диапазонов электромагнитных волн, своего рода
метка, известная всем цивилизациям. Поэтому стремясь найти согласованное решение по выбору диапазона, они должны обратить внимание на эту «метку». Тем более, что отмеченное свойство делает радиодиапазон пригодным и, в известном смысле, оптимальным для всех цивилизаций.
Главные достоинства оптического канала — его высокая пропускная способность и легкость осуществления остронаправленной передачи. Чтобы осуществить сравнимую направленность в радиодиапазоне, надо иметь зеркала размером в сотни километров. Такие зеркала можно построить только в космическом пространстве; на поверхности планеты они будут испытывать слишком большие деформации от собственного веса, при которых не удается сохранить требуемую точность поверхности. Впрочем, и лазерные установки также надо выносить за пределы атмосферы, но по другой причине — чтобы избежать расширения луча в неоднородной атмосфере.
При определенных обстоятельствах направленность лазерных систем может быть даже излишне высокой, затрудняющей поиск. Так, в рассмотренном выше примере, когда сит нал посылается с расстояния 10 св. лет, а раствор пучка составляет 10-7 рад, его поперечное сечение в «пункте наблюдения» будет составлять 10 млн км. Это значительно меньше размеров Солнечной системы и даже меньше (в 15 раз) расстояния от Земли до Солнца. Поэтому если цивилизация-отправитель направит луч лазера точно на Солнце, Земля не попадет в этот луч, и сигнал не может быть принят. Следовательно, чтобы облучить неизвестную планету, где, может быть, существует разумная жизнь, цивилизация-отправитель должна будет «шарить» лучом своего лазера по околосолнечному пространству, в пределах всей Солнечной системы (или ожидаемой «зоны жизни»)[49]. Это увеличивает время поиска для передающей ВЦ и затрудняет обнаружение сигнала, так как обитаемая планета лишь на короткое время будет облучаться инозвездным лазером. На эту трудность обратил внимание И. С. Шкловский. Конечно, она не является непреодолимой. Все зависит от мощности лазера. Если мощность лазера увеличить на 4 порядка, доведя ее до 100 МВт, то, используя более скромную оптическую систему с диаметром объектива 5 см вместо 5 м, можно увеличить раствор пучка в 100 раз. При этом луч, направленный на звезду, покроет практически всю планетную систему (или, по крайней мере, ее «зону жизни»), и искать нужную планету в околозвездном пространстве уже не потребуется. С другой стороны, увеличив мощность лазера, можно при той же высокой направленности соответственно увеличить дальность связи. При дальности 1000 св. лет и растворе пучка 10-7 рад он будет покрывать практически всю планетную систему искомой цивилизации. Но в этом случае (при большой дальности) необходимо обследовать огромное число звезд.
В условиях взаимного поиска, когда положение абонента совершенно неизвестно, желательно, чтобы в диаграмме направленности телескопа, как у передающей, так и у принимающей ВЦ, одновременно находилось возможно большее число потенциальных абонентов (потенциальных объектов поиска). А оно, естественно, увеличивается с расширением диаграммы. В этом смысле более скромная направленность радиотелескопов дает даже известное преимущество. Другое дело, когда цивилизации обнаружат друг друга, тогда между ними может быть установлен постоянно действующий высоконаправленный канал связи, для создания которого целесообразно использовать оптические средства.
Пропускная способность канала определяется его полосой частот. В этом отношении оптический канал обладает большим преимуществом по сравнению с радиоканалом. Но опять-таки в условиях взаимного поиска высокая пропускная способность оптического канала является излишней. Однако она необходима для осуществления высокоинформативной связи.
На основании этих соображений можно заключить, что для передачи и приема позывных целесообразно использовать радиоканал, а для информативной передачи эффективней использовать оптический или даже рентгеновский диапазон спектра. Это значит, что на первом этапе, когда речь идет о поиске позывных, предпочтительнее вести его в радиодиапазоне. Однако учитывая неизбежную неполноту наших знаний, нельзя слишком категорически настаивать на этих выводах, как нельзя исключать и альтернативные подходы.
1.11. Неэлектромагнитные каналы
В странной жажде ненасытной
Ощущаете смелы
Скудость электромагнитной
Вам наскучившей шкалы.
Ю. Линник
До сих пор мы обсуждали связь с помощью электромагнитных волн. Рассмотрим теперь другие, неэлектромагнитные каналы связи.
Г р а в и т а ц и о н н ы е в о л н ы. Согласно общей теории относительности, при движении массивных тел с переменным ускорением возникают возмущения гравитационного поля, которые распространяются в вакууме в виде гравитационных волн. Скорость их распространения равна скорости света. Гравитационные волны генерируются в любой системе вращающихся или колеблющихся масс. Мощным источником их являются взрывы сверхновых звезд, процессы гравитационного коллапса. Хотя никто не сомневается в существовании гравитационных волн, обнаружить их экспериментально пока не удалось. Это связано с чрезвычайно малой интенсивностью и крайне слабым взаимодействием гравитационных волн с веществом. Имеются лишь косвенные свидетельства излучения гравитационных волн космическими объектами. Так, в тесной системе из двух нейтронных звезд, одна из которых — пульсар PSR 1913 + 16, наблюдается монотонное сокращение орбитального периода. Предполагается, что это происходит вследствие сближения компонентов, которое вызвано потерей энергии из-за гравитационного излучения. Численные оценки согласуются с этим предположением. В настоящее время в десятках лабораторий мира создаются детекторы для регистрации гравитационных волн космического происхождения. Другая проблема — научиться генерировать гравитационные волны, т. е. проблема создания достаточно мощных генераторов гравитационных волн. Если какие-то высокоразвитые ВЦ решили эти проблемы, они могут использовать гравитационные волны для межзвездной связи.
Проходя через массивное тело, гравитационные волны изменяют направление, преломляются, подобно световым волнам, проходящим через линзу. В результате гравитационные волны фокусируются на некотором расстоянии от такой «гравитационной линзы». Как показал Л. X. Ингель, обычная звезда (типа Солнца) обладает хорошими фокусирующими свойствами. Если в фокусе такой «линзы» поместить генератор гравитационных волн, то можно получить почти параллельный пучок лучей шириной 1000 км, который практически не расходится вплоть до межзвездных расстояний 104 св. лет[50]. Значит, гравитационная антенна диаметром 1000 км могла бы полностью перехватить всю энергию, излучаемую генератором. Фокусирующие свойства звезды-линзы могут быть использованы и на приемном конце линии связи. Если направление на источник сигнала известно (и значит, известно положение гравитационного фокуса своей звезды), то можно разместить в нем детектор гравитационных волн; тогда для перехвата всей энергии генератора не потребуются громоздкие антенны.
Мы не упоминаем здесь проблему доставки детектора в фокус, расположенный достаточно далеко от звезды на периферии планетной системы. Поскольку наша цивилизация не владеет пока техникой передачи и приема гравитационных волн, все эти проблемы представляют для нас чисто умозрительный интерес.
Рис. 1.11.1. Гравитационная антенна Луизианского университета США.Приемником гравитационных воли является алюминиевый цилиндр массой 5 т, охлаждаемый до температуры 3•10-3 К
