Радиотехническое: Мировая нимфа Эхо, или Когда наука бессильна

[alkor_alkor]

Иногда после радиопередачи на коротких волнах переданный сигнал возвращается -- возникает своего рода радиоэхо с задержкой от 1 до 40 и более секунд. Это явление называется по-разному: "мировое эхо", "парадокс Штермера" (ну или "парадокс Халса-Штермера"), "long delayed echoes"... Наиболее точное (и оттого наиболее скучное) название этого явления -- "радиоэхо с очень длительными задержками и аномально малыми потерями энергии".

Однако за скучным названеим скрывается весьма нескучная загадка. Да, само по себе явление радиоэха хорошо известно и изучено. Но: радиоэха с задержками в доли секунд. Если вспомнить о том, что радиосигнал распространяется со скоростью света, то отражающий его объект в случае "мирового эха" должен находиться от передатчика на расстоянии, измеряемом световыми секундами. То есть, очевидно, в космосе. Когда скандинавский инженер Йорген Халс обнаружил это явление в 1927-м году, то он почти год не решался о нём никому сообщить -- настолько неправдоподобными выглядели результаты его наблюдений.

К настоящему времени сложилось три неудовлетворительных объяснения для этого явления, реальность которого однозначно подтверждается многократными наблюдениями:

(1) Многократное отражение радиосигнала

В этой гипотезе коротковолновые радиосигналы оказываются в ловушке между двумя слоями ионосферы, и многократно отражаясь, огибают Землю несколько раз до тех пор, пока наконец не находят выход через нижний слой. Альтернативная версия -- радиосигнал ни в какие ловушки не попадает, долетает до Луны, отражается, долетает до Земли, отражается снвоа -- и так продолжается пока кто-то не примет радиоэхо.

Увы, если предположить, что разная задержка между исходным радиоимпульсом и эхом объясняется разным количеством отражений и/или разным пройденным расстоянием, то по мере увеличения задержки должна падать интенсивность сигнала. Этого не наблюдается.

(2) Отражение от околоземных плазменных облаков

Гипотеза предполагает, что в космическом пространстве присутствуют специфические облака быстро движущейся плазмы, способные не просто отражать радиосигналы, подобно земной ионосфере, но и фокусировать исходный сигнал так, что мощность отраженного сигнала превышает треть мощности исходного.

Но и тут нестыковочка: наблюдаемый нами отражённый сигнал не претерпевает спектральных искажений. При отражении от плазмы это невозможно.

(3) Инопланетный зонд, пытающийся таким образом установить контакт

Инопланетная машинка висит в одной из точек либрации (точек Лагранжа) системы Земля-Луна, перехватывает радиосигналы и излучает их назад. Такая гипотеза объясняет и сохранение уровня сигнала, и отсутствие спектральных искажений. В наиболее тяжёлой форме она также предполагает, что интервалы задержки служат для передачи некоего сообщения, но это уже совсем ненаучная фантастика.

Следует отметить, что ни в одной из точек Лагранжа никаких инопланетных зондов или даже просто небесных тел не наблюдается. В подозрении остаются, конечно, облака Кордылевского, (якообы) висящие в троянских точках L4 и L5 -- но они сами являются неподтверждённой гипотезой.

Моё личное мнение по поводу этой гипотезы очень простое: цивилизация, способная отправить свой зонд в другую звёздную систему и обеспечить его необнаружение теми средствами, которыми обладает наша цивилизация, вполне могла бы придумать более внятный способ установления контакта с нами.

А что там на самом деле происходит?

А сие науке неизвестно. Причём вот уже почти сто лет. Что-то происходит. Радиосигналы как-то отражаются. Гремят на земле войны, летят в космос ракеты -- а они всё отражаются и отражаются, и плевать им на наши Большой Адронный Коллайдер и радиообсерваторию Аресибо.

Вот в таком мире, собственно, мы и живём.

Прикольно, правда?

Comments

[tengu-crow.livejournal.com]

Вариант - многократное отражение радиосигнала в местном "лабиринте". Ему совсем не обязательно огибать весь земной шар :)

Вообще, атмосферная проводимость радиосигналов - это очень и очень нетривиальная штука. Летом были периоды, когда я вполне спокойно ловил турецкое fm на свой приемник - чего в теории быть не должно, поскольку УКВ "не заглядывает" так далеко за горизонт.

А подробно про отношение мощностей сигналов в "оригинале" и "эхе" информация есть? Должен же был кто-то попытаться замерить разницу?

Ну, это всё варианты первой гипотезы ИМХО

[http://users.livejournal.com/alkor_/]

Собственно, мне тоже атмосферная версия кажется наиболее вероятной.

Что касается отношения мощностей, то, как я понимаю, в большинстве источников имеется в виду наблюдение многократного незатухающего эха. Но деталей и конкретики я не нашёл. Впрочем, я и не очень долго искал -- наверняка что-то есть.

