Главная » 2019 » Апрель » 6 » Новый подход SETI: астрономы описывают потенциальные сигналы искусственных гравитационных волн
06.04.2019 05:16
Новый подход SETI: астрономы описывают потенциальные сигналы искусственных гравитационных волн
В то время как (несмотря на растущую критику) классический поиск сигналов внеземного разума (Поиск внеземного интеллекта = Search for ExtraTerrestrial Intelligence, SETI) все еще сосредоточен в основном на поиске искусственных радиосигналов, астрономы все чаще обращаются к поиску альтернатив. И вот теперь международная исследовательская группа не только описала новый подход к поиску искусственно созданных гравитационных волн, но в то же время сделала прогноз того, как такие сигналы будут отличаться от сигналов природных явлений.
«Любая развитая цивилизация в нашей родной галактике обязательно должна осознавать уникальность центра галактики с его массивной черной дырой», - утверждают Марек Адамович сотрудник университетов Гетеборга, Варшавы и Опавы, Мишель Бейгер и Эрик Гургулон из Парижской обсерватории в Сорбонне и Оделе Штрауб из Института внеземной физики Макса Планка в предварительно размещенной на arXiv.org статье.
По мнению астрономов, соответственно развитая цивилизация могла бы уже разместить материал на орбите вокруг этой черной дыры, либо для ее изучения, либо для получения энергии и/или для общения. «В любом случае, такая масса, вращающаяся вокруг черной дыры, будет потенциальным источником гравитационных волн».
В своей статье авторы утверждают, что для регистрации объекта и признания в качестве такового потребуется объект массы Юпитера на устойчивой орбите вокруг черной дыры. Однако для этого требуются детекторы гравитационных волн следующего поколения, поскольку LIGO и Virgo, с помощью которых удалось произвести первые измерения гравитационных волн больших масс, не могут измерять гравитационные волны планетарных масс в центре Млечного Пути, поскольку частотный диапазон, в котором работают эти инструменты, для этого слишком высок. Чтобы получить возможность регистрировать такие низкочастотные события, необходим новый тип детектора - интерферометр в космосе. Именно такой инструмент, детектор которого вращается вокруг Солнца вместе с Землей, и планируется запустить вместе с «Космической антенной лазерного интерферометра» (Laser Interferometer Space Antenna=LISA), но только в 2034 году (см. видео).
Вместо того, чтобы искать электромагнитные волны (радио, лазер и т. д.) из какого-либо ограниченного или более или менее случайно выбранного небесного участка, как это происходит в рамках классического SETI, такой сигнал - причем практически не испытывающий помех со стороны галактической материи - может быть выявлен практически в любом месте галактики, что представляется гораздо более рациональным. Разумеется, при условии, что предполагаемая развитая цивилизация (как и мы, люди) имела намерение сообщать о себе и, следовательно, о своем существовании другим обитателям Млечного Пути.
Однако сигнал искусственной гравитационной волны должен явно отличаться от тех гравитационных волн, которые создаются природными или астрофизическими явлениями, такими как две черные дыры или нейтронные звезды, сливающиеся вместе. Кроме того, такой сигнал должен быть достаточно сильным, чтобы в идеальном случае его можно было зарегистрировать по всей галактике, и он должен исходить из направления, в котором любая достаточно развитая цивилизация, скорее всего, будет смотреть в какой-то момент своего развития. «Центр нашей галактики - это идеальный выбор для такой цели».
Мало того, что центр галактики в конечном итоге не может не привлечь к себе внимание всех существующих в ней исследовательских цивилизаций, здесь еще одним уникальным объектом нашей галактики представляется и сверхмассивная черная дыра, названная астрономами Стрелец A * (SgrA *). «Мы, люди, знаем об этом объекте только менее 100 лет», - пишут авторы статьи.
Основываясь на расчетах, они также показывают, что уникальный объект-«посланник», способный генерировать гравитационные волны SETI , мог бы занимать особое положение вдоль самой внутренней, но все еще устойчивой орбиты вокруг Стрельца A* (так называемая «Внутренняя Стабильная Круговая Орбита» - Innermost Stable Circular Orbit= ISCO). Дальнейшие же необходимые характерные свойства такого объекта зависят от свойств самой черной дыры, вокруг которой он вращается, таких как ее радиус, орбитальная частота, масса и вращение.
Чтобы иметь возможность генерировать достаточно сильный гравитационно-волновой сигнал, это орбитальное тело, обращающееся вокруг Стрельца А*, должно иметь массу астрономических размеров - лун, планет или даже звезд. «Оно не должно быть слишком маленьким, чтобы иметь возможность генерировать гравитационные волны, которые все еще могут выявляться вдалеке от черной дыры с возможностью определения его координат. Но он не должен быть и слишком большим, чтобы не требовать слишком больших энергозатрат для продолжительной его работы».
На самом же деле, никто не знает, как долго живут технологически развитые цивилизации. Но вполне можно допустить, что их общий срок развития и существования составляет менее нескольких миллиардов лет, говорят исследователи, добавляя: «По этой причине объект-«посланник» должен существовать не менее миллиарда лет, потому что, с другой стороны, сигнал от него может быть легко пропущен многими галактическими цивилизациями. (...) Если мы когда-нибудь найдем такой сигнал, он, что представляется вполне вероятным, может оказаться сигналом уже вымершей цивилизации».
По мнению авторов, такой объект также должен постоянно снабжаться энергией, чтобы компенсировать потери энергии, вызванные гравитационным излучением. Без такого пополнения «посланник» очень скоро сошел бы со своей орбиты и его бы просто затянуло бы в черную дыру.
Таким образом, если сигнал гравитационной волны в течение нескольких месяцев или лет будет совпадать с частотой, которая соответствует предельно стабильной орбите (ISCO) вокруг Стральца А*, можно будет смело предположить, что это не естественный, а искусственный сигнал.
Фактически, авторам удалось рассчитать, что запас энергии для объекта-«посланника» мог бы поддерживаться естественными или астрофизическими процессами, если бы только масса и плотность самого объекта были достаточно большими. Однако то, как такой объект мог бы быть создан или помещен на ISCO вокруг черной дыры в центре нашей галактики, - это не содержание статьи, а основной ее вопрос.
«Успешное обнаружение такого сигнала станет четким доказательством того, что еще до нас в нашей родной галактике существовала хотя бы одна разумная цивилизация», - заключают авторы и, вероятно, с нетерпением ждут запуска LISA в 2034 году...
