Ласкаво просимо до нашого Серія парадоксу Фермі , де ми розглянемо можливі рішення знаменитого запитання Енріко Фермі «Де всі?» Сьогодні ми досліджуємо можливість того, що ми не знайшли доказів існування інопланетних цивілізацій, тому що їх там немає.
Це стало легендою космічної ери. Вважається, що геніальний фізик Енріко Фермі під час обідньої бесіди в Лос-Аламосській національній лабораторії в 1950 році поставив загадку для прихильників існування позаземних цивілізацій.
Як кажуть, якщо існують космічні прибульці, то вони поширилися б по галактиці, колонізуючи кожен придатний для життя світ. Тоді вони повинні були колонізувати Землю. Вони повинні бути тут, але оскільки їх немає, їх не повинно бути.
Це аргумент, який став відомий як «парадокс Фермі». Проблема в тому, як ми бачили в першій частині, Фермі так і не зробив цього. Як згадують його супутники, які залишилися в живих за обідом (сам Фермі помер від раку лише через чотири роки і ніколи не публікував нічого на тему позаземного розуму), він просто поставив запитання: «Де всі?» на які є багато можливих відповідей.
Фермі не сумнівався, що позаземні цивілізації можуть існувати, але припускав, що міжзоряні подорожі неможливі або що інопланетні мандрівники просто ніколи не знаходили Землю на просторах галактики.
Аргумент про те, що інопланетян не існує, насправді запропонував астроном Майкл Харт у статті, яку він опублікував у 1975 році. Харт припускав, що якщо в галактиці виникне позаземна цивілізація, вона розпочне міжзоряні подорожі та запустить колонізаційні експедиції до найближчих зірок. Ці колонії, у свою чергу, запускатимуть власні зоряні кораблі, поширюючи хвилю колонізації по всій галактиці.
Скільки часу знадобиться хвилі, щоб перетнути галактику? Якщо припустити, що зоряні кораблі рухаються на одній десятій швидкості світла і що не втрачається час на побудову нових кораблів після прибуття до місця призначення, то, припустив Харт, хвиля може перетнути галактику за 650 000 років.
Навіть якщо дати певний час кожній колонії, щоб утвердитися, перш ніж побудувати більше кораблів, галактику можна було перетнути за два мільйони років, мізерний інтервал у космічному або еволюційному масштабі часу. Харт стверджував, що оскільки інопланетян ще немає на Землі, їх немає в нашій галактиці.
Аргумент Харта розширив космолог Френк Тіплер у 1980 році. Тіплер припускав, що інопланетним колоністам допомагатимуть роботи, що самовідтворюються. Його висновок було оголошено в назві його статті «Позаземних розумних істот не існує».
Чому важливо, що аргумент Харта насправді не був сформульований видатним Енріко Фермі? Тому що ім’я Фермі надає достовірності аргументу, якого воно, можливо, не заслуговує.
Прихильники пошуку позаземного розуму (SETI) хочуть шукати докази існування інопланетних цивілізацій, використовуючи радіотелескопи для прослуховування радіоповідомлень, які інопланетяни, можливо, передали в космос. Міжзоряна сигналізація значно дешевша, ніж зоряний корабель, і її можливо здійснити за допомогою сучасних технологій.
Харт черпав наслідки державної політики зі свого аргументу про те, що інопланетян не існує. Його стаття дійшла висновку, що «широкий пошук радіоповідомлень з інших цивілізацій, ймовірно, є марною тратою часу та грошей».
Наші політичні лідери прислухалися до поради Харта. Коли в 1981 році сенатор Вільям Проксмайр очолив успішну спробу знищити фінансування нової програми NASA SETI, він використав аргумент Харта-Тіплера. Друга спроба NASA SETI була припинена конгресом у 1993 році, і з тих пір жодних державних коштів не виділялося на пошук позаземних радіосигналів.
Наскільки переконливою є гіпотеза Харта-Тіплера? Як і Харт, Карл Саган був оптимістом щодо перспектив міжзоряних подорожей, і Саган опублікував свій аналіз наслідків міжзоряних подорожей для позаземного розуму на ціле десятиліття раніше, ніж Харт, у 1963 році. Саган і його співавтор, російський астроном Йозеф Шкловський присвятив цій темі розділ у своїй класиці 1966 рокуРозумне життя у Всесвіті.
