Распределенная надежда

Отмеченные мной перемены происходили в определенное время, и аналогия между ними и цифрами была настолько четкой, что я не мог увязать их ни с одной известной мне причиной... Только через какое-то время меня осенило, что наблюдаемые мною электрические помехи могли возникнуть в результате сознательных действий... Все сильнее охватывает меня предчувствие, что я первым услышал приветствие от одной планеты другой...

Никола Тесла, 1900

С мыслью о существовании в нашей Вселенной множества обитаемых миров образованные европейцы познакомились довольно давно - наверное, еще во времена Джордано Бруно, который за ее пропаганду поплатился жизнью [1]. Тем не менее, на протяжении нескольких веков рассуждения о жизни на других планетах встречались только в фантастических сочинениях разного калибра - от "Путешествия на Луну барона Мюнхгаузена" до "Войны миров" Герберта Уэллса.

О том, что инопланетяне могут быть не просто выдумкой, а вполне осязаемыми существами из серой плоти и зеленой крови, рядовые обыватели "узнали" после Второй мировой войны - из газетных сообщений о так называемых неопознанных летающих объектах. С тех пор, согласно некоторым статьям, пришельцы посещают нашу планету едва ли не каждый день, иногда прихватывая с собой некоторых землян, а временами даже возвращая их обратно на родину. К сожалению, несмотря на обилие похищенных и возвращенных, подобные "визиты" не вызывают доверия: пришельцы почему-то питают слабость к домохозяйкам, а не ученым.

Идея, что если радиоволны могут путешествовать по Вселенной быстрее любых космических кораблей, то развитые цивилизации наверняка решат использовать радио, как средство сообщить о себе, громко прозвучала в 1959 году. Сама по себе эта мысль была не нова (см. эпиграф), но всеобщее внимание к ней привлекли физики Филип Моррисон (Phillip Morrison) и Джузеппе Коккони (Giuseppe Cocconi) со страниц авторитетного журнала "Nature", добавив к тому же, что неплохо было бы начать прослушивание небосвода - именно с целью поиска искусственных сигналов. Поскольку радиоастрономия к тому времени была уже вполне состоявшейся наукой, то сразу же после выхода статьи Моррисона и Коккони астроном Фрэнк Дрэйк (Frank Drake), работавший в федеральной обсерватории Западной Виргинии, попытался прослушать 25-метровым радиотелескопом несколько ближайших солнцеподобных звезд. Усилия Дрейка получили название "проект Ozma" и вошли в историю как первый серьезный радиопоиск инопланетян.

В начале 60-х американская национальная Академия наук провела первый научный симпозиум по проблеме поиска внеземных цивилизаций SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), в котором приняло участие немало известных ученых [2]. К симпозиуму Дрейк подготовил доклад, в котором представил гипотезу, известную с тех пор как уравнение Дрейка: N=RxP1xP2xP3xP4xT. Составляя уравнение, он впервые попытался рассчитать вероятное количество развитых цивилизаций, существующих в нашей галактике.

Отправной точкой ему послужило общее число звезд в Млечном пути R=400 млрд. Конечно, не у всех звезд есть планеты, не на всех планетах есть жизнь, не всякая жизнь разумна и не всякий разум технологически развит. Эти ограничения выражаются поправочными коэффициентами Р1-Р4. Кроме того, поскольку Дрейка интересовали цивилизации, существующие в одном временном промежутке, в уравнении учитывалась длительность существования цивилизации в технофазе T.

Хотя все догадки были весьма осторожными и оценки старались не раздувать, из уравнения получалось, что в нашей галактике, Млечном пути, процветает около десяти тысяч технологически развитых цивилизаций. Кое-кому эта оценка показалась заниженной, и спустя некоторое время несколько молодых ученых (среди которых был и Карл Саган) заявили, что более верным будет предположение примерно о миллионе цивилизаций.

Такие сонмы инопланетян могли воодушевить кого угодно, и астрономы наперегонки бросились вращать гигантские тарелки радиотелескопов, пытаясь услышать сигналы братьев по разуму. Но шли годы, и хотя телескопы становились все больше и лучше, подслушать инопланетян никак не получалось. Временами появлялись мнимые сенсации о якобы принятых и записанных сигналах (самый известный - так называемый вау 77-го года, "пойманый" в Огайо), но зафиксировать их повторно никто не мог. Владимир Высоцкий тогда пел: "В далеком созвездии Тау Кита все стало для нас непонятно. Сигнал посылаем: "Вы что это там?" А нас посылают обратно".

Разумеется, отсутствие результатов сказывалось на поисках не лучшим образом: финансирование постоянно сокращалось, и, например, NASA полностью прекратило выделение средств на SETI в 93-м году.

1 (обратно к тексту) - По большому счету, множественность миров занимала в идеях Бруно не самое первое место. Его учение (не научное, как нас учили в школе, а скорее религиозное) было странным сплавом египетской герменевтики, алхимии и кабалистики и требовало, среди прочего, отказа от христианства, чего Ватикан, конечно, стерпеть не мог.

2 (обратно к тексту) - Например, будущий нобелевский лауреат Мелвин Кельвин (Melvin Calvin) и тогда еще молодой Карл Саган (Carl Sagan).

- Проект SERENDIP (Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Popul) проводится калифорнийским институтом Беркли с 1979 года. С тех пор он несколько раз переносился из одной обсерватории в другую, менялась мощность детекторов и анализаторов, но поскольку принять инопланетные сигналы не удавалось, ученым хотелось еще большей чувствительности и еще большей вычислительной мощности для анализа.

