези изследвания се ограничават от относително малката събираща площ на радиотелескопите. Пресмятанията показват, че ако се надяваме да намерим друга цивилизация, прихващайки ги нейно радиопредаване, ни е необходима събираща площ, много по-голяма от площта на антената на най-големия радиотелескоп в Аресибо (Пуерто Рико), за да имаме шансове за успех. С други думи, за да се води подслушване на разстояния от няколкостотин парсека, т.е. търсенето да се разпростре върху милиони звезди, са необходими значително по-големи антени от съществуващите към този момент. „Да се подслушва” е значително по-трудно, отколкото да се опита да се приеме сигнал с известна посока, на известна честота и в известна честотна лента.Радиотелескопът в Аресибо може и сега да обменя послания с подобни радиотелескопи във всяко място на нашата Галактика, ако са изпълнени горните три ключови изисквания. Радиотелескопът в Аресибо струва сравнително малко поради удобния релеф (чаша с диаметър 300 м). Оливър предложил друг път: за да се увеличи ефективната събираща повърхност, да се построят много отделни антени, които да се съединят една с друга и след това да се анализира всичкото излъчване, което пристига на тези антени едновременно. Такава система по своите възможности ще бъде еквивалентна на една извънредно голяма антена, а ще излезе по-евтино, отколкото единна чаша (макар стойността й все пак да не е малка – около 20 млрд. долара). Висока ли е тази цена за добър шанс да открием братя по разум? Нашата цивилизация, както вероятно и другите, трябва да анализира внимателно всички за и против преди да пристъпи към строителство.

Ще отбележим, че не е необходимо да се строи веднага цялата система. Може да се започне с няколко десетки антени и да се опитаме да намерим някакви радиосигнали, природата на които изглежда изкуствена, а след това при желание да се построят още няколко десетки такива антени. Този внимателно планиран поетапен проект би позволил едновременно да узнаем повече за граничните технически възможности на големите системи от радиотелескопи и приемници. Ако ни се отдаде да намерим сигнал, изглеждащ многообещаваш, и даже да не сме напълно уверени в изкуствения му произход , у нас ще се появи допълнителен стимул за строителство на нови антени, за да се реши този парлив въпрос.

За да се построи изцяло система от хиляди антени, предложена от Оливър и наречена „Циклоп”, на името на еднооки гиганти от древногръцкия епос, са необходими 10 – 15 години. Много учени именно в проекта «Циклоп», а не в пътешествия на Луната или в населени места в космоса, виждат разцвета на човешкото знание и любознателност, чрез него да се опитаме да се обединим с останалата Вселена не по пътя на сравнително кратки и повтарящи се полети в близката до нас околност на Слънчевата система, а по пътя на приобщаване към универсалните идеи, които могат да споделят с нас други цивилизации.

По-горе описахме как може да се открие друга цивилизация, улавяйки излъчваните от нея радиовълни, „изтичащи” в космическото пространство. Да предположим, че ни е провървяло и сме фиксирали местоположението на цивилизация и използваните от нея радиочестоти. Какво да правим по-нататък? Да им изпратим ли вест или да чакаме те да ни изпратят след като открият нашето съществуване.

Тъй като ние самите допускаме непрекъснато изтичане на радиоизлъчване в космическото пространство, защо да не добавим към този поток още малко информация? От друга страна, защо нашата или всяка друга цивилизация трябва да бъде гостоприемна към пришълци или да отговаря на техни послания? Мненията на хората по този въпрос са много разнообразни и преди да може да се реши този проблем ще са необходими допълнителни всестранни обсъждания. Между другото някои астрономи на свой риск вече отправиха няколко послания към нашите невидими междузвездни съседи.

