Американский астроном Фрэнк Дрейк, один из пионеров современных научных поисков разумной жизни во Вселенной, в течение многих лет возглавлявший Институт SETI в Калифорнии и написавший знаменитое уравнение Дрейка, скончался 2 сентября 2022 года в возрасте 92 лет.
Уравнение Дрейка1 часто считают второй по популярности формулой, уступающей лишь знаменитому уравнению Эйнштейна, описывающему преобразование массы в энергию (E = mc2). Новая формула должна была дать количественную оценку доступных для обнаружения инопланетных цивилизаций в нашей галактике Млечный Путь, ее Дрейк вывел в 1961 году, через год после того, как стал инициатором создания проекта «Озма» (Ozma2), в котором 26-метровый радиотелескоп Национальной радиоастрономической обсерватории в Грин-Бэнк (Западная Виргиния) использовался для поиска сигналов от «братьев по разуму». Саму эту программу назвали в честь принцессы из вымышленной страны Оз, описанной в книгах Фрэнка Баума, она стала важнейшей вехой на пути научного развития и популяризации темы SETI — Search for Extraterrestrial Intelligence — поисков внеземного разума.
Звездами, выбранными Дрейком для первого поиска сигналов, стали Тау Кита в созвездии Кита и Эпсилон Эридана в созвездии Эридана, каждая из которых находится примерно в 11 световых годах от Земли. Обе звезды имеют примерно такую же яркость, как и Солнце, и предполагалось (но в то время не было еще известно), что у них есть планеты. В то время как Тау Кита немного старше Солнца, Эпсилон Эридана значительно его моложе. Приемник, как и теперь в большинстве случаев, настраивался на «универсальную» и понятную всем в космосе частоту 21-сантиметровой эмиссионной линии межзвездного водорода.
Заявленных целей ни тогда, в 1960-е, ни много лет спустя энтузиастам SETI достигнуть не удалось, и «парадокс Ферми» — т. е. видимое отсутствие следов высокоразвитых инопланетян и их технологий (при том, что какие-то из таких цивилизаций, несомненно, должны были обогнать в развитии Землю и проявить себя в виде «космических чудес») — так и остался загадкой, однако тот проект всё же принес с собой некоторые новые технологии и «новое мышление» в ранее совершенно бессистемные поиски ВЦ.
И как раз одной из попыток внести некоторое наукообразие в то, что прежде было лишь предметом научной и ненаучной фантастики, стало несколько спекулятивное уравнение Дрейка — попытка разложить на сомножители, почти каждый из которых содержал опять же неизвестные значения, то число цивилизаций, которое и предстояло найти.
В классическом виде формула выглядит следующим образом:
N = R* fp ne fl fi fc L,
где
N = количество цивилизаций в нашей галактике, с которыми возможна связь (т. е. которые находятся в нашем текущем световом конусе прошлого);
R* = средняя скорость звездообразования в Галактике (скорость образования звезд, подходящих для развития разумной жизни — количество образующихся в год);
fp = доля тех звезд, у которых есть планеты;
ne = среднее количество планет, потенциально способных поддерживать жизнь, — приходящееся на одну звезду с планетами;
fl = доля планет, которые могут поддерживать жизнь, где действительно развивается жизнь в какой-то момент;
fi = доля планет с жизнью, на которых действительно развивается разумная жизнь (цивилизации);
fc = доля цивилизаций, разработавших технологию, производящую обнаруживаемые признаки их существования;
L = время, в течение которого такие цивилизации излучают в космос обнаруживаемые сигналы.
Как заметил сам Дрейк, его простую формулу можно сравнить с тем, как мы можем оценить количество студентов в университете. Всё, что нам нужно сделать, — это подсчитать количество новых студентов (первокурсников), поступающих каждый год, и умножить это число на среднее количество лет, которое студенты проведут в учреждении (четыре года). Вуаля, у нас есть хорошая оценка общего числа студентов бакалавриата.
Формула известна в нескольких модификациях, которые не меняют ее сути — выведение неизвестного нам числа цивилизаций из сомножества других неизвестных пока параметров — создававшее, по мнению современников, скорее иллюзию научного поиска, однако уже в наше время обретающее под собой некоторую твердую почву в виде данных астрономов по звездам, экзопланетам, а также некоторых выводов биологов. Самым проблемным моментом, впрочем, остается даже не возникновение жизни на подходящих для этого планетах (есть уже данные, что планет таких достаточно много, а на Земле жизнь возникла, по всей видимости, уже на самых ранних стадиях ее существования) и не этап возникновения разумной жизни и тем более не возникновение технически развитой цивилизации (всё это произошло практически мгновенно по космическим меркам). Самый долгий срок — несколько миллиардов лет — заняло на Земле появление насыщенной кислородом атмосферы и развитие достаточно сложной жизни из первоначально весьма примитивной. Всё прочее не заняло и миллиарда лет, тогда как Земля к тому времени уже успела исчерпать большую половину отведенного ей с нашим Солнцем жизненного цикла. В общем, уравнение Дрейка по сути лишь «заметает под ковер» нерешенные проблемы либо вынуждает дополнительно плодить новые параметры. Тем не менее ничего более содержательного в этой области с тех пор не изобрели.
