1. Два направления SETI-исследований
С тех пор, как в научном мире началось обсуждение проблемы SETI (конец 50-х - начало 60-х XX века), выделилось и параллельно развивалось два направления исследования.
Первое - это поиск сигналов от внеземных цивилизаций (ВЦ). За прошедшие годы было проведено около 80 экспериментов по поиску этих сигналов. В основном, в поиске принимали участие США, Россия, Канада, Франция и Аргентина. В настоящее время активность проявляют также Австралия и Италия. Следует отметить, что большинство экспериментов по SETI проводилось и проводится в настоящее время с использованием следующих критериев искусственности. Сигнал должен быть:
1. узкополосный;
2. обладать характеристиками точечного источника;
3. повторяться во времени.
К сожалению, к сегодняшнему дню положительных результатов нет. Да и вероятность обнаружения сигнала от внеземной цивилизации чрезвычайно мала, так как для определения многих неизвестных параметров (таких как - частота передачи, время передачи, направление на ВЦ и некоторые другие) приходится вводить различные гипотезы и предположения.
Второе направление - это исследование астрофизических объектов, которые имеют необычные свойства или набор трудно объяснимых физических параметров. Дело в том, что законы природы во всех уголках Вселенной одинаковы, и обойти их нельзя, значит, в ходе своей жизнедеятельности ВЦ неизбежно будут оставлять "следы". Следовательно, если есть ВЦ, мы со сто процентной вероятностью видим их. Правда, большая сложность здесь в интерпретации видимых эффектов. Ведь почти всегда можно придумать естественное объяснение наблюдаемому, не прибегая к гипотезе о ВЦ. Тем более в науке определяющим является, так называемый, "принцип естественности", что, по-моему, не совсем корректно, и наряду с вышеупомянутым принципом имеет равное право на жизнь "принцип искусственности". То есть при наблюдении любого астрономического объекта, мы обязаны рассматривать и, соответственно, исследовать его в дальнейшем, принимая гипотезу об искусственности или естественности в равных пропорциях.Добавлено (03.07.2011, 17:56)
---------------------------------------------
2. Возможные "следы" ВЦ
Какие же "следы" от ВЦ мы могли бы наблюдать? Наверное, здесь можно придумать довольно много интересного и любопытного. Все зависит от фантазии конкретного человека. Я могу предложить несколько вариантов, как известных ранее, так и придуманных мною.
а) Радиоподслушивание. Уже более 100 лет на Земле используют радиосигналы. Немного позже появилось телевидение. Все подобные сигналы не только используются на Земле, но и уходят, "просачиваются", в космическое пространство. То есть мы производим "радиоследы". Это привело к тому, что на расстоянии около 100 световых лет любая ВЦ может принять наши радио и теле сигналы. Конечно, расшифровка их будет тяжела, но так как наше Солнце не должно излучать радиосигналы на используемых нами частотах, ВЦ, обнаружив радиоисточник в районе Солнца, может заподозрить, что у этой звезды существует планета с цивилизацией. Аналогично и мы можем искать подобные "радиоследы" у других звезд.
б) "Обновление". Представьте себе, что астрономы долгое время наблюдают за некой звездой. Знают о ней практически все (спектральный класс, возраст, химический состав и т.д.). Вдруг все параметры звезды резко меняются, она как бы "молодеет". Вполне можно предположить, что у этой звезды живет высоко развитая ВЦ, которая, узнав, что время жизни их звезды подходит к концу, решила воздействовать на свое светило и продлить ему жизнь, так как перебираться к другой звезде в силу каких-либо причин невыгодно.
в) Навигационная система. Во Вселенной существуют удивительные объекты, которые называются пульсары. Когда был обнаружен первый пульсар в 1968 году, астрономы, наблюдавшие этот объект, были в шоке. Уж больно пульсар был похож на сигналы от ВЦ. Его излучение состояло из отдельных радиоимпульсов, повторяющихся во времени с огромной точностью, причем средняя форма пульсара (зная период радиоисточника, можно складывать отдельные импульсы, получая средний профиль) не меняется со временем. Позднее этому феномену нашлось объяснение. Пульсар - это быстровращающаяся нейтронная звезда, обладающая сильным магнитным полем. Следует отметить, что каждый пульсар обладает своим, непохожим на другие пульсары, набором параметров (период, средняя форма, поляризация и т.д.). Почему это именно так?
Можно придумать следующее объяснение. В Галактике существует сверхцивилизация, способная свободно передвигаться по космическому пространству. Но чтобы передвигаться, необходимо ориентироваться в пространстве. Для этого и были созданы пульсары или искусственно были изменены их параметры, таким образом, чтобы, наблюдая несколько пульсаров и зная их параметры и координаты в Галактике, можно было определить свое местоположение.
г) "Следы" космических кораблей. Астрономы давно наблюдают такое явление как гамма всплески (короткие или длинные вспышки гамма излучения). До сих пор не найдено достаточно правдоподобное объяснение - что же это такое. Всем, кто хорошо знает фантастику, известны такие понятия как подпространство, гиперпространство или надпространство. Фантасты давно используют их для описания путешествий во Вселенной.
