Поиск внеземных цивилизаций обычно ассоциируется с радиотелескопами, которые пытаются обнаружить искусственные сигналы из глубин космоса. Однако такой подход имеет фундаментальное ограничение: цивилизация должна существовать именно сейчас и одновременно с человечеством передавать обнаруживаемые сигналы в нашу сторону.
Галактика намного старше человеческой цивилизации. Поэтому вполне возможна ситуация, при которой технологическая цивилизация существовала миллионы или даже миллиарды лет назад, а сегодня от неё уже не осталось никаких работающих передатчиков. В таком случае радиотелескопы не смогут обнаружить её непосредственно.
Есть и другой вариант поиска — искать не сигнал, а материальные следы технологической деятельности. Новая работа предлагает обратить внимание на крайне необычный архив таких следов: лунный реголит. Речь идёт не о поиске крупных сооружений, баз или обломков космических кораблей, а о микроскопических частицах искусственного происхождения, которые потенциально могли перемещаться между звёздами и за миллиарды лет накапливаться на поверхности Луны.
Исследование не сообщает об обнаружении каких-либо инопланетных материалов. Оно предлагает физическую модель того, как подобные частицы могли бы путешествовать через межзвёздное пространство, достигать Солнечной системы, попадать на Луну и сохраняться в реголите. Одновременно авторы показывают, каким образом современные микроскопы, томографы и системы компьютерного зрения потенциально могут использоваться для их поиска.
Почему обычный поиск сигналов может пропустить древнюю цивилизацию
Современный SETI в значительной степени ориентирован на обнаружение техносигнатур — наблюдаемых признаков деятельности технологической цивилизации. Одним из наиболее очевидных вариантов остаётся искусственное радиоизлучение.
Проблема заключается во времени существования цивилизаций. Даже если технологическая жизнь возникает в Галактике неоднократно, совершенно не обязательно, что две цивилизации будут существовать одновременно. Радиосигнал, отправленный миллиард лет назад, давно прошёл бы через область пространства, в которой находится Солнечная система, а источник этого сигнала мог исчезнуть задолго до появления человека.
Поэтому поиск современных передач отвечает только на часть вопроса о распространённости технологической жизни. Он практически ничего не говорит о цивилизациях, которые существовали в далёком прошлом и больше не подают сигналов.
Материальные следы могут сохраняться дольше самих цивилизаций
Технологическая деятельность оставляет материальные отходы. На Земле мы видим это на каждом уровне — от промышленных отходов до искусственных материалов и фрагментов космической техники.
Для очень развитой цивилизации возможны гораздо более масштабные формы деятельности. Если она строит большое количество космических аппаратов, энергетических установок или других конструкций, часть материала неизбежно может разрушаться, сталкиваться с другими объектами и выбрасываться в окружающее пространство.
В рассматриваемой работе внимание сосредоточено на микроскопических частицах, а не на крупных обломках. Именно маленькие частицы могут быть особенно интересны для долгосрочного поиска, поскольку их легче распределить по огромному объёму космоса и они могут существовать как компонент межзвёздной пыли.
Что такое микроскопическая техносигнатура
Техносигнатурой называют наблюдаемый признак, который может свидетельствовать о существовании технологической деятельности.
В данном случае предлагается искать частицы, свойства которых трудно объяснить обычными природными процессами. Это не обязательно должен быть готовый микроскопический «зонд». В некоторых сценариях достаточно небольшого фрагмента искусственного материала, сохранившего признаки промышленного происхождения.
Авторы рассматривают частицы микронного и субмикронного размера. Один микрон — это одна тысячная миллиметра, поэтому такие частицы невозможно надёжно искать простым визуальным осмотром даже в относительно небольшом количестве грунта.
При этом исследование специально ограничивается твёрдыми частицами микронного масштаба. Более крупные искусственные объекты не исключаются как возможный тип внеземных артефактов, но в расчётах этой работы они не рассматриваются.
