Dobrodošli nazad u naše Serija Fermi Paradox , gdje ćemo pogledati moguća rješenja za poznato pitanje Enrica Fermija, 'Gdje su svi?' Danas ispitujemo mogućnost da postoji nešto u Svemiru što sprječava život da dođe do točke na kojoj bismo mogli čuti od njega.
1950. talijansko-američki fizičar Enrico Fermi sjeo na ručak s nekim od svojih kolega u Nacionalni laboratorij u Los Alamosu , gdje je radio pet godina prije u sklopu projekta Manhattan. Prema različitim izvještajima, razgovor se okrenuo izvanzemaljcima i nedavnoj buji NLO-a. U to je Fermi izdao izjavu koja će ući u anale povijesti: “Gdje su svi?'
To je postalo osnova Fermijev paradoks , što se odnosi na procjene visoke vjerojatnosti postojanja izvanzemaljske inteligencije (ETI) i očiti nedostatak dokaza. Sedamdeset godina kasnije, još uvijek nismo odgovorili na to pitanje, što je dovelo do mnogih teorija o tome zašto 'Velika tišina' traje. Popularno je da mora postojati “Odličan filter” koji sprječava život da dosegne napredni stupanj razvoja.
Porijeklo
Termin je skovao ekonomist Robin Hanson, koji je također znanstveni suradnik na Sveučilištu Oxford Institut za budućnost čovječanstva (FHI). Hanson je 1996. objavio esej pod naslovom “ Veliki filter – jesmo li ga skoro prošli? ” gdje je predložio da mora postojati nešto što sprječava da se neživa tvar spoji u žive organizme (abiogeneza) i postigne visoku razinu razvoja naKardaševa skala(Pogledaj ispod).
Ova mogućnost, tvrdi on, ne sluti dobro čovječanstvu. Kako je rezimirao svoju argumentaciju:
“Čini se da čovječanstvo ima svijetlu budućnost, tj. ne-trivijalnu šansu da se proširi kako bi ispunio svemir trajnim životom. Ali činjenica da se prostor u našoj blizini čini mrtvim sada nam govori da se bilo koji komad mrtve tvari suočava s astronomski malim šansama za stvaranje takve budućnosti. Dakle, postoji aodličan filterizmeđu smrti i širenja trajnog života, a čovječanstvo se suočava sa zlokobnim pitanjem: koliko smo daleko u ovom filteru?
Još jedan sjajan opis ponudio je Nick Bostrom, filozof koji također potječe iz FHI. Kako je to opisao u svom eseju iz 2008., “ Gdje su? Zašto se nadam da potraga za izvanzemaljskom inteligencijom neće pronaći ništa ':
“Veliki filter se može smatrati barijerom vjerojatnosti. Sastoji se od [jednog ili] više vrlo nevjerojatnih evolucijskih prijelaza ili koraka čija je pojava potrebna kako bi planet sličan Zemlji proizveo inteligentnu civilizaciju tipa koji bi nam bio vidljiv s našom trenutnom tehnologijom promatranja.”
Moram voljeti Drakea!
Kada je Fermi postavio svoje poznato pitanje, znanstvenici su već djelovali pod pretpostavkom da života u svemiru mora biti u izobilju. To ne bi trebalo biti iznenađenje s obzirom na samu veličinu i starost Svemira, koji ima promjer od 93 milijarde svjetlosnih godina (to je samo 'uočljivi' dio) i koji postoji oko 13,8 milijardi godina. S tim je prostor procijenjen 2 trilijuna galaksija !
Frank Drake ispisuje svoju slavnu jednadžbu na bijeloj ploči. Zasluge: SETI.org
U međuvremenu, naša galaksija ima promjer između 170.000 i 200.000 svjetlosnih godina i sadrži između 200 i 400 milijardi zvijezda. Čak i kada bismo pretpostavili da je samo 1% tih zvijezda imalo planete, da je 1% tih planeta moglo podržavati život, da je 1% njih proizvelo inteligentan život i da je 1% ovog života procvjetalo u naprednu civilizaciju, ipak znači 2000 civilizacija moglo biti tamo!
Ovaj argument je desetak godina kasnije formalizirao američki astronom i istraživač SETI-ja dr. Frank Drake. Tijekom sastanka u pogonu Green Bank 1961. godine, brojni su se znanstvenici sastali kako bi razgovarali o korištenju radioteleskopa za traženje signala koji su se činili umjetnim porijeklom. Pripremajući se za ovaj sastanak, Drake je pripremio jednadžbu koja je sažimala ono s čime su istraživači SETI-ja radili.
