Однако существует космический фон радиоизлучения, обусловленный двумя источниками: реликтовым излучением, оставшимся от начальных стадий расширения Вселенной, и синхротронным излучением, генерируемым электронами при их движении по винтовым траекториям вдоль силовых линий магнитных полей. Эти два источника ограничивают «радиоокно» в спектре электромагнитного излучения, относительно свободное от помех, и можно ожидать, что именно в пределах этого окна осуществляется связь между технологически развитыми цивилизациями.

Вопрос о возможностях связи с другими мирами впервые обсуждался в 1959 году Моррисоном и Коккони. Они указали, что наиболее подходящей частотой, на которой сигнал искусственного происхождения следует искать в первую очередь, является частота 1420 МГц, соответствующая переходу между подуровнями сверхтонкой структуры в атомах водорода. Некоторые атомы в результате столкновений переходят на верхний подуровень и затем излучают на этой характерной частоте. Поэтому в нашей Галактике и в других спиральных галактиках, межзвездный газ которых на 90 % состоит из водорода, непрерывно испускается радиоизлучение на частоте 1420 МГц с длиной волны 21,1 сантиметра. Любое разумное существо, которое изучает нашу Галактику, должно знать о радиоизлучении на этой частоте, наиболее распространенном и вездесущем. Более того, излучение с частотой 1420 МГц может распространяться на большие расстояния и затем регистрироваться. Наконец, в полосе вокруг частоты 1420 МГц меньше всего помех.

Благодаря эффекту Допплера и движениям атомов водорода в Галактике как по направлению к нам, так и от нас целая полоса частот от 1419 до 1421 МГц заполнена радиоизлучением нейтрального межзвездного водорода. Это излучение, которое многократно поглощается и вновь переизлучается, позволило построить карту распределения межзвездного водорода в Галактике путем исследований в полосе частот от 1419 до 1421 МГц. Но за пределами этой довольно узкой полосы условия гораздо лучше. Как мы уже упоминали, на частотах несколько выше или несколько ниже 1420 МГц сравнительно немногие атомы и молекулы служат естественным источником помех для радиосигналов. Однако приходится считаться и с шумами, создаваемыми человеком: только обеспечив надежную защиту от помех в полосе шириной несколько мегагерц вокруг частоты 1420 МГц, радиоастрономы смогли продолжить свою работу на Земле!

Предположим, что наша или любая другая цивилизация по «естественным» причинам выбрала частоту вблизи 1420 МГц для межзвездной связи. Допустим также, что эта частота используется для местной связи и мы можем надеяться «подслушать» иные цивилизации на этой частоте. Тогда нам все же предстоит столкнуться с важной проблемой: на какой именно частоте, близкой к 1420 МГц, передается послание, чтобы можно было точно настроить наши приемники? Искать ли нам в области более высоких или более низких частот?

Если исходить из представлений, что вода играет важную роль для большинства других форм жизни, как и для нас, то можно признать справедливость предложения, высказанного американским физиком Бернардом Оливером. Поскольку каждую молекулу воды Н20 можно представить в виде Н + ОН, Оливер указал, что диапазон частот между 1420 и 1612 МГц — наиболее подходящий канал для межзвездной связи. Если важность воды осознают все формы жизни, то из того факта, что ее молекула является суммой Н + ОН, можно заключить, что просвет между 1420 и 1612 МГц — это именно тот диапазон частот, в котором должна осуществляться межзвездная связь. Оливер называет эту полосу «водяной ямой», в которой галактические цивилизации общаются друг с другом.

Соседние звезды, похожие на Солнце, предоставляют наилучшие шансы для обнаружения других цивилизаций, поскольку интенсивность радиосигналов, излученных любой цивилизацией, падает пропорционально квадрату расстояния. Однако радиотелескопы, направленные на тау Кита и эпсилон Эридана, не зарегистрировали каких-либо сигналов, свидетельствующих о существовании там цивилизаций. Следовательно, нужно приступить к длительному поиску и исследовать звезду за звездой, прежде чем появится шанс обнаружить ближайшие цивилизации.

Какие звезды следует изучить первыми?

