Виктор Комаров - Занимательная астрофизика

• Название: Занимательная астрофизика
• Автор: Виктор Комаров
• Издательство: Наука. Главная редакция физико-математической литературы
• Жанр: Научпоп
• Год: 1984

Книга в популярной и занимательной форме знакомит читателей с наиболее интересными проблемами современной астрофизики, с не обычными физическими объектами в космосе: пульсарами, квазарами, радиогалактиками, черными: дырами, источниками: рентгеновского и гамма-излучения, а также с наиболее интересными вопросами современной космологии. В книге рассказывается о новых методах познания Вселенной, об открытиях, сделанных в последние годы. Специальный раздел посвящен проблеме поиска разумной жизни во Вселенной.

Для иллюстрации вопросов астрофизики авторы в ряде случаев прибегают к помощи научной фантастики.

Под редакцией В, М. Чаругина.

---

Однако есть и другая точка зрения, ее высказал И. С. Шкловский. Если цивилизации в своем развитии должны последовательно достигать второго, а затем и третьего типа, то во Вселенной должно существовать по крайней мере некоторое число сверхцивилизаций. А деятельность сверхцивилизаций неизбежно связана с выделением огромных количеств энергии, которые мы должны были бы обнаружить. Поскольку мы их не обнаруживаем, сверхцивилизаций не существует. Но так как сверхцивилизации — закономерная стадия развития космических цивилизаций вообще (за миллиарды лет существования нашей Вселенной они должны были появиться), а их нет, то нет и внеземных цивилизаций. Так что не исключен и такой вариант: земное человечество — единственная цивилизация в нашей звездной системе — Галактике, а может быть, и во всей наблюдаемой Вселенной.

Но подобный вывод также встречает возражения. Их выдвинул член-корреспондент АН СССР В. С. Троицкий. Отсутствие во Вселенной сверхцивилизаций или цивилизаций, достигших столь высокого уровня развития, что мы могли бы их обнаружить, объясняется, по его мнению, не отсутствием цивилизаций вообще, а иной причиной. Как предполагает Троицкий, цивилизации не появляются в различных местах Вселенной в разное время, а их возникновение произошло приблизительно в одну и ту же эпоху, когда во Вселенной сложились условия, необходимые для формирования живых структур.

Но если жизнь на различных космических мирах возникла приблизительно одновременно, то ни одна космическая цивилизация не могла существенно обогнать в своем развитии остальные и вырваться вперед настолько, чтобы достичь стадии сверхцивилизации, т. е. такой стадии, на которой мы с помощью современных средств могли бы обнаружить следы ее практической деятельности.

Однако и это предположение встречает серьезные возражения. Совершенно невероятно, чтобы словно по мановению волшебной палочки жизнь в одно и то же время зародилась на множестве далеко отстоящих друг от друга небесных тел. Значит, уже неизбежен какой-то разброс. И уж абсолютно невероятно, чтобы темпы дальнейшего развития жизни везде были одинаковы, независимо от местных условий и воздействия множества факторов, в том числе и случайных. А это означает, что даже в случае практически одновременного возникновения жизни во всей Вселенной современный уровень развития различных цивилизаций неизбежно должен быть существенно неодинаков.

Какая же реальная проблема скрывается за этим «туром» игры во внеземные цивилизации? Тоже очень важная. В сущности, обсуждается с необычной стороны вопрос о последовательных стадиях эволюции вещества во Вселенной. Такой подход может способствовать более глубокому проникновению в закономерности минувших этапов развития Вселенной.

Попутно затрагивается и весьма существенный методологический вопрос: имеют ли право на существование в науке аргументы типа: «а может быть „это“ будет открыто завтра»? На примере обсуждения проблемы внеземных цивилизаций особенно отчетливо видно, что любые ссылки на факты, которые еще не открыты, хотя в принципе и могут быть открыты, лежат за пределами современной науки и не могут быть использованы и приняты в расчет при обосновании той или иной гипотезы или точки зрения.

У обсуждаемой проблемы есть и еще одна сторона: возможно ли в принципе создание всенаправленного передатчика для межкосмической связи и вообще беспредельно ли наращивание цивилизацией своих энергетических ресурсов?

Расчеты показывают, что для создания сверхцивилизацией всенаправленного радиопередатчика, сигналы которого можно было бы принимать не только на межзвездных, но и на межгалактических расстояниях, потребовалась бы огромная концентрация энергии. А это по законам физики привело бы к значительному повышению температуры среды и сильному перегреву — явлениям, губительным для самого существования цивилизации. Это приводит к выводу, иному, чем у Кардашева: искать следует цивилизации не третьего, а второго типа.

