Сможем ли мы спрятать Землю от инопланетных посетителей?

Дэвид Киппинг — доцент астрономии Колумбийского университета — изучает, что именно нужно сделать, чтобы спрятать Землю от враждебных инопланетных захватчиков.

Что нужно, чтобы спрятать целую планету? Это больше похоже на вопрос, заданный в эпизоде ​​«Звездного пути», чем на академический дискурс, но иногда передний край науки размывается темами из научной фантастики.

Конечно, мы уже шесть десятилетий сообщаем о нашем местоположении далеким звездам через радио и телевизионные сигналы, в значительной степени игнорируя космические последствия.

Но несколько известных ученых, таких как Стивен Хокинг, публично выразили озабоченность по поводу раскрытия нашего присутствия другим цивилизациям. Эти опасения в значительной степени проистекают из более темных глав нашей собственной истории, когда более развитая цивилизация подчиняла и вытесняла менее развитую.

Возможно, для нас уже слишком поздно уйти в невидимость, но, возможно, не для других разумных инопланетных цивилизаций. Жители далекой планеты, возможно, предпочтут спрятаться от таких, как мы.

В 2016 году мы с моим аспирантом Алексом Тичи опубликовали статью, в которой предлагается способ скрыть планеты, а также способ транслировать существование цивилизации.

Даже если мы не управляем таким образом нашим собственным сигналом, это не значит, что других планет нет. Возможно, то, что мы видим, когда мы сканируем Вселенную в поисках других пригодных для жизни планет, было спроектировано, чтобы замаскировать или подчеркнуть существование других цивилизаций.

Отслеживание транзитов для поиска других планет

Прежде чем мы поговорим о том, как скрыть планету от далеких вуайеристов, рассмотрим лучший способ, который мы придумали, чтобы ее найти.

Самым успешным методом обнаружения других планет человечеством является метод транзита. Транзит происходит, когда планета, кажется, проходит перед своим родительским солнцем, блокируя часть своего звездного света на несколько часов.

Итак, если наши телескопы нацелены на одну часть Вселенной, а звезда, кажется, гаснет в течение части дня, это говорит нам о том, что планета временно встала между нами, когда она движется по своей орбите.

Используя эту технику, миссия НАСА «Кеплер» открыла несколько тысяч планет.

Кажется вероятным, что любая развитая цивилизация знает об этом простом методе. Каждый раз, когда планета проходит через свою звезду, ее существование по существу объявляется для всех точек, лежащих на той же плоскости, что и планета и звезда.

Развитая цивилизация могла бы быть нормальным, если бы местоположение, размер и даже химический состав атмосферы ее планеты рекламировались по всему космосу. Или он может пожелать скрыть свое присутствие. В последнем случае он может построить плащ.

Плащ планетарной невидимости

Оказывается, спрятать планеты от транзитного метода было бы на удивление легко, настолько легко, что мы, земляне, могли бы сделать это прямо сейчас, если бы захотели. Поскольку транзиты выглядят как уменьшение яркости далекой звезды, наша гипотетическая маскировка просто производит противоположное увеличение яркости.

Лазеры являются эффективным средством противодействия падению яркости. Вся мощность лазера сосредоточена в относительно узком луче, а не распространяется во всех направлениях, как это делает звездный свет.

Из-за того, как свет распространяется по мере его распространения — это называется дифракцией — лазерный луч должен распространяться, чтобы охватить целые солнечные системы, пройдя много световых лет в космосе, омывая эту далекую планетную систему в маскирующем луче. Отсутствие провала в яркости создает впечатление, будто там вообще нет планеты.

Лазерный плащ, способный скрыть Землю от инопланетной версии миссии НАСА «Кеплер», потребует 30 мегаватт мощности при максимальной мощности, что примерно эквивалентно выходной мощности 10 ветряных турбин.

В то время как Кеплер видит свет только одного цвета, развитые цивилизации могут использовать более сложные детекторы, способные улавливать свет на всех длинах волн. Здесь также наша текущая технология может скрыть нас с помощью современных перестраиваемых лазеров, стоимость которых в целом будет примерно в 10 раз больше.

Более продвинутые цивилизации могли бы обнаружить другие мелкие детали свойств света, выдающие плащ. Но и здесь нет причин, по которым мы, немного поработав, не смогли разработать решения, ведущие к почти идеальному плащу, который можно было бы нацелить на далекие звезды, где мы подозреваем, что кто-то может быть дома.

Почему решили спрятаться

Так что да, это звучит как научная фантастика, но даже современные технологии могут отлично скрыть транзитную сигнатуру Земли.

Но забудьте о Земле; мы никогда не думали об этом как о чем-то, что человечество должно или не должно делать. Вместо этого мы полагаем, что если наша элементарная человеческая технология сможет создать такую ​​эффективную транзитную маскировку с относительно небольшими экономическими затратами, тогда более развитые цивилизации смогут спрятаться от нас в отношении всех методов обнаружения. Вселенная может быть не такой, как кажется.

Почему цивилизация может захотеть окунуться в невидимость? Это может быть своего рода страховой полис: найти ближайшие планеты, способные поддерживать жизнь, и включить целевую маскировку — на случай, если когда-нибудь появится цивилизация. Такая политика эффективно дает им время, чтобы раскрыть свое присутствие, когда они сочтут нужным.

Учитывая, насколько дешевым будет такой плащ, страховой полис для вашей родной планеты, возможно, не так странен, как кажется. Конечно, не исключено, что цивилизация может захотеть выжидать — некоторое время понаблюдать за соседями, прежде чем развернуть межгалактический приветственный коврик.

Но у этой технологии есть и обратная сторона, которая может превратить ее из плаща-невидимки в луч прожектора.

Обратное: щелкнуть по маяку

Возможно, не все цивилизации ксенофобны — некоторые могут захотеть поговорить. Если бы вы хотели показать свое присутствие другим цивилизациям как можно дешевле и недвусмысленно, как бы вы могли это сделать?

Представьте себе, что вы смотрите на данные о далекой планете — которая стала обычным делом для астрономов — и замечаете что-то странное.

Подпись планеты имеет странную форму — на самом деле, ни одна из ваших моделей не может ее объяснить. Похоже, что кто-то запечатлел в данных серию всплесков после ряда простых чисел.

Ничто в природе не может этого сделать — вы только что обнаружили маяк другой цивилизации. Альтернативное использование лазера маскирующей системы может заключаться в том, чтобы сигнал планеты выглядел искусственно, а не скрытым. Теперь они не заботятся о создании идеального плаща; они хотят, чтобы их нашли!

Могут ли такие сигналы скрываться в наших существующих измерениях? Возможно, да. Никто никогда не смотрел, и мы надеемся, что наша работа подтолкнет нас к усилиям в этом направлении. Это может быть долгий путь, поскольку даже для того, чтобы добраться до этого момента, нам нужно попытаться представить, как могут думать инопланетяне, но, учитывая предлагаемую научную премию, это того стоит.

Если мы идентифицируем странный транзит, он вполне может содержать информацию, закодированную с помощью импульсов лазерного света. Огромные объемы информации могут быть скрыты в транзитных сигнатурах других планет.

Для нас это было упражнением в интеллектуальном любопытстве. Мы просто подсчитали, сколько энергии потребуется, чтобы скрыть или передать информацию о существовании планеты.

Следует ли нам всерьез задуматься о том, чтобы обернуть Землю защитным плащом невидимости — или, наоборот, всерьез заявить о своем существовании — с помощью лазерных манипуляций — это то, что мы все должны решить вместе.

Дэвид Киппинг, доцент астрономии Колумбийского университета