Правда ли, что до встречи с инопланетянами осталось 400 тысяч лет?

Китайские астрономы попытались оценить, сколько внеземных цивилизаций может быть в Галактике и скоро ли нам ждать контакта с ними. Некоторые СМИ поспешили заявить, что до встречи с внеземным разумом осталось 400 тысячелетий. Naked Science объясняет, откуда взялась эта цифра, корректна ли она и вообще, где в этих построениях наука, а где гадание по звездам.

За всю историю нашей Галактики в ней могло возникнуть около сотни цивилизаций — по пессимистичным оценкам. А по оптимистичным — более 40 тысяч. Правда, контакта с братьями по разуму придется ждать так долго, что он может и вообще не состояться. Такой вывод сделан в научной статье, опубликованной в престижном The Astrophysical Journal дуэтом астрономов из Пекинского педагогического университета. Но как вообще можно высчитывать число планет, населенных разумными существами, если нам известна только одна — наша собственная? Давайте разберемся, как делаются подобные оценки и можно ли им доверять.

Уравнение с шестью неизвестными

Что нам нужно знать, чтобы вычислить число цивилизаций в Галактике? Список довольно обширен.

1. Сколько в Галактике звезд?

2. Какая доля звезд имеет хоть какие-нибудь планеты?

3. Сколько пригодных для жизни планет приходится на среднюю планетную систему?

4. Какова вероятность, что на пригодной для жизни планете действительно зародится жизнь?

5. Какова вероятность, что жизнь станет разумной?

6. Как долго живет средняя цивилизация (в долях от срока жизни звезды)?

Ответ на каждый из этих вопросов — некоторое число. Перемножив все эти числа, мы и получим вожделенное число цивилизаций. Это знаменитая формула Дрейка, предложенная Фрэнком Дрейком в начале 1960-х годов. Мы не будем записывать ее именно как формулу: надеемся, читатель и без того представляет перемножение шести чисел.

Подавляющее число работ по теме внеземных цивилизаций так или иначе задействуют эту формулу. Часто некоторые ее члены объединяются между собой, порой добавляются новые множители, но суть остается прежней. Узнай шесть или около того чисел, и пересчитаешь цивилизации. Остается безделица: выяснить эти самые числа.

Однако этот список похож на плохую философскую работу: чем дальше, тем непонятнее.

Звезды-то в Галактике подсчитаны, хотя и с точностью до порядка: их сотни миллиардов. Количество планет — уже вопрос посложнее. Нам известно около 5 тысяч миров, но подавляющее большинство планетных систем наверняка еще не обнаружено. Одни слишком далеки от Земли, другие неудачно ориентированы в пространстве, третьи мы наблюдали недостаточно долго и тщательно. Так что при подсчете всех планет Галактики приходится, перефразируя древних римлян, «по когтям льва изображать». С учетом всех оговорок большинство экспертов полагает, что число планет сравнимо с числом звезд.

Пригодными для жизни можно считать землеподобные миры, расположенные в зоне обитаемости своих светил. Другими словами, там, где не слишком жарко и не слишком холодно для существования жидкой воды. Подсчитать их еще сложнее, чем экзопланеты в целом. Фактов меньше, предположений больше. Но все же хоть сколько-нибудь обоснованные оценки есть. По данным одного из недавних исследований, потенциально обитаемые миры встречаются чаще, чем раз на десять звезд, но реже, чем два раза на светило.

По поводу остальных членов формулы Дрейка впору гадать на кофейной гуще. Астрономы, особенно работающие по ночам, любят кофе. А вот на предложение погадать по звездам могут и обидеться: не астрологи.

А если серьезно, нам известна только одна обитаемая планета и только один разумный вид. В чем мы типичны, а в чем уникальны — бог весть. Да и то наука до сих пор не совсем разобралась, как вышло, что наша планета обзавелась биосферой, а наш вид — сознанием. А уж предсказывать, сколько веков или тысячелетий еще просуществует человек разумный с его не слишком разумным поведением — занятие крайне увлекательное, но едва ли осмысленное.

