Какую бы развитую цивилизацию ни пытались представить учёные, вопрос о том, как она будет выглядеть при наблюдении издалека, остаётся открытым. Именно поэтому исследователи решили рассматривать будущее человечества как модель для понимания того, какие признаки разумной активности можно увидеть на экзопланетах. Их выводы показывают: далеко не каждая высокотехнологичная планета оставляет заметные следы. Об этом сообщается в материалах исследовательской группы, работающей над анализом техносигнатур.
Как Земля стала эталоном для поиска инопланетных цивилизаций
Поиск внеземной жизни всё чаще ориентируется не только на классические биомаркеры, но и на техносигнатуры — признаки, указывающие на существование разумных существ. Земля предоставляет удобный пример: промышленная деятельность оставляет химические следы в атмосфере, радиоизлучение уходит в космос, ночная сторона планеты светится искусственными огнями. Однако современные телескопы не способны зафиксировать такие признаки даже у ближайших звёздных систем, поэтому исследователи решили смоделировать, как выглядела бы Земля через тысячу лет — при разных вариантах её развития.
Ученые Центра космических полётов имени Годдарда и Института космических наук "Голубой мрамор" предложили десять сценариев будущего. При этом они ориентировались на фундаментальные параметры: энергетическую базу, модель урбанизации, степень освоения космоса, а также технологическую насыщенность планеты. Каждая версия будущей Земли рассматривалась как отдельная экзопланета, позволяющая понять, какие сигналы можно обнаружить с больших расстояний.
В одних сценариях человечество становится гипериндустриальным, активно использующим энергию и неизбежно производящим загрязняющие вещества. В других — превращает планету в экологический заповедник, постепенно отказываясь от технологий, оставляющих заметные следы. Модели разнообразны, но все они демонстрируют, насколько сложно определить наличие цивилизации только на основе данных о составе атмосферы.
Что может рассказать атмосфера о разумной жизни
Одним из самых очевидных техногенных маркеров учёные считают фреоны — соединения, используемые человеком в холодильном оборудовании и системах кондиционирования. Они не образуются естественным путём, и их присутствие в атмосфере экзопланеты было бы сильным аргументом в пользу техногенной активности. Помимо фреонов, возможными техносигнатурами считаются повышенные уровни диоксида азота и углекислого газа, возникающие при промышленном сжигании. Именно такие комбинации свойственны планетам с активным производством энергии.
Однако большинство нынешних обсерваторий не способны заметить такие тонкие химические особенности на далёких мирах. Перспективы связаны с будущими миссиями — прежде всего с Обсерваторией обитаемых миров (Habitable Worlds Observatory), запуск которой планируется в 2040-х годах. Предварительные расчёты показывают: она сможет различать в атмосферах экзопланет сочетания газов, характерные для крупных индустриальных систем.
Ещё один проект — миссия LIFE (Large Interferometer For Exoplanets), предназначенная для детального исследования атмосфер и тепловых профилей экзопланет. Согласно прогнозам, она сможет фиксировать не только промышленные выбросы, но и признаки масштабного сельского хозяйства, включая метан, аммиак и оксиды азота в характерных пропорциях.
Скрытые миры: когда развитая цивилизация остаётся невидимой
Несмотря на очевидные техносигнатуры индустриального типа, некоторые модели Земли будущего оказываются практически незаметными. Речь идёт о вариантах, где человечество полностью переходит на экологически чистую энергетику и стремится к климатическому равновесию. В такой ситуации атмосфера становится настолько "естественной", что не оставляет техносигналов, различимых с межзвёздных расстояний.
Если планета не производит фреонов, не сжигает ископаемое топливо и не демонстрирует значительных ночных световых аномалий, её невозможно отличить от биосферы без техногенной нагрузки. Это означает, что высокоразвитые цивилизации, стремящиеся к устойчивому развитию, могут быть практически неуловимыми для обычных космических наблюдений.
Остаётся один путь — искать косвенные признаки деятельности, такие как крупные сооружения на соседних планетах, массивные спутниковые конструкции или структурированные объекты в космическом пространстве. Однако такие наблюдения потребуют технологий, существенно превосходящих нынешние.
Сравнение: заметные и незаметные цивилизации при наблюдении из космоса
Планеты с индустриальным развитием оставляют более яркие техносигнатуры: химические следы производства, световые аномалии, высокое содержание оксидов азота. Планеты, ориентированные на экологическую устойчивость, напротив, скрывают свою технологичность, поскольку их атмосферы стремятся к естественному химическому балансу, лишённому техногенных газов. В итоге индустриальные миры легче обнаружить, но экологически совершенные цивилизации почти не оставляют следов, что делает их невидимыми даже для будущих телескопов.
Плюсы и минусы различных сценариев обнаружения цивилизаций
Плюсы в том, что техногенные газы и искусственное освещение дают относительно понятные сигналы, позволяющие выделить цивилизацию на фоне обычных планет. Их можно анализировать с помощью высокоточных спектрографов, которые уже находятся в разработке.
Но у таких методов есть и минусы: часть цивилизаций может избегать техногенной нагрузки, оставляя атмосферу идеально чистой, а значит, оставаясь незаметной для всех доступных инструментов. Кроме того, отдельные природные процессы способны имитировать некоторые техносигнатуры, что усложняет интерпретацию данных.
Как искать развитые цивилизации без техносигналов
В условиях, когда атмосфера не выдаёт цивилизацию, учёные предлагают сосредоточиться на более масштабных следах технологической активности. Это могут быть искусственные структуры, размещённые на спутниках или планетах системы. Кроме того, в перспективе обсуждается проект, основанный на использовании эффекта Солнечной гравитационной линзы — телескопа, расположенного более чем в 540 раз дальше от Земли, чем Солнце.
Суть подхода заключается в том, что гравитация звезды действует как гигантская оптическая линза, увеличивая изображения удалённых систем. Такой инструмент позволил бы рассматривать экзопланеты с детализацией, недоступной никаким существующим телескопам. Однако его реализация возможна не ранее следующего столетия: даже стартующие сегодня аппараты достигли бы необходимой точки лишь через 50-100 лет.
Популярные вопросы о техносигнатурах
Можно ли обнаружить цивилизацию только по химическому составу атмосферы?
Иногда да, если присутствуют вещества, невозможные без промышленной деятельности, но такие сигналы могут быть очень слабыми.Возможно ли увидеть искусственный свет на далёкой планете?
Будущие космические телескопы смогут уловить изменение яркости ночной стороны планеты в отдельных сценариях.Что делать, если цивилизация использует только чистую энергию?
В этом случае приходится искать крупные инженерные сооружения или признаки освоения соседних планет.