Два возможных происхождения искусственных частиц
Предлагаемый подход включает два принципиально разных сценария. В одном случае частицы возникают непреднамеренно как побочный продукт технологической деятельности. В другом они могут быть отправлены в космос специально.
Это различие важно, потому что вероятность попадания таких материалов в Солнечную систему и ожидаемое их количество будут совершенно разными.
Частицы Аркипова — технологический мусор
Первый тип связан с идеей, которую ещё в 1990-х годах предложил астроном Алексей Аркипов.
Если технологическая цивилизация активно осваивает космос, часть её промышленного материала может покидать исходную систему без намерения использовать его в качестве послания или исследовательского аппарата. В качестве одного из возможных примеров можно рассматривать фрагменты очень крупных космических конструкций.
Такие частицы получили название частиц Аркипова. Важная особенность этого сценария заключается именно в отсутствии целенаправленной отправки к Земле или Солнечной системе. Технологический материал просто оказывается в межзвёздном пространстве и далее может распространяться естественным образом.
В этом смысле аналогия с земным космическим мусором достаточно наглядна, хотя масштабы и физические процессы совершенно иные. Часть технологических материалов может становиться побочным продуктом космической деятельности, даже если цивилизация специально не собиралась их распространять.
Частицы Брэйсуэлла — уже целенаправленная технология
Второй вариант гораздо более экзотичен. Он связан с концепцией, названной в честь физика Рональда Брэйсуэлла.
Вместо случайного промышленного мусора речь идёт о небольших искусственных объектах, которые специально отправляются в другие звёздные системы. В предельном варианте это могут быть очень маленькие автоматические устройства или частицы, выполняющие функции датчиков, регистраторов или других технологических систем.
В работе такие гипотетические объекты называются частицами Брэйсуэлла. Авторы подчёркивают, что это отдельный, более спекулятивный сценарий, который следует отличать от обычного технологического мусора.
Наличие такой частицы на Луне само по себе ещё не означало бы существование цивилизации, которая специально отправляла её именно к Земле. Но обнаружение материала с однозначными признаками искусственного происхождения стало бы принципиально важным результатом для поиска техносигнатур.
Почему именно Луна может быть хорошим архивом
На первый взгляд Земля кажется гораздо более удобной целью поиска. Она имеет огромную площадь поверхности, а доступ к образцам грунта значительно проще.
Однако для сохранения древних микроскопических частиц Земля обладает серьёзными недостатками.
На нашей планете работают атмосфера, вода, биологические процессы, выветривание и тектоника. Материал, попавший на поверхность миллионы лет назад, может быть разрушен, химически изменён, перенесён водой или погребён в геологических структурах, которые затем сами перемещаются и перерабатываются.
Луна устроена иначе. На ней нет плотной атмосферы, нет глобального круговорота воды и нет земной тектоники плит. Поэтому поверхность Луны может сохранять материальные следы древних событий значительно дольше.
На Луне нет атмосферы, которая могла бы разрушить частицы при входе
Это одновременно преимущество и недостаток.
С одной стороны, отсутствие атмосферы означает, что частицы, уже находящиеся на лунной поверхности, не подвергаются земному атмосферному выветриванию.
С другой стороны, Луна не может затормозить быстро движущийся объект перед столкновением. Поэтому искусственная частица должна выдержать сам удар о поверхность.
Для несвязанных с направленной доставкой межзвёздных частиц минимальная скорость столкновения с Луной определяется их движением относительно Солнечной системы и гравитацией. Авторы отдельно учитывают этот фактор при расчётах сохранности частиц.
Лунный грунт постоянно перемешивается
Луна не является абсолютно неподвижным архивом.
Её поверхность непрерывно подвергается ударам микрометеороидов. Маленькие столкновения измельчают и перемешивают верхний слой грунта. Этот процесс называют ударным перемешиванием, или impact gardening.