The Drakeova jednadžba , a nakon toga bi se nazvala, može se matematički sažeti na sljedeći način:
N = R*x fstrx nIx fthex fix fcx L
GdjeNje broj civilizacija u našoj galaksiji s kojima bismo mogli komunicirati,R*je prosječna stopa stvaranja zvijezda,fstrje dio zvijezda koje imaju planete,nI je broj planeta koji mogu podržavati život,ftheje broj koji će razviti život,fi je broj koji će razviti inteligentan život,fcje broj tehnološki naprednih civilizacija, iTHEje vrijeme koje bi morali prenijeti signale u svemir.
Drakeova jednadžba, matematička formula za vjerojatnost pronalaska života ili naprednih civilizacija u svemiru. Zasluge: Sveučilište u Rochesteru
Kao što će dr. Drake kasnije reći o stvaranju jednadžbe:
“Dok sam planirao sastanak, shvatio sam nekoliko dana(a) prije vremena da nam je potreban dnevni red. I tako sam zapisao sve stvari koje trebate znati da predvidite koliko će biti teško otkriti izvanzemaljski život. I gledajući ih postalo je prilično očito da ako pomnožite sve ovo zajedno, dobili ste broj N, što je broj civilizacija koje se mogu otkriti u našoj galaksiji. To je bilo usmjereno na traženje radija, a ne na potragu za iskonskim ili primitivnim oblicima života.”
Pitanje razmjera
Kardaševa ljestvica dobila je ime po sovjetskom i ruskom astrofizičaru Nikolaju Kardaševu koji je predložio da se vanzemaljske civilizacije mogu klasificirati na temelju količine energije koju može iskoristiti. U svom eseju iz 1964. pod naslovom “ Prijenos informacija od strane izvanzemaljskih civilizacija “, predložio je troslojnu shemu – “Kardaševsku ljestvicu” – koja se sastojala od sljedećeg:
- Civilizacije tipa I, (poznate i kao planetarne civilizacije) su one koje mogu koristiti i pohraniti svu energiju dostupnu na svom planetu (~4×1012vati)
- Civilizacije tipa II (aka. zvjezdane civilizacije) su one koje su sposobne koristiti i kontrolirati energiju cijelog zvjezdanog sustava (~4×1026vati)
- Civilizacije tipa III (aka. galaktičke civilizacije) su one koje mogu kontrolirati energiju cijele galaksije (~ 4 × 1037vati)
U svojoj knjizi iz 1973. pod naslovom Kozmička veza: izvanzemaljska perspektiva , poznati znanstveni komunikator Carl Sagan tvrdio je da bi na ljestvici trebao biti uključen tip 0 jer čovječanstvo još nije postiglo razinu razvoja tipa I. Kako je Sagan rekao:
“Civilizacija tipa I sposobna je prikupiti za komunikacijske svrhe ekvivalent cjelokupne trenutne izlazne snage planete Zemlje – koja se sada koristi za grijanje, struju, transport i tako dalje; veliki izbor namjena osim komunikacije s izvanzemaljskim civilizacijama. Prema ovoj definiciji, Zemlja još nije civilizacija tipa I... Naša sadašnja civilizacija bila bi klasificirana kao nešto poput tipa 0,7.”
Na temelju ovih parametara, civilizacija tipa I ne samo da bi narasla da zauzme cijelu površinu svog planeta, već bi također kolonizirala nisku Zemljinu orbitu (LEO). Takvu civilizaciju mogli bi identificirati lovci na egzoplanete tražeći oblake satelita oko planeta (tzv. Clarke pojasevi ), što bi bilo vidljivo tijekom planetarnih tranzita.
Civilizacija tipa II, prema Kardashevu, najbolje je prikazana kao ona koja je sposobna izgraditi megastrukturu oko svoje matične zvijezde (tj. Dysonova sfera ). To bi omogućilo civilizaciji da iskoristi svu energiju koju proizvodi njezino sunce, kao i da eksponencijalno umnožava količinu nastanjivog prostora u svom kućnom sustavu.
Vau! signal predstavljen kao '6EQUJ5'. Zasluge: Big Ear Radio Observatory/NAAPO
Civilizaciju tipa III teže je okarakterizirati, ali različiti teoretičari tvrde da bi dovoljno napredni ETI-i mogli izgraditi megastrukture oko cijele svoje galaksije ili oko područja jezgre svoje galaksije kako bi iskoristili energiju svoje supermasivne crne rupe (SMBH). Bez obzira na to, pošteno je reći da bi civilizaciju sposobnu iskoristiti energiju cijele svoje galaksije bilo nemoguće ne primijetiti.