Получается, что последние три члена в формуле Дрейка оцениваются «методом тыка». При желании можно подобрать их такими, чтобы Галактика была полна разума, или такими, чтобы оставить нас в одиночестве. Или взять целый набор значений, от «достаточно оптимистичных» до «достаточно пессимистичных» по мнению левой пятки ученого, и посмотреть, что получится. Примерно этим и занимались авторы недавнего исследования.

Сколько их, куда их гонят

Взглянем на их расчеты подробнее. «Астрофизические» члены формулы Дрейка (то есть первые три числа из нашего списка) ученые оценили исходя из новейших теоретических моделей и наблюдательных данных. Не останавливаясь на деталях, укажем результат.

По мнению исследователей, потенциально обитаемые планеты должны быть у 34% звезд классов F, G, K и у 16% светил класса М. Что это значит? Звезды делятся на спектральные классы O, B, A, F, G, K, M (от горячих к холодным). Считается, что у самых горячих светил классов O, B, A землеподобные планеты почти никогда не образуются. Поэтому авторы исключили их из рассмотрения. Солнце относится к классу G. Классы F и K — соответственно чуть горячее и чуть холоднее Солнца. К классу М относятся тусклые и холодные красные карлики, составляющие в Галактике большинство.

Следующий вопрос: с какой вероятностью на пригодной для жизни планете разовьется цивилизация (у нас это пункты 4 и 5, взятые вместе)? Авторы обозначили эту вероятность fc и честно признались, что понятия не имеют, как ее оценивать (а кто имеет?). Посозерцав потолок, они охватили три порядка, использовав значения 0,1%, 0,01% и 0,001%.

Далее авторы задались вопросом: сколько готовых к контакту цивилизаций успело возникнуть в Галактике на сегодняшний день (независимо от того, живы они по сей день или давно обратились в пыль)?

Этот вопрос связан с эволюцией звезд. Большую часть жизни светила топливом для него служит водород, превращающийся в гелий в термоядерных реакциях. Как говорят специалисты, такая звезда пребывает на главной последовательности (ГП) диаграммы Герцшпрунга—Рассела. Это не только самый продолжительный, но и самый спокойный период в жизни светила. Естественно ожидать, что цивилизация возникнет не раньше, чем звезда выйдет на главную последовательность, и погибнет не позже, чем светило ее покинет.

Но какая часть срока пребывания на ГП должна пройти, чтобы возникла цивилизация? В случае Солнца ответ известен — 46%. Посоветовавшись с левой пяткой и при полной поддержке правой, авторы рассмотрели еще два значения: 25% и 75%. Этот параметр ученые обозначили F.

Итак, набралось три вероятности возникновения цивилизации fc (0,1%, 0,01% и 0,001%) и три срока «вынашивания разума» F (25%, 46% и 75% от времени пребывания звезды на главной последовательности). Всего, стало быть, девять возможных комбинаций.

Для самого оптимистичного варианта (fc = 0,1%, F = 25%) у авторов получилось около 43 тысячи когда-либо существовавших цивилизаций. Для самого пессимистичного (fc = 0,001%, F = 75%) — чуть больше ста штук.

Абонент безвременно недоступен?

Но создать цивилизацию мало, ее нужно сохранить (мог бы сказать сталкер, поправляя респиратор). А еще нужно сохранить готовность к контакту. Хотя бы в форме обмена радиопередачами или другими сигналами, распространяющимися со скоростью света. Строго говоря, период межзвездной общительности может быть гораздо меньше срока жизни цивилизации. У нас, например, он начался совсем недавно и может вот-вот закончиться, если человечество погрузится с головой в какие-нибудь виртуальные «метавселенные».

Нужно учитывать и расстояние между «абонентами». Диаметр диска Галактики — около 100 тысяч световых лет. Пока сообщение долетит с планеты Плюх на планету Клюх, всякое может случиться. Скажем, плюхане забросают друг друга хлоридом пандемония во имя добра и плюхократии. А на Клюхе разберут антенну, обвинив ее в излишнем углеродном следе и микроагрессии. В общем, чем ближе друг к другу, тем больше шансов успеть пообщаться или хотя бы поймать сигнал соседа.