Такой переход из обычного пространства в подпространство должен сопровождаться какими-то эффектами, наблюдаемыми нами. Опять же, предполагая существование сверхцивилизации, способной передвигаться во Вселенной на космических кораблях, можно выдвинуть гипотезу, что гамма всплески и есть "следы" уходящих в подпространство космических аппаратов.
д) Сферы Дайсона или астрокосмические сооружения. Именно этому будет посвящено дальнейшее повествование. Здесь же скажу, что Сфера Дайсона - это искусственное космическое сооружение, находящееся около звезды или другого объекта и использующее практически всю энергию, излучаемую источником.
Прежде чем перейти к рассмотрению Сфер Дайсона, зададимся таким вопросом. Большинство из описанных выше "следов" связано с выходом цивилизации в космическое пространство. Но надо ли цивилизации стремиться в Космос? Может быть, она должна спокойно жить на своей планете и никуда не стремиться? Ответить на этот вопрос трудно. Ведь мы не знаем ни одной другой цивилизации кроме земной, но все же, посмотрев на развитие нашей цивилизации, мы можем предположить, что должны быть ВЦ, стремящиеся в Космос. Ведь наша цивилизация уже около 40 лет осваивает космическое пространство. А строительство международной космической станции является предвестником астроинженерных построек в Космосе.
Добавлено (03.07.2011, 17:56)
---------------------------------------------
3. Сферы Дайсона
Как уже отмечалось выше, Сфера Дайсона (СД) - это искусственное космическое сооружение, находящееся около звезды или другого объекта и использующее практически всю энергию, излучаемую источником. СД (иногда говорят оболочка Дайсона) была предложена в 1959 г. астрономом Фриманом Дайсоном в статье "Поиск искусственных звездных источников с инфракрасным излучением", опубликованной в Science, как путь для первого шага цивилизации к использованию всей энергии, излучаемой их солнцем. Дайсон писал, что СД - это искусственная сфера размером с орбиту планеты. Она может состоять из оболочек солнечных коллекторов (пластин-токоснимателей) или жилищ вокруг звезды, так что вся (или, по крайней мере, достаточное количество) энергия будет попадать на принимающую поверхность, где может быть использована, то есть СД может создать большое жизненное пространство и собирать громадное количество энергии. СД в солнечной системе с радиусом 1 астрономическая единица может иметь площадь поверхности равную 600 миллионам площадей поверхности Земли.
В настоящее время различают три типа СД. Первый тип - это СД (Dyson swarm), состоящая из отдельных пластин, которые в свою очередь собраны в кольца, вращающиеся вокруг звезды. Такая конструкция может полностью перекрывать звезду, но возможна и конструкция с частичным покрытием звезды. СД I типа является довольно устойчивым сооружением, так как кольца не связаны друг с другом и вращаются по независимым орбитам. Так же в случае попадания метеорита или другой причины схода кольца со своей орбиты, кольцами легко манипулировать для возвращения их в прежнее состояние. Именно этот тип СД и предлагал Фриман Дайсон.
Второй тип - это СД (Dyson shell), представляющая собой сплошную оболочку, полностью перекрывающую поверхность звезды. Такая СД является очень неустойчивой. При любых изменениях в силе тяжести на поверхности сферы или при попадании метеорита она начнет падать на звезду. Управлять подобной конструкцией довольно сложно.
Третий тип - это СД (Dyson bubble), которая представляет собой огромный парус, находящейся на некотором расстоянии от звезды. Этот парус собирает энергию, падающую на него от звезды, фокусирует ее и отправляет на планету или какую-либо обитаемую постройку, находящуюся на противоположной стороне от звезды. Такое сооружение также является неустойчивым по тем же причинам, что и СД второго типа. Кроме того, часть энергии, которую собирает такой парус, необходимо будет тратить на поддержание постоянной орбиты СД и ее ориентации в пространстве. Ведь под давлением звездного ветра такая конструкция будет двигаться в направлении от звезды.
Добавлено (03.07.2011, 17:58)
---------------------------------------------
Рассмотрев типы СД и методы построения СД, мы можем перейти к вопросу об обнаружении этих объектов. Что же может увидеть астроном в том месте, где находится СД? Опять же, все тут зависит от типа СД, а также от луча зрения, под которым мы на нее смотрим. Для первого типа СД (кольца вокруг звезды, состоящие из отдельных пластин) могут существовать следующие варианты:
а) Сфера Дайсона полностью покрывает звезду. В данном случае мы не увидим излучение от звезды, то есть в этой области неба будет просто черное пятнышко;
б) Сфера Дайсона не полностью перекрывает звезду. Здесь возможны два варианта. Первый, на этом месте небесной сферы мы обнаружим слабую звезду, в ее спектре будут находиться линии поглощения, которые соответствуют материалам, составляющим СД. Второй, все будет также как и в первом варианте за одним отличием. Из-за вращения СД звезда может оказаться слабо переменной, так как в разные моменты времени будут видны разные части поверхности звезды и разная ее площадь будет подвергаться покрытию.
