Дізнайтеся що таке Парадокс Фермі, який намагається відповісти на питання, де знаходяться інопланетяни й чому ми їх досих пір не зустріли.
Враховуючи, що наша Сонячна система досить молода порівняно з рештою Всесвіту – приблизно 4,5 мільярда років проти 13,8 мільярда – і що міжзоряні подорожі можуть бути досить легко здійсненні за наявності достатнього часу, Землю вже мали б відвідати інопланетяни, як стверджує ця ідея.
Парадокс отримав свою назву від імені лауреата Нобелівської премії фізика Енріко Фермі, який нібито висловив вищезгадані міркування під час випадкової розмови за обідом у 1950 році. І наслідки цього змусили астробіологів та інших вчених чухати потилиці протягом десятиліть.
Що таке Парадокс Фермі
Фермі зрозумів, що будь-яка цивілізація зі скромною кількістю ракетних технологій і нескромною кількістю імперських стимулів може швидко колонізувати всю галактику.
Протягом декількох десятків мільйонів років кожна зоряна система може бути взята під крило імперії. Десятки мільйонів років можуть здатися довгим проектом, але насправді це досить короткий термін у порівнянні з віком галактики, який приблизно в тисячу разів більший.
Фермі помер у 1954 році, тож досліджувати та пояснювати цю ідею довелося іншим людям, таким як Майкл Гарт, який написав статтю під назвою “Пояснення відсутності інопланетян на Землі” у Щоквартальному журналі Королівського астрономічного товариства (RAS) у 1975 році. (Дехто вважає, що це перша подібна стаття, в якій досліджується парадокс Фермі, хоча це твердження важко довести).
“Ми спостерігаємо, що жодні розумні істоти з космосу зараз не присутні на Землі, – писав Харт в анотації до статті. “Передбачається, що цей факт найкраще можна пояснити гіпотезою про те, що в нашій галактиці немає інших розвинених цивілізацій”.
Однак він зазначив, що для більш точної відповіді необхідні додаткові дослідження в галузі біохімії, формування планет і атмосфер.
Харт стверджує, що розумні інопланетяни вже могли відвідати Землю в якийсь момент історії нашої планети, якщо тільки вони не почали свою подорож менше двох мільйонів років тому. Він вважав, що очевидна відсутність таких візитів, швидше за все, пов’язана з відсутністю розумних інопланетян. Але він також окреслив чотири інших потенційних пояснення:
- Прибульці ніколи не прилітали сюди через фізичні труднощі, “які роблять космічні подорожі нездійсненними”, що може бути пов’язано з астрономією, біологією або технікою.
- Прибульці просто вирішили ніколи не відвідувати нас.
- Розвинені цивілізації за межами Землі виникли надто недавно, щоб прибульці могли дістатися до нас.
- Прибульці відвідували Землю в минулому, але ми їх не спостерігали.
Френк Тіплер, професор фізики з Університету Тулейн, продовжив аргументацію Харта в 1980 році в статті під назвою “Позаземні розумні істоти не існують”, також опублікованій в “Щоквартальному журналі РАН”.
Основна частина його статті була присвячена тому, як отримати ресурси для міжзоряних подорожей, чого, на його думку, можна було б досягти за допомогою якогось самовідтворюваного штучного інтелекту, що рухається від зоряної системи до зоряної системи, створюючи копії самого себе під час подорожі.
Оскільки на Землі ніколи не було знайдено доказів існування такої досконалої техніки, Тіплер стверджував, що ми, ймовірно, є єдиним розумом у Всесвіті. У статті 1980 року він також писав, що ті, хто вірить у позаземний розум, схожі на ентузіастів НЛО (непізнаних літаючих об’єктів), оскільки обидва табори вірять, що “ми будемо врятовані від самих себе якимось чудесним міжзоряним втручанням”.
Сьогодні тема позаземного розуму є популярною, і щороку з’являється безліч робіт від різних дослідницьких груп. А ідея про те, що за межами Землі можуть існувати розвинуті цивілізації, була підтримана революцією у відкритті екзопланет, що триває.
