Ответ Итана: что человечество должно сказать Вселенной?

Итан Сигел, 16 октября 2026 года

Хотя сегодня мы настойчиво вслушиваемся в космос в надежде уловить сигналы инопланетян, сами мы ни разу не вели осознанных длительных передач. Каким должно быть идеальное послание?

Главное:

1. Поиски внеземного разума (программа SETI) стартовали более 65 лет назад: учёные целенаправленно искали приходящие из космоса радиосигналы со структурой, указывающей на разумное происхождение.

2. За это время мы не только никого не услышали, но и сделали неутешительное открытие: окажись мы с нынешними технологиями в любой другой точке Галактики, нас самих отсюда, с Земли, обнаружить бы не удалось.

3. Что же тогда нужно отправлять и каким способом, если мы всерьёз захотим, чтобы нас заметила разумная инопланетная цивилизация в нашей Галактике? Огромное значение имеют и содержание послания, и среда передачи, и метод.

Один из главных нерешённых вопросов науки — насколько распространена разумная внеземная жизнь прямо сейчас. Можно допустить, что она встречается повсеместно и Млечный Путь буквально кишит цивилизациями: тысячи, а то и миллионы из них могут быть столь же развитыми, как мы, или даже превосходить нас технологически. Согласно противоположной точке зрения, наша цивилизация — большая редкость, за всю историю Галактики таких возникло лишь несколько, и найти сегодня хоть кого-то для диалога крайне непросто. Ещё более радикальное предположение гласит, что разумные цивилизации настолько редки, что в Галактике мы, возможно, совершенно одиноки и собеседников придётся искать на межгалактических расстояниях. Наконец, в самом крайнем сценарии мы уникальны во всей Вселенной.

Пока мы не обнаружим где-либо ещё хотя бы один другой пример жизни, мы так и будем пребывать в полном неведении относительно того, что или кто может существовать за пределами Земли. Но это не повод отказываться от прослушивания эфира и, более того, от передачи сигналов с недвусмысленным намерением быть обнаруженными. Основные усилия были направлены на SETI — поиск внеземного разума, — а на METI, то есть отправку посланий внеземному разуму, мы выделили несравнимо меньше ресурсов. Как бы это выглядело, отнесись мы к задаче серьёзнее? Именно это хочет выяснить наш подписчик на Patreon Джефф Бонвик, приславший такое письмо:

«Представьте, что правительства всех стран объединились и назначили вас Главным Передатчиком. Какое послание и какую среду вы бы выбрали? Я бы остановился на простых числах: любая цивилизация, освоившая математику, откроет и их, а в природе ни один процесс их не порождает. Со средой всё менее очевидно: электромагнитная, гравитационная, нейтринная или какая-то иная? Меня тянет к нейтрино — Вселенная прозрачна для них при любом красном смещении, — хотя по той же причине их крайне сложно детектировать. Как бы выглядело ваше Hello world?»

Вопрос замечательный, и он подбрасывает богатую пищу для размышлений. Вот мои главные приоритеты.

Начнём с оценки того, что мы реально способны зарегистрировать сегодня: именно это подскажет, какие виды сигналов имеет смысл использовать для передачи. При этом не будем забывать, что никакой сигнал не может двигаться быстрее скорости света в вакууме.

У электромагнитных сигналов (то есть света в его различных формах) есть серьёзное достоинство — их легко регистрировать. Фотоны несложно породить, а достаточно крупные и чувствительные телескопы без труда их улавливают. Более того, обнаружить можно любой сигнал, заметно выделяющийся на фоне космического шума на определённой длине волны. Однако есть и обратная сторона: для создания светового луча нужна энергия, причём чем короче волна, тем её требуется больше. К тому же свет расходится в пространстве сферически, и если источник находится вдвое дальше, в наш телескоп попадает лишь четверть энергии. Таковы сильные и слабые стороны электромагнитного сигнала.

«Частицы» в широком смысле тоже можно рассматривать как альтернативу излучению, но в качестве носителя сигнала смысл имеют только нейтрино: все прочие частицы взаимодействуют с межзвёздной (или межгалактической) средой, а значит, такой сигнал неизбежно искажается. Главное достоинство нейтрино (и одновременно их недостаток) состоит в том, что они почти не взаимодействуют с веществом. Поэтому зарегистрировать их очень трудно, но нейтринный сигнал способен пройти практически сквозь что угодно, даже сквозь звезду или её остаток, и всё равно достичь адресата.

Гравитационные волны — рябь самой ткани пространства-времени — возможно, сложнее всего поддаются обнаружению, однако их энергию способны поглощать лишь очень специфические конфигурации, и потому они идеально подходят для передачи на колоссальные расстояния. Если бы мы построили усовершенствованный детектор типа LIGO с базой в десять раз длиннее нынешней, он смог бы фиксировать слияния чёрных дыр звёздных масс из любой точки наблюдаемой Вселенной.

