Кто вы?: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Мы не знаем, какой длительности посылки начнет выбрасывать в космос игрек-цивилизация. Значит, мы не знаем, какое взять горло приемника. Придется иметь либо набор поисковых приемников с разным горлом, либо вводить его регулировку.

В первом случае можно производить одновременный анализ в разных полосах, во втором — только последовательный.

Набор приемников с разным горлом можно заменить одним, но на его выходе подключить ряд фильтров с различной полосой пропускания и наблюдения вести одновременно на всех фильтрах.

При оценке минимальной полосы пропускания приемника мы молча предполагали, что расстояние между цивилизациями икс и игрек не меняется. На самом деле все небесные тела, как мы видели, находятся в движении относительно друг друга. Поэтому нам не обойти и не объехать эффект Допплера, о котором уже говорили.

Если происходит сближение небесных тел с цивилизациями икс и игрек, то частота принимаемого сигнала будет расти: у световых колебаний это называется синим смещением. Если расстояние увеличивается, то частота уменьшается: для света это красное смещение. Значит, нельзя выбрать приемник с узким горлом в десяток герц?

Оказывается, можно. И выручает нас в этом случае большая масса небесных тел. Как движение планет в пространстве, так и их вращение вокруг своих осей происходит сравнительно медленно. Поэтому изменение частоты из-за эффекта Допплера будет тоже происходить медленно. Оператор или автомат вполне могут успевать время от времени подстраивать приемник. Значит, узкополосный приемник пригоден. Но если мы ищем сигнал на волне, например, λ, то надо тщательно обследовать окрестности этой частоты λ ± Δλ для того, чтобы учесть возможные допплеровские сдвиги. С каким же горлом нам следует сооружать приемники — с узким или широченным?

И с тем, и с другим. Энергетические бедняки космоса (цивилизации нашего уровня) ставят скромную задачу — заявить о себе всем цивилизациям в радиусе, доступном их энергетике, сказать, что они есть. Они будут сигналить узкополосными или даже гармоническими колебаниями; на большее у них не хватит пороху. Их сигналы нам надо ловить приборами с узким горлом.

Энергетические короли космоса пойдут дальше; они будут как из пожарного гидранта поливать нас мощным потоком информации. Для ее приема потребуются приемники с гигантским горлом. Но и короли, наверное, будут чередовать свой мощный поток с простым гармоническим колебанием (может, с медленной модуляцией). Это позволит обнаружить их даже узким горлом, и притом на больших дистанциях.

Вырисовывается такая методика поиска: вооружаемся приемником с рядом узких и широких полос пропускания; диапазон его рабочих волн должен лежать в области минимума космических помех. Приемником этим обследуем сначала участки в области естественных стандартов частоты (с учетом эффекта Допплера), как наиболее вероятные для использования, затем уже весь диапазон.

Ох, и нелегкая эта работа — найти в море-океане золотую рыбку!

А может, нам сигналят не радиоволнами, а световыми пучками лазера? И погружать невод нужно не в радио-, а в световые волны?

Ведь милый световой зайчик таит, как мы установили, колоссальные возможности. Он может транспортировать информацию в десятки тысяч раз большую, чем радиоволна. Этот узкий, почти параллельный пучок когерентного света, казалось бы, может пронзить любые просторы космоса. Так ли это?

Источник когерентного излучения в лазере, например кристалл, имеет, к сожалению, не бесконечно малые, а конечные размеры. В параллельный же пучок, как доказывается в оптике, можно собрать только излучение точечного источника, то есть источника, имеющего исчезающе малые размеры. Но чем большую мощность луча мы хотим получить, тем больше должны быть размеры излучателя. Следовательно, с надеждой получить от большого лазера абсолютно параллельный пучок света, который не рассеивает свою энергию в пространстве, мы должны проститься.

Вместе с тем лазер позволяет получить очень узкие пучки направленного излучения; в сотни раз более узкие, чем в радиодиапазоне. Раствор когерентного светового пучка лазера может быть сделан порядка десяти секунд, а используя оптические линзы, его можно довести до единиц секунд. Главный же лепесток антенны в сантиметровом радиодиапазоне можно сделать только порядка одного градуса. Следовательно, лазерная установка с оптикой способна сконцентрировать энергию в нужном направлении приблизительно в 300 раз сильнее, чем радиоустановка.

Но не только концентрация войск в направлении удара решает операцию. Не меньшее значение имеет также концентрация войск противника на этом же направлении; в нашем случае — концентрация помех.

