Более углубленный анализ показал, что статистические критерии, как и радиоастрономические, не вполне однозначны. С одной стороны, некоторые естественные источники когерентного излучения, в принципе, могут иметь негауссовы характеристики (например, мазерные источники ОН, хотя для них это не подтвердилось). С другой стороны, если цивилизация-отправитель использует при передаче оптимальные коды, го такой сигнал, согласно теореме Шеннона, по своим статистическим свойствам неотличим от шума. Мы касались этого вопроса в гл. 6.
7.2.3. Оптимальный диапазон для межзвездной связи.
Много внимания в первые десятилетия исследований SETI в СССР уделялось вопросу об оптимальном диапазоне волн для межзвездной связи. Детальный анализ был выполнен Кардашевым[351]. Его подход состоял в следующем (мы частично касались этой проблемы в гл 1). При выборе оптимального диапазона следует ориентироваться не на временные преимущества, возникающие благодаря прогрессу тех или иных технических средств связи, а на принципиальные ограничения, лежащие в природе вещей и общие для любой цивилизации. Таковы, например, шумы в линии связи. Принципиально неустранимым источником шума при связи между космическими цивилизациями является излучение фона и квантовые флуктуации исследуемого сигнала. Современные данные о шумах фона суммированы на рис. 7.2.1. Кардашев рассмотрел два случая: 1) поиск позывных и 2) прием информативной передачи. В первом случае информативность канала связи не имеет решающего значения, задача сводится к определению диапазона спектра, в котором может быть обеспечено максимальное отношение сигнал/шум. Во втором случае задача ставится таким образом: задан спектр интенсивности космических шумов Iν , и полный интегральный поток F в точке наблюдения; требуется определить оптимальное распределение энергии передатчика по спектру, так чтобы обеспечить максимальную скорость передачи информации. Решение этой задачи показало, что в обоих случаях существенная часть спектра искусственного источника лежит в радиодиапазоне, а при не очень больших потоках F (т. е. в случае дальней передачи) спектр целиком лежит в радиодиапазоне, охватывая область от дециметровых до миллиметровых волн. При этом предполагалось, что адресат неизвестен и поиск ведется по всему небу.
Рис. 7.2.1. Шумы фона в радиодиапазоне. По горизонтальной оси отложена частота электромагнитных волн (нижняя шкала) или длина волны (верхняя шкала); по вертикальной оси — шумовая температура фона в кельвинах, характеризующая интенсивность шума. Основные составляющие: галактический радиошум, излучение земной атмосферы и реликтовый фон. В коротковолновой области начинают сказываться шумы, связанные с квантовыми флуктуациями. Отмечена линия водорода Н и линия позитрония в области около 1,5 мм
Позднее Кардашев рассмотрел случай, когда поиск ведется от определенных объектов. В этом случае необходимо учитывать радиоизлучение фона в окрестности рассматриваемого источника, а также рассеяние радиоволн в окружающей его плазме. В качестве подходящих объектов он рассматривал центр Галактики, ядра других галактик и квазары. Анализ показал, что в этом случае оптимальной оказывается область максимума интенсивности реликтового фона вблизи λ = 1,7 мм. Поиск сигналов от звезд при условии использования взаимнонаправленного канала также приводит к миллиметровому диапазону вблизи λ = 1,5 мм. Как раз в этом диапазоне находится линия позитрония λ = 1,47 мм, которую можно рассматривать как удобный репер, аналогичный линии 21 см в дециметровом диапазоне. На основании этих соображений Кардашев пришел к выводу, что для изотропно излучающего передатчика оптимальной является длина волны 21 см, а для направленного излучения 1,5 мм[352]. На преимущество мм-диапазона, исходя из энергетических соображений, указывал В. С. Троицкий[353]. Согласно расчетам автора, оптимальная длина волны для передачи импульсных сигналов с компенсирующими задержками также находится в миллиметровой области (λ = 5,35 мм, ν = 56 ГГц)[354].
351
352
353