Парадокс Ферми. Где все?

О размерах Вселенной

Команда Илона Маска отправила в феврале в космос Tesla Roadster. Машина пролетит почти 500 миллионов километров в космосе, прежде чем выйдет на орбиту вокруг Солнца. Но такой гигантский путь – ничто по сравнению с межзвездными расстояниями.

Масштабы времени и расстояния, которыми оперирует астрономия, ошеломляют человеческий разум.

Ближайшая к Солнцу звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,243 световых лет от нас. Если вы отправите луч света или радиосигнал к этой звезде, они будут двигаться с максимально возможной скоростью, которую знает современная физика – со скоростью 300 000 километров в секунду. Для достижения цели потребуется более 4 лет и, возможно, эти сигналы могла бы обнаружить инопланетная цивилизация, если она там существует.

Вселенная непостижимо огромна. По крайней мере, она настолько велика, что наш самый мощный космический телескоп может наблюдать галактики на расстоянии почти 30 миллиардов световых лет.

Текущее значение радиуса наблюдаемой вселенной составляет около 46,5 млрд световых лет. (Lineweaver, Charles, Tamara M. Davis (2005). «Заблуждения о Большом Взрыве». Scientific American.)

В этой области может быть более 2 триллионов галактик, каждая из которых содержит в среднем 100 тысяч миллионов звезд

Парадокс Ферми

В 1950 году физики Энрико Ферми и Майкл Х. Харт высказали свои идеи, придерживаясь следующей логики:

  • Поскольку в Млечном Пути есть миллиарды звезд, подобных нашему Солнцу,
  • И многие из них на миллиарды лет старше нашей звезды,
  • И поскольку есть хорошие шансы, что некоторые из этих звезд могут иметь планеты, подобные Земле,
  • И если, подобно Земле, некоторые имеют разумную жизнь,
  • Часть этой жизни освоила космические путешествия и, возможно, межзвездные космические путешествия,
  • И в итоге даже при нынешних «медленных» темпах космических путешествий, которые позволяют наши современные технологии, одна из цивилизаций, возможно, пересечет Млечный Путь и долетит до нас.

Учитывая все это, парадокс Ферми формулирует вопрос – почему мы не видим и не слышим кого-то еще? Если существует разумная чужая жизнь, почему она не заявляет о себе?

Этот вопрос был далеко не нов. Аналогичную мысль высказывал российский ученый Константин Циолковский почти за 20 лет до версии Ферми.

Уравнение Дрейка

В 1961 году астроном Фрэнк Дрейк с некоторой помощью ученых Карла Сагана и Джона Лилли сформулировал то, стало известно как «уравнение Дрейка». Эта строка переменных представляет собой возможное число цивилизаций в галактике Млечный Путь (с которыми мы можем общаться).

N = R * • fp • ne • fl • fi • fc • L

N = Число цивилизаций в галактике Млечный Путь, электромагнитные излучения которых обнаруживаются.

R * = Скорость образования звезд, подходящих для развития разумной жизни.

fp = доля этих звезд с планетными системами.

ne = Число планет в каждой солнечной системе с окружающей средой пригодной для жизни.

fl = доля подходящих планет, на которых на самом деле появляется жизнь.

fi = доля жизненно важных планет, на которых возникает разумная жизнь.

fc = доля цивилизаций, которые разработали технологии, которые позволяют обнаруживать признаки их существования в космос.

L = Продолжительность времени, в течение которого такие цивилизации отправляют обнаруживаемые сигналы в космос.