В результате частица, которая попала на поверхность очень давно, постепенно может оказаться глубже. Материал поверхности перемешивается, а часть более старых слоёв погружается под новые.
Для поиска древних техносигнатур это оказывается полезным: микроскопический искусственный материал может быть защищён от части внешнего воздействия после захоронения в реголите. Но одновременно перемешивание затрудняет определение точного возраста и первоначального места попадания частицы.
Луна может сохранять материал в течение миллиардов лет
Возраст лунной поверхности не означает, что каждая конкретная частица реголита лежит на одном месте всё это время. Напротив, верхние слои постоянно перерабатываются ударами.
Однако в глобальном масштабе Луна представляет собой долговременный накопитель вещества. За миллиарды лет на её поверхность попадали частицы из разных источников — от самой Солнечного системы до межпланетной и потенциально межзвёздной пыли.
Именно длительное время накопления делает поиск интересным. Даже очень редкое событие, происходящее в течение миллиардов лет, может оставить некоторую вероятность обнаружения в достаточно большом объёме тщательно исследованного материала.
Но это не означает, что искусственные частицы обязательно должны находиться в лунном грунте. Всё зависит от того, существовали ли технологические цивилизации, сколько материала они производили, сколько частиц действительно покидало их системы и какая доля могла пережить межзвёздное путешествие.
Самая сложная часть — добраться до Луны и не разрушиться
Даже если предположить существование искусственных частиц, путь от другой звезды до Луны чрезвычайно сложен.
Межзвёздная среда не является идеальным вакуумом. Частица на протяжении огромного времени сталкивается с разреженным газом, пылью и излучением. Кроме того, космическое излучение может постепенно изменять структуру вещества.
Авторы исследовали несколько механизмов разрушения и потери материала, включая воздействие газа и распыление поверхности частиц.
Расчёты показывают, что некоторые тугоплавкие частицы с характерным радиусом порядка 0,3 микрометра теоретически могут проходить расстояния в масштабе килопарсеков за время порядка сотен миллионов лет, а в некоторых условиях — до миллиарда лет. Это результат модели для определённого класса материалов и условий, а не утверждение о том, что реальные искусственные частицы уже совершили такие путешествия.
Какие материалы рассматриваются
Для длительного межзвёздного путешествия наиболее интересны тугоплавкие материалы, способные выдерживать воздействие среды.
В качестве примеров рассматриваются современные высокопрочные керамические материалы, графен и некоторые сверхсплавы на основе титана и вольфрама. Но здесь важно не приписывать предполагаемой внеземной цивилизации использование конкретного земного материала.
Исследование использует эти материалы как физические примеры того, какие характеристики могут позволить частицам сохраняться в межзвёздной среде. Сам факт существования такого материала в лунном грунте не был обнаружен.
Главная проблема возникает уже внутри Солнечной системы
Даже частица, успешно пережившая межзвёздное путешествие, ещё не является пригодной для обнаружения техносигнатурой.
При попадании в Солнечную систему частица взаимодействует с солнечным излучением и гравитацией Солнца. Её траектория и скорость относительно Луны должны оказаться такими, чтобы столкновение с поверхностью не уничтожило материал.
Для быстрого объекта столкновение с Луной может привести к плавлению и испарению частицы. Поэтому исследователи рассматривают особый механизм доставки, при котором небольшая доля частиц может прибывать с достаточно низкой относительной скоростью.
Солнечный свет может сыграть неожиданную роль
Для микроскопических частиц давление солнечного излучения уже нельзя полностью игнорировать.
Свет Солнца передаёт частице небольшой импульс. Для очень маленьких зёрен этот эффект может заметно влиять на их движение.
Расчёты показывают, что сочетание солнечного излучения и процессов фильтрации в гелиосфере способно создать ограниченный канал медленного попадания части частиц в область Земли и Луны. Именно такие частицы имеют больше шансов столкнуться с поверхностью при скорости, совместимой с сохранением некоторых признаков исходного материала.