При прочих равных условиях поток радиоволн от ближайших цивилизаций будет интенсивнее, чем от удаленных. При удвоении расстояния от заданного источника интенсивность радиосигналов, то есть поток радиоизлучения, достигающий каждой конкретной антенны за одну секунду, уменьшится в четыре раза. Это важнейшее обстоятельство заставляет прежде всего направить антенны на ближайшие звезды, а затем на более удаленные. И вновь возникает вопрос: какие из этих миллионов звезд заслуживают особого внимания?

Исходя из очевидных фактов, легко сделать следующий вывод: ни одна из звезд не заслуживает особого внимания, хотя одиночные звезды кажутся более подходящими кандидатами, чем двойные и кратные системы. Звезды, светимость которых близка к солнечной, предпочтительнее звезд с низкой светимостью, таких как звезда Барнарда, поскольку у слабых звезд маленькие экосферы. Если ограничиться звездами, светимость которых составляет не менее 1 % светимости Солнца, то нужно исключить 80 % звезд нашей Галактики — но оставшиеся 20 % все же составят 80 миллиардов звезд, в том числе много сотен тысяч звезд в пределах чувствительности наших приемников. Конечно же, следует отбросить и звезды наибольшей светимости с временем жизни менее 1 миллиарда лет, то есть того минимального срока, который, как считается, необходим для развития жизни и цивилизации. Однако таких звезд всего лишь около 1 % в Галактике, так что мы немного выиграем, исключив их з нашего поиска.

Наши планы поисков внеземных цивилизаций по их радиосигналам основываются на предположении, что применимость радиоизлучения универсальна и любая другая цивилизация будет, вероятно, использовать его для передачи посланий. При анализе существующих на Земле средств связи видно, что основной поток радиоизлучения дают телевидение на частотах от 40 до 850 МГц и мощные военные радиолокационные системы, которые сканируют небо с помощью интенсивных радиоимпульсов, непрерывно меняя их частоту.

Что бы мы услышали, если бы удалось «подслушать» другую цивилизацию, которая использует радиоволны подобных частот для внутренней связи?

При достаточной чувствительности антенн можно было бы отличить одну телепрограмму от другой и в конце концов даже узнать содержание этих программ. Этот анализ помог бы решить, стоит ли устанавливать двусторонний контакт.

При больших расстояниях и меньшей чувствительности приемников мы могли бы констатировать, что в некоторой области неба возникает мощный поток радиоизлучения, но не определили бы содержание посланий. В этом случае не было бы уверенности, что обнаружена другая цивилизация, а не естественный источник радиошума. Однако мы приблизились бы к решению этого вопроса, если бы заметили, что интенсивность некоторых сигналов регулярно меняется во времени по сложному закону.

В других системах планеты, скорее всего, вращаются, как и наша Земля, поэтому если источники радиосигналов неравномерно распределены по поверхности, а луч зрения не проходит точно через ее северный или южный полюс, то наблюдатель заметит периодические вариации интенсивности приходящего радиоизлучения. Картина изменений будет повторяться ежесуточно, поэтому наблюдатель может сделать вывод о существовании либо сверхмедленного пульсара, либо искусственного источника радиосигналов.

Как мог бы инопланетный наблюдатель с уверенностью отличить Землю, совершающую один оборот в сутки, от пульсара, который делает один оборот в секунду? Любого наблюдателя натолкнуло бы на мысль о том, что он имеет дело не просто с радиоизлучением медленного пульсара, допплеровское смещение сигналов, которое вызвано движением Земли вокруг Солнца и повторяется с периодом в один год. Наблюдатель, находящийся в другой планетной системе, установил бы, что частоты радиосигналов от каждого телевизионного канала (каждая телевизионная станция вещает на определенной частоте) смещаются в обе стороны от своего среднего значения на десятки герц. Таким образом, внеземной исследователь Солнечной системы открыл бы не только то, что радиоволны излучаются из окрестностей Солнца, но и то, то их интенсивность меняется с периодом в сутки, а частота — с периодом в год. Наблюдатель мог бы заключить, что вокруг Солнца обращается объект, совершающий один оборот по орбите за год и один оборот вокруг своей оси за сутки и излучающий радиоволны, которые и позволяют судить об этих движениях объекта.