Радиотелескоп в Аресибо послал важный фермент внеземному разуму

Если в мире и существуют в хорошем смысле безумные учёные, то наш нынешний герой – именно он, хотя на деле — художник. Но разбирающийся и в инженерии, и в генетике. Его работы — смесь искусства и науки. Они лишь отчасти серьёзны, но больше несут эмоциональный заряд. На днях он стал обладателем единственного в мире iPhone, отправившего несколько звонков к другим звёздам.

56-летний художник, дизайнер и исследователь Джо Дэвис (Joe Davis), работающий в Массачусетском технологическом институте (MIT), широко известен и за пределами США благодаря своим неординарными работами на стыке разных наук.

В частности, он построил звуковой микроскоп (Audio microscope), переводящий изображение в аудиосигналы и позволяющий услышать живые клетки, он смотрел, как бактерии кишечной палочки реагируют на различные звуки (и разную музыку), он придумал рыболовный крючок для бактерий, который полагалось закидывать в каплю воды, словно в пруд. Однажды он закодировал карту Млечного Пути в ДНК, намереваясь вставить фрагмент кода в лабораторных мышей. И это малая толика находок Джо.

Большая часть кадров обсерватории сделана плёночной камерой, поскольку на использование цифровых камер, равно как сотовых телефонов и другой электроники, тут наложены жёсткие ограничения, во избежание помех чувствительному оборудованию радиотелескопа (фото Ashley Clark).

Некоторые работы американца были откровенно провокационными. Так, словно в насмешку над теорией о самозарождении жизни из первичного бульона (в котором хаотичное перемещение молекул, якобы, и привело к сборке более сложных соединений), Джо поместил разобранные на части часы в банку с водой и оставил на много лет в одной из лабораторий MIT (они лежат там и сейчас). "Часы куда проще биологических молекул, — рассуждает автор опыта "Primordial clocks", — но до сих пор никакой самосборки в банке что-то не наблюдается".

Джо на фоне одной из своих техно-скульптур, возможно, одной из самых обычных работ (фото Kathleen Dooher).

Самым свежим же проектом Дэвиса, и на этот раз вовсе не шуточным, является звонок инопланетянам. Однако, его описание нуждается в отступлении.

Первое в истории радиопослание внеземным цивилизациям отправили 16 ноября 1974 года два американских астронома — Фрэнк Дрейк (Frank Drake) и Карл Саган (Carl Sagan). Они провернули это при помощи самого крупного в мире 305-метрового радиотелескопа Arecibo, расположенного в Пуэрто-Рико. Потому их сигнал и получил известность как "Послание Аресибо".

В нём 1679 двоичных цифр (нулей и единичек) представляли собой чёрные и белые пиксели картинки. Разложить эту последовательность полагалось в прямоугольник 23 х 73 — это два простых сомножителя, составляющие 1679. Рисунок Сагана и Дрейка нёс в себе как набор чисел в двоичной записи, так и иллюстративный ряд.

Историческое "Послание Аресибо". Цвета добавлены для лучшего различения отдельных элементов, оригинальное сообщение никакой информации о цвете не несёт (иллюстрация Arne Nordmann).

А именно послание содержало: числа от 1 до 10 (одновременно являющиеся ключом к остальной части записи), атомные числа элементов водород, углерод, азот, кислород и фосфор; формула сахарозы и основания нуклеотидов; количество нуклеотидов ДНК и её схематическое изображение; упрощённое изображение человека; строение Солнечной системы с выделенной третьей планетой; рисунок радиотелескопа в Аресибо и указание на его размеры.

Сигнал был послан в направлении шарового звёздного скопления M13 без всякой надежды на ответ. Тот опыт скорее служил посланием землянам, заставляющим по-новому взглянуть на наше место во Вселенной и на потенциальную возможность установления с иными цивилизациями контакта посредством радиосвязи. Пусть даже и одностороннего контакта, учитывая расстояния.

Если кто-то через сотни и тысячи лет поймал бы наше сообщение — это было бы здорово. Не менее интересно было бы уловить чужой сигнал, пусть через тысячи лет после его отправки (кстати, Саган и Дрейк являются пионерами в поиске внеземных разумных сигналов — SETI).

С той поры в данной области произошло множество событий: были осуществлены новые попытки отправить послания, были случаи поимки странных сигналов (их разумность так и не подтвердилась). Но надежда всегда остаётся. И в некотором роде именно Дрейк и Саган подарили её человечеству.

Потому 7 ноября 2009 года, за несколько дней до 35-летия "Послания", Дэвис, при содействии ряда специалистов конечно же, послал три новых сообщения к другим звёздам, используя всё тот же знаменитый телескоп Аресибо. При этом, совершенно неожиданно, художнику пришлось задействовать свой iPhone.

Дэвис благодарен всем сотрудникам Аресибо, которые помогали ему в проекте. Вместе с тем, он подметил, что у некоторых астрономов возникли неясные (не высказываемые напрямую, но ощущаемые косвенно) опасения: не повлияет ли негативно столь ненаучный эксперимент на репутацию обсерватории (особенно в свете сокращающегося её финансирования)? Известно, кстати, что в 1970-х "из ряда вон опыт" Дрейка и Сагана был воспринят их коллегами мягко говоря сдержанно (фотографии Ashley Clark).

Дело в том, что 6 ноября, по прибытию в обсерваторию, Джо узнал, что кодер (устройство, осуществляющее прецизионную модуляцию передаваемого сигнала) сломался. Дэвису было жаль улетать обратно в Штаты ни с чем: неизвестно, когда ещё ему представилась бы возможность послать сообщение инопланетянам.