Это не означает, что солнечный свет способен «затормозить» любую межзвёздную частицу. Речь идёт о конкретном диапазоне размеров, свойств и траекторий.
Даже найденная частица ещё не будет автоматически доказательством внеземной цивилизации
Это принципиальный момент.
Лунный грунт содержит огромное количество естественных минералов, стекла, металлических частиц и продуктов столкновений. Некоторые природные процессы способны создавать очень необычные структуры.
Поэтому задача поиска заключается не просто в обнаружении «странной» частицы.
Необходимо установить, что её характеристики не объясняются известными природными процессами и что сочетание состава, структуры, морфологии и других свойств указывает именно на искусственное происхождение.
Природный фон будет огромным
Лунный реголит формировался под воздействием метеоритных ударов, космического излучения и других процессов в течение миллиардов лет.
При столкновениях образуются расплавленные и быстро охлаждённые материалы, стекловидные структуры и частицы самых разных размеров.
Следовательно, необычный внешний вид сам по себе не является достаточным критерием техносигнатуры. Потребуется комплексный анализ.
Это одна из причин, по которой предлагаемая методика предполагает автоматический первичный отбор подозрительных частиц с последующим подробным лабораторным исследованием.
Один кубометр лунного грунта — это уже огромная задача
Исследователи оценили, насколько трудно практически искать микроскопические техносигнатуры.
Один кубический метр лунного реголита имеет массу порядка 1,5 тонны. В таком объёме находятся более триллиона частиц микронного масштаба.
Проверить их вручную невозможно. Даже если каждая частица будет выглядеть потенциально интересной, количество материала слишком велико для последовательного человеческого анализа.
Поэтому традиционный подход «собрать грунт и рассмотреть его под микроскопом» здесь не работает.
Потребуется автоматизированная система, способная быстро просматривать огромное количество изображений и выделять небольшую долю объектов, которые действительно заслуживают внимания специалистов.
Искусственный интеллект может стать первым фильтром
Предлагаемая схема использует компьютерное зрение для автоматического анализа изображений частиц.
Образцы реголита могут исследоваться с помощью высокоразрешающей сканирующей электронной микроскопии. Получаемые изображения затем анализируются алгоритмами машинного зрения.
Одна из систем, рассматриваемых авторами, называется YOLO-ET. Её задача не заключается в том, чтобы самостоятельно объявить найденную частицу инопланетной.
Алгоритм должен выполнять гораздо более реалистичную функцию — быстро обнаруживать объекты, которые отличаются от ожидаемого естественного материала и требуют дополнительного исследования.
Подозрительную частицу затем можно исследовать намного подробнее
После автоматического отбора наиболее интересные частицы могут пройти дополнительные лабораторные исследования.
В качестве одного из методов рассматривается focused ion beam — технология, позволяющая очень точно работать с микроскопическими участками материала. Другой вариант — нано-КТ, то есть компьютерная томография на наномасштабе.
Кроме того, для анализа могут использоваться спектроскопические и другие методы исследования состава и внутренней структуры.
Таким образом, искусственный интеллект в предлагаемой системе не заменяет физический анализ. Он должен существенно сократить количество объектов, которые специалисты обязаны исследовать вручную или с помощью дорогостоящих высокоточных приборов.
Что именно можно искать в частицах
Потенциальная техносигнатура может проявляться не в одном признаке, а в совокупности характеристик.
Интерес представляют необычная структура материала, состав, форма, распределение компонентов, внутренние слои и другие признаки, которые трудно получить естественным путём.
Особенно ценным был бы материал, демонстрирующий признаки сложной промышленной обработки. Однако даже в этом случае потребовалось бы исключить земное происхождение образца.
Для будущих лунных исследований это означает, что контроль загрязнения станет чрезвычайно важен.
Если современный земной материал попадёт в лунный образец во время работы космического аппарата или непосредственно при его обработке на Земле, его можно ошибочно принять за древнюю техносигнатуру. Поэтому происхождение каждой частицы и история обращения с образцом должны документироваться.