Первоначальные оценки, которые использовал Дрейк и его коллеги, были следующими:

  • R * = 1 год-1 (1 звезда образовывается в год, в среднем по галактике)
  • f p = от 0,2 до 0,5 (от одной пятой до половины всех образованных звезд будут иметь планеты)
  • n e = от 1 до 5 (звезды с планетами будут иметь от 1 до 5 планет, способных развивать жизнь)
  • f l = 1 (100% этих планет будут развивать жизнь)
  • f i = 1 (100% из которых будет развивать разумную жизнь)
  • f c = 0,1 до 0,2 (10-20% из которых будут способны связаться с нами)
  • L = от 1000 до 100 000 000 лет (который будет находиться где-то между 1000 и 100 000 000 лет)

Использование минимальных значений приводит к N равному 20. Используя максимальные значения, мы получим N равным 50 000 000. Очевидно, что диапазон слишком велик, чтобы считаться правдоподобным. На самом деле может быть крайне мало цивилизаций с достаточно развитыми технологиями, и шансы на контакт в такой обширной области, как наша галактика, приближаются к нулю. Если же цивилизаций очень много, то можно ожидать, что контакт произойдет в ближайшие несколько десятилетий.

 Текущие оценки, основанные на последних данных NASA и других источников:

  • R * = 1 год-1,5-3 (от 1,5 до 3 звезд в год)
  • f p = ~ 1 (на основе новых данных гравитационного микролинзирования, которые показывают, что большинство звезд имеют по меньшей мере одну планету)
  • n e = ~ 4 (на основе новых данных, которые предполагают более высокий процент планет, существующих в зонах обитания вокруг звезд)
  • f l = 1 (вероятно, не выше 1 на основе новых данных)
  • f i = 1 (вероятно, не выше на основе новых данных)
  • f c = 0,1 до 0,2 (то же)
  • L = 420 лет

Это последнее значение, L, является довольно большим уточнением от предыдущего диапазона значений 1000-100 000 000 лет. Значение 420 лет было предложено Майклом Шермером, историком науки, и основано на средней продолжительности времени, которое существовали 60 крупнейших цивилизаций на Земле (Шермер, М. (август 2002 г.) ».

Используя эти новые данные, мы получаем N = 252 как минимум и N = 1,008 как максимум.

Обрезав огромный диапазон, полученный с использованием первоначальных значений (1000-100 000 000), теперь мы имеем более реалистичные цифры, которые показывают, что в галактике Млечный Путь может существовать от 252 до 1008 цивилизаций, излучающих детектируемые электромагнитные сигналы.

Более реалистично, но не так захватывающе, как 100 000 000 возможностей.

Конечно, L может быть намного большим числом, возвращая нас в более широкий диапазон. Астробиолог Дэвид Гринспун в своей книге « Одинокие планеты» задается вопросом, следует ли заменить L на f IC · T. Здесь f IC равно доли цивилизаций, которые излучают электромагнитные сигналы (и, следовательно, могут общаться), и достигнувших уровня своего развития, при котором они по существу становятся «бессмертными», а Т – это время, необходимое цивилизации для достижения этой цели.

Для появления современных людей потребовалось около 4 миллиардов лет эволюции, а людям потребовалось 200 000 лет, чтобы достичь той стадии, в которой мы сейчас существуем, излучая в космос различные сигналы, а также оправляя тонны красивого космического мусора, такого как Pioneer и Voyager.

Таким образом, уравнение могло бы быть таким:

N = R * • fp • ne • fl • fi • fc • L • (fIC • T)

Используя наши текущие оценки для переменных и используя .1 для fIC (по существу то же значение, что и fc) и 200 000 для T, получаем ответ N = 12 000 для минимального числа цивилизаций в нашей Галактике. Для максимума получаем 96 000.

Исходя из первоначальной оценки от 1000 до 100 000 000 000 возможных цивилизаций, мы немного ее сузили. По сравнению с оценкой, основанной на величине L Майкла Шермера, с диапазоном от 252 до 1,008, мы значительно расширили, сохраняя при этом верхний предел более реалистичным.

На данный момент ответ на вопрос, существуют ли в космосе другие цивилизации, по-прежнему звучит как «может быть». Единственное, в чем мы можем быть уверены – мы ничего не узнаем, пока не произойдет первый контакт.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: