С середины 20 века астрономы ищут признаки внеземных разумных цивилизаций. Но Вселенная по-прежнему молчит. Давайте рассмотрим, почему.
Энрико Ферми — один из «отцов» исследований атомной бомбы и радиоактивных материалов, лауреат Нобелевской премии. Трудно переоценить его вклад в развитие квантовой механики и теоретической физики. Но чаще всего его имя ассоциируется с простым вопросом «Где все?», который изначально был чем-то вроде шутки среди ученых, обсуждавших НЛО в Лос-Аламосе в 1950 году. Правильно ли это?
Ферми не первый человек, ставящий под сомнение существование внеземного разума. Но это то, что чаще всего с ним связывают, и именно поэтому его назвали парадоксом Ферми. Это можно резюмировать следующим образом. Вселенная непостижимо огромна, и существование разумной внеземной жизни практически неоспоримо, но Вселенной уже почти 14 миллиардов лет, а другие формы жизни еще не открылись человеку. Времени было еще много. Каждый?
Для начала давайте рассмотрим космические достижения человечества. Есть большая вероятность, что мы уже отправим первый межзвездный зонд в систему Альфа Центавра в течение следующих нескольких десятилетий. Однако прошло менее столетия с тех пор, как люди впервые полетели в космос. Что мы сможем сделать через сотни, тысячи или даже миллионы лет?
Ферми и его коллеги задавались этим вопросом за 11 лет до того, как Юрий Гагарин крикнул: «Поехали!» Теоретически технологически развитой инопланетной расе не должно было быть так уж сложно колонизировать галактику, особенно если на это ушли миллионы лет.
Но чтобы с уверенностью заявить, что мы не одиноки во Вселенной, учёным нужны доказательства. Доказательства этого весьма неубедительны, если не сказать вообще, если не сказать больше. И оговорка о том, что законы физики не позволяют космическому кораблю двигаться выше определенной скорости, применима не ко всем.
Возьмем, к примеру, Проксиму Центавра. Даже если бы мы путешествовали со скоростью 0,25% скорости света, мы не смогли бы достичь этой цели в течение 16 лет. Системе TRAPPIST-1 около 160 лет. Хотя это и большой срок, это всего лишь капля в море по сравнению с возрастом Вселенной и Млечного Пути.
Уравнение Дрейка
Прежде всего, нам необходимо рассмотреть уравнение Дрейка. Это простая математическая формула, впервые предложенная астрономом Фрэнком Дрейком в 1961 году. Короче говоря, с его помощью мы пытаемся подсчитать количество технологически развитых цивилизаций и взаимосвязанных сообществ в галактике. Уравнение Дрейка выглядит следующим образом:
Многие астрофизики уже давно пытались вычислить соответствующие значения, но в настоящее время окончательного решения этого уравнения не существует. R — это также количество звезд в галактике. Считается, что в галактике Млечный Путь 100 миллиардов звезд. Даже как минимум процент звезд с планетными системами составляет около 20%, и у этих звезд должна быть хотя бы одна обитаемая планета. Предположим, что только 10% из них смогли развить разумные формы жизни, способные общаться. Таким образом, вы можете избавиться от немалой доли вероятности, потому что в итоге вы получите 10% из 10% из 10%.
L — количество времени, в течение которого на Земле существует жизнь, в течение которой может установиться связь. Предположим, какой-то вид существует на планете столько же, сколько и мы. Результат: 10^-8 (частей на 100 миллионов). Результаты весьма пессимистичны. Результат 2.
Это значит, что если одна из этих рас — это мы, проводившие расчеты, то в галактике есть и другие цивилизации. Однако стоит отметить, что речь идет о технологически развитой цивилизации. Уравнение Дрейка не учитывает дотехнологические общества.
Шкала Кардашева
Мы можем смело добавить шкалу Кардашева к дискуссии о парадоксе Ферми. Это метод технологического развития цивилизаций, разработанный советским астрофизиком Николаем Кардашевым, который классифицирует цивилизации по количеству доступной полезной энергии. Шкала делит цивилизации следующим образом:
Тип 1. Цивилизация, способная использовать всю имеющуюся на Земле энергию.