Что произойдёт, если ничего не найдут
Отрицательный результат в данном случае тоже может иметь научную ценность.
Если тщательно исследовать определённый объём реголита и не обнаружить ни одной подходящей частицы, это не докажет отсутствие внеземных цивилизаций.
Но такой результат позволит ограничить некоторые модели их активности.
Авторы рассчитали, что отсутствие техносигнатур в одном кубическом метре реголита способно исключить сценарии, в которых звёзды, похожие на Солнце, в среднем распространяли в Галактике более примерно 0,09–0,10 массы Земли долговечного искусственного пылевого материала за всю историю Галактики. Это именно ограничение для конкретного класса моделей и предположений, а не оценка общего количества внеземных цивилизаций.
Нулевой результат не равен доказательству одиночества
Если в одном кубометре лунного грунта ничего необычного не найдут, это не позволит сделать вывод, что разумной жизни во Вселенной нет.
Даже при существовании технологических цивилизаций они могли производить слишком мало материала, использовать материалы, которые плохо сохраняются, никогда не отправлять частицы между звёздами или существовать в системах, из которых подходящие частицы не достигали Солнечной системы.
Кроме того, рассматриваемая модель относится прежде всего к микроскопическим долговечным частицам. Другие виды техносигнатур могут существовать совершенно независимо от этого механизма.
Поэтому отсутствие находок будет ограничивать определённые сценарии, а не закрывать вопрос о существовании внеземного разума.
Для намеренно отправляемых частиц ограничения будут другими
Сценарий с частицами Брэйсуэлла отличается от случайного межзвёздного распространения технологического мусора.
Если частица или микроскопический зонд специально направлены во внутреннюю часть Солнечной системы, вероятность их попадания может быть намного выше.
В этом случае важны уже не только общий объём технологического материала в Галактике и естественное перемещение пыли, но и частота отправки таких объектов, масса каждого выпуска и точность наведения.
Расчёты показывают, что намеренная доставка искусственного материала может создавать значительно более высокую вероятность обнаружения, чем пассивное накопление случайных частиц.
Для разных сценариев нужен разный поиск
Это означает, что нельзя одной статистической моделью описать все возможные внеземные технологии.
Если цивилизация практически не распространяет материал между звёздами, лунный реголит может содержать очень мало её следов.
Если же цивилизация активно отправляет автоматические устройства или частицы в другие системы, вероятность обнаружения может быть существенно выше.
Таким образом, один и тот же отрицательный результат по-разному интерпретируется в зависимости от предположений о поведении предполагаемой цивилизации.
Луна не единственное возможное место для такого поиска
Исследование рассматривает Луну как особенно удобный вариант, но не утверждает, что только она способна сохранять межзвёздный материал.
Потенциальными архивами могут быть также астероиды и другие безатмосферные тела. В принципе можно использовать и специальные космические аппараты, которые непосредственно собирают межзвёздные частицы.
Однако у каждого варианта есть свои преимущества и недостатки.
Земля обладает огромной площадью и очень удобна для доступа, но её геологические и биологические процессы быстро перерабатывают поверхность. Астероиды могут сохранять материал лучше, но они имеют меньшую площадь и требуют сложных миссий. Свободно летящий космический аппарат может контролировать геометрию сбора частиц, но способен наблюдать лишь короткий период времени.
Луна сочетает длительное накопление и доступность
Главным преимуществом Луны становится сочетание нескольких факторов.
Она находится рядом с Землёй, не имеет плотной атмосферы и сохраняет поверхностный реголит в течение очень длительного времени. Кроме того, будущие лунные миссии должны доставлять на Землю новые образцы и проводить исследования непосредственно на поверхности.
Это означает, что поиск микроскопических техносигнатур потенциально можно встроить в уже существующую научную программу изучения Луны, не создавая для него отдельную межзвёздную миссию.
