Od połowy XX wieku astronomowie szukali śladów inteligentnych cywilizacji pozaziemskich. Ale wszechświat wciąż milczy. Spróbujmy dowiedzieć się, dlaczego.
Enrico Fermi jest jednym z „ojców” bomby atomowej, badań nad radioaktywnością, a także laureatem Nagrody Nobla. Trudno przecenić jego wkład w rozwój mechaniki kwantowej i fizyki teoretycznej. Jednak najczęściej jego nazwisko kojarzy się z prostym pytaniem, które pierwotnie było rodzajem żartu naukowców dyskutujących o UFO w Los Alamos w 1950 roku: gdzie są wszyscy?
Fermi nie był pierwszą osobą, która zadała pytanie o pozaziemską inteligencję. Ale to z nim jest najczęściej kojarzony, więc w końcu stał się znany jako paradoks Fermiego. Można to podsumować w ten sposób: wszechświat jest niewyobrażalnie ogromny, istnienie inteligentnego obcego życia jest prawie niezaprzeczalne, ale wszechświat ma prawie 14 miliardów lat, a inne stworzenia miały wystarczająco dużo czasu, aby ujawnić się ludzkości, więc gdzie są wszyscy?
Najpierw pomyśl o osiągnięciach ludzkiej przestrzeni kosmicznej. Możliwe, że w najbliższych dziesięcioleciach wyślemy już pierwsze sondy międzygwiazdowe - do układu Alfa Centauri. Ale od czasu lotu pierwszego człowieka w kosmos nie minęło nawet sto lat. Do czego będziemy zdolni za setki, tysiące, a nawet miliony lat?
Enrico Fermi, którego imieniem nazwano opisywany paradoks / Smithsonian Institution Archives.
Fermi i jego koledzy zadali to pytanie 11 lat przed tym, jak Jurij Gagarin wykrzyknął: „Chodźmy!” Teoretycznie zaawansowana technologicznie rasa obcych nie powinna mieć trudności z kolonizacją Galaktyki, zwłaszcza jeśli miała na to wiele milionów lat.
Aby jednak z całą pewnością stwierdzić, że nie jesteśmy sami we wszechświecie, naukowcy potrzebują dowodów. Ten dowód, delikatnie mówiąc, jest niewielki, jeśli nie powiedzieć, że w ogóle nie istnieje. A zastrzeżenia, że prawa fizyki nie pozwalają statkom kosmicznym na poruszanie się powyżej określonej prędkości, nie są odpowiednie dla wszystkich.
Weźmy na przykład Proxima Centauri. Nawet jeśli podejdziesz do niego z prędkością 0,25% prędkości światła, będziesz mógł się tam dostać nie wcześniej niż za 16 lat. System TRAPPIST-1 ma około 160 lat. Od dawna, ale to kropla w morzu w porównaniu z epoką Wszechświata i Drogi Mlecznej.
Film promocyjny:
Równanie Drake'a
Pierwszą rzeczą do rozważenia jest równanie Drake'a. Jest to prosta formuła matematyczna pierwotnie zaproponowana przez astronoma Franka Drake'a w 1961 roku. W skrócie: poprzez nią staramy się obliczyć liczbę zaawansowanych technologicznie cywilizacji i komunikujących się społeczności w Galaktyce. Równanie Drake'a wygląda następująco:
Równanie Drake'a / PPT-Online.
Wielu astrofizyków od dawna próbowało obliczyć każdą wartość, ale obecnie równanie nie ma ostatecznego rozwiązania. R może być również liczbą gwiazd w Galaktyce - uważa się, że w Drodze Mlecznej jest 100 miliardów. Nawet jeśli weźmiemy minimum, udział gwiazd z układami planetarnymi wynosi około 20%, a każda z tych gwiazd powinna mieć co najmniej jedną nadającą się do zamieszkania planetę. Załóżmy, że tylko 10% z nich było w stanie rozwinąć inteligentne formy życia zdolne do komunikacji. Pozbywamy się więc znacznych prawdopodobieństw, ponieważ otrzymujemy 10% z 10% z 10%.
L to czas, w którym na planecie istnieje życie, które jest w stanie nawiązać połączenie. Załóżmy, że jakaś rasa istniała na naszej planecie tak długo, jak my na naszej: okaże się, że to 10 ^ -8 (jedna setna milion). Wynik jest raczej pesymistyczny: wynik to dwa.
Z takim wynikiem, biorąc pod uwagę, że jedną z tych ras jesteśmy my, którzy przeprowadziliśmy obliczenia, w Galaktyce jest inna cywilizacja. Trzeba jednak zaznaczyć, że mówimy o cywilizacjach zaawansowanych technologicznie. Równanie Drake'a nie bierze pod uwagę społeczności przed technologią.
Skala Kardasheva
Skalę Kardasheva można bezpiecznie dodać do dyskusji na temat paradoksu Fermiego. Jest to metoda technologicznego rozwoju cywilizacji, opracowana przez radzieckiego astrofizyka Mikołaja Kardaszewa, która klasyfikuje cywilizacje według ilości użytecznej energii, jaką mogą zużyć. Skala dzieli cywilizacje w następujący sposób:
Wpisz 1. Cywilizacja zdolna do spożytkowania całej energii dostępnej na jej planecie.
Wpisz 2. Cywilizacja zdolna do okiełznania całej energii wypromieniowanej ze swojej gwiazdy.
