Загадка молчания Космоса 1 Открылась бездна звезд

Загадка молчания Космоса 1

Открылась бездна звезд полна, Звездам числа нет, бездне дна. Песчинка как в морских волнах, Как мала искра в вечном льде, Как в сильном вихре тонкой прах, В свирепом как перо огне, Так я в сей бездне углублен Теряюсь, мысльми утомлен! Уста премудрых нам гласят, Там разных множество светов, Несчетны солнца там горят, Народы там и круг веков. М. В. Ломоносов 2

Поиск внеземных цивилизаций Поиск сигнала и посылка сигналов 3

Можем ли мы осуществить Контакт? Способы передачи сигнала n Содержание послания n Поиск сигналов n Критерий искусственности сигнала n Нужно ли это НАМ n Нужно ли это ИМ n 4

Способы передачи сигнала Радиосвязь n Оптический канал n Частицы n Межзвездные перелеты n Иные виды связи n 5

Радиосвязь 6

Радиосвязь Использование линии 21 см (1420. 4 МГц) n Широкополосные сигналы n Многоканальные приемники n n При мощности передатчика 1 ГВт, площади антенны 900 м 2 – дальность 3000 св. лет. 7

Радиосвязь 8

Параметры многоантенной системы обнаружения Радиус сферы св. лет Число звезд в сфере Время обхода всех звезд Площадь антенны, м 2 Число антенн в сист. обнаружения Число частей, на которые можно разбить небосвод Число антенн при делении небосвода 3000 1400 650 300 108 107 106 105 10 лет 1 год 36 сут 4 сут 900 200 40 9 50 000 11 000 1 300 000 250 000 1 10 1000 1 300 000 25 000 500 11 9

Сигнал WOW Сигнал «Wow!» (Вау!), также иногда называемый в русских публикациях «сигналом „Ого -го!“» — сильный узкополосный космический радиосигнал, зарегистрированный доктором Джерри Эйманом (Jerry Ehman) 15 августа 1977 года во время работы на радиотелескопе «Большое Ухо» в Огайском Университете. Прослушивание радиосигналов проводилось в рамках проекта SETI. Характеристики сигнала (полоса передачи, соотношение сигнал/шум) соответствовали теоретически ожидаемым от сигнала внеземного происхождения. 10

Сигнал WOW Определение точного местоположения источника сигнала на небе было затруднено тем обстоятельством, что радиотелескоп «Большое Ухо» имел два облучателя. В J 2000. 0 α= 19 h 25 m 31 s ± 10 s или 19 h 28 m 22 s ± 10 s, δ= − 26° 57′ ± 20′ Эта область неба находится в созвездии Стрельца, примерно в 2. 5 градусах к югу от звёздной группы пятой величины Хи Стрельца. 11

Типы космических цивилизаций (по энергопотреблению) I тип – 1013 Вт n II тип – 1026 Вт – мощность Солнца n III тип – 1037 Вт – мощность излучения всех звезд Галактики n Ежегодный рост энергопотребления земной цивилизации 3%, при этом темпе через 1000 лет потребление достигнет 4∙ 1026 Вт, а еще через 850 – 4∙ 1037 Вт! 12

Оптический канал связи Лазер, мощностью 10 к. Вт, зеленый цвет, с расходимостью пучка 0. 02" может быть обнаружен на расстоянии 10 св. лет. n Сигнал будет сливаться с излучением звезды, его можно выделить с помощью спектрографа, но надо знать где! n Можно использовать излучение в средине темных линий. n Военные лазеры 1010 Вт – дальность 10 000 св. лет n 13

Иные типы связи Гравитационные волны n Тахионы n ? ? ? n … n Поиск астроинженерной деятельности n 14

Как мы поймем друга? Послание из Аресибо 15

Как мы поймем друга? Расшифровка радиопослания Аресибо 16

Послание «Вояджеров» 17

Межзвездные перелеты Это почти неподвижности мука — Мчаться куда-то со скоростью звука, Зная прекрасно, что есть уже где-то Некто, летящий со скоростью света. Л. Мартынов 18

Формула Циолковского V – конечная скорость ракеты S – скорость вылета рабочего тела M – начальная масса ракеты m – конечная масса ракеты Топливо S V Химическое топливо Ионный двигатель 5 км/с 100 км/с 12 км/с 40 км/с Ядерное топливо Термоядерное топливо 13 000 км/с 37 500 км/с 30 000 км/с 100 000 км/с Фотонная ракета 300 000 км/с 19