«Его стратегия всё еще с энтузиазмом применяется спустя шесть десятилетий после его новаторского эксперимента в области SETI. Это действительно примечательное обстоятельство и почти беспрецедентное в исследованиях», — написал в статье3, посвященной юбилею Дрейка в 2020 году, его коллега по Институту SETI, известный радиоастроном Сет Шостак.
Отдавая дань первопроходцу, Шостак подчеркнул, насколько трудно Дрейку было прокладывать свой путь: пришлось бороться не только с научной бюрократией, но и со скептически настроенными коллегами, высмеивавшими какой-либо интерес к SETI. «В то время ни один действительно серьезный ученый не стал бы работать над этой темой, — признавался Дрейк. — Это была запретная тема в астрономии. Больше никто не искал, потому что все боялись. Я был слишком глуп, чтобы бояться».
Отчасти благодаря Дрейку и тем, кого он вдохновил, — нескольким поколениям астрономов, в число которых входил и Шостак, — тема SETI перестала восприниматься как совершенно ненаучная. Новые открытия в новейших областях астрономии и биологии также помогли вывести SETI с периферии в мейнстрим, и главным драйвером этих изменений служат, несомненно, продолжающиеся находки всё новых экзопланет. Благодаря наблюдениям космического телескопа NASA «Кеплер» и других инструментов ученые теперь знают, что миры, подобные Земле, распространены по всей Вселенной4. Недавнее исследование, например, предполагает, что более половины всех солнцеподобных звезд в Млечном Пути могут содержать скалистые планеты в «обитаемой зоне» — том диапазоне орбитальных расстояний, в которых жидкая вода может плескаться в открытых водоемах.
Учитывая всё это бесчисленное количество потенциально обитаемых миров и огромный возраст Вселенной — около 13,8 млрд лет, — вполне естественно предположить, что хотя бы часть внеземных цивилизаций могла подняться на пока не достижимый для нас уровень развития. И хотя поиски таких цивилизаций не принято сейчас оплачивать из государственного кармана, всё же они активно проводятся усилиями энтузиастов и на средства частных спонсоров, и во всем этом также немалая заслуга Дрейка и его коллег.
Фрэнк Дрейк родился 28 мая 1930 года в Чикаго, и спустя два с лишним десятилетия он получил степень бакалавра инженерной физики в Корнеллском университете — учился на факультете электроники, затем степень магистра и докторскую степень по астрономии в Гарварде. Между этими периодами учебы он некоторое время служил офицером-электронщиком на тяжелом крейсере USS Albany. Астрономией Дрейк заинтересовался под влиянием лекций бывшего белоэмигранта, представителя известной российской династии астрономов Отто Струве. Именно Струве, служивший артиллеристом у Деникина и натурализовавшийся в Америке после эвакуации из Крыма, став одним из крупнейших астрофизиков XX века, директором Йеркской обсерватории, президентом Американского астрономического общества и президентом Международного астрономического союза, поддержал строительство специально предназначенного для поисков ВЦ радиотелескопа, организованное Дрейком в конце 1950-х годов.
Затем с 1964 по 1984 год Дрейк работал профессором астрономии в Корнелле, позже занимал аналогичную должность в Калифорнийском университете в Санта-Крус с 1984 по 1996 год. После этого остался почетным профессором Калифорнийского университета и руководил Центром изучения жизни во Вселенной Карла Сагана при Институте SETI, возглавляя при этом попечительский совет института. Помимо получения многих других регалий и занятий, он был членом Национальных академий наук, инженерии и медицины США, а также возглавлял Совет по физике и астрономии американского Национального исследовательского совета с 1989 по 1992 год, затем оставался активным членом научного сообщества практически до конца своей жизни.
Кроме знаменитого уравнения (и проекта «Озма»), известный вклад Дрейка в популяризацию идей SETI включает разработку (совместно с Карлом Саганом и Линдой Зальцман Саган) пластинок для инопланетян, отправляемых с «Пионерами» в 1972 и 1973 годах, — т. е. первых физических объектов, посланных в космос с тем, чтобы с ними могли ознакомиться любые достаточно технологически развитые внеземные формы жизни, к которым это всё попадет. В 1974 году Дрейк составил также с Саганом «Послание Аресибо» — первое межзвездное сообщение, преднамеренно переданное с Земли 16 ноября 1974 года с радиотелескопа в Аресибо (Пуэрто-Рико) в направлении шарового звездного скопления М13, находящегося на расстоянии 25 тыс. световых лет от нас в созвездии Геркулеса. (Дрейк работал заместителем директора Корнеллского центра радиофизики и космических исследований и директором Обсерватории Аресибо с 1966 по 1968 год.) Позже Дрейк вместе с Саганом и Энн Друян участвовал в создании золотых пластинок «Вояджеров», установленных на космических аппаратах «Вояджер-1» и «Вояджер-2».
Максим Борисов