Радіотелескоп Аресібо в Пуерто-Ріко був місцем дослідження НАСА високої роздільної здатності мікрохвильового дослідження, пошуку позаземних радіоповідомлень. Авторство: NSF
Як і Харт, Саган зробив висновок, що «якщо колонізація є правилом, то навіть одна космічна цивілізація швидко пошириться по Чумацького Шляху за час, набагато коротший, ніж вік галактики. Були б колонії колоній колоній…». То чому Саган, як і Харт, не стверджував, що інопланетян не існує, тому що їх ще немає?
Відповідь полягає в тому, що Саган, на відміну від Харта, вважав необмежену колонізацію лише одним із багатьох можливих способів дії інопланетних космонавтів. Він писав, що «придатні для життя планети без технічних цивілізацій будуть часто зустрічатися космічними цивілізаціями. Невідомо, якою буде їхня відповідь…
Можливо, в деяких країнах діють суворі заборони проти колонізації населених, але дотехнічних планет.Кодекс Галактика. Але ми не в змозі судити про інопланетну етику. Можливо, робляться спроби колонізувати кожну придатну для життя планету… Можна також уявити цілий спектр проміжних випадків».
Окрім припущення, що міжзоряні подорожі можливі, аргумент Харта ґрунтується на дуже конкретних і дуже спекулятивних уявленнях про те, як повинні вести себе інопланетяни. Він припускав, що вони проводитимуть політику необмеженої експансії, що вони будуть швидко розширюватися, і що коли їхні колонії будуть створені, вони проіснуватимуть мільйони чи навіть мільярди років. Якщо будь-які з його припущень про те, як будуть діяти інопланетяни, невірні, то його аргумент про те, що їх не існує, зазнає невдачі.
Фото центрального району Чумацького Шляху. Авторство: UCLA SETI Group/Юрій Белецький, обсерваторія Карнегі Лас-Кампанас
Еволюційний біолог Стівен Джей Гулд різко критикував припущення Харта. Він написав: «Повинен зізнатися, що я просто не знаю, як реагувати на такі аргументи. Мені досить важко передбачити плани та реакцію найближчих мені людей. Зазвичай мене дивують думки та досягнення людей у різних культурах. Будь я проклятий, якщо я зможу з упевненістю заявити, що може зробити якесь позаземне джерело розуму».
У 1981 році Саган і планетарний учений Вільям Ньюман опублікували відповідь Харту і Типлеру. У той час як Харт використовував дуже простий математичний аргумент, припускаючи, що інопланетна цивілізація буде поширюватися майже так швидко, як могли подорожувати її кораблі, Ньюман і Саган використовували математичну модель, подібну до тієї, яку популяційні біологи використовують для аналізу поширення популяцій тварин для моделювання міжзоряної колонізації. .
Вони дійшли висновку, що темпи розширення, які припускає Харт, дуже нереальні. Розширення буде значно повільніше, наприклад, якщо цивілізації контролюватимуть темпи зростання свого населення на будь-якій даній планеті, щоб уникнути екологічного колапсу, якщо колонії мають обмежену тривалість життя, і якщо інопланетні суспільства зрештою переростуть експансіоністські тенденції. Припущення Харта про те, що інопланетна цивілізація поширюватиметься майже так швидко, як можуть подорожувати її кораблі, не є правдоподібним. Ньюман і Саган відзначили, що можна пройти через Рим за день, але Рим не був побудований за день. Він зростав набагато повільніше.
Якщо еволюція розумного життя взагалі імовірна, інші цивілізації можуть виникнути до того, як будь-яка гіпотетична перша хвиля розширення повільно прокотиться по галактиці. Якщо кілька світів викликають хвилі колонізації, вони можуть зіткнутися один з одним. Що було б тоді? Ніхто не знає. Історію галактики неможливо передбачити за допомогою кількох рівнянь.