Ймовірність виникнення життя: екзопланети
Ми дізналися, що таке Парадокс Фермі, але яка ймовірність виникненння позаземного життя?
Всесвіт неймовірно великий і старий. Дані, зібрані різними телескопами, показують, що ширина видимого Всесвіту становить близько 92 мільярдів світлових років (і весь час зростає все швидше і швидше). А окремі вимірювання показують, що йому близько 13,82 мільярдів років.
Отже, інопланетні цивілізації мали достатньо часу, щоб виникнути і поширитися – але вони також, ймовірно, повинні перетнути величезну космічну прірву, щоб дістатися до нас.
Коли Фермі зробив своє знамените зауваження, єдині планети, про які знали вчені, знаходилися в нашій власній Сонячній системі. Але в 1992 році астрономи помітили світи, що обертаються навколо надщільного зоряного тіла, відомого як пульсар. А через кілька років було підтверджено існування першої екзопланети навколо зорі, подібної до Сонця.
Зараз відомо понад 5 000 підтверджених екзопланет, і з кожним роком їх знаходять все більше. Величезна кількість чужих світів свідчить про те, що життя може бути поширене по всьому космосу.
З часом, за допомогою більш досконалих телескопів, вчені зможуть дослідити хімічний склад атмосфер деяких сусідніх екзопланет. Однак “поблизу” – це відносний термін; найближча відома екзопланета, Проксима b, знаходиться на відстані близько 4,2 світлових років, що становить приблизно 25 трильйонів миль (40 трильйонів кілометрів) від нас.
Кінцева мета – зрозуміти, як часто кам’янисті планети утворюються в “зоні придатності для життя” своїх батьківських зірок, яка традиційно визначається як діапазон орбітальних відстаней, на яких на поверхні планети може існувати вода.
Однак придатність для життя залежить не лише від води. Необхідно враховувати й інші фактори, такі як активність зорі-господаря та склад атмосфери планети. (Існують й інші причини, чому традиційне визначення придатної для життя зони все частіше розглядається як надто спрощене. Наприклад, крижані супутники нашої Сонячної системи, такі як Європа Юпітера та Енцелад Сатурна, лежать далеко за межами придатної для життя зони і можуть зберігати життя у своїх підземних морях).
Незважаючи на такі застереження, здається, що там дійсно є багато придатної для життя нерухомості. Наприклад, дослідження, проведене в листопаді 2013 року з використанням даних космічного телескопа НАСА “Кеплер”, показало, що кожна п’ята сонцеподібна зірка має планету приблизно земного розміру, яка обертається в придатній для життя зоні.
Через кілька місяців вчені Кеплера опублікували “планетарний бомонд” з 715 нововідкритих світів. Багато з цих планет було підтверджено за допомогою нової методики під назвою “перевірка множинністю”, яка частково працює на логіці ймовірності. (Об’єкти, які перетинають поверхню зірки або гравітаційно притягуються до неї, швидше за все, є планетами, а не зірками-супутниками, оскільки зоря-супутник, що знаходиться на близькій відстані, з часом може дестабілізувати всю систему).
Проте сонцеподібні зорі становлять меншість населення нашої галактики; близько трьох чвертей зірок Чумацького Шляху – це маленькі, тьмяні пальники, відомі як червоні карлики.
Астрономи виявили кілька кам’янистих світів, що обертаються в придатній для життя зоні червоних карликів – Проксима b, наприклад, і три планети в системі TRAPPIST-1, яка лежить приблизно в 39 світлових роках від Землі і містить загалом сім кам’янистих світів.
Але неясно, наскільки такі планети насправді придатні для життя, адже червоні карлики неймовірно мінливі, особливо в молодості. Тому зоряні виверження можуть швидко зруйнувати зароджувану атмосферу молодих планет з “придатною для життя зоною” червоних карликів, зробивши життя на них вкрай складним для закріплення. Вчені кажуть, що для кращого розуміння цих зірок і здатності життя зберігатися навколо них потрібні додаткові дослідження.
Як дослідники шукають позаземне життя?