Как уже говорилось, второй тип СД представляет собой сплошную сферу вокруг звезды. Следовательно, в этом участке неба мы не увидим ничего, кроме черного пятна.
Для третьего типа СД (космический парус) возможны три варианта. Если поверхность паруса лежит на нашем луче зрения, то есть закрывает от нас звезду, мы ничего не увидим. В случае, когда парус находится за звездой, мы будем полностью получать излучение от звезды без всякого изменения. Возможен также вариант, когда парус частично перекрывает звезду. В таком случае мы будем получать ослабленное излучение от звезды.
Конечно, следует отметить, что все описанное выше, относится в основном к оптическому диапазону частот. Правда, в случае, если СД построена не около звезды, а у какого-либо другого источника энергии (например, черная дыра, квазар, пульсар и т.д.), это может относиться и к другим диапазонам.
Так как же можно обнаружить СД? Дело здесь обстоит следующим образом. Сферы Дайсона поглощают большую часть внутренней энергии звезды и переизлучают ее в инфракрасном, субмиллиметровом, миллиметровом диапазонах. Такие источники должны иметь спектры близкие к спектру черного тела (черное тело - это объект, который полностью поглощает всю падающую на него энергию, независимо от собственной температуры). Эффективная температура таких источников лежит в области от 3 до 300 K с максимумом в спектре между 15 микрон и 2 миллиметрами. Следовательно, исследуя различные источники в инфракрасном диапазоне и сравнивая их спектр со спектром черного тела с данной температурой, можно обнаружить СД. Правда, еще раз напомню, что в данном случае возникают некоторые сложности, связанные с интерпретацией наблюдаемого. Во-первых, мы не знаем, существуют ли во Вселенной естественные объекты, спектр которых полностью совпадает со спектром черного тела. Во-вторых, спектр толстых пылевых облаков, находящихся около красных гигантов, очень похож на спектр черного тела и, следовательно, необходимо с большой точностью измерять спектр объектов и некоторые другие их свойства.
Добавлено (03.07.2011, 17:59)
---------------------------------------------
Поиск Сфер Дайсона. Зная, как можно обнаружить СД, астрономы, естественно, не могли не предпринять попыток поиска таких объектов. На сегодняшний день известно три эксперимента, которые связаны с поиском СД.
1) 1980 г. Виттерборн, используя 1.5-метровую антенну дальней связи NASA, на длине волны 8.5-13.5 микрон наблюдал 20 звезд в течение 50 часов.
2) 1984 г. В.И.Слыш, используя радиометрический спутник, на частоте 37 ГГц провел обзор всего неба в течение 6000 часов.
3) 1987 г. Дж.Тартер, Н.С.Кардашев и В.И.Слыш, используя телескоп VLA (26 антенн размером в 9 метров), на частоте 1.6 ГГц, наблюдали объект G357.3-1.3 в течение 1 часа. Все выше перечисленные наблюдения, к сожалению, не привели к успеху.
В конце прошлого века был запущен на орбиту спутник IRAS. Основной задачей его было проведение обзора всего неба в инфракрасном диапазоне. В результате его работы было обнаружено порядка 200 тысяч инфракрасных источников. Безусловно, большинство из них - это естественные источники. Но возникает вопрос - может есть среди них и Сферы Дайсона? Данные спутника IRAS удобны для поиска СД тем, что наблюдения велись одновременно на четырех длинах волн (12, 25, 60, 100 микрон), то есть мы имеем четыре точки в спектре источника и можем его сравнивать со спектром черного тела. Мы проанализировали данные, полученные в результате обзора неба спутником IRAS [1]. Спектры источников по наблюдениям в четырех полосах были аппроксимированы спектром черного тела и, таким образом, была определена температура источников [2]. При изучении гистограмм полученных температур выяснилось, что для двух интервалов температур (110-120 и 280-290 K) наблюдается увеличение числа объектов [2, 3]. Поэтому особое внимание в дальнейшем анализе было уделено именно этим интервалам температур. Был создан каталог всех источников с температурами 110-120 и 280-290 K. В дальнейшем были отобраны источники по наилучшему совпадению их спектров со спектром черного тела. Всего было отобрано 38 источников с температурами 110-120 K и 58 источников в диапазоне температур 280-290 K. Подробнее об этом можно прочитать в статье [4]. Все отобранные источники являются кандидатами в Сферы Дайсона. В дальнейшем необходимо продолжать работу по наблюдению этих источников в различных диапазонах, особенно в инфракрасном, чтобы уточнить спектр этих источников и попытаться определить их происхождение.
Добавлено (03.07.2011, 18:00)
---------------------------------------------
копипаста: http://www.seti.hoha.ru/stat_14_3.html
