Очарование физики - Глэшоу Ш.Л.
ISBN 5-93972-151-6
Скачать (прямая ссылка):
В 1967 году некоторые ученые полагали, что обнаружили межзвездный радиомаяк инопланетного общества, пытающегося связаться с нами. Жокелин Белл Бернелл, которая в то время была аспиранткой в Кембриджском университете, наблюдала очень быструю и правильную серию импульсов, исходящих из точечного источника, расположенного за пределами Солнечной системы. Импульсы поступали через равные промежутки времени, равные точно 1,3373011 секунды. В течение какого-то времени этот источник называли LGM1, Маленький Зеленый Человечек
1Little Green Man. 110
Одиноки ли мы во Вселенной?
(Мужчина), ибо кто кроме инопланетного общества способен создать столь точные часы? (Почему его назвали Маленьким Зеленым Человечком (Мужчиной), а не Большой Сиреневой Дамой остается тайной женоненавистников.) Однако очень скоро Бернелл обнаружила другие LGM в других точках неба; их импульсы поступали через 0,253065, 1,187911 и 1,2737635 секунд. Стало ясно, что это совсем не Маленькие Зеленые Человечки, а всего лишь новый класс естественных астрономических объектов. Сейчас мы знаем их как пульсары и полагаем, что они состоят из быстро вращающихся нейтронных звезд, остатков недавно вспыхнувшей сверхновой. Для поисков внеземного разума это была всего лишь ложная тревога.
На какую длину волны нам следует настроить свои радиоприемники, чтобы обнаружить сообщение от звезд? Эдуард Перселл, мой коллега в Гарварде и лауреат Нобелевской премии по физике, очень хорошо ставит вопрос:
Если вы хотите передать кому-либо сообщение и никак не можете договориться о частоте, это почти безнадежно. Чтобы проверить весь спектр радиочастот в поисках слабого сигнала, необходимо затратить огромное (но вычислимое) время. Это все равно, что пытаться встретить кого-то в Нью-Йорке, не имея возможности предварительно связаться с этим человеком и договориться о месте встречи. Однако вам известно, что вы хотите встретить его, а он — вас. В Нью-Йорке лишь два или три главных места, и среди них — Большой Центральный Вокзал. В данном же случае существует всего один Большой Центральный Вокзал, а именно: линия с частотой в 1420 мегагерц, которая с коэффициентом, равным, по крайней мере, тысяче или немного больше, является наиболее заметной радиочастотой во всей галактике. Не возникает вопроса, куда передать сообщение, если вы хотите, чтобы вас услышал кто-либо, так как в этом случае вы выбираете известную ему частоту. И наоборот, он выберет частоту, которую, как ему известно, знаем мы, поэтому именно на эту частоту нужно настраивать свои приемники. Если вы будете аккуратно играть в эту игру, то найдете эти выводы неизбежными. Мы знаем, что делать; мы знаем, где слушать.
Что же это за излучение с частотой 1420 мегагерц (или длиной волны 21 см), о котором говорит Перселл? Это частота, однозначно характеризующая атом водорода. Путем очень грубого упрощения мы можем рассматривать атом водорода как планетарную систему, в которой один электрон обращается вокруг центрального протона. Каждая составляющая частица вращается подобно волчку и воздействует на другую 111 Одиноки ли мы во Вселенной?
частицу. В результате этого два спина оказываются в состоянии прецессии, вращаясь друг вокруг друга со скоростью 1420405 751,768 оборотов в секунду, или с частотой, примерно равной 1420 мегагерц. Обратите внимание, что это число известно со смехотворной точностью 13 разрядов. Известная под названием сверхтонкой частоты водорода, эта величина является одной из наиболее точно измеренных в физике. Ее измеренное значение полностью совпадает с ее значением, вычисленным из основной теории. Это одна из причин того, почему современный физик торжественно и оправданно верит в то, что понимает структуру атома.
Поскольку собственная частота колебаний атома водорода равна 1420 мегагерц, оказывается, что атомы водорода в пространстве должны испускать электромагнитное излучение именно на этой частоте. Поскольку водород пока является самым распространенным элементом космического пространства, не удивительно, что его характеристическое 21-сантиметровое электромагнитное излучение является уникальной особенностью, преобладающей во всей радиоастрономии. Тот факт, что 21-сантиметровую линию радиоизлучения из космического пространства можно обнаружить с помощью радиоастрономии, отметил X. С. Ван де Хальст в Голландии в 1944 году. Впервые линию с длиной волны в 21 см наблюдал не кто иной, как профессор Эдуард Перселл, работая в Гарварде со своим аспирантом Гарольдом Эвеном, в 1951 году. Это положило начало важной дисциплине спектральной радиоастрономии. Несмотря на париетальный интерес Перселла к 21-сантиметровому излучению, его убеждение в том, что оно (или одно из небольшого количества соседних и родственных длин волн) является очевидным каналом, который может быть выбран для межзвездной связи, тем не менее, является бесспорным.
Первый серьезный поиск внеземного разума (SETI1) осуществил в начале шестидесятых годов Фрэнк Дрейк в ходе исследовательского эксперимента, известного под названием Проект Озма. Исследовались несколько близлежащих звезд, поэтому неудивительно, что никакого сигнала зафиксировано не было. Гораздо более амбициозные (хотя и не слишком дорогие) поиски проводятся в наше время. Например, сейчас SETI занимается мой гарвардский коллега Пол Горовиц с помощью скромного восьмидесятичетырехфутового радиотелескопа в Ок-Ридже. Каждая минута его работы развивает чувствительность, эквивалентную тысяче лет действия Проекта Озма. В конечном счете, мы сможем направить свою антенну на все подающие надежду звезды, находящиеся в пределах сотен или тысяч световых лет от Земли. Если маяк существует, то рано или поздно мы его найдем.