Gdje povući crtu?
U svom eseju, Hanson je tvrdio da 'filter' mora ležati negdje između točke u kojoj se život pojavljuje na planetu (abiogeneza) i točke u kojoj postaje međuplanetarna ili međuzvjezdana civilizacija. Koristeći život na Zemlji i pojavu čovječanstva kao predložak, Hanson je ocrtao proces od devet koraka koji bi život trebao slijediti da bi došao do točke da postane svemirska civilizacija. To uključuje:
- Naseljivi zvjezdani sustav (organski i nastanjivi planeti)
- Reproduktivne molekule (npr. RNA)
- Jednostanični život prokariota
- Eukariotski jednoćelijski život
- Seksualno razmnožavanje
- Život s više stanica
- Životinje sposobne koristiti alate
- Industrijska civilizacija
- Kolonizacija širokih razmjera
U skladu s hipotezom Velikog filtera, barem jedan od ovih koraka mora biti nevjerojatan. Ili je život teško rano nastao iz anorganskih materijala, ili se izgledi za katastrofalni neuspjeh povećavaju kako vrsta postaje sve naprednija. Bilo koja od ovih mogućnosti ima značajne posljedice za ljudsku rasu.
Ako je filtar u ranoj fazi, tada je postojanje složenih oblika života (uključujući ljude) rijetkost i pobjeđujemo izglede samim time što smo ovdje. Ako je, s druge strane, filtar lociran u kasnijoj fazi, onda su mnogi ETI zacijelo dosegli našu trenutnu razinu razvoja, ali nisu uspjeli dalje napredovati (iz bilo kojeg razloga). To bi značilo da je točka u kojoj će izumiranje vjerojatno biti pred nama.
Iz tog razloga, mnogi smatraju da otkriće života izvan Zemlje ne bi bilo razlog za slavlje. Ili kako je Nick Bostrom sažeo:
“Počinjete s milijardama i milijardama potencijalnih točaka klijanja za život, a završite sa zbrojem od nula izvanzemaljskih civilizacija koje možemo promatrati. Veliki filtar stoga mora biti dovoljno moćan - što će reći, kritični koraci moraju biti dovoljno nevjerojatni - da čak i s mnogo milijardi bacanja kockica, netko završi bez ičega: bez vanzemaljaca, bez svemirske letjelice, bez signala, barem bez ikakvog koje možemo otkriti u svojoj šumi.”
U svakom slučaju, unaprijed je zaključak da nijedna vrsta u našoj galaksiji nije stigla do devete stepenice. Inače bi dokazi o njegovom postojanju bili posvuda. Dakle, sasvim je moguće da inteligentne vrste ne prijeđu s koraka osam na korak devet. Dakle, sasvim je moguće da inteligentne vrste ne pređu od koraka osam do koraka devet – tj. Tip I do civilizacije tipa II).
Moguća rješenja
Na kraju, Veliki filter i Fermijev paradoks su neodvojivi i pokušaji da se jedno razriješi neminovno nadiru drugi. Na primjer, postavljanje filtera u ranu fazu Hansonovog procesa od devet koraka značilo bi zaključiti da čovječanstvo nije pronašlo nikakve dokaze o inteligentnom životu jer on ne postoji – što je sama osnova Hart-Tiplerova pretpostavka .
S druge strane, ako je slučaj da inteligentni život postoji vani, ali su uvjeti pod kojima se on razvio rijetki, onda ostajemo s neizbježnim zaključkom da jednostavno još nismo pronašli nikakav dokaz. To je točna logika koja stoji izaHipoteza rijetke zemlje, što je još jedno moguće rješenje Fermijevog paradoksa.
Ili, kao što je već napomenuto, moglo bi biti da je u prirodi inteligentnog života da se uništi kao rezultat tehnološkog napretka. To može biti rezultat nuklearnog rata, klimatske promjene , razvoj umjetne inteligencije ili na neki drugi način. Kao što su Sagan i Shklovsky saželi u svojoj 1966.' Potraga za izvanzemaljskom inteligencijom ':
“Iskušenje je zaključiti da postoji najviše samo nekoliko naprednih izvanzemaljskih civilizacija – bilo zato što smo jedna od prvih tehničkih civilizacija koje su se pojavile, ili zato što je sudbina svih takvih civilizacija da se unište prije nego što su daleko dalje. uz.'