Существуют весьма серьезные ограничения и возможной мощности радиосигнала, в особенности всенаправленного, который цивилизация может послать во Вселенную. Подсчеты показывают, что радиус антенны, способной излучать всенаправленные сигналы необходимой мощности, составил бы 0,1 астрономической единицы, что в 6 раз больше радиуса Солнца.

Такую антенну пришлось бы расположить на достаточно большом расстоянии от области обитания. В противном случае цивилизация подверглась бы мощному дополнительному облучению. Это расстояние должно по крайней мере на порядок превосходить расстояние от центральной звезды. В Солнечной системе подобную антенну пришлось бы разместить за пределами орбиты Юпитера. Задача, трудная даже для сверхцивилизации.

Все эти рассуждения приводятся в качестве подтверждения той точки зрения, что отсутствие наблюдательных данных, свидетельствующих о существовании других цивилизаций, объясняется чисто техническими трудностями.

Высказываются также интересные соображения, связанные с сохранением цивилизациями среды своего обитания. Эти соображения сводятся к тому, что выработка практически неограниченных количеств энергии какой-либо цивилизацией невозможна по той причине, что уже производство энергии, превосходящей на порядок энергию центральной звезды, неизбежно вызовет заметные изменения межпланетной среды, ее серьезные нарушения, засорение энергетическими отходами. Рост энергетических ресурсов не может быть беспредельным. Потребление энергии в среде обитания неминуемо ведет к тому, что все ее виды в конце концов рассеиваются, а это вызывает нагревание среды, т. е. ограничения здесь такие же, как и на Земле, только масштабы иные. Космическая среда на определенном уровне развития цивилизации тоже нуждается в защите, и охране.

Против предположения о существовании сверхцивилизаций выдвигается и такое возражение: неограниченный экспоненциальный рост какого-либо реального процесса есть чисто математическая абстракция. Она может реализоваться лишь в том случае, если изменение рассматриваемой величины в единицу времени строго пропорционально этой величине. Но для этого должны оставаться неизменными все внешние условия, при которых протекает данный процесс. Для процессов, связанных с развитием цивилизаций, подобное требование заведомо не может выполняться: экспонента — это чисто математическое понятие, а отнюдь не социологическое. Поэтому прогноз далекого будущего цивилизаций на основе закона экспоненциального роста совершенно неправомерен.

Однако этот аргумент вызывает по меньшей мере два контраргумента.

И. С. Шкловский замечает, что вовсе не обязательно, чтобы все цивилизации развивались по экспоненте. Достаточно, чтобы по такому пути следовали хотя бы некоторые из них.

Правда, д-р физ.-мат. наук Г. М. Идлис считает, что любое развитие цивилизации, не только технологическое, но и интеллектуальное, неизбежно связано с систематическим увеличением материальных и энергетических ресурсов и что в нормальных условиях такое увеличение всегда происходит по экспоненте, по закону геометрической прогрессии. Однако в то же время Идлис подчеркивает, что тривиальная космическая экспансия цивилизации из уже освоенной ограниченной пространственной области через ее внешнюю границу наружу в пределах макромира нашей Метагалактики или даже сразу в несколько таких смежных макромиров не может обеспечить беспредельного экспоненциального роста. Для этого нужно «буравить» материю «вглубь», проникать в квазизамкнутые взаимосоприкасающиеся макромиры, которые извне выглядят как элементарные частицы.

Одним из самых интересных вопросов, которые обсуждаются в процессе «игры во внеземные цивилизации», является идея контакта и, прежде всего, информационного контакта. Это не случайно — проблемы передачи информации, ее хранения и кодирования имеют огромное познавательное и практическое значение. И рассмотрение задачи установления информационных контактов с инопланетными цивилизациями на сверхдальних космических расстояниях открывает заманчивые возможности для «игрового» обсуждения этих насущных вопросов современной науки. В частности, подобное рассмотрение естественным образом приводит к исследованию таких задач как распространение информационных сигналов в космической среде, выбор наилучших средств и способов межкосмических радиопередач и т. п.

Таким образом, предметом исследования в задаче межзвездной связи являются, в сущности говоря, не реальные представители внеземных цивилизаций и взаимодействие с ними, а вопросы, связанные с изучением проблем передачи информации на большие расстояния иначе устроенным «интеллектам». Теоретические выводы, которые при этом могут быть получены, имеют самое непосредственное отношение к конкретной проблематике таких наук как астрофизика, радиофизика, информатика, кибернетика, разработка языков для общения человека и машины, а также к ряду других актуальных проблем современной науки.