Глава двадцать седьмая

Наш радиопузырек

В самом начале фильма «Контакт», вышедшего в 1997 году, виртуальная камера в течение трех минут отплывает от Земли куда-то далеко-далеко во Вселенную. Зрителя во время этого путешествия снабжают приемником, который позволяет расшифровывать теле- и радоитрансляционные сигналы с Земли, которые уходят в космос. Сначала слышишь какофоническую смесь громкого рока и выпусков новостей, треск статических разрядов, как будто включили десяток радиостанций одновременно. Камера удаляется в космос, и вы перехватываете более ранние трансляции, которые успели уйти дальше; какофония сглаживается, передачи, которые вы слышите, явно старше, речь идет об исторических событиях, произошедших за всю современную эпоху развития цивилизации. В этом шуме – в обратном порядке – слышны радиоотчеты о катастрофе «Челленджера» в январе 1986 года и о высадке на Луне 20 июля 1969 года, знаменитая речь Мартина Лютера Кинга «У меня есть мечта», которую он произнес 28 августа 1963 года, речь президента Кеннеди на инаугурации 20 января 1961 года, обращение к Конгрессу президента Рузвельта 8 декабря 1941 года, где он потребовал объявить войну, и выступление Адольфа Гитлера в 1933 году, когда он пришел к власти в фашистской Германии. И вот наконец человеческая составляющая в радиошуме исчезает совсем, и остается лишь гул, испускаемый самим космосом.

Очень трогательно. Однако этот свиток акустических вех на самом деле разворачивался бы не так, как в фильме. Если бы вам каким-то образом удалось нарушить сразу несколько законов физики и путешествовать с такой скоростью, чтобы обогнать радиоволну, вы не разобрали бы ни слова, поскольку все было бы слышно задом наперед. Более того – знаменитую речь Кинга мы слышим на уровне Юпитера, то есть предполагается, что трансляция добралась как раз дотуда. На самом деле речь Кинга миновала Юпитер через 39 минут после того, как он ее произнес.

Если пренебречь всеми фактами, из-за которых такой стремительный полет становится невозможным, начальная сцена «Контакта» очень поэтична и производит сильное впечатление, поскольку наглядно показывает, в какой степени галактика Млечный Путь осознает присутствие нашей цивилизации. Этот «радиопузырек», как его стали называть, исходит из Земли и распространяется во все стороны со скоростью света, пополняясь современными трансляциями. Сейчас наш пузырек разошелся в пространство почти на 100 световых лет, и передний его край соответствует первым искусственным радиосигналам, которые сгенерировали земляне. Объем пузырька охватывает на настоящему времени около тысячи звезд, в том числе Альфу Центавра (до нее 4,3 световых года) – ближайшую к Солнцу звездную систему, Сириус (10 световых лет), самую яркую звезду на ночном небе, и все звезды, вокруг которых на сегодняшний день обнаружены планеты.

* * *

Не все радиосигналы попадают за пределы атмосферы. Свойства плазмы в ионосфере Земли – выше 60 километров – позволяют ей отражать все радиочастоты ниже 20 мегагерц обратно на Землю, благодаря чему, собственно, становятся возможны некоторые формы радиосвязи, например, удается распространять широкоизвестные коротковолновые частоты радиолюбительских передач на тысячи километров, далеко за горизонт. Все вещательные частоты АМ-радио тоже отражаются обратно на Землю, и поэтому такие станции и слышны на больших расстояниях.

Если передать сигнал с частотой, которая не соответствует диапазону, отражаемому ионосферой Земли, или если бы у Земли не было ионосферы, радиосигналы доходили бы только до тех приемников, которые были бы «в зоне видимости» от передатчика. Если поставить передатчик на крышу высокого здания, это даст ему большое преимущество. Для человека ростом 1 метр 75 сантиметров горизонт находится всего в 5 километрах, а Кинг-Конг, взобравшись на Эмпайр-Стейт-Билдинг в Нью-Йорке, увидит окрестности в радиусе 80 километров. В 1933 году, после того, как сняли этот классический блокбастер, там поставили радиоантенну. В принципе, на расстоянии в 80 километров можно было бы поставить антенну-приемник той же высоты, и тогда сигнал мог покрывать их совокупную зону охвата, увеличив дистанцию, на которую распространяется сигнал, до 160 километров.