Wpisz 3. Cywilizacja zdolna do okiełznania energii całej galaktyki.
Astronom Carl Sagan uważał, że jesteśmy gdzieś 70% drogi do cywilizacji pierwszego typu i będziemy w stanie osiągnąć ten poziom za jeden lub dwa stulecia. Współczesne obliczenia sugerują, że możemy stać się cywilizacją typu II w ciągu kilku tysięcy lat i że stanie się cywilizacją typu III zajmie nam od 100 tysięcy do miliona lat.
Według niektórych naukowców, takich jak Freeman Dyson, cywilizacja typu II będzie w stanie zbudować tak zwaną megastrukturę (znaną również jako sfera Dysona) wokół swojej gwiazdy, aby zmaksymalizować swoje zbiory energii / pcworld.com
Jako cywilizacja drugiego lub trzeciego typu, istoty muszą być w stanie poruszać się po Galaktyce z prędkością bliską światła (lub szybciej, jeśli nauczą się łamać znane prawa fizyki).
Biorąc pod uwagę wiek wszechświata i Drogi Mlecznej oraz przykład naszej własnej cywilizacji, wydaje się, że pytań jest o wiele więcej niż odpowiedzi.
Możliwe rozwiązania paradoksu Fermiego
Rozwiązanie 1. Nie ma nikogo innego i nigdy nie było
Jedna z możliwych odpowiedzi brzmi: nie ma obcych i nigdy ich nie było. Taki scenariusz można łatwo wyobrazić sobie we wszechświecie Arystotelesa i Ptolemeusza - małej gromadzie sfer krążących wokół Ziemi. Ale my nie żyjemy w takim wszechświecie. Po stuleciach poszukiwań planet podobnych do Ziemi w ciągu ostatnich dwóch dekad, kosmolodzy zniszczyli kosmiczną piñatę. Każdego roku odkrywa się coraz więcej gwiazd z układami planetarnymi, z których mniej więcej co piąta ma planety podobne do Ziemi. Im więcej dowiadujemy się o Wszechświecie, tym bardziej absurdalne wydaje się stwierdzenie, że może istnieć tylko jedna z takich planet. Astrofizycy i astrobiolodzy - jak Adam Frank, który poszukuje i bada biosfery na egzoplanetach - uważają, że jest to najmniej prawdopodobne rozwiązanie paradoksu Fermiego.
Rozwiązanie 2. Życie jest, ale nie rozsądne
Niektórzy sugerują, że w ciągu najbliższych 10-30 lat znajdziemy ślady najprostszych form życia na Marsie lub jednym z satelitów gazowych gigantów, takich jak Europa czy Enceladus. Oczywiście mówimy o drobnoustrojach lub algach. Ta decyzja zmienia pytanie, gdzie wszystko się znajduje, na bardziej złożoną wersję: co dokładnie zapobiega gromadzeniu się nieskończonej liczby cząsteczek w postaci inteligentnego życia?
Księżyc Saturna Europa, pod którego lodem naukowcy mają nadzieję znaleźć oznaki życia, choć nie są inteligentne.
Tutaj możesz pomyśleć o wszystkich czynnikach, które przyczyniły się do pojawienia się człowieka. Najpierw - iskra życia, następnie tworzenie się prostych komórek, następnie - złożone organizmy wielokomórkowe, a następnie - tworzenie narządów, takich jak mózg. Jeśli humanoidalny umysł jest rzadki, pokonanie jednego z tych kroków może być bardzo trudne. Na przykład wiadomo, że na Ziemi istnieje kilka milionów gatunków organizmów żywych, ale tylko jeden z nich wytworzył cywilizację (przynajmniej taką, jaką znamy). Względna cisza Wszechświata zakłada obecność pewnego rodzaju „wielkiego filtra” ograniczającego rozwój większej liczby istot inteligentnych. Niektórzy naukowcy uważają również, że nie przezwyciężyliśmy tego „wielkiego filtra” w odległej przeszłości, ale czeka nas on w przyszłości. To znaczy, nie chodzi o to, że inteligentne życie jest rzadkie, ale o toże pojawia się przez kilka tysięcy lat, zanim zniknie z nieznanych przyczyn.
Rozwiązanie 3. Jest dużo inteligentnego życia, ale jest ono ciche
Prawdopodobieństwo to, znane również jako „hipoteza zoo”, dostarcza dziwnych wyjaśnień. Być może ludzkość jest nadal tak prymitywna, że zaawansowane cywilizacje nie uważają nas za godnych uwagi lub komunikacji. A może inne cywilizacje doszły do wniosku, że odkrycie siebie doprowadzi do zniszczenia przez gwałtownych międzygalaktycznych kolonizatorów. Albo układ słoneczny znajduje się po prostu w cichym i spokojnym zakątku wszechświata - zupełnie przez przypadek. Ale być może jednym z najbardziej egzotycznych wyjaśnień jest to, że nasz wszechświat to ogromna symulacja komputerowa.
Powodów powszechnego milczenia jest wiele i nie można powiedzieć, że którakolwiek z hipotez jest w 100% prawdziwa. W każdym razie jak dotąd ludzkości nie udało się znaleźć ani jednej pozaziemskiej cywilizacji. Dopóki nie otrzymamy dokładnego wyjaśnienia, paradoks Fermiego będzie nie pozwalał astrofizykom spać w nocy, dręcząc ich pytaniem, gdzie wszystko jest.
Vladimir Guillen