Глава 8
Инопланетяне
Есть ли жизнь на других планетах?
Физикам частенько приходится сталкиваться с самыми головоломными и трудными вопросами. Мы уже поговорили о начале времен, о конце времен и обо всем, что посередке. Мы возились с огромными кусками пространства и разбирались, откуда берется материя. Обсуждая квантовую механику, мы даже неловко повертели в руках ответы на главный вопрос философии – вопрос о свободе воли и детерминизме. Все наши разговоры отличает определенный оттенок странноватой жути, и самая безопасная научная политика зачастую оказывается такой: смирись, склони голову, пробейся сквозь вычисления и посмотри, что у тебя получится, а потом загляни в ответ.
В то же время в общественном сознании угнездилось распространенное представление о том, что если думать о физике в масштабе Вселенной, можно понять что-то важное и особенное в подлинной природе реальности или разобраться наконец, одни ли мы во Вселенной. Когда человеку задают такие вопросы, он заливается краской и вспоминает, что еще не пробился сквозь вычисления. От крупных эзотерических вопросов так просто не отмахнешься. Как известно, Ньютон был и величайшим физиком своего времени (а то и всех прочих времен), и убежденным христианином. В промежутках между изобретением физики и математического анализа у него оставалось достаточно времени на то, чтобы поразмыслить, сколько ангелов уместится на кончике иглы. Использование физики для решения нефизических задач – прием, имеющий славное прошлое, а значит, если нас спросят, верим ли мы в инопланетян, недостаточно прикинуться дурачками. Надо прикинуться умниками.
I. Ну и где они все?
Начнем с очевидного. Если вопрос не относится к физике, это вовсе не значит, что нам нельзя ввернуть в беседу пару-тройку остроумных реплик. Например: «Был ли у нас хоть один контакт с инопланетянами?»
Простейший ответ – поскольку мы не сторонники конспирологических теорий, а следовательно, не верим в закрытые «зоны» контактов, то твердо уверены, что на Земле ни разу не терпел крушение корабль пришельцев. Конечно, нам хотелось бы в это верить, но все равно, если окажется, что нас посещали инопланетяне, мы сильно удивимся.
Человечество отправляет сигналы в космос всего только 60 лет. Инопланетяне не стали бы посещать нас, если бы не засекли подозрительные сигналы с Земли и не захотели в результате проверить, откуда они исходят (хотя это желание, вероятно, угасло бы, если бы они сумели посмотреть перехваченные телепередачи). Если предположить, что они отправились в путь, как только засекли сигналы, все равно добраться до нас они бы смогли с максимальной скоростью чуть меньше скорости света.
Инопланетяне, которые могли бы нас посетить, должны жить на расстоянии около 30 световых лет от Земли. В пределах этого расстояния расположено около 400 таких звезд, но до сих пор у нас не было никаких прямых доказательств, что у какой-нибудь из них есть планеты, похожие на Землю, не говоря уже об обитаемых и тем более – населенных разумными существами. Более того, поскольку наши сигналы необычайно слабы, едва ли какая-нибудь инопланетная цивилизация заметила бы нас, если бы даже хотела.
Однако Вселенная так велика, что возникает чувство, будто в ней должны найтись и другие цивилизации. Энрико Ферми, один из величайших физиков ХХ века, сформулировал основную проблему следующим образом: только представьте себе, сколько во Вселенной звезд. Есть все шансы, что на некоторых из этих звезд зародилась и развилась разумная жизнь – если только наша Земля по какой-то непонятной причине не оказалась совсем уж уникальной. Эта разумная жизнь впоследствии – и это главное – распространится на другие планеты. Если можно хоть в какой-то мере полагаться на наш земной опыт, люди (или инопланетяне, подобные людям) стремительно заселяют каждый обитаемый уголок. Раз Вселенная такая старая, она, казалось бы, должна быть битком набита разумными существами, и мы бы уже сто раз с ними проконтактировали. Как сказал Ферми: «Ну и где они все?»
Ферми достаточно вольно обращался с цифрами и, вероятно, питал чрезмерный оптимизм по поводу перспектив путешествий со сверхсветовой скоростью и колонизации других галактик. Однако парадокс Ферми заставляет нас применить наши познания в физике и астрономии, чтобы вычислить, какова вероятность, что где-то во Вселенной есть инопланетяне с билетом до Земли в кармане. Итак, каковы шансы, что в нашей Галактике есть другие разумные существа, учитывая все, что мы знаем о ней?
Самый простой подход – долго и по многу раз наблюдать множество соседних звезд. В принципе, сверхцивилизация, которая хочет разрекламировать всему миру свое существование, посылала бы во все стороны радиосигналы с распознаваемыми закономерными последовательностями чисел, чтобы другие разумные цивилизации могли их зарегистрировать и расшифровать. Мы не так развиты и пока что можем лишь принимать сигналы – нам не по силам развить такую мощность, чтобы посылать информацию к другим звездам. Если этот сценарий вам чем-то знаком, неудивительно. Это главный принцип романа Карла Сагана «Контакт», написанного в 1985 году и впоследствии экранизированного, – получился отменный фильм с Джоди Фостер.
