# Как ученые ищут разумную жизнь во Вселенной с помощью телескопа FAST Источник: https://www.youtube.com/watch?v=lfmfdnuK9dQ Канал: Event Horizon Опубликовано: 21.03.2024 --- Поиск внеземного разума (SETI) продолжается уже более полувека, эволюционируя от анализа простейших радиоволн до использования сложнейших вычислительных систем распределенной сети. В интервью для научно-популярного канала Event Horizon главный научный сотрудник проекта SETI@home Дэн Вертаймер (Dan Werthimer) подробно рассказал о возможностях крупнейшего в мире радиотелескопа FAST, методологии отсева земных помех и запуске инновационного проекта PANSETI. Исследователь объяснил, почему традиционные подходы к поиску сигналов могут упускать ключевые улики и как новые технологии позволяют заглянуть в неизведанные временные масштабы Вселенной. ## 📡 Радиотелескоп FAST: Новый гигант в поиске внеземного разума [[JUMP:02:36]] После катастрофического обрушения знаменитого 300-метрового радиотелескопа Аресибо в 2020 году, который успешно эксплуатировался около 60 лет, главным инструментом для исследователей SETI стал китайский сферический радиотелескоп FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope). Дэн Вертаймер приводит наглядное сравнение: если в чашу Аресибо могло поместиться около 10 миллиардов мисок кукурузных хлопьев, то FAST способен вместить 25 миллиардов. На сегодняшний день это самый чувствительный и эффективный инструмент на нашей планете для поиска внеземных технологических сигналов. Несмотря на то, что FAST, подобно своему предшественнику, жестко встроен в естественное углубление рельефа и не имеет полностью поворотной конструкции, он обладает уникальным механизмом наведения. Его гигантское зеркало состоит из тысяч отдельных небольших сегментов, оснащенных гидравлическими актуаторами. Эти приводы позволяют панелям смещаться и менять геометрию отражающей поверхности. В сочетании с подвижным приемником сигналов, подвешенным на тросах на высоте около 200 метров над чашей, телескоп способен эффективно охватывать до половины видимого отремени небосвода. Помимо задач SETI, FAST используется для классических астрофизических исследований. С его помощью ученые изучают пульсары, картографируют галактики и анализируют быстрые радиовсплески (FRB). Измеряя так называемую дисперсию — степень искажения сигналов FRB при прохождении через межгалактическую среду, — астрономы получили возможность рассчитать плотность распределения материи и, по сути, «взвесить» Вселенную. ## 🤝 История сотрудничества и две программы SETI в Китае [[JUMP:05:37]] Дэн Вертаймер начал сотрудничать с китайскими астрономами еще в конце 1970-х годов, став одним из первых американских преподавателей, приехавших в КНР после нормализации отношений. На протяжении 45 лет он регулярно принимал китайских студентов и исследователей в Беркли для обучения методам радиоастрономии. Команда Вертаймера специализируется на создании цифровой инструментальной базы для высокоскоростной обработки данных в реальном времени, и эти наработки легли в основу электронного «сердца» FAST. В настоящее время на китайском супертелескопе параллельно реализуются две основные программы поиска внеземного разума: * **Обзор всего неба (The Craft Survey):** Программа сплошного растрового сканирования, в ходе которой телескоп последовательно движется по небосводу «челночным» методом. Этот масштабный проект рассчитан на 5 лет непрерывной работы. Данные сплошного сканирования параллельно обрабатываются разными группами ученых, которые ищут пульсары, FRB и внеземные сигналы одновременно. * **Целевой поиск (Targeted SETI):** Выделенное время телескопа используется для детального изучения конкретных объектов. Сюда входят близлежащие экзопланеты, находящиеся в так называемой «зоне Златовласки» (где возможно существование жидкой воды), а также повторные наблюдения за наиболее перспективными кандидатами, зафиксированными за 20 лет работы проекта SETI@home на телескопе