Что узнают инопланетяне, если увидят Землю?

Но если бы существовали другие технологические цивилизации, они, вероятно, были бы значительно более развиты, чем мы. В конце концов, за последние 200 лет мы только что стали молодой технической (индустриальной) цивилизацией — другие технические цивилизации легко могут быть на 1000, 10 000 или даже 100 000 лет более развитыми, чем мы.

И никто не может отрицать, что темпы нашего собственного технического прогресса ускоряются, в некоторых областях стремительными темпами. Перефразируя третий закон писателя-фантаста Артура Кларка: развитая цивилизация представляется нам способной к магии с точки зрения их технического мастерства.

В последние несколько лет мы с коллегами начали задумываться о том, сможет ли развитая цивилизация обнаружить технологические сигнатуры («техно-сигнатуры»), такие как радиоизлучение Земли. И если да, то что они могут обнаружить?

Наши новости изучать дает подсказку.

Подобные исследования проводятся не впервые. Но прошло уже более 50 лет с тех пор, как эта тема была должным образом рассмотрена. Хотя многое изменилось с середины 1970-х годов, самые большие изменения произошли за последние два десятилетия с появлением мобильных телефонов. Эти устройства и башни, которые их соединяют, создали новую широкополосную радиоэмиссионную техно-сигнатуру.

Хотя мобильные телефоны 4G и передающие вышки по отдельности имеют относительно небольшую мощность (0,1–200 Вт), их очень много — миллиарды телефонов и многие миллионы вышек.

И накопленное радиоизлучение от них начинает становиться весьма значительным. Но будет ли это заметно инопланетной цивилизации, наблюдающей издалека? Мы хотели узнать.

Оказывается, довольно сложно найти общедоступную базу данных, в которой перечислены местоположения и характеристики передачи всех вышек мобильной связи по всему миру. Но с помощью базы данных OpenCellID с данными, полученными путем краудсорсинга, мы смогли построить простую модель, оценивающую глобальное распределение вышек мобильной связи.

Наша модель, без сомнения, грубая и неполная, но это наша наилучшая оценка техно-сигнатурных мобильных вышек, просачивающихся в космос.

Поскольку Земля вращается вокруг своей оси, развитая цивилизация, расположенная где-то в нашей галактике, будет измерять интенсивность радиоизлучения от вышек мобильной связи, чтобы увеличивать и уменьшать интенсивность по мере того, как различные части Земли вращаются в поле зрения.

Модель усложняется тем фактом, что передача мобильных вышек обычно направлена ​​к горизонту. Это означает, что в любой момент времени башни, которые, как считается, заходят или поднимаются на горизонте Земли, будут вносить наибольший вклад в измеряемый сигнал.

Чужие выводы?

Развитая цивилизация, производящая множество точных измерений этой утечки радиоволн с течением времени, могла бы, вероятно, прийти к выводу, что наша планета в основном покрыта водой и разделена на несколько крупных массивов суши. Утечки радиосигналов обычно происходят с суши, а не с воды.

Они также могли бы сказать, что, хотя большая часть утечек мобильного радио связана с сушей, вышки (и, предположительно, их разумные пользователи), как правило, расположены вдоль береговой линии.

Они также увидят, что сети вышек мобильной связи довольно равномерно распределены по планете. Это отличается от традиционных утечек радио, ранее считавшихся основными техносигнатурами — в частности, радаров и телевизионных передатчиков.

Наше моделирование показывает, что значительный вклад в утечку излучения Земли из мобильных устройств вносят развивающиеся регионы, такие как Африка и Азия. Это неудивительно, учитывая важность мобильных систем во всех аспектах жизни общества в развивающихся странах.

Мы рассчитали мощность, излучаемую Землей, которая составляет около 4 гигаватт (ГВт) на пике (один ГВт может питать около 750 000 домов в час). Мы оценили пропускание, наблюдаемое от трех разных звезд в нашей галактике — HD 95735, звезды Барнарда и Альфы Центавра А.

Мы выяснили, что инопланетной цивилизации поблизости от этих мест потребуются гораздо лучшие телескопы, чем те, что есть у нас, чтобы обнаружить утечку мобильного радио с Земли. Но это было бы вполне вероятно, учитывая, что большинство технических цивилизаций, как ожидается, будут намного более развитыми, чем мы.

Есть и другие типы излучений, которые они могли видеть, например, военные радиолокационные системы и передачи данных в дальний космос на удаленные космические корабли, такие как космические зонды «Вояджер». Хотя эти сигналы были бы относительно редкими событиями для наблюдающего инопланетянина, у них есть то преимущество, что они чрезвычайно мощные.

Радиотехно-сигнатуры, вероятно, являются определяющей характеристикой существования нашей собственной цивилизации, по крайней мере, с точки зрения пришельца. Но внеземные существа также обнаружат утечку излучения в электромагнитном спектре (включая видимый свет).

Если мы продолжим увеличивать потребление энергии нынешними темпами, «отработанное тепло» — неизбежный конечный продукт использования энергии — также будет выбрасываться в космос. Там он проявит себя как аномальный избыток инфракрасных длин волн — явный признак активной технической цивилизации.

Другие техно-признаки, включая промышленные загрязнители в атмосфере Земли, также будут заметны инопланетянам, оснащенным мощными телескопами и системами спектрального анализа (которые разбивают свет по длине волны).

Развитая инопланетная цивилизация, несомненно, могла бы хорошо догадаться о нашей конкретной фазе индустриализации и нашем потреблении энергии.

На Земле мы используем шкалу Кардашева для оценки развития инопланетных цивилизаций на основе их энергопотребления — по этой шкале мы представляем собой зарождающуюся техническую цивилизацию, еще не находящуюся на нижней ступени лестницы.

И даже если инопланетный вид не смог обнаружить всего этого в данный момент, он может сделать это очень скоро. Мы планируем расширить эту работу, включив в нее традиционные радиотехно-сигнатуры и другие новые источники радиационной утечки, включая системы 5G, Wi-Fi, цифровые передачи и связь в дальнем космосе.

Это также будет включать в себя кокон радиоизлучения, который вскоре окружит Землю, поскольку рост огромных группировок спутников, таких как Starlink и OneWeb, обеспечивает глобальное покрытие Wi-Fi.

Кто знает, возможно, инопланетяне смогут расшифровать сложную модуляцию наших систем мобильной связи. В конечном счете, поскольку Земля искусственно становится ярче на всех длинах волн, нельзя исключать возможность того, что они обнаружат нас раньше, чем мы их.

Майкл Гарретт, сэр Бернард Ловелл, заведующий кафедрой астрофизики и директор Центра астрофизики Джодрелл Бэнк Манчестерского университета.