На рис. 20.13 е показано най-важното от тези послания, изпратено на 16 ноември 1974 г. от обсерваторията Аресимо с използване на голямата чаша на радиотелескопа в качеството на предаваща антена. Това послание, насочено по посока на големия сферичен звезден куп М 13 в съзвездието Херкулес, съдържало 1679 бита информация. Тази информация е зашифрована във вид на нули и единици, но в реалното послание всеки бит представлява импулс лъчение на една от две честоти, близки до 2380 МНц. Пълната честотна лента на посланието е 10 Нц, т.е. няколко пъти по-голяма от минималната ширина на лентата на сигнала. Тъй като сферичният звезден куп М 13 се намира на разстояние 7700 пс от Слънцето, посланието ще стигне до него след 25 000 години, готово за интерпретация и отговор.

Как ще постъпи друга цивилизация с такова послание? Какво ще си помислим ние, ако получим подобно съобщение? Вероятно разумните същества ще разберат, че в него се съдържа точно 1679 бита информация. А защо точно 1679? Математиците са открили, че това число се явява произведение на двата множителя 23 и 73 и на никакви други; 23 и 73 са прости числа, които не се делят на друго, освен на самите себе си и единица, каквато и бройна система да използваме. Това навежда на мисълта, че информацията е разположена във вид на 73 колонки по 23 бита във всяка или 23 колонки по 73 бита всяка. Първият вариант не образува някаква забележителна картина, но вторият води към интересно разположение, показано на рис. 20.14, където сме заменили нулите с черни, а единиците – с бели квадратчета, за да се подчертае различието между тях. Картината изглежда явно неслучайна и някакъв анализ (да кажем няколко часа на добър компютър) ще разкрие какво са искали да кажат астрономите.

Горната част на посланието е урок за бройната система, която се ползва от астрономите: тук са показани числата от 1 до 10 в двуична форма на записа заедно с отметките, които показват, кога символът е число. Тъй като двуичната система е най-простият начин за записване на числа, този раздел от посланието може да бъде разпознат като отправна точка.



Рис. 20.14

След това в посланието се вижда последователност на числата 1, 6, 7, 8, 15. Тази последователносте странна от чисто математическа гледна точка, значи в нея нещо е зашифровано. Действително, ние обръщаме особено внимание на получателите на химическите елементи с атомни номера 1, 6, 7, 8, 15, разполагайки ги в ред на нарастване на броя на протоните. Това са съответно водород, въглерод, азот, кислород и фосфор. Всеки получател на посланието би се досетил, че тези пет елемента имат решаващо значение за нас. Под тях виждаме 12 групи, всяка от които се състои от пет числа. Всяка от тези групи изразява химичната формула на молекули, важни за живота. Конкретните елементи (водород, въглерод, азот, кислород и фосфор) заемат същите места, както в горната група. В броя молекули са включени четирите най-важни основи: тимин, гуанен, аденин, цитозин, а също фосфатната група (Р0₄) и молекулата на захарта дезоксирибоза.

По-долу на диаграмата е химичната структура на ДНК, основна молекула на живота. Схемата на двойната спирала обхваща броя двойки на основите в една човешка хромозома, основен носител на генетична информация. Двойната спирала завършва върху схематично изображение на човек, което по замисъла на авторите трябва да показва връзката между ДНК и разумните същества, предаващи посланието. Вдясно от фигурата на човека се вижда линия, от главата до краката, и числото 14 (в двуична система), т.е. височината на човека е 14 единици. Единствената единица за дължина, която се явява обща за нас и получателя, е дължината на вълната, пренасяща посланието, така че ръстът на човека трябва да бъде 14 х 12,6 см = 176 см. Вляво от фигурата на човека е записано числото 4.10⁹, т.е. числеността на човешкия род в момента на изпращане на посланието (в действителност написаното число малко се различава от тази стойност, защото в двуична система закръглянето не се прави, както в десетична).

Под фигурата на човека виждаме схема на Слънчевата система: Слънцето отдясно и девет планети вляво от него. Третата планета (Земя) е отместена нагоре спрямо общото ниво, което показва особената й роля; тя е отместена по посока на изображението на човека, показвайки че човек живее на Земята.

Накрая, под Слънчевата система е поставено изображение на телескоп, действието на който се илюстрира с това, че той «фокусира» излъчването в централна точка. Последният ред показва размера на телескопа – 2430 дължини на вълните, или 306 м.