[vladimir000]

Меня во всем этом вопрос мощностей больше всего смущает/интересует. Понятно что не имелась в виду что мощность полученного сигнала была толкьо в счетное число раз меньше мощности излученного - такого не произойдет даже если ретланслятор в метре от передатчика поставить, излучение-то сферическое (хотя бы у начального передатчика:)

То есть, видимо (совсем не знаю стандартов радиодела) речь идет о том, что мощность ретранслятора - судя по мощности полученного сигнала и некоего как-то предположенного расстояния до ретланслятора - всего в несколько раз меньше исходной можности. То есть, как бы хорошее зеркало, бросающее назад зайчик с хорошей точностью. Но тогда возникает вопрос какое, собственно, расстояние бралось для оценки.

[kurumo-mayar.livejournal.com]

У Фармера в цикле "Многоярусный мир" утвреждалось что наша Вселенная на самом деле намного меньше чем кажется и искусственного происхождения (созданная ради эксперимента высокоразвитыми в техническом плане существами), а остальное - голографическая проекция на "стенках" сферы, внутри которой кружится Земля.
Может это оно? о_О

Как вариант

[http://users.livejournal.com/alkor_/]

Но тогда можно пойти дальше -- к "гипотезе Матрицы", предполагающей, что наблюдаемая нами Вселенная является упрощённой моделью реальной, которую гоняет некая сверхцивилизация (возможно -- наши потомки, если такое слово здесь применимо).

Что касается сферы, внутри которйо кружится Земля, то это, насколько я понимаю, целый класс гипотез включая гипотезу мирового льда, и возражания там те же, что и по всей первой (отражательной) версии -- физика-то одна и та же...

Re: Как вариант

[kurumo-mayar.livejournal.com]

Гипотеза "Матрицы" имплицитно не объясняет наличие эхо. В то время как идея "сферы" - очень даже: Если сфера существует - она отражает сигнал. Поскольку Земля находится в центре сферы - сигнал фокусируется и потеря мощности не столь заметна...
Задержа эха не соответствует масштабам, описанным Фармером. Его Вселенная все-же вмещала всю Солнечную систему + чуть дальше.
Впрочем, я ее впомнил скорее шутки ради.

А вот это -- вопрос

[http://users.livejournal.com/alkor_/]

Насколько я помню, авторы гипотезы Матрицы полагали, что она может быть подтверждена обнаружением неких пространственных неоднородностей, обусловленных гранулярностью моделированного пространства.

Неоднородности, в принципе, могли бы влиять и на распространение радиоволн (хотя вряд ли таким образом)

[lugermaxotto.livejournal.com]

Минимальная задержка около секунды вроде бы опровергает возможность переизлучения в точках либрации.

Я так понимаю...

[http://users.livejournal.com/alkor_/]

... что любители зелёных человечков просто отбрасывают все неудобные наблюдения короткопериодического эха на милость отражательной гипотезы, а себе оставляют долгопериодическое.

Re: Я так понимаю...

[lugermaxotto.livejournal.com]

Эть запросто. Вообще же такие суперволноводы со сверхмалым затуханием и широчайшим частотным диапазоном поискать- ох как стоит, да.

[vladimir000]

Задержка в 40 секунд и без особого затухания и изменения спектра, кстати, наводит меня скорее на мысль о каких-то самоподдерживающихся наведенных токах в самом передатчике:)

Увы

[http://users.livejournal.com/alkor_/]

При наблюдениях приёмник и передатчик нередко пространственно разнесены.

[sister-tabl.livejournal.com]

Очень любопытно! Суфлёр вернётся с работы - непременно проинтервьюирую!

[snowman-fedya.livejournal.com]

а проводились ли серьёзные исследования с набором большого статистического материала? по задержке, по искажениям вернувшегося сигнала и тп.?

Хороший вопрос

[http://users.livejournal.com/alkor_/]

Насколько я понимаю, само по себе явление возникает нерегулярно и непредсказуемо. Отдельные исследования проводились, и выглядят они вполне серьёзными -- но вот накопили ли они достаточно материала?

Re: Хороший вопрос

[snowman-fedya.livejournal.com]

Я помню, читал в 70е годы про это явление в ТМ. Или в начале 80х... Там говорилось, что строили таблицы, и пытались расшифровывать информацию, содержащуюся в них. Но подробностей, увы, не запомнил.

Видимо, что-то подобное и натолкнуло Лема на написание "Гласа Господнего"?

[sufler-1.livejournal.com]

Как нам объясняли еще в институте, одна из теорий предусматривает многократное отражение сигнала между слоями ионизированного воздуха и эффект резонанса, из-за которого и происходит незначительное падение мощности сигнала.
Длинноволновое излучение сейчас для связи используется мало и редко, сверхдлинноволновым пользуются только военные, но они же тайн не выдадут. :)

Есть же и отдельное направление любительской радиосвязи: сверхдальний прием телевизионного сигнала, который, как и УКВ, по идее, распространяется только в пределах прямой видимости.