Хотя все эти разговоры о контакте – не более чем мечты, наука, которая стоит за поисками внеземных цивилизаций, очень и очень серьезна. С 1960-х годов существует весьма активная исследовательская группа под названием «Поиски внеземного разума» (Search for Extra-Terrestrial Intelligence, SETI), цели которой полностью описаны в названии. Не хотим вас огорчать, но пока что поиски внеземных цивилизаций не принесли ничего такого, о чем стоило бы рассказать приятелям за чашкой чая.
Могли бы инопланетяне посетить нас, если бы хотели?
Представьте себе, что когда-нибудь SETI обнаружит внеземную цивилизацию, а она – ура! – окажется у нас буквально на заднем дворе. Предположим, мы захотим послать экспедицию к ним на Альфу Центавра, которая находится примерно в 4 (ну, в 4,3, но это мелочи) световых годах от Земли. Можем ли мы это сделать? На самом деле, конечно, нет, но не произойдет ничего страшного, если мы посмотрим, чем нам могла бы помочь инженерия научно-фантастического толка.
Двигателей деформации пространства для путешествий со скоростью больше скорости света у нас нет, поскольку это полная чушь, и мы не будем даже затевать разговоры о том, как непрактично было бы устраивать кротовую нору. Кроме того, мгновенно разогнаться до 99 % скорости света мы бы не могли, даже если бы обладали соответствующей технологией: нас бы размазало перегрузками! Скажем, наш звездолет разгоняется с ускорением всего в 1 g, то есть с ускорением свободного падения на Земле. Будем лететь с полным комфортом. Первую половину пути нас будет тянуть к корме звездолета, но благодаря темпам ускорения искусственная гравитация будет казаться вполне земной. Вторую половину пути, когда мы будем замедляться, «низом» станет нос корабля. Есть еще вопрос энергии. Даже если бы наш звездолет состоял из одной кабины, в которой хватало бы места только на одного человека, чтобы разогнаться до нужной скорости, потребовалось бы столько энергии, сколько потребляют все США за три месяца.
Но если отбросить все эти мелкие технические трудности, сможем ли мы добраться до альфы Центавра еще при нашей жизни?
Пожалуйста. Опустим вычисления и скажем, что на первый световой год уйдет всего около 1,7 года, а на второй – примерно 1,1 года. На полдороге мы будем лететь со скоростью 94 % скорости света. Конечно, в этот момент нам надо будет замедлиться с ускорением в 1 g, иначе мы прибудем к месту назначения с околосветовой скоростью и разобьемся в лепешку. В целом путешествие займет около 5,6 года. Для научной фантастики цифра не слишком впечатляющая, но определенно реальная.
Но есть одна трудность: время, проведенное в космосе, – это время, которое отмеряют наши друзья, оставшиеся на Земле. Как мы видели в главе 1, когда мы путешествуем со скоростью, составляющей ощутимую долю скорости света, время замедляется. Согласно часам члена экипажа, путь займет всего 3,6 года – меньше четырехлетнего минимума, который можно было бы ожидать, если учесть, что Альфа Центавра находится в 4 световых годах от нас. Да-да, мы не ошиблись: мы будем лететь со скоростью меньше скорости света, но на такой громадной скорости искажаются и пространство, и время. Из-за эффекта расширения времени мы, в принципе, успели бы за свою жизнь долететь и до более далеких звезд. Беда в том, что для всех остальных время идет как положено, и они, вероятно, не станут нас дожидаться.
Стоит ли питать надежды? Ферми, очевидно, считал, что да, но он заключил, что пришельцы прилетят из любой галактики во Вселенной. Было бы реалистичнее полагаться только на нашу Галактику. Мы можем опереться на те статистические выкладки, о которых столько говорили, чтобы подсчитать, какова вероятность обнаружить внеземную цивилизацию. Фрэнк Дрейк, один из основателей SETI, в 1960-х годах сформулировал вероятностный подход к тому, живут ли в нашей Галактике разумные инопланетяне.
Уравнение Дрейка переписывалось самыми разными способами, однако и в простейшей форме оно позволяет учесть все те ограничения, которые накладываются на развитие разумной цивилизации, и перемножить их.
1. Сколько в галактике звезд?
2. Какая их доля обладает планетами?
3. На какой доле планет возможна жизнь?
4. На какой доле этих планет жизнь и в самом деле зародится?
5. Если там развилась жизнь, какова вероятность, что она в конце концов станет разумной?
6. Какова вероятность, что эта разумная жизнь решит транслировать в космос сигналы о своем существовании?
7. Сколько примерно просуществуют такие цивилизации?
На первые несколько вопросов можно ответить вполне точно, но когда мы доберемся до нижней части списка, останется только строить догадки – причем необоснованные. Однако мы с помощью орудий своего ремесла сумеем сделать вполне точные оценки.
Начнем с самого легкого вопроса – с первого. Ответ на него вполне позволяет думать, будто в Галактике очень много разумной жизни. Ведь в нашей галактике Млечный Путь имеется около 10 миллиардов звезд, а средняя звезда живет десятки миллиардов лет. Каждый год за время существования нашей Галактики в среднем образуется 10 новых звезд, и каждая звезда – это возможность зарождения новой цивилизации. Однако мы не знаем, у какого количества звезд появятся солнечные системы вроде нашей. А мы совершенно точно знаем, что любой жизни нужна планета, которую можно назвать домом.