Щоб знайти відповідь на Парадокс Фермі, дослідники отримують все більше інструментів для такої роботи. Наприклад, у квітні 2018 року відбувся успішний запуск транзитного супутника НАСА для дослідження екзопланет (TESS), який незабаром перейняв естафету від “Кеплера”, виведеного на пенсію наприкінці того ж року.
Довгоочікуваний космічний телескоп Джеймса Вебба вартістю 10 мільярдів доларів, запуск якого запланований на грудень 2021 року, серед багатьох інших завдань шукатиме потенційні біосигнатурні гази в повітрі сусідніх екзопланет.
Очікується, що місія Європейського космічного агентства PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) буде запущена у 2026 році. Три величезні наземні обсерваторії, достатньо потужні, щоб винюхувати повітря екзопланет – Надзвичайно великий телескоп, Гігантський телескоп Магеллана і Тридцятиметровий телескоп – також планується ввести в експлуатацію наприкінці цього десятиліття.
А один дуже амбітний проект, відомий як Breakthrough Starshot, має на меті вивчити Проксіму b та інші сусідні світи зблизька за допомогою рою крихітних нанозондів, що плавають на лазерних вітрилах. Якщо розвиток технологій піде добре, перший такий міжзоряний роботизований корабель може стартувати близько 2050 року.
Такі місії та інструменти допоможуть вченим поглибити своє розуміння астробіології, яке залишається відносно примітивним. Наприклад, ми навіть не знаємо, чи існують світи, придатні для життя, у нас на подвір’ї. Дослідження на Землі показали, що мікроби можуть виживати в екстремальних умовах, а це означає, що мікробне життя цілком може існувати на Марсі, Європі, Енцеладі та/або гігантському супутнику Сатурна Титані. Але ми не дослідили жодного з цих світів настільки добре, щоб знати це напевно.
Однак парадокс Фермі мислить набагато ширше, ніж про мікроби. Щоб розв’язати його, нам потрібно знати не лише, як часто життя розвивається на чужих планетах, але й як часто воно набуває здатності та бажання спілкуватися з іншими розумними формами життя або мандрувати серед зірок.
Рівняння Дрейка
Кількість розумних інопланетних цивілізацій, які можна виявити, оцінюється за допомогою рівняння Дрейка. За словами Інституту SETI, рівняння – записане як “N = R* – fp – ne – fl – fi – fc – L” – має наступні змінні:
“N: кількість цивілізацій у галактиці Чумацький Шлях, електромагнітне випромінювання яких можна виявити.
R*: Швидкість утворення зірок, придатних для розвитку розумного життя (кількість на рік).
fp: Частка зірок, що мають планетні системи.
ne: Кількість планет у кожній сонячній системі з середовищем, придатним для життя.
fl: Частка придатних планет, на яких дійсно з’являється життя.
fi: Частка придатних для життя планет, на яких зароджується розумне життя.
fc: Частка цивілізацій, які розвивають технологію, що дозволяє виявити ознаки їхнього існування.
L: Середня тривалість часу, протягом якого такі цивілізації виробляють такі ознаки (роки)”.
Жодне з цих значень наразі не відоме з будь-якою достовірністю, що ускладнює прогнози. Таким чином, розмірковування про те, що таке парадокс Фермі є родючим ґрунтом для спекуляцій, і вчені та нефахівці за ці роки висунули буквально сотні можливих пояснень.
Спроби знайти відповідь на Парадокс Фермі
Наприклад, у 2015 році вчені, проаналізувавши дані космічних телескопів “Хаббл” і “Кеплер”, дійшли висновку, що Земля, ймовірно, була, умовно кажучи, “ранньою квіткою”. Лише 8% усіх потенційно придатних для життя світів, які коли-небудь існуватимуть у Всесвіті, були поруч, коли Земля утворилася близько 4,5 мільярдів років тому, визначили дослідники. Тож це одне з можливих пояснень парадоксу: прибульці прилетять, але ще не скоро.