Аресибо. На данный момент астрономы уже перепроверили около 100 таких точек и планируют исследовать еще столько же. ## 💻 Наследие SETI@home и проблема радиозагрязнения Земли [[JUMP:09:38]] Проект SETI@home, работавший с 1999 по 2020 год, совершил революцию в области распределенных вычислений. В нем приняли участие более 8 миллионов волонтеров из 200 стран, предоставивших мощности своих домашних компьютеров и смартфонов. Это позволило создать мощнейший на тот момент виртуальный суперкомпьютер, способный вести поиск в беспрецедентно широком диапазоне сигналов. Алгоритмы SETI@home анализировали данные по 13 октавам ширины полосы частот, выискивая не только узкополосные непрерывные сигналы, но и пульсации, а также сигналы с меняющейся частотой (так называемый «чирпинг»). Изменение частоты неизбежно возникает из-за эффекта Доплера, когда передатчик находится на вращающейся планете. Компьютеры волонтеров обработали колоссальный массив данных, выдав список из 25 миллиардов единичных детекций. Главным вызовом для ученых остается радиочастотная интерференция — техногенное загрязнение эфира. Сигналы спутников, сотовой связи, телевидения и Wi-Fi создают колоссальный шум. Чтобы отсеять земные помехи, исследователи провели глубокий многофакторный анализ на суперкомпьютере Института Макса Планка в Германии. Потребовалось около двух лет на оптимизацию алгоритмов ранжирования. Для проверки точности в массив данных было искусственно подмешано 35 000 фальшивых сигналов «пришельцев» с различными параметрами дрейфа и пульсации. Модернизация алгоритмов позволила успешно детектировать большинство этих скрытых маркеров. По словам Дэна Вертаймера, сейчас проект SETI@home находится «на льду» (приостановлен). Его главным ограничением в прошлом была узкая полоса пропускания частот, обусловленная медленным интернетом у волонтеров. Сегодня, в эпоху повсеместного оптоволокна, пропускная способность сетей позволяет передавать гораздо более тяжелые пакеты данных. В настоящее время ведутся переговоры с китайской стороной о возможном перезапуске аналогичного проекта распределенных вычислений на базе данных от телескопа FAST. ## 👁️ Проект PANSETI: Поиск в новом временном масштабе [[JUMP:29:02]] Дэн Вертаймер указывает на антропоцентрическую уязвимость классического радио-SETI: мы ищем постоянный направленный сигнал, исходя из предположения, что инопланетяне транслируют его непрерывно. Однако содержание мощного межзвездного маяка требует колоссальных энергетических затрат. Намного логичнее со стороны гипотетической цивилизации было бы посылать редкие, но сверхмощные импульсы по принципу лазерного маяка. Обычные крупные радиотелескопы имеют критический недостаток — они видят лишь ничтожную долю неба (около одной миллионной части) в конкретный момент времени. Если лазерная вспышка произойдет в другой части неба или в момент, когда телескоп направлен в сторону, мы ее пропустим. Решением этой проблемы призван стать проект PANSETI (PanoSETI), реализующий концепцию «все небо, все время». Технические особенности проекта PANSETI: * **Оптический диапазон:** Поиск ведется в видимом спектре (красный, зеленый, синий) и ближнем инфракрасном диапазоне. * **Широкоугольная оптика:** Каждый модуль имеет поле зрения в 100 квадратных градусов (сетка 10 на 10 градусов). * **Архитектура «Глаз мухи»:** Конечная цель проекта — построить купольную структуру из 100 таких телескопов, направленных в разные стороны, чтобы полностью закрыть небесферу. Сейчас прототип из 3 телескопов проходит испытания в Ликской обсерватории. * **Субсекундная съемка:** Обычные астрономы держат затвор камеры открытым минутами, усредняя свет. Камеры PANSETI способны снимать «видео» со скоростью 1 миллиард кадров в секунду, улавливая наносекундные вспышки. Этот инновационный подход имеет важное прикладное значение для фундаментальной науки. Исследование наносекундных временных масштабов — это практически неизученная область в астрономии. Проект PANSETI уже привлек внимание физиков, изучающих гамма-лучи сверхвысоких энергий (в районе 100 ПэВ), которые генерируются неизвестными космическими источниками и превосходят по мощности возможности Большого адронного коллайдера в CERN. Сталкиваясь с атмосферой Земли, эти частицы вызывают черенковские вспышки света, которые детекторы PANSETI могут эффективно фиксировать. Также телескопы планируется использовать совместно с проектом VERITAS для поиска следов аннигиляции частиц темной материи. ## 🌍 Сигналы Земли и вероятность встречи с развитым разумом [[JUMP:18:37]] Обсуждая гипотетическую ситуацию, при которой наблюдатель находится на расстоянии 10 световых лет от Земли, Дэн Вертаймер отметил, что зафиксировать наше присутствие не так просто. Самым мощным передатчиком на планете был радар Аресибо мощностью 1 МВт. Его узконаправленный сигнал, использовавшийся для картографирования астероидов и изучения ионосферы, теоретически мог бы быть обнаружен на другом конце Галактики за 10 000 световых лет, проходя мимо 200 миллиардов звезд. Но вероятность того, что инопланетный приемник окажется строго на линии этого узкого луча в нужную секунду, ничтожна. Земля также излучает ненаправленные сигналы: телевещание (передачи вроде шоу Эда Салливана, «Я люблю Люси» или «Симпсоны» уже улетели на десятки световых лет и прошли мимо тысяч звезд) и мощные радары систем раннего предупреждения о ракетном нападении, постоянно сканирующие небо. На дистанции в несколько световых лет развитая цивилизация могла бы засечь эти утечки даже с помощью телескопа скромных размеров. Однако Дэн Вертаймер подчеркивает колоссальный временной дисбаланс. Возраст Земли составляет около 4,5 миллиардов лет, а радио технологиями мы владеем всего около 100 лет. > По оценке исследователя, если сжать всю историю Земли в рамки одних суток (24 часа), то человечество знакомо с радиоволнами всего лишь последние две десятитысячные доли секунды. Шанс встретить цивилизацию, находящуюся точно на таком же младенческом этапе технологического развития, невероятно мал. По мнению ученого, наиболее вероятны два сценария: 1. Мы обнаружим простейшую микробную жизнь или растительность. Это может произойти в ближайшие десятилетия путем анализа спектра атмосфер экзопланет или при отправке зондов к подледным океанам спутников Сатурна (Энцелад) и Юпитера (Европа). 2. Мы зафиксируем техно сигналы от цивилизации, которая опережает нас на миллионы или миллиарды лет. В таком случае человечество получит доступ к условному «галактическому интернету» и сможет заглянуть в собственное технологическое будущее. ## 🌌 Интеллектуальный плюрализм: Опыт советской науки и будущее SETI [[JUMP:38:19]] В финальной части беседы Дэн Вертаймер затронул важный аспект методологического разнообразия в науке. Китайские специалисты в области SETI пока во многом повторяют западную школу, так как учились у американских коллег, хотя уже начинают предлагать самобытные идеи — например, сплошной радионаблюдение «всего неба». В качестве исторического примера продуктивной изоляции исследователь привел советскую науку периода 1960–1970-х годов. Из-за железного занавеса советские астрофизики и космологи развивали собственные, принципиально иные подходы к поиску внеземных цивилизаций и импульсных сигналов. У них была своя научная «ортодоксия», отличная от американской, что уберегло мировую науку от преждевременной конвергенции (слияния в единый шаблон мышления). Советская школа лидировала во многих областях: от металлургии и синтеза сверхтяжелых элементов в ускорителях до передовой теоретической космологии. Вертаймер вспомнил, как венгерский физик Алекс Салаи (Alex Szalay), приехав в Беркли в качестве постдока, привез с собой уникальные теоретические наработки советских ученых, о которых на Западе даже не задумывались. В современную эпоху тотальной глобализации и интернета Вертаймер видит риск чрезмерного единообразия научных подходов и призывает поддерживать «безумные», нестандартные идеи.