Фотонная ракета 20

Photonic rocket 21

Фотонная ракета 22

Фотонная ракета Дальность полета, св. годы Полное время полета туда и обратно, годы Полное массовое число μ 4 в системе неподвижного наблюдателя в системе корабля 8 20 9 104 102 200 18 103 2000 26 1012 104 2· 104 35 1016 105 2· 105 44 1020 106 2· 106 52 1024 107 2· 107 61 1028 108 2· 108 70 1032 109 2· 109 79 1036 1010 2 · 1010 88 1040 23

Путешествие без возращения Путешествие на луче n Диффузия цивилизаций n Скорость света – предельная скорость распространения физического взаимодействия n Неожиданные открытия n 24

Типы контактов и пути поиска внеземных цивилизаций непосредственные контакты или взаимные посещения; n контакты по каналам связи; n контакты смешанного типа, т. е. посылка автоматических устройств (зондов) в район обитания других цивилизаций, с которыми зонд устанавливает контакт по каналам связи; n поиски следов астроинженерной деятельности. n 25

Человек и Вселенная – обитаемая система. 26

Кто задает фундаментальные постоянные Вселенная – обитаемая система. n Фундаментальные и физические параметры материального мира тесно связаны с наличием во Вселенной жизни и человека. n Небольшое изменение фундаментальных физических постоянных (заряд электрона, масса протона, скорость света, постоянная Планка и т. п. ) приведет к невозможности существования жизни! n 27

Антропный принцип Если бы Вселенная не удовлетворяла бы условиям существования человека, то не кому было и рассуждать о ее устройстве! n Слабый антропный принцип – сейчас условия во Вселенной такие, что мы существуем. n Сильный антропный принцип – параметры мира (независящие от возраста Вселенной) такие, что мы существуем. n Ансамбль вселенных характеризуется всеми мыслимыми комбинациями начальных и граничных условий. Мы живем в обитаемой! n 28

Жизнь в Космосе Что такое жизнь? 29

Земная жизнь Высокорганизованная форма материи n Обмен веществ n Воспроизведение n Обмен информацией n Клеточная структура n Психическая деятельность n Аминокислоты, белки, ДНК n 30

Происхождение жизни на Земле Жизнь порождается только жизнью n Идея панспермии n Жизнь возникла в морях n Опыт Г. Юри и С. Миллера n Углистые хондриты n Органические молекулы в межзвездных газопылевых облаках n 31

Химия и физика чужой жизни Углерод – основа полимеров n Растворитель – вода n Аммиак n Метиловый спирт n Фторводород n n Кремний -Si-Si-Si-, -Si-O-Si- 32

Формы жизни Ф. Хойл, «Черное облако» . n С. Лем, «Солярис» n Жизнь на нейтронной звезде n Время химических реакций 10– 3 с n Время ядерных реакций 10– 21 с n Жизнь на планетах n Жизнь в межзвездной среде n 33

Сколько цивилизаций во Вселенной? Цивилизаций очень много n Мы одни n n Наблюдается около 1010 галактик, в которых общим числом 1021 звезд 34

Формула Дрейка N(T) – число цивилизаций, существующих в Галактике на момент времени T, отсчитывается от образования Галактики n R – средняя скорость звездообразования n f – фактор выборки – доля звезд, образующихся за время от 0 до T, у которых развиваются коммуникативные цивилизации n L – среднее время жизни коммуникативной цивилизации n 35

Формула Дрейка n N* – число звезд в галактике (2∙ 1011) n N* f – число коммуникативных цивилизаций, возникающих в Галактике за время с 0 до T (1010 лет) L/T – вероятность того, что любая взятая наугад из этих цивилизаций находится в коммуникативной фазе n 36

Оценка фактора f n fp – доля звезд, имеющих планетную систему n ne – среднее число планет в системе n n n p. L – вероятность происхождения жизни на планете с подходящими условиями pi – вероятность происхождения разума на обитаемой планете pc – вероятность возникновения коммуникативной стадии цивилизации 37

Время жизни цивилизации и длительность коммуникативной фазы n Короткоживущие цивилизации n n n n Самоуничтожение Генетическая опасность Ограниченная емкость мозга Появление искусственных разумных существ Кризисы: экологический, организационный, демографический, энергетический. Потеря интереса к познанию Цивилизации с длительной коммуникативной фазой 38