Джо размышляет о выходе из неприятной ситуации (откладывать проект не хочется – юбилей ведь пройдёт), и держит в руках неосознаваемый ещё ответ (фото Ashley Clark).

Всю следующую ночь Джо и его друзья работали над альтернативной схемой управления радиотелескопом-монстром, в результате чего на утро они придумали обходной вариант, в котором в роли кодера выступил iPhone, соединённый с несколькими "железными ящиками" оборудования в Аресибо рядом проводков. Послание перекодировали в звуковой файл, который управлял модуляцией передатчика.

Удивительно, но такая самопальная схема сработала и отчаянный межзвёздный "вызов с iPhone" был отправлен в чёрную бездну по лучу мощностью 2 мегаватта! (Телескоп Аресибо учёные ведь используют и как огромный планетарный радар, так что он оборудован, помимо приёмников, мощными трансляторами. Чем воспользовались Саган и Дрейк в 1970-х, и чем воспользовался Дэвис теперь.)

В качестве содержания послания художник выбрал закодированную в нулях и единичках генетическую последовательность, определяющую строение белковой молекулы — рибулозобисфосфат-карбоксилазы-оксигеназы (RuBisCO). Это один из самых распространённых протеинов на Земле и один из главных в природе энзимов: он играет важную роль в фотосинтезе. Проект, соответственно, был назван Rubisco Stars.

Модель RuBisCO, цветами выделены субъединицы – большие и малые белковые цепи. Чтобы перевести генетический код этого фермента в последовательность радиоимпульсов, Джо присвоил каждому нуклеотиду одно кодовое слово: C) "I", T) "amthe", A) "knowyourself", G) "riddleoflife". Инопланетянам не обязательно понимать их смысл, достаточно уловить идею, что одно слово, отделённое паузами, – это один из четырёх нуклеотидов.
Генетический код таким образом превратился в "knowyourself amthe riddleoflife amthe I knowyourself I I knowyourself I knowyourself knowyourself knowyourself I..." и далее ещё много строк. Ну а сама исходная фраза содержит смысл лишь для людей, так как она является вольным вариантом надписи на храме Аполлона в Дельфах – "Познай себя, и ты познаешь тайны мироздания и секреты богов" (иллюстрация с сайта wikipedia.org).

Направление передач — три звезды, похожие на Солнце: GJ 83.1, SO 025300.5+165258 и Каппа Кита. Они были выбраны Джо из списка кандидатов на обитаемые системы, составленного в институте по поиску внеземного разума (SETI Institute).

В отличие от послания к M13 (это скопление удалено от нас на 25,1 тысячи световых лет), расстояния до выбранных на этот раз адресатов составляют всего-то от 12 до 30 световых лет. Чисто теоретически многие из живущих ныне людей смогут ещё застать ответ, если на том конце "провода" будет кому расшифровать послание Джо и ответить на его звонок.

Очевидно, достаточно развитая цивилизация должна понять структуру закодированного послания, извлечь из него генетическую последовательность и понять смысл сообщения: мы показываем чужакам строение молекулы, от которой , по большому счёту, зависит существование всей жизни на Земле, поскольку фотосинтетические организмы являются основанием всей пищевой пирамиды в нашей биосфере.

Выход найден! (фото Ashley Clark)

Тема жизни не раз всплывала в работах Джо. Так в 1990-х он, при помощи молекулярных генетиков, создал произведение Microvenus. Он перевёл древние германские руны, означающие жизнь или матушку-землю (они же, если их перевернуть вверх-ногами, "пацифик", "мир", "голубиная лапка") в цифровую форму, а затем, через определённый код — в последовательность нуклеотидных оснований, которая и была синтезирована, и вставлена в геном кишечной палочки.

Эта культура до сих пор размножается в колбах в жилище Джо. Учитывая, что бактерий там уже миллиарды, Дэвис с долей иронии считает себя самым успешным художником в истории, поскольку его рисунок растиражирован в таком чудовищном числе копий.

Концепцию применения ДНК как бутылки с посланием Джо называет infogene. По его замыслу, синтетический кусок кода вставляется в ту часть молекулы жизни, которая точно не будет переведена в белки (то есть в некодирующую часть). Таким образом, послание может быть растиражировано при размножении клеток. Но прочесть его можно только обладая техникой секвенирования.

Культуры бактерий с зашифрованным символом жизни, звуковой микроскоп и рыболовный крючок микрометрового масштаба, который Дэвид пробовал изготавливать методами, напоминающими производство микросхем (фотографии Joe Davis).

Жизнь, смерть, а также пересечение науки и религии фигурирует и в другом "генетическом" арт-проекте Джо. Это красочные декоративные лоскуты — молитвенные флаги (Prayer flag), — которые, вопреки тибетской традиции, украшены не молитвами, а записью генетического кода человека с фрагментами, отвечающими за ряд болезней.

Это странное обращение к тем, кто способен размышлять и о роли науки в развитии общества (и медицины в частности), и о вере, и о возможном существовании где-то существ радикально отличных от нас, то есть отличных по ДНК.

Добавим, если такие существа будут столь же целеустремлёнными и находчивыми, как сам Джо, они, наверное, смогут разгадать код недавнего межзвёздного звонка.

Энн Дрюян (Ann Druyan), вдова Сагана и одна из интересных фигур в космической отрасли, узнав о новой работе Дэвиса, поблагодарила его за столь примечательное празднование юбилея "Послания Аресибо" и особо отметила трюк с телефоном. "Я знаю — Карл полюбил бы историю с iPhone", — добавила Энн.

Дэвис сравнивает обсерваторию в Аресибо с храмом Аполлона: в нём учёные смотрят на небо, пытаясь разгадать очередную его тайну. Но тем самым, понемногу узнают что-то новое и о нас самих.