Ни FM-волны, ни телетрансляционные сигналы – подмножество радиоспектра – ионосфера не отражает. Они, как и положено, распространяются вдоль поверхности Земли не дальше, чем на расстояние до самого далекого приемника в зоне видимости, поэтому города, расположенные друг от друга относительно близко, могут транслировать собственные телевизионные программы. Поэтому местные телеканалы и FM-радиостанции не могут быть такими же влиятельными и авторитетными, как АМ-радио, что, возможно, и объясняет его склонность к острым политическим дебатам. Однако не исключено, что подлинное влияние телевидения и FM-радио распространяется отнюдь не на Землю. Хотя по большей части сигнал направлен горизонтально по поверхности Земли, что вполне целесообразно, часть сигнала утекает вверх, проходит атмосферу и улетает в космос. Такой сигнал не знает преград. В отличие от некоторых других полос в электромагнитном диапазоне, радиосигнал беспрепятственно пронизывает газ и облака пыли в межзвездном пространстве, поэтому и звезды радиоволнам не преграда.

Если сложить все факторы, которые отвечают за силу «радиоотпечатка» Земли, – общее количество станций, их распределение по земной поверхности, диапазон, в котором транслируется энергия, – окажется, что за основной поток радиосигналов от Земли, которые можно зарегистрировать извне, отвечает телевидение. Анатомия трансляционного сигнала состоит из толстой и тощей части. Тощая, то есть узкополосная, часть – это сигнал, несущий изображения, передающий изображение, через который транслируется больше половины всей энергии. Хотя этот сигнал занимает полосу шириной всего в 0,1 герц, он обеспечивает положение станции на шкале (всем знакомые телеканалы с 2-го по 13-й), а также само существование сигнала. Низкоинтенсивный широкополосный сигнал шириной в 5 мегагерц окружает несущую изображения на более высоких и более низких частотах и насыщен модуляциями, которые содержат всю информацию из программы.

* * *

Как вы, должно быть, догадываетесь, главный поставщик телевизионных трансляций среди всех стран на Земле – это США. Инопланетная цивилизация, которая решила бы нас подслушать, прежде всего услышала бы наши сильные сигналы на частоте, несущей изображения. Если бы после этого она стала слушать дальше, то заметила бы периодические допплеровские сдвиги в этих сигналах (сдвиги из низких частот в сторону более высоких и обратно) каждые 24 часа. Затем она заметила бы, что сигнал становится за тот же период времени то слабее, то сильнее. Сначала инопланетяне решили бы, что это загадочный природный радиоисточник, который просто вращается и то появляется, то пропадает. Однако если бы им удалось расшифровать модуляции в окружающем несущую изображения частоту широкополосном сигнале, они тут же получили бы доступ к важным аспектам нашей культуры.

Электромагнитные волны, в том числе не только радиоволны, но и видимый свет, не требуют для распространения какой-либо среды. Более того, они лучше всего чувствуют себя в космическом вакууме. Поэтому надпись «Прямой эфир», которая, как всем известно, загорается в радиостудиях, – это, в сущности, полная ерунда: лучше уж писать «Прямой вакуум», что было бы особенно справедливо по отношению к космическим беглянкам – телевизионным и FM-частотам.

Удаляясь в космос, сигналы постепенно слабеют – они рассеиваются в возрастающем объеме пространства, по которому расходятся. В конце концов сигналы безнадежно сливаются с фоновым радиошумом Вселенной, который складывается из шума, который генерируют радиоизлучающие галактики, реликтового микроволнового излучения, областей звездообразования на Млечном Пути – оттуда тоже исходит сильный радиошум – и космических лучей. Уже сами по себе эти факторы сильно снижают вероятность того, что далекая цивилизация расшифрует наши сигналы и познакомится с нашим образом жизни.