Разумеется, с точки зрения обнаружения сигнал интересен не только дальностью распространения, но и другими параметрами:

• Насколько просто такой сигнал создать?

• Сколько энергии требуется на его генерацию?

• Какую энергию должен нести принятый сигнал, чтобы его можно было зарегистрировать?

• Как мощность сигнала ослабевает с расстоянием?

Световые, то есть электромагнитные, сигналы производить очень легко, но создать мощный сигнал, расходящийся во всех направлениях, — задача чрезвычайно сложная. Обычно мы фиксируем световые сигналы по количеству энергии, попавшей в детектор; энергия любого светового сигнала напрямую связана с его длиной волны и распределяется по сфере, убывая обратно пропорционально квадрату расстояния.

Последние два свойства справедливы и для частиц (например, нейтрино), и для гравитационных волн. Чем короче дебройлевская длина волны нейтрино или длина гравитационной волны, тем больше энергии они несут, поскольку энергия обратно пропорциональна длине волны. Энергия каждого из этих сигналов распределяется по сфере и падает обратно пропорционально квадрату расстояния. Фотоны и нейтрино расходятся по сфере как отдельные частицы, а значит, телескоп того же размера на больших расстояниях перехватывает их всё меньше; то же относится и к энергии гравитационных волн.

При очень высоких энергиях у нейтрино появляется серьёзное преимущество: их сечение, то есть вероятность взаимодействия, растёт вместе с энергией. Высокоэнергетические нейтрино обнаружить гораздо проще, чем низкоэнергетические. Именно поэтому реликтовые низкоэнергетические нейтрино Большого взрыва мы никогда не регистрировали напрямую, а видели лишь косвенно. Зато благодаря возможностям нейтринного детектора IceCube, отмеченного Нобелевской премией, нам удалось зафиксировать ультравысокоэнергетические нейтрино из источников, расположенных за миллиарды световых лет. Однако у нейтрино, испущенных с Земли, не было бы «очевидного» признака, по которому их можно было бы опознать иным путём (скажем, перекрёстной корреляцией с электромагнитным сигналом), поэтому искусственно созданный нейтринный сигнал не удалось бы распознать как таковой. К тому же мы пока не умеем генерировать поток нейтрино, достаточный для того, чтобы этот вариант стал жизнеспособным.

У гравитационных волн, напротив, есть преимущество, которого лишены нейтрино. Нейтрино регистрируются по их потоку, спадающему обратно пропорционально квадрату расстояния, тогда как гравитационные волны регистрируются по амплитуде, которая убывает лишь обратно пропорционально расстоянию, а не его квадрату. Дело в том, что гравитационно-волновые детекторы работают по антенному принципу, где энергия пропорциональна квадрату амплитуды. Если мы отдалимся в десять раз, энергия сигнала упадёт до одной сотой, но амплитуда волны уменьшится только в десять раз, что даёт огромный выигрыш на больших расстояниях.

К сожалению, у гравитационных волн есть серьёзнейшая проблема: их исключительно трудно зарегистрировать. Чтобы современные технологии смогли их уловить, нужны массы, превышающие солнечную, на расстояниях порядка размера горизонта событий чёрной дыры. Создать гравитационно-волновой сигнал такой амплитуды мы не можем ничем, кроме чёрной дыры или нейтронной звезды, а это сегодня далеко за пределами наших возможностей. Если бы мы на это были способны, колебания нескольких таких объектов по заданной схеме породили бы сигнал, который регистрировался бы устройством, пригодным для постройки в лаборатории (например, резонансным стержнем Вебера). Но и это лежит далеко за границами возможностей нынешних технологий, а все поиски со стержнями Вебера приводили лишь к нулевым (или невоспроизводимым) результатам.

Таким образом, пока нам остаётся только электромагнитное излучение, которое по многим параметрам по-прежнему остаётся оптимальным выбором. Подобно тому как регистрация гравитационных волн опирается на антенный принцип, антенны годятся и для приёма электромагнитных волн. Когда мы говорим о создании «импульсов» в сигнале — а это способ закодировать в нём информацию, — речь по сути идёт об изменении амплитуды. Для высокоэнергетических сигналов, таких как гамма- и рентгеновские лучи, это очень сложно, а для низкоэнергетических — очень просто. Поэтому традиционно мы передавали такие сигналы, как радио и телевидение, на низкоэнергетических длинноволновых электромагнитных волнах. Неслучайно и то, что для приёма мы использовали амплитудные детекторы — антенны.

Источник