Почему будущие лунные образцы могут оказаться особенно ценными
Каждый новый образец лунного грунта представляет собой не просто материал для изучения геологии Луны.
Реголит содержит информацию о воздействии метеоритов, солнечного ветра, космического излучения и других процессов. Если в нём действительно существуют чрезвычайно редкие частицы внеземного происхождения, увеличение объёма тщательно изученного материала повышает шансы их обнаружения.
Важна и документация происхождения образца. Чем точнее известны место и глубина отбора, тем лучше можно интерпретировать положение потенциальной частицы в структуре реголита.
Будущие программы исследования Луны, включая Artemis и китайские миссии Chang’e, потенциально создают возможность для такого анализа. Но пока ни одна из этих программ не обнаружила микроскопических частиц внеземной технологии.
Идея появилась не сейчас
Поиск материальных следов внеземных цивилизаций не является полностью новой концепцией.
Ранее рассматривалась возможность искать на Луне крупные искусственные объекты, автоматические станции, аппараты и другие артефакты.
Ещё раньше обсуждались гипотетические автоматические зонды, способные находиться в Солнечной системе в течение длительного времени.
Особенность нового подхода заключается в переносе внимания с крупных объектов на микроскопический материал. В работах, начиная с идеи Аркипова 1990-х годов, рассматривалась возможность того, что технологический мусор может распространяться естественным образом и постепенно накапливаться на безатмосферных телах.
Это меняет саму постановку задачи.
Не обязательно искать чужой космический корабль. Теоретически достаточно обнаружить небольшой фрагмент материала, который невозможно объяснить известной природой и который обладает убедительными признаками технологического происхождения.
Почему это можно назвать космической археологией
Если археология на Земле изучает материальные остатки древних человеческих культур, то предложенный метод фактически переносит аналогичную логику на галактический масштаб.
Вместо здания, инструмента или керамического фрагмента объектом поиска становится частица размером порядка микрометра.
Разница, конечно, огромна. У земного археолога обычно есть контекст — слой почвы, расположение предметов, другие находки. В случае межзвёздной техносигнатуры такого контекста может практически не быть.
Но принцип остаётся похожим: нужно найти материальный объект, определить его свойства, установить возраст и происхождение, а затем проверить, возможно ли его образование известными природными процессами.
Именно поэтому авторы рассматривают подобный поиск как своеобразную форму «экзоархеологии» — изучения материальных следов технологической деятельности за пределами Земли.
Самая важная часть исследования — не обещание находки, а проверяемость идеи
Здесь принципиально важно отделить научную гипотезу от заявления об открытии.
Исследование не обнаружило искусственных частиц на Луне.
Оно не доказало существование внеземных цивилизаций.
Оно не показало, что лунный грунт содержит инопланетные технологии.
Результат состоит в другом: авторы построили количественную модель, позволяющую оценить, при каких предположениях такие частицы способны сохраняться и накапливаться, а затем предложили конкретную экспериментальную схему их поиска.
Это важное отличие. До появления такой модели идея поиска микроскопического технологического материала оставалась значительно менее конкретной. Теперь можно обсуждать не только принципиальную возможность, но и объём образцов, методы анализа и ограничения, которые даст отсутствие находок.
Что потребуется для реального поиска
Полноценная программа поиска должна состоять из нескольких этапов.
Сначала потребуется получить хорошо охарактеризованный образец лунного реголита. Затем его необходимо разделить или подготовить таким образом, чтобы огромное количество частиц можно было систематически исследовать.
Следующий этап — автоматический анализ изображений. Система компьютерного зрения должна выделять необычные частицы среди естественного материала.
После этого наиболее интересные кандидаты должны пройти подробный анализ состава, структуры и внутреннего строения.
И наконец, любой потенциальный кандидат необходимо будет сравнить с известными природными процессами и земными материалами. Только если природные объяснения окажутся недостаточными, можно будет всерьёз обсуждать его как возможную техносигнатуру.