При нынешнем потоке трансляции с Земли инопланетянам, живущим от нас в ста световых годах, чтобы уловить несущую изображения с какой-нибудь телевизионной станции, понадобится радиоприемник с собирающей поверхностью в 15 раз больше, чем у самого большого на свете 300-метрового радиотелескопа обсерватории Аресибо. Если они захотят расшифровать информацию из наших телепрограмм и, следовательно, узнать что-то о нашей культуре, им придется скомпенсировать допплеровские сдвиги, вызванные вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца (тогда они смогут выделить сигнал с какой-то одной телестанции) и повысить чувствительность своего приемника еще в 10 000 раз по сравнению с той, которая позволит зарегистрировать несущую. С точки зрения радиометрии это потребует, чтобы диаметр зеркала телескопа был примерно в 400 раз больше диаметра телескопа в Аресибо – то есть 120 километров.

Если технологически развитые инопланетяне и в самом деле перехватывают наши сигналы (вооружившись соответственно большим и чувствительным телескопом) и еще и умудряются декодировать модуляции, то основы нашей культуры наверняка приводят тамошних антропологов в ступор. Узнав, что мы – планета-радиопередатчик, инопланетяне прежде всего перехватят первые эпизоды телепрограммы для детей «Хауди Дуди». Разобравшись, что нужно слушать, они сделают выводы о взаимоотношениях между рядовыми самцами и самками на основании эпизодов из «Новобрачных» Джеки Глизона и перипетий «Санта-Барбары». Образчиками нашего уровня интеллекта станут для них герои «Я люблю Люси» и «Все в семье». Если у исследователей не опустятся руки и они решат подождать еще несколько лет, то обогатятся знаниями о человеческом общении на примере «Друзей» и «Санта-Барбары», а потом – Джорджа Джефферсона из «Джефферсонов». Пройдет еще несколько лет, и их знания углубятся благодаря странноватым персонажам из «Сайнфилда» и, разумеется, величайшему мультсериалу «Симпсоны». Глубин мудрости «Бивиса и Баттхеда» они окажутся лишены, поскольку этот сериал показывали только по кабельным каналам MTV. В свое время это были самые популярные телепередачи, и каждую из них не раз и не два повторяли с начала и до конца, в результате чего их воздействию подверглось несколько поколений.

А к массе наших излюбленных сериалов будут примешаны десятилетия новостных репортажей о кровавых войнах во Вьетнаме и в Персидском заливе и о других горячих точках по всей планете. Полувековая эпоха телевидения заставит инопланетян волей-неволей решить, что в большинстве своем люди – невротичные, кровожадные и бестолковые идиоты.

* * *

В нашу эпоху кабельного телевидения даже трансляционные сигналы, которые могли бы уйти в атмосферу, доставляются по проводам прямо к нам домой. Наверное, скоро настанет время, когда телевидение вообще откажется от трансляций, и тогда прильнувшие к голубым экранам инопланетяне решат, что наше племя вымерло.

Впрочем, к лучшему или нет, но телевидение может оказаться не единственным сигналом с Земли, который расшифруют инопланетяне. Каждый раз, когда мы общаемся со своими астронавтами или налаживаем связь с космическими аппаратами, все сигналы, которые не попадают в приемник космического судна, навеки теряются в космосе. Благодаря современным методам сжатия сигнала эффективность подобной связи заметно повысилась. Главное в нашу цифровую эпоху – это байты в секунду. Стоит выдумать хороший алгоритм, который сжимает сигнал в 10 раз, и можно наладить связь в 10 раз эффективнее, если, конечно, человек или машина на том конце знают, как расшифровать сжатый сигнал. Современные примеры программ для сжатия сигнала – это программы, которые создают для вашего компьютера аудиозаписи в формате МР3, изображения в формате JPEG и кино в формате MPEG, что дает вам возможность быстро передавать файлы и не так сильно захламлять жесткий диск.