Для Ньюмена і Сагана відсутність інопланетян на Землі не означає, що вони не існують деінде в галактиці або що вони ніколи не запускають зоряні кораблі. Це просто означає, що вони поводяться не так, як очікував Харт. Вони роблять висновок, що «за винятком, можливо, в дуже ранній історії Галактики, не існує дуже старих галактичних цивілізацій з послідовною політикою завоювання населених світів; немає Галактичної Імперії».
Отже, Енріко Фермі ніколи не навів вагомого аргументу про те, що позаземного розуму, ймовірно, не існує. Майкл Харт також не зробив. Проста істина полягає в тому, що ніхто не знає, чи існують інопланетяни в галактиці. Але якщо вони існують, можливо, виявлення їхніх радіоповідомлень дасть нам необхідні докази. Тоді ми могли б припинити спекулювати і почати щось вчитися.
Ми написали багато цікавих статей про Великий фільтр, парадокс Фермі, пошук позаземного інтелекту (SETI) та пов’язані з ними концепції тут, у Universe Today.
Ось Де прибульці? Як «Великий фільтр» може вплинути на технічний прогрес у космосі , Чому знайти інопланетне життя було б погано. Великий фільтр , Як ми можемо знайти інопланетян? Пошук позаземного розуму (SETI) , і Фрейзер і Джон Майкл Годьє обговорюють парадокс Фермі .
І обов’язково перегляньте решту нашої серії поза парадоксом Фермі:
- Поза «парадоксом Фермі» I: обідня розмова – Енріко Фермі та позаземний розум
- За межами «Парадоксу Фермі» III: що таке великий фільтр?
- За межами «парадоксу Фермі» IV: що таке гіпотеза рідкоземельних елементів?
- За межами «парадоксу Фермі» V: що таке гіпотеза естівації?
- За межами «парадоксу Фермі» VI: що таке гіпотеза берсерка?
- За межами «парадоксу Фермі» VII: що таке гіпотеза планетарію?
- За межами «парадоксу Фермі» VIII: що таке гіпотеза зоопарку?
- За межами «парадоксу Фермі» IX: що таке гіпотеза короткого вікна?
- За межами «парадоксу Фермі» X: що таке гіпотеза первістка?
- За межами «парадоксу Фермі» XI: що таке гіпотеза трансценції?
- За межами «Парадоксу Фермі» XII: Що таке гіпотеза водного світу?
- За межами «парадоксу Фермі» XIII: що таке гіпотеза «світів океану»?
- За межами «парадоксу Фермі» XIV: що таке гіпотеза полярного сяйва?
- За межами «парадоксу Фермі» XV: що таке гіпотеза теорії перколяції?
- За межами «парадоксу Фермі» XVI: що таке гіпотеза «темного лісу»?
У Astronomy Cast є кілька цікавих епізодів на цю тему. Ось Епізод 24: Парадокс Фермі: де всі прибульці? , Епізод 110: Пошуки позаземного розуму , Епізод 168: Енріко Фермі , Епізод 273: Рішення парадоксу Фермі .
Джерела:
- Р. Х. Грей (2012) The Elusive WOW, Searching for Extraterrestrial Intelligence, Palmer Square Press, Чикаго, Іллінойс.
- Р. Х. Грей (2015) Парадокс Фермі не є ні парадоксом Фермі, ні парадоксом , Астробіологія, 15(3): 195-199.
- М. Х. Харт, (1975) Пояснення відсутності на Землі інопланетян , Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, 16:128-135.
- В. І. Ньюман і Ч. Саган (1981) Галактичні цивілізації: динаміка населення та міжзоряна дифузія , Ікар, 46:293-327.
- К. Саган (1963) Прямий контакт між галактичними цивілізаціями шляхом релятивістського міжзоряного космічного простору , Планетно-космічна наука, 11:485-489.
- І. С. Шкловський і Ч. Саган (1966) “ Розумне життя у Всесвіті “. Delta Publishing Company, Inc. Нью-Йорк, Нью-Йорк.
- Ф. Типлер (1980) Позаземних розумних істот не існує , Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, 21:267-281.
- С. Вебб (2010) Якщо Всесвіт кишить інопланетянами… Де всі? П'ятдесят розв'язків парадоксу Фермі та проблеми позаземного життя. Copernicus Books, Нью-Йорк, Нью-Йорк.