Потребуется очень строгий контроль загрязнения
Это одна из самых очевидных практических проблем.
Если исследователи ищут микроскопические искусственные частицы, земная техника сама является источником огромного количества искусственного материала.
Металлы, полимеры, керамика, частицы инструментов и производственная пыль могут случайно попасть в образец.
Поэтому обнаружение необычной частицы будет иметь смысл только при хорошо документированной цепочке обращения с материалом — от его отбора на Луне до подготовки образца и проведения анализа.
В противном случае даже настоящий редкий объект будет невозможно уверенно связать с межзвёздным происхождением.
Что может дать даже небольшая выборка
Один кубический метр кажется небольшим объёмом по сравнению с массой Луны, но для микроскопических частиц это уже огромное количество материала.
Если технологические частицы действительно существуют и распределены по реголиту примерно так, как предполагает модель, их отсутствие в таком объёме позволит получить первое количественное ограничение на некоторые варианты галактической технологической активности.
Именно поэтому авторы не требуют сначала исследовать тысячи тонн грунта. Даже один тщательно проанализированный кубометр может иметь статистическую ценность.
Однако это не означает, что одного кубометра будет достаточно для окончательного ответа на вопрос о внеземных цивилизациях. Результат зависит от того, насколько равномерно распределены частицы, как глубоко они находятся и насколько корректно описывает реальность выбранная модель их образования и распространения.
Что будет означать реальная находка
Если в будущем в лунном грунте обнаружат частицу с убедительными признаками искусственного происхождения, первым вопросом станет не «кто её создал», а «можно ли исключить земное и природное происхождение».
Понадобится независимое подтверждение несколькими методами.
Необходимо будет исследовать химический состав, структуру, изотопные характеристики, особенности обработки материала и его взаимодействие с окружающим реголитом.
Особенно важным станет воспроизводимость результата. Одна необычная частица может оказаться ошибкой, загрязнением или редким природным образованием. Несколько независимых находок с одинаковыми необычными характеристиками были бы значительно более убедительными.
Только после такого анализа можно было бы обсуждать технологическое происхождение.
Почему отрицательный результат тоже изменит наше понимание Галактики
Если поиск будет проведён тщательно и техносигнатуры не будут обнаружены, это всё равно станет результатом.
В таком случае можно будет ограничить количество определённых типов технологического материала, которое могло быть распространено цивилизациями в Галактике.
По расчётам авторов, отсутствие находок в одном кубическом метре реголита ограничивает сценарии, при которых звёзды солнечного типа в среднем производили и распространяли за всю историю Галактики более примерно десятой доли массы Земли долговечного искусственного материала в виде частиц.
Для сценария намеренной отправки частиц расчёты дают другое ограничение. Нулевой результат в том же объёме соответствует ограничению на среднюю скорость таких отправок — в статье приводится значение около 0,4 килограмма на миллиард лет для соответствующего класса моделей. Это не означает, что «цивилизации не могут отправлять больше 400 граммов в миллиард лет». Ограничение относится к конкретной модели распространения и вероятности попадания материала в исследованный объём.
Почему результат особенно интересен для очень развитых цивилизаций
Чем масштабнее технологическая деятельность предполагаемой цивилизации, тем больше потенциального материала она может производить.
В предельных сценариях развития цивилизации обсуждаются структуры, использующие значительную долю энергии своей звезды. Такие гипотетические цивилизации часто описывают с помощью шкалы Кардашёва.
Но важно не смешивать шкалу Кардашёва с результатами нового исследования. Работа не обнаруживает цивилизаций определённого типа и не доказывает существование мегаструктур.
Шкала используется лишь как способ представить потенциальный масштаб технологической деятельности: для очень крупной космической инфраструктуры даже десятая доля массы Земли может быть сравнительно небольшой долей общего перерабатываемого материала.
Лунный грунт становится не только геологическим архивом
Традиционно реголит интересует исследователей как источник сведений об истории Луны.