Горизонт коммуникативного интереса n n Разрыв во времени между короткоживущими и долгоживущими цивилизациями создает непреодолимый барьер между ними Общее число цивилизаций во Вселенной определяется долгоживущими цивилизациями Число цивилизаций внутри горизонта определяется короткоживущими цивилизациями На 100 короткоживущих приходится 1 долгоживущая внутри горизонта интересов 39

Эволюция космических цивилизаций Имеем ли мы право на контакт? 40

Что такое космическая цивилизация Цивилизация – культура n Сообщество разумных существ n Способность к целенаправленным действиям n Активное преобразование окружающего мира n Накопление и отбор информации n Способность анализировать прошлое, настоящее и будущее, вырабатывая прогнозирующие реакции n Способность к абстрактному мышлению n 41

Память Опыт индивида и глубина памяти n Внешняя память (при ограниченном времени жизни индивида) n Разумные цивилизации должны обеспечивать доступ к внешней памяти n Для использования внешней памяти нужен язык n 42

Экстенсивное развитие Экпоненциальный закон роста Свойства экспоненциального закона Период удвоения 43

Переработка вещества Ежегодно 1014 кг n Удваивается каждые 17 лет n Через 1000 лет будет переработана вся масса Земли (6∙ 1024 кг) n 44

Развитие энергетики Современный уровень 1010 к. Вт n 3% ежегодный рост n Через 300 лет – 1014 к. Вт, столько Земля получает от Солнца! n 0. 1% от солнечного потока будет достигнут через 77 лет n 1% – через 153 года n 45

Рост населения Быстрее, чем по экспоненциальному закону n Относительная прироста скорость растет также быстро, как само население n n Гиперболический закон роста n t* = 2026 ± 5 год 46

Экспансия в Космос Сфера Дайсона ~ 2800 лет, энергопотребление 1026 Вт n Через 4800 производство энергии возрастет в 1021 раз и сравняется с излучением всех наблюдаемых звезд во Вселенной! n За это время невозможно продвинуться так далеко в Космос n 47

Экспансия в Космос Диффузия цивилизации в космическое пространство ~ t 3 n 10 св. лет за 1000 лет n Всего за несколько миллионов лет вся Галактика будет колонизована n 48

Информационная экспансия в другие макромиры Создание Вселенных n Элементарные частицы снаружи имеют свойства Вселенной n Микротуннели 10– 13 см. n 49

Альтернативный путь развития Уровень I II Энергетика Химические источники энергии Информатика Биология Широкое использование ЭВМ, отраслевые АСУ Исследования по генетике, молекулярной биологии, биохимии, биофизике, медицине, экологии Глобальная система обработки Ликвидация болезней, Ядерная и термоядерная информации и управления, решение проблемы энергетика, индустриализация эвристическое пищевых ресурсов, методы космоса, водородная энергетика программирование, мобилизации ресурсов мозга искусственный интеллект Машинное конструирование экологического оптимума биосферы и ноосферы Направленное управление генетическим кодом, симбиоз человек — машина, сохранение личности, когерентная технология III Хемибиоэнергетика, энергопроизводственные и агропромышленные комплексы IV Когерентные методы научных Параэнергетика, Постсоциальная стадия исследований, машинные репликация, геотехнология, методы получения качественно развития КЦ - нообионт экоэнергетика новой информации 50

51

В настоящее время Жизнь – это только лишь тонкая пленка на Земном шаре 52

Экзопланеты 53

Сравнение Солнечной системы с системой 55 Рака 54

55

Взгляд художника на планету HD 69830 d, астероидный пояс звезды HD 69830 на заднем плане 56

Взгляд художника на планету PSR B 1620 -26 c (открыта в 2003); планете около 12, 5 миллиардов лет, это старейшая из известных экзопланет 57

Взгляд художника на закат трёх светил на предполагаемом спутнике планеты HD 188753 Ab 58

Взгляд художника на планету OGLE-2005 -BLG-390 Lb (температура поверхности − 220 °C), которая вращается вокруг звезды на расстоянии 20 000 световых лет от Земли; планета обнаружена с помощью гравитационного микролинзирования. Взгляд художника на закат трёх светил на предполагаемом спутнике планеты HD 188753 Ab 59

Первое фото планетной системы 2 M 1207 — коричневый карлик в созвездии Гидры 60

Обнаружение метана в атмосфере экзопланеты Телескоп им. Хаббла, 2008 год 61