Або, можливо, життя занадто крихке, щоб існувати довго. Дослідження 2016 року припустило, що рання частина історії кам’янистої планети може бути дуже сприятливою для життя, яке зазвичай з’являється приблизно через 500 мільйонів років після того, як планета охолоне і стане доступною для рідкої води.
Історія нашої Землі, здається, підтверджує цей висновок: існують (спірні) докази того, що життя зародилося тут приблизно 4,1 мільярда років тому, а 3,8 мільярда років тому воно вже точно існувало. Але ці хороші часи можуть тривати недовго завдяки парниковому ефекту (як це вже давно сталося на Венері) або іншим кліматичним змінам.
“Між ранніми тепловими імпульсами, замерзанням, коливаннями вмісту летких речовин і стрімким позитивним зворотним зв’язком підтримання життя на спочатку вологій кам’янистій планеті в придатній для життя зоні може бути схожим на спробу осідлати дикого бика. Більшість форм життя падає”, – пишуть дослідники Адітья Чопра та Чарлі Лайнвівер у своєму дослідженні, яке було опубліковане в журналі Astrobiology.
“Життя може бути рідкісним у Всесвіті не тому, що його важко зародити, а тому, що придатне для життя середовище важко підтримувати протягом першого мільярда років“.
Або, можливо, вузьке місце з’являється набагато пізніше. Деякі мислителі припускають, що цивілізації можуть мати тенденцію до самознищення невдовзі після того, як стануть технологічно компетентними. Знову ж таки, Земля надає певну підтримку цій гіпотезі: людство підійшло тривожно близько до ядерної війни під час Карибської кризи 1962 року, і ми, можливо, перебуваємо в процесі знищення себе та більшої частини іншого життя на планеті прямо зараз через антропогенні зміни клімату.
Існує багато інших факторів, які слід враховувати. Наприклад, планетолог Алан Стерн, керівник місії НАСА “Нові горизонти” до Плутона, нещодавно припустив, що найпоширенішим середовищем, придатним для життя в галактиці Чумацький Шлях, можуть бути поховані океани, такі як моря Енцелада та Європи. Організми, які еволюціонують у таких місцях, навряд чи розробляють космічні кораблі; більше того, багато з них можуть навіть не знати, що існують інші світи, які можна дослідити.
Психологія прибульців також може відігравати певну роль. Можливо, існує багато розвинених інопланетних цивілізацій, але більшість з них не мають бажання спілкуватися з нами або відвідувати Землю. Можливо, Земля та її мешканці просто недостатньо цікаві для них, щоб жартувати з ними – і не будуть цікавими, доки людство не продемонструє достатньо розуму та заслуг, щоб бути прийнятим до “галактичного клубу”.
А може, більшість розумних інопланетян, як правило, відмовчуються, побоюючись, що контакт з космічними сусідами може призвести до їхнього власного поневолення або знищення. Ряд дослідників, включаючи покійного Стівена Гокінґа, посилалися на такі можливості, стверджуючи, що людству не варто активно афішувати свою присутність.
Крім того, існують логістичні труднощі пошуку розумних інопланетян. Всесвіт величезний і неймовірно старий. Людство існує лише 200 000 років, а ми слухаємо можливі радіосигнали від позаземних істот лише з 1960 року. Тож ймовірність того, що ми перетинаємося в часі і просторі з виявленою інопланетною цивілізацією, не здається великою.
Більшість дослідників вважають, що, ймовірно, не існує єдиного рішення парадоксу Фермі. Комбінація факторів – включаючи, можливо, деякі з тих, про які йшлося вище, – ймовірно, відповідальна за “велику тишу”, яка зараз стоїть перед нами. І природа цих факторів може почати прояснюватися відносно скоро.
Наприклад, скажімо, вчені знайдуть докази минулого або теперішнього мікробного життя на Марсі, Європі чи іншому тілі в нашій Сонячній системі, і що ці організми представляють “другий генезис” – щось абсолютно відмінне від життя на Землі. Таке відкриття переконливо свідчить про те, що життя не так вже й складно поширитися по всьому космосу, дозволяючи дослідникам викреслити одне з можливих пояснень парадоксу Фермі з довгого списку.
Джерело: https://www.space.com