Как же выглядит единоборство лазерного сигнала и помех в мире света? Скажем прямо: хуже, чем в радиодиапазоне. Здесь помехи еще сильней наседают на сигнал. Посылающая нам световой привет и информацию игрек-цивилизация, можно сказать, находится в самом логове врага. Ведь она развилась и находится под благодатными лучами своей звезды, своего игрек-солнца. А это же гигантский источник световых помех. Его свет и есть колоссальная помеха для разумных световых сигналов. Звезда излучает свет во всех направлениях (у нее вполне хватает энергии для этого) и во всем световом спектре — от инфракрасного до ультрафиолетового. Значит, куда ни кинь — всюду клин. Куда бы и на какой бы волне ни излучал лазер, вместе с его лучами будут спешить и помехи — лучи родной звезды. Луч лазера будет тонуть в них. И наш земной приемник световых сигналов будет ослеплен звездой. Он не различит слабый искусственный сигнал так же, как днем солнечный свет ослепляет нас и мы не видим звезд на небе.

В более выгодном положении оказываются «дети тьмы», обитатели померкших звезд — черных карликов. Они не знают радости «с песней встречать свое солнце» рано утром и задумчиво провожать его вечером. Зато у них нет и световых помех. Но существование их, как мы уже говорили, весьма проблематично.

Однако не следует падать духом. Есть все-таки у лазера возможность перехитрить помехи. В спектре излучения любой звезды есть провалы: участки, где практически нет излучения. Это так называемые линии поглощения. Величественная газовая корона звезды сама поглощает излучение на некоторых частотах, и в спектре ее света образуются как бы ямы. Вот в этих ямах и может обосноваться луч лазера. Так как его излучение когерентно, то оно значительно ýже этих световых ям и не будет сливаться с излучением ее краев.

Приемник такого излучения должен иметь световой фильтр, пропускающий свет лазера только из «ямы» и поглощающий излучение соседних участков спектра звезды. (Надо заметить, что проблема построения таких фильтров еще полностью, к сожалению, не разрешена.)

Кроме того, враг номер один, как нам теперь известно, свивает гнездо в самом приемнике: приемник всегда шумит (подобно некоторым землянам). Не миновала эта горькая доля и приемники когерентного света лазера.

Наиболее распространенным приемником световых колебаний является так называемый фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Умножителем он назван не случайно. Изобретательные земляне смастерили устройство, которое работает как таблица умножения. Входной луч, переходя от одной пластины к другой (их называют анодами), выбивает в несколько раз больше электронов из каждой из них, чем в падающем на пластину луче. Это дает в сумме гигантское умножение энергии входного сигнала и наводит на мысль, что таким прибором можно успешно ловить сигналы иных цивилизаций. Однако и он не лишен пороков.

Если исключить воздействие света на ФЭУ, например закрыть его входное окно непрозрачной пластинкой или рукой, то на его выходе все равно останется некоторый уровень хаотических колебаний (его часто называют темновой ток). Это и есть собственные шумы ФЭУ, а они, оказывается, значительно выше, чем собственные шумы приемников радиодиапазона.

Мешают работе приемников лазерного света и значительные галактические шумы. Миллиарды светящихся звезд в сумме создают заметный световой фон, который тоже воздействует на наши принимающие световые устройства.

Надо еще заметить, что мощности лазеров, достигнутые на нашей планете, пока невелики и составляют приблизительно десятки ватт в непрерывном режиме, что значительно меньше мощностей, достигнутых в радиодиапазоне.

Что же перспективнее и скорее приведет нас к успеху — свет или радио? Если исходить из сегодняшних наших достижений, то очень большие космические расстояния нам еще не под силу перекрыть световыми волнами. Вместе с тем не исключено, что некая игрек-цивилизация научилась создавать и управлять очень мощными пучками когерентного света. Это может заметно облегчить их прием на Земле даже при существующей технике лазерных приемников.

Есть еще одно обстоятельство, затрудняющее световую связь, — это… узость пучка. С одной стороны, она нам помогает концентрировать энергию, с другой — затрудняет попадание в цель. Так, с ближайших звезд диаметр орбиты Земли виден под углом в одну секунду. А это и есть приблизительно угол пучка лазера. Допустим, игрек-обитатели направили свой луч в солнечную систему. Им долго придется «шарить» по всем планетам нашей системы, чтобы попасть на ту, где есть с кем беседовать. А конус радиолуча в подобной ситуации может охватить сразу все планеты звезды.

Из всего сказанного следует, что сегодня наиболее перспективным является и передача, и поиск радиосигналов в радиодиапазоне.

Вместе с тем нельзя забывать и световой пучок. Повышение чувствительности приемников, создание узких светофильтров, вынос приборов за пределы атмосферы позволят начать эффективный поиск возможных лазерных гостей.

Пусть сигнал наконец захвачен приемной установкой. Пусть полоса пропускания приемника достаточна для разрешения отдельных его элементов (посылок, знаков, букв). Пусть помехи не так уж велики и сигнал уверенно выглядывает из-под них. Остается еще одно «пусть», без которого овладеть сигналом невозможно. Надо распознать, каким способом нагрузили игреки свою информацию на несущее колебание. Зная это, мы применим в приемнике именно тот детектор, который способен снять полезный сигнал с несущего колебания, сделать разгрузку.