В нём сохраняются следы ударов, космического выветривания, солнечного ветра и процессов формирования поверхности. Но тот же материал потенциально может содержать частицы, принесённые из других областей Солнечной системы и даже, согласно рассматриваемой гипотезе, из межзвёздного пространства.
Это превращает лунный грунт в своеобразный архив космической среды.
Пока это только перспективное направление исследований. Нет доказательств того, что в реголите действительно находятся остатки внеземной технологии.
Но преимущество предлагаемого подхода состоит в том, что его можно проверять экспериментально.
До ответа на вопрос «одиноки ли мы» здесь ещё очень далеко
Даже успешный анализ кубометра реголита не сможет дать простой ответ на один из главных вопросов астрономии.
Обнаружение искусственной частицы стало бы чрезвычайно важным свидетельством существования технологической деятельности за пределами Земли, но не обязательно позволило бы определить, где и когда существовала породившая её цивилизация.
Отсутствие таких частиц, напротив, не докажет отсутствие внеземной жизни или разума.
Возможные цивилизации могут использовать другие технологии, не производить долговечных частиц, существовать слишком далеко или быть недостаточно древними для того, чтобы их материал успел попасть в Солнечную систему.
Поэтому поиск микроскопических техносигнатур следует рассматривать как дополнительный метод SETI, а не замену радионаблюдениям, оптическим поискам или изучению атмосфер экзопланет.
Почему именно сейчас эта идея становится практически проверяемой
Главное изменение произошло не в самой гипотезе существования внеземных артефактов, а в возможностях современной техники.
Электронная микроскопия позволяет автоматически получать изображения огромного количества микроскопических объектов. Современные методы анализа материалов способны определять состав и внутреннюю структуру очень маленьких частиц. Компьютерное зрение может выполнять первичный поиск необычных объектов среди колоссальных массивов данных.
Одновременно человечество снова активно отправляется к Луне и планирует доставлять оттуда новые образцы.
Поэтому идея, которая раньше требовала практически невероятного объёма ручной работы, постепенно превращается в задачу, которую можно сформулировать как конкретный эксперимент. Именно это и является основным научным результатом предложенного подхода.
Что действительно можно сказать сегодня
Луна действительно обладает рядом свойств, делающих её потенциально хорошим долговременным архивом частиц: у неё нет плотной атмосферы, активной тектоники плит и земного круговорота воды, а её поверхность постоянно перерабатывается ударами микрометеороидов.
Микронные частицы некоторых достаточно стойких материалов, согласно расчётам, способны длительное время существовать в межзвёздной среде. Небольшая их часть теоретически может достигать области Земли и Луны по траекториям, при которых столкновение с лунной поверхностью не обязательно полностью уничтожит материал.
В лунном реголите потенциально можно искать такие частицы с помощью автоматизированной микроскопии, компьютерного зрения и последующего высокоточного анализа. Один кубический метр грунта уже содержит настолько огромное количество микроскопических зёрен, что без автоматизации полноценный поиск практически невозможен.
Но на данный момент никаких техносигнатур такого типа на Луне не обнаружено. Исследование представляет собой количественную модель и предложение методики поиска, а не сообщение о находке. Препринт был представлен для рецензирования, поэтому предложенные оценки и методология ещё должны пройти дальнейшую научную проверку.
Если будущие исследователи действительно найдут в лунном грунте частицу, происхождение которой невозможно объяснить природными процессами и земным загрязнением, значение такой находки будет огромным. Но не менее полезным может оказаться и отсутствие находок: оно позволит впервые получить количественные ограничения на то, насколько широко технологический материал мог распространяться по Галактике.
В этом и заключается необычность идеи. Чтобы искать следы цивилизации, существовавшей миллионы или миллиарды лет назад, не обязательно пытаться услышать её старый сигнал. Теоретически можно искать то, что осталось после неё, — вплоть до отдельных микроскопических частиц, сохранившихся в лунной пыли.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