Fotografija središnje regije Mliječne staze. Zasluge: UCLA SETI Group/Yuri Beletsky, Carnegie Las Campanas opservatorij
Koristeći čovječanstvo kao predložak, moglo bi se tvrditi da su mnoge egzistencijalne prijetnje s kojima se suočavamo tipične za civilizacije na našoj razini razvoja. Postoje mnoge druge predložene rezolucije, kao što su ETI-i nisu nepostojeći ili mrtvi, već hiberniraju – aka. the Hipoteza estivacije . Postoji teorija da bi mogli izbjegavati kontakt kako se ne bi miješali u našu evoluciju (Hipoteza o zoološkom vrtu), ili da se zaštite!
Čak se sugeriralo da je čovječanstvo namjerno izolirano od strane ETI (akaHipoteza o planetariju) kako bi nas mogli pobliže proučavati. Naravno, to su teorije koje se – kao i sam Fermijev paradoks – ne mogu razriješiti dok se ne pronađu dokazi za postojanje izvanzemaljske inteligencije. Kao što je slavni znanstvenik i SF autor Arthur C. Clarke jednom rekao:
“Postoje dvije mogućnosti: ili smo sami u svemiru ili nismo. Obje su podjednako zastrašujuće.”
Napisali smo mnogo zanimljivih članaka o Velikom filteru, Fermijevom paradoksu, potrazi za izvanzemaljskom inteligencijom (SETI) i povezanim konceptima ovdje na Universe Today.
evo Gdje su vanzemaljci? Kako bi 'Veliki filter' mogao utjecati na tehnološki napredak u svemiru , Zašto bi pronalazak vanzemaljskog života bilo loše. Veliki filter , Kako bismo mogli pronaći vanzemaljce? Potraga za izvanzemaljskom inteligencijom (SETI) , i Fraser i John Michael Godier raspravljaju o Fermijevom paradoksu .
I svakako pogledajte ostatak naše serije Beyond Fermi's Paradox:
- Izvan 'Fermijevog paradoksa' I: Razgovor za vrijeme ručka - Enrico Fermi i izvanzemaljska inteligencija
- S onu stranu 'Fermijevog paradoksa' II: preispitivanje Hart-Tiplerove pretpostavke
- S onu stranu “Fermijevog paradoksa” IV: Što je hipoteza rijetke zemlje?
- S onu stranu “Fermijevog paradoksa” V: Što je hipoteza estivacije?
- Izvan “Fermijevog paradoksa” VI: Što je hipoteza Berserkera?
- S onu stranu “Fermijevog paradoksa” VII: Što je hipoteza planetarija?
- Izvan “Fermijevog paradoksa” VIII: Što je hipoteza o Zoološkom vrtu?
- Izvan “Fermijevog paradoksa” IX: Što je hipoteza kratkog prozora?
- Izvan 'Fermijevog paradoksa' X: Što je hipoteza o prvorođenim?
- S onu stranu “Fermijevog paradoksa” XI: Što je hipoteza transcenzije?
- Izvan 'Fermijevog paradoksa' XII: Što je hipoteza o vodenom svijetu?
- Izvan “Fermijevog paradoksa” XIII: Što je hipoteza o “oceanskim svjetovima”?
- Izvan “Fermijevog paradoksa” XIV: Što je hipoteza Aurore?
- Izvan “Fermijevog paradoksa” XV: Što je hipoteza teorije perkolacije?
- Izvan “Fermijevog paradoksa” XVI: Što je hipoteza o “tamnoj šumi”?
Astronomy Cast ima nekoliko zanimljivih epizoda na tu temu. evo Epizoda 24: Fermijev paradoks: Gdje su svi vanzemaljci? , Epizoda 110: Potraga za izvanzemaljskom inteligencijom , Epizoda 168: Enrico Fermi , Epizoda 273: Rješenja Fermijevog paradoksa .
Izvori:
- Hanson, R. “ Veliki filter – jesmo li ga skoro prošli? ”(1998.)
- Brin, G.D.“ Velika tišina – polemika o izvanzemaljskom inteligentnom životu. ”(1983.)
- Sagan, C. ' Kozmička veza: izvanzemaljska perspektiva .' (1973.)
- Kardešev, N.S. “ Prijenos informacija od strane izvanzemaljskih civilizacija .' (1964.)
- Sagan, C, i Shklovsky, I. Potraga za izvanzemaljskom inteligencijom .” Cosmic Search Vol. 1 br. 2. (1966.)
- Bostron, N.” Gdje su? Zašto se nadam da potraga za izvanzemaljskom inteligencijom neće pronaći ništa .' (2008.)
- SETI institut – Fermijev paradoks