Не е лошо за 1679 бита информация. Ние сме изразили идеята, че тези, които изпращат посланието, могат да смятат, за тях са крайно важни някои химични елементи, а също някои молекули, състоящи се от тези елементи, те придават голямо значение на някаква спирала, която се издига над централна фигура, от двете страни на това същество са показани неговия размер и численост, то живее на третата от девет планети на някаква планетна система и строи радиотелескоп с диаметър 306 м. Даже ако получателят не може да разшифрова цялото послание, някои факти ще станат ясни за него: той ще разбере, че съществуваме, разполагаме с информация и искаме да я споделим. Интензивността на регистрираното излъчване ще придаде на неговия източник вид на най-ярката «звезда» в Галактиката на честотата на посланието по време на пристигането му. Това ще покаже високо технологично ниво на развитие.

Това послание, носено от радиовълни със скоростта на светлината, само за час ще отиде по-далеч от Слънцето, отколкото космическия кораб «Пионер – 10» за повече от две години от своя полет извън границите на Слънчевата система. Колко ли такива послания от вида «Ау, къде сте вие» пътешестват сега по нашата Галактика и какво ли влияние на земната цивилизация ще окаже публикуването в ежедневниците на 1679 бита информация от друг свят?

Изводи

Тъй като стигнахме до извода, че електромагнитните вълни са най-добрият начин за цивилизациите да се намерят една с друга и да установят контакт, трябва да се намерят правилните отговори на редица въпроси преди да се надяваме да се свържем с най-близките съседи. Отначало трябва да се избере най-подходящия диапазон. От общи съображения следва, че подходящият диапазон лежи в областта на радиовълните, защото излъчването в повечето други спектрални области (с изключение на видимата светлина) силно се поглъща от междузвездната среда; генерирането на радиовълни струва значително по-евтино от видимата светлина. Каква радиочестота ще бъде използвана за целенасочено търсене остава загадка, но тя може да бъде разгадана, ако си спомним, че честотата на излъчване на атомите водород – 1420 МНц, е най-характерната честота във Вселената, известна на всяка друга цивилизация, изучаваща космоса. Затова много астрономи са склонни да приемат, че междузвездните послания ще се предават на честоти, близки до 1420 МНц. Ако водата е толкова важна за другите цивилизации, както за нашата, то „водният прозорец” между честотите 1420 МНц (Н) и 1612 МНц (ОН) е интересен за изучаване.

Ние трябва да решим също въпроса за ширината на честотната лента на сигнала, ако искаме нашето търсене на послания от други цивилизации да бъде високоефективно. Освен това трябва да изберем пълния честотен диапазон, в който да провеждаме търсенето и който би включвал честотите на изкуствените сигнали.

Ако другите цивилизации разсъждават като нас и имат примерно същия обем знания, имаме добри шансове за приемане на послания, предадени от най-близките цивилизации при условие, че ние ще търсим близо до най-подходящите съседни звезди, на най-подходящите честоти и при най-подходяща ширина на честотната лента. Хората вече са изпратили няколко послания в космическото пространство, няма единодушно одобрение на намерението да се обяви за нашето съществуване на всяка цивилизация, която ги прихване. Само няколко хиляди бита информация са достатъчни, за да съобщим на друга цивилизация основите на биохимията, местонахождение, численост на населението, физически размери и външен вид на подателите.

Даже ако другите цивилизации нямат намерение да предават послания, имащи за цел да обявят тяхното съществуване, те вероятно, както и ние, използват радиовълни за нуждите на местната връзка. Някаква част от това радиоизлъчване неизбежно «избягва» в космическото пространство. Макар «подслушването» да е по-сложна задача, отколкото откриване и анализ на сигнал, предназначен за междузвездна връзка, днес сме в състояние да построим антенна система, способна да регистрира вътрешни преговори на цивилизации като нашата, загубени някъде сред милиони най-близки звезди. Макар да не успеем да разберем съдържанието на радиопредаванията или каквито и да са други съобщения, простото откриване на друга цивилизация с такива методи би имало дълбоки последствия за човечеството.