В 1994 году один из участников SERENDIP Дэн Вертхаймер встретился с инженером компании Starwave Дэвидом Геди, и они разговорились на довольно отвлеченную тему: что могло бы возродить у широкой публики интерес к астрономии подобно тому, как в 60-е годы это сделала космическая программа "Аполлон". В 90-е Интернет уже начал набирать обороты, проектам SETI не хватало мощности компьютеров, и поскольку Геди студентом изучал распределенные вычисления, они с Вертхаймером быстро нашли общий язык и решили, что анализ принимаемых из космоса сигналов можно многократно ускорить, если делить записи телескопа на части и анализировать их специальной программой на тысячах обыкновенных компьютеров. Для рассылки записей можно использовать Интернет и через него же возвращать результаты анализов на центральный сервер. А чтобы программу-анализатор поставило у себя как можно больше людей, ее надо оформить красиво, как скринсэйвер (по-русски - "хранитель экрана"). Так пришли к SETI@Home.

- Проект PHOENIX. Самый дорогой из современных проектов, с годовым бюджетом более 3 млн. долларов. Он начат в 1995 году в Австралии на самом крупном радиотелескопе южного полушария (Parkes, 70 метров). В отличие от SETI@Home, PHOENIX прослушивает не весь небосвод, а ближайшие к Земле солнцеподобные звезды, а также звезды, у которых недавно были обнаружены планеты. Мультиканальный спектроанализатор проекта, прослушивающий два миллиарда каналов шириной 1 Гц каждый (на частотах от 1 до 3 ГГц), состоит из 384 специализированных DSP-чипов общей мощностью около 75 GFLOPS. К середине 1999 года было прослушано более половины из тысячи звезд, находящихся в пределах двухсот световых лет от Земли. В настоящий момент проект перенесен в северное полушарие.

- Optical SETI - несколько проектов, осуществляемых разными университетами и обсерваториями. Поиску подлежат видимые или инфракрасные сигналы (пульсирующие или постоянные) со сверхузкими спектральными линиями. То есть сигналы, источниками которых, скорее всего, являются лазеры или аналогичная инопланетная техника.

- One Hectare Telescope - "Одногектарный телескоп". Инициатива, не имеющая прямого отношения к SETI, но обещающая решить общую серьезную проблему таких проектов - нехватку и дороговизну больших телескопов. Заключается в создании массива небольших дешевых параболических антенн, работающих как распределенный телескоп. Одной из главных задач проекта является разработка оборудования и специального программного обеспечения для анализа сигналов, поступающих от сотен антенн.

Большинство естественных радиошумов Вселенной звучат в очень широком диапазоне частот. Астрономы говорят, что радиосигналы шириной менее 300 Гц в природе почти не встречаются. Соответственно ожидается, что искусственный радиосигнал должен "звучать" на очень узкой части частотного спектра. Таким образом, для простейшего анализа сигнала нужно разложить его по спектру, а затем посмотреть - нет ли какого-нибудь пика на общем фоне.

В подобном разложении нет ничего сложного. Те читатели, которые хотя бы немного работали с более или менее навороченными аудиоредакторами, наверняка проводили подобные операции со своими записями. Но у телескопа поток данных измеряется гигабайтами в день, и анализировать их надо куда точнее, чем это делается с музыкальными записями. Естественно, для этого нужно чрезвычайно мощное оборудование, которое стоит очень дорого, а денег у специалистов, как водится, не хватает.

Радиотелескопы могут одновременно принимать сигналы на множестве волн. Например, в проекте SERENDIP IV наблюдают излучение в районе частоты 1,42 ГГц в диапазоне шириной сто мегагерц. Все данные записываются и оцифровываются, в результате чего ученые каждые сутки получают гигабайты информации.

Во врезке описано, как Дэн Вертхаймер и Дэвид Геди придумали использовать в качестве вычислительного средства домашние компьютеры пользователей Интернета. Хотя замысел был прост, его воплощение растянулось на несколько лет. Первые программы писались в свободное от работы время, а для их проверки привлекались добровольцы. Общими усилиями тестирование было завершено к маю прошлого года (см. "КТ" #298), тогда же Университет Беркли выделил для проекта часть своих помещений, Планетарное Общество и киностудия "Парамаунт" пожертвовали около 200 тыс. долларов, а на сервере проекта SETI@Home (поиск внеземного разума на дому) [3] был выложен скринсэйвер - анализатор спектра. Как и все такого рода программы, он запускается, если компьютер определенное время остается без работы, но вместо стай летающих тостеров и рыбок анализатор перемалывает (выполняя быстрые Фурье-преобразования) файл данных размером 360 Кбайт. На экран в это время выводится несколько окон, и в самом большом из них медленно выстраивается псевдотрехмерный график, отображающий результаты анализа. Когда файл заканчивается, программа при очередном выходе в Интернет автоматически отсылает на сервер около 30 Кбайт результатов (где сервер объединяет их с другими такими же, направленными тысячами компьютеров со всего мира), получая взамен очередную порцию исходных данных. Конечно, просчет блока занимает немало времени (говорят, это хороший тест для разогнанных систем), но у множества людей включенные компьютеры стоят без дела по несколько часов в день, а в тысячах фирм их вообще не выключают на ночь, и по миллионам экранов задорно и бесполезно летают всякие безделушки. Неудивительно, что множество людей рады занять свои машины более полезной задачей.

Окончание следует

3 (обратно к тексту) - http://setiathome.ssl.berkeley.edu, русскоязычное зеркало - http://seti.from.lv.