Сколько лет человечеству нужно слушать Вселенную, чтобы уловить хотя бы один межзвездный привет? Чтобы выяснить это, ученые сыграли в Творца, правда лишь в рамках компьютерной модели. Раз за разом они зажигали звезды (надеясь, что это кому-нибудь нужно), располагая обитаемые планеты в случайных точках Галактики.

Результаты получились весьма неопределенные. Когда авторы пишут, что в самом оптимистичном случае (fc = 0,1%, F = 25%) время ожидания составит 0,3–0,298+0,6 миллиона лет, как-то неловко говорить «триста тысяч». Погрешность, накопленная из-за всех случайных факторов, больше, чем само число. Но давайте останемся верны оптимизму до конца и возьмем нижнюю точку этого диапазона: 0,3 – 0,298 = 0,002 миллиона лет. То есть ждать контакта остается каких-то два тысячелетия. Сущая мелочь, жители Рима и Самарканда подтвердят.

А что насчет самого пессимистичного варианта (fc = 0,001%, F = 75%)? Ну тогда контакта придется дожидаться 50–49,6+250 миллионов лет. Ждать 50 миллионов лет очень уж жутко (динозавры вымерли 66 миллионов лет назад). Возможно, поэтому некоторые обозреватели дрогнули и взяли самую оптимистичную точку пессимистичного диапазона: 50 – 49,6 = 0,4 миллиона лет, или 400 тысячелетий. Эта цифра и попала в заголовки обычных СМИ, у журналистов которых не было времени разбираться толком, о чем вообще речь.

В сухом остатке

Итак, что мы в итоге имеем с гуся (или, из уважения к астрономам, с Лебедя, он все-таки созвездие)? Ученые скомпоновали и заложили в компьютерную модель много хороших астрономических данных. Так определились первые члены формулы Дрейка. Но о последних членах не известно никому и ничего. Поэтому тут входные цифры выбирались по принципу «вот это вроде звучит правдоподобно, а еще возьмем поменьше и побольше». Добавим генератор случайных чисел (а как без него, мы ведь не знаем, где именно располагаются обитаемые планеты, даже если они есть). В итоге получились некие выходные цифры, да еще и с огромным разбросом. Если вам кажется, что с тем же успехом эти цифры могли быть совсем другими, то вам не кажется. Так какой же прок в этой игре ума и при чем тут наука?

Многие астрономы считают этот вопрос риторическим и обходят проблему внеземных цивилизаций за семь парсеков. Многие, но не все. В конце концов любопытство — наша естественная черта. Очень трудно хотя бы не попытаться прикинуть, «а сколько их там, если они есть».

Более того, этот вопрос ученым обязательно будут задавать журналисты и обыватели. И если астрономы откажутся отвечать, люди пойдут за ответом к каким-нибудь уфологам и будут слушать сказки про планету Нибиру. Уж лучше поискать ответ со всей научной строгостью, честно сообщив, где факты, а где прикидки на пальцах. А если потом это превратится в очередное «ученые доказали», то в этом не вина ученых.

И, наконец, у таких исследований есть еще один аспект. Если угодно, философский. Результаты трудно назвать надежными, но они уж точно символичны.

Даже в предельно оптимистичном варианте получилось, что контакта с иной цивилизацией придется ждать 2 тысячи лет. И, как бы ни усмехались жители отдельных городов, это примерно треть письменной истории. Пресловутые же 400 тысячелетий превышают срок существования вида Homo sapiens, а несколько миллионов лет — и рода Homo.

Наивно полагать, что астрономические статьи научат людей быть бережнее друг к другу. Но все же хочется сказать: мы, человечество, у себя одни. Посреди огромной Вселенной, безмолвной очень-очень надолго. В масштабах наших жизней и дел — навсегда. Возможно, нам стоит помнить об этом.