SETI: Поиск Внеземного Разума - Лев Миронович Гиндилис Страница 117

class="sup">21 звезд. Все данные современной астрономии показывают, что в пределах наблюдаемой области Вселенной справедливы основные законы физики; повсюду наблюдается одинаковый в среднем химический состав. Наше Солнце — рядовая звезда в рядовой галактике. Нельзя указать ни одного существенного физико-химического параметра, который бы позволял выделить Солнечную систему среди множества звезд в наблюдаемой области Вселенной. Было бы крайне удивительно, если бы среди этого гигантского количества звезд[247] только около одной из них, ничем не примечательной звезды — нашего Солнца — могла возникнуть жизнь и развиться разум. Эти аргументы, по сути, аналогичны тем, которые приводились и в прошлые века, начиная с глубокой древности (см. § 4.1). Дополнительно для обоснования этой точки зрения привлекаются такие соображения: 1) согласно современным космогоническим представлениям, возникновение звезд сопровождается возникновением планетных систем; 2) только в нашей Галактике (не говоря уже о всей видимой Вселенной) содержатся сотни миллиардов звезд, из которых около 10% подобны Солнцу, таким образом, имеются десятки миллиардов звезд, которые являются подходящими кандидатами на наличие у них планетных систем; на некоторых из этих планет могут возникать условия, благоприятные для зарождения жизни; 3) если заданы благоприятные условия и имеется достаточно времени, то на такой планете с неизбежностью должна возникнуть жизнь, первоначально, разумеется, в самых простейших формах; 4) как показывает опыт Земли, за несколько миллиардов лет жизнь становится достаточно сложной, и если не во всех, то в значительном числе случаев она должна подойти к развитию разума, культуры, цивилизации.

Сторонники уникальности нашей цивилизации обычно подчеркивают чрезвычайную сложность процесса происхождения жизни, необходимость совпадения целого ряда благоприятных обстоятельств, что является весьма мало вероятным. С этой точки зрения, происхождение жизни (не говоря уже о разуме) — чудо, так что нашей Земле просто «повезло». С другой стороны, приводятся аргументы, связанные с отсутствием во Вселенной «видимых следов» высокоразвитых цивилизаций.

Мы обсудим эти аргументы в следующих параграфах, а сейчас подчеркнем, что приведенные соображения, как «за» так и «против», носят качественный характер. Для проблемы SETI этого недостаточно. При планировании экспериментов, например, по обнаружению радиосигналов, надо знать, на какую дальность обнаружения мы можем рассчитывать. А для этого надо знать расстояние между цивилизациями. Обнаружение астроинженерной деятельности и возможности прямых контактов также зависят от расстояния между цивилизациями. Как определить это расстояние? Пусть N∗ — полное число звезд в Галактике, d∗ — среднее расстояние между ними, Nc — число цивилизаций в Галактике; тогда среднее расстояние d между цивилизациями равно

d = d∗(N∗/Nc)1/3. (4.1)

Таким образом, чтобы оценить расстояние между цивилизациями и вытекающую отсюда минимально необходимую дальность обнаружения, надо иметь хотя бы грубую количественную оценку числа цивилизаций. Эго принципиальный момент: SETI требует перейти от чисто умозрительных рассуждений о множественности обитаемых миров к количественным оценкам числа внеземных цивилизаций.

Следует уточнить — какие цивилизации мы ищем. В плане SETI представляют интерес только те цивилизации, которые обладают хотя бы потенциальной способностью к контакту. Такие цивилизации мы будем называть коммуникативными. При этом контакт понимается здесь в широком смысле: это не обязательно обмен радиосигналами, но и, например, обнаружение ВЦ по ее астроинженерной деятельности. Поэтому цивилизация, не посылающая никаких сигналов, но активно занимающаяся астроинженерией, также относится к числу коммуникативных. Разумеется, после возникновения коммуникативной цивилизации она не сразу приобретет способность к контакту, для этого требуется пройти определенный период развития. А приобретя такую способность, она утрачивает ее со временем. Это может произойти вследствие гибели цивилизации, потери интереса к передаче сигналов, прекращения астроинженерной деятельности или по каким-либо другим причинам. Время, в течение которого сохраняется способность к контакту, назовем коммуникативной фазой. Нас будут интересовать цивилизации, находящиеся в данный момент[248] (одновременно с нами) в коммуникативной фазе. Определим число таких цивилизаций.

4.3.1. Формула Дрейка.

Одна из первых формул для подсчета числа цивилизаций была предложена в начале 1960-х годов Дрейком:

Nc(T) = R∗fsL. (4.2)

В этой формуле Nc— число цивилизаций, существующих в Галактике в момент Т (время Т отсчитывается от образования Галактики); R∗— средняя скорость звездообразования: число звезд, возникающих в Галактике в единицу времени; fs — фактор выборки, представляющий собой долю из числа звезд, образующихся за время от 0 до Т, которых развиваются коммуникативные цивилизации; L — среднее время жизни коммуникативных цивилизаций. Произведение R∗fs дает скорость образования коммуникативных цивилизаций. Если теперь умножить эту величину на L, то получим число коммуникативных цивилизаций, одновременно существующих в момент Т. Чтобы получить число цивилизаций, находящихся в момент Т в коммуникативной фазе, надо ту же величину R∗fs умножить на среднюю длительность коммуникативной фазы τс . В формуле Дрейка используется среднее время жизни L, но при этом неявно предполагается, что длительность коммуникативной фазы равна времени жизни цивилизаций. Это не совсем точно; тем не менее, мы будем использовать формулу Дрейка (4.2), но будем помнить, что под временем жизни коммуникативной цивилизации следует понимать, именно, длительность коммуникативной фазы. Тогда Nc(T) дает число коммуникативных цивилизаций, находящихся одновременно с нами в коммуникативной фазе.

Так как средняя скорость звездообразования R∗ = Nc/T то формулу (4.2) можно записать в виде

Nc(T) = N∗fsL/T. (4.3)

Произведение N∗fs определяет число коммуникативных цивилизаций, возникающих в Галактике за время от 0 до T, а величина L/T представляет собой вероятность того, что любая наугад взятая из этих цивилизаций находится в момент Т в коммуникативной фазе.

Выражение (4.3) позволяет получить долю цивилизаций по отношению к звездам и, следовательно, оценить среднее расстояние между цивилизациями:

d∗(T) = d∗(fsL/T)1/3. (4.4)

Фактор fs , согласно Сагану, можно представить в виде

fs = fpnepLpipc; (4.5)

здесь fp — доля звезд, имеющих планетные системы, пе— среднее число планет в планетной системе с благоприятными для возникновения жизни условиями, рL — вероятность происхождения жизни на планете с подходящими условиями, pi — вероятность происхождения разума на обитаемой планете, рc — вероятность возникновения коммуникативной цивилизации на планете, населенной разумными существами.

С учетом этого выражения для fs формулы (4.2) и (4.3) принимают вид

Nc(T) = R∗fpпеPLPiРcL; (4.2а)

Nc(T) = N∗fpпеPLPiРcL/Т. (4.3а)

Произведение N∗fpпе — представляет число планет с благоприятными для жизни условиями, образующихся в Галактике за время от 0 до T, а