Тип 2. Цивилизация, которая сможет использовать всю энергию, излучаемую этой звездой.
Тип 3. Цивилизация, способная использовать энергию всей галактики.
Астроном Карл Саган считал, что человечество прошло 70% пути к цивилизации Типа 1 и может достичь этого уровня в течение столетия или двух. Согласно современным расчетам, мы могли бы достичь цивилизации типа 2 за несколько тысяч лет, но для цивилизации типа 3 потребуется от 100 000 до 1 миллиона лет.
Будучи цивилизацией типа 2 или 3, существа должны иметь возможность путешествовать по галактике со скоростью, близкой к скорости света (или быстрее, если они научатся нарушать известные законы физики).
Учитывая возраст Вселенной и Млечного Пути, а также развитие нашей собственной цивилизации, вопросов, похоже, больше, чем ответов.
Возможные решения парадокса Ферми
Решение 1. Больше никого нет и никогда не было
Один из возможных ответов заключается в том, что инопланетян не существует и никогда не существовало. Этот сценарий легко представить во вселенной Аристотеля и Птолемея, представляющей собой совокупность небольших сфер, вращающихся вокруг Земли. Но мы живем не в такой вселенной. После столетий исследования планет, подобных Земле, космологи в течение последних двух десятилетий разбивали космические пиньяты. С каждым годом открывается все больше звезд с планетными системами, и примерно каждая пятая из них содержит планету земного типа. Чем больше мы узнаем о Вселенной, тем абсурднее кажется, что только одна из этих планет может поддерживать жизнь. Астрофизики и астробиологи, такие как Адам Франк, которые исследуют и изучают биосферы экзопланет, считают, что это наименее вероятное решение парадокса Ферми.
Решение 2. Жизнь существует, но она не разумна
Некоторые предполагают, что в течение следующих 10–30 лет простейшие признаки жизни будут обнаружены на Марсе или на одной из лун таких газовых гигантов, как Европа или Энцелад. Конечно, речь идет о микроорганизмах и водорослях. Это решение превращает проблему того, где что находится, в более сложную проблему. Другими словами, что именно мешает бесконечному числу молекул собраться в форму разумной жизни?
Здесь можно задуматься обо всех факторах, которые способствовали появлению человечества. Сначала возникает искра жизни, затем образуются простые клетки, затем сложные многоклеточные организмы, а затем такие органы, как мозг. Если человеческий интеллект встречается редко, преодолеть один из этих шагов может быть очень сложно. Например, мы знаем, что на Земле существуют миллионы видов, но только один из них (по крайней мере, тот, о котором мы знаем) дал начало цивилизации. Относительная тишина Вселенной предполагает существование некоего «великого фильтра», ограничивающего развитие более разумных существ. Некоторые учёные полагают, что мы преодолели этот «великий фильтр» не в далёком прошлом, а в будущем. Другими словами, разумная жизнь не является чем-то редким, а скорее появляется на протяжении тысячелетий, а затем исчезает по неизвестным причинам.
Решение 3. Существует множество разумных форм жизни, но они молчаливы
Эта возможность, также известная как «гипотеза зоопарка», предлагает несколько странных объяснений. Возможно, человечество еще настолько примитивно, что развитые цивилизации не считают нас достойными внимания и общения. Или, может быть, другие цивилизации понимают, что раскрытие себя приведет к уничтожению жестокими галактическими колонизаторами. Или, возможно, наша Солнечная система просто расположена в тихом, мирном уголке Вселенной – полное совпадение. Но, пожалуй, одно из самых диковинных объяснений заключается в том, что наша Вселенная — это гигантская компьютерная симуляция.
Причин всеобщего молчания множество, и ни одна гипотеза не является на 100% верной. В любом случае, до сих пор человечеству не удалось обнаружить ни одной внеземной цивилизации. Пока у нас не будет окончательного объяснения, парадокс Ферми будет не давать астрофизикам спать по ночам, задаваясь вопросом, что где.