Единственный радиосигнал, который невозможно сжать, – это сигнал, содержащий совершенно случайную информацию, то есть неотличимый от радиошума. Из этого, в частности, следует, что чем больше сжимаешь сигнал, тем более случайным он покажется тому, кто его перехватит. Что все это значит? Если культура достигла достаточного технологического прогресса и знает, как экономить усилия, ее сигналы (безо всяких кабельных передач) вполне могут полностью исчезнуть с космической доски объявлений.

С момента изобретения и широкого распространения электрических лампочек человечество создало еще и пузырек из видимого света. Спектр нашего ночного излучения также постепенно менялся – от желтоватого сияния вольфрамовой спирали до огней неоновых вывесок и рекламных щитов и света газоразрядных натриевых ламп, которые в последнее время стали часто использовать для освещения улиц. Однако, если не считать морзянки, которую передают при помощи фонарей с судовых палуб, мы обычно не распространяем сигналы по воздуху посредством видимого света, поэтому наш видимый пузырек не такой интересный. К тому же, его безнадежно затмевает сияние Солнца.

* * *

Чем давать инопланетянам подслушивать диалоги из наших телесериалов, за которые становится стыдно, можно, казалось бы, отправить им тот сигнал, который мы сами выберем, продемонстрировать, какие мы умные, утонченные и миролюбивые. Это уже делалось – сначала в виде пластин с золотой гравировкой, прикрепленных к бортам четырех беспилотных космических аппаратов «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2». На каждой пластине изображены пиктограммы, отражающие основы наших научных знаний и наше положение в галактике Млечный Путь, а на пластинах «Вояджеров» – еще и сведения о том, какая наша раса добросердечная. Эти космические суда рассекают межпланетное пространство со скоростью 80 000 километров в час, превосходящей скорость, которая позволяет вырваться за пределы Солнечной системы, и это, конечно, очень быстро. Однако по сравнению со скоростью света они движутся до смешного медленно и доберутся до ближайших звезд лишь через 100 000 лет. Это наш «звездолетный пузырик». Ждать результатов нам с вами, пожалуй, не стоит.

Чтобы наладить связь, гораздо лучше отправить интенсивный радиосигнал в какое-нибудь оживленное место в галактике, например, в звездное скопление. Это и было проделано в 1976 году, когда радиотелескоп обсерватории Аресибо использовали для обратного действия – не как приемник, а как передатчик, – и отправили с его помощью в космос первый радиосигнал, который мы выбрали сами. Сейчас, когда я пишу эти строки, отправленное тогда послание находится от Земли уже в 30 световых годах и направляется в сторону красивого шаровидного звездного скопления под названием М13 в созвездии Геркулес. В этом сообщении в цифровом виде зашифрованы те же сведения, что и на пластинах на бортах «Пионеров» и «Вояджеров». Однако есть две сложности. Во-первых, шаровидное скопление так набито звездами – их там по меньшей мере полмиллиона, – и им так тесно, что орбиты планет, скорее всего, нестабильны, поскольку гравитационная верность планеты своей звезде оказывается под угрозой при каждом проходе системы через центр скопления. Во-вторых, в этом скоплении так мало тяжелых элементов, из которых состоят планеты, что планеты там вообще, вероятно, редкость. В те времена, когда послание было отправлено, эти научные тонкости были еще недостаточно известны и изучены.

Так или иначе, передний край наших «преднамеренных» радиосигналов, которые охватывают не пузырек, а скорее конус, находится сейчас в 30 световых годах от нас, и если инопланетяне перехватят его, то, возможно, подправят наш образ, сложившийся на основании радиопузырька из наших телепередач. Но это произойдет лишь при том условии, что инопланетяне так или иначе определят, какой вид сигнала ближе к нашему истинному облику и какой космической репутации мы заслуживаем.