Галактическое Поселение И Парадокс Ферми

Результаты моделей галактической колонизации представляют собой смешанный набор для оптимистов SETI.

Космический вид мог бы легко заселить весь Млечный Путь за миллиарды лет. Тем не менее, факт в том, что в нашей солнечной системе сейчас нет очевидного. Предполагаемое несоответствие между этими утверждениями — парадокс Ферми, названный в честь физика-лауреата Нобелевской премии, который предположительно впервые сформулировал его. В резкой формулировке парадокса Ферми американский астрофизик Майкл Х. Харт назвал отсутствие внеземных существ или артефактов на Земле сегодня «Фактом А.». Он показал, что большинство возражений против его вывода о том, что космическая цивилизация к настоящему времени могла пересечь галактику, проистекают либо из недостаточного понимания временных масштабов (требуется небольшая экстраполяция из современных человеческих технологий, чтобы получить межзвездные корабли, и даже медленные корабли могут пересекать нашу галактику за меньшее время, чем возраст галактики), или же сомнительное предположение, что все представители всех внеземных видов навсегда избегут колонизационного поведения (пример того, что я назвал монокультурной ошибкой).

Уильям Ньюман и Карл Саган позже написали серьезное опровержение работе Харта, в котором они утверждали, что временные рамки для заселения всей галактики могут быть довольно длительными. В частности, они отметили, что фронты колонизации, описанные Хартом через Млечный Путь, могли бы двигаться намного медленнее, чем скорость колонизационных кораблей, если бы темпы роста их населения были настолько низкими, что им нужно было очень редко распространяться на близлежащие звезды. Они также утверждали, что долгоживущая цивилизация несовместима с быстро развивающейся, поэтому любой вид, стремящийся заселить галактику, не продержится достаточно долго, чтобы добиться успеха. Другими словами, они рассудили, что галактика может быть заполнена как недолговечными быстро расширяющимися цивилизациями, которые не продвинулись очень далеко, так и долгоживущими медленно расширяющимися цивилизациями, которые не продвинулись очень далеко — в любом случае, неудивительно, что нас не посетили.

Быть долгоживущей цивилизацией несовместимо с тем, чтобы быть быстро развивающейся.

В статье 2014 года на эту тему мы с коллегами опровергли многие из этих утверждений. В частности, мы утверждали, что не следует смешивать прирост населения в одном населенном пункте с приростом населения во всех населенных пунктах. Нет никаких оснований предполагать, что рост населения, истощение ресурсов или перенаселенность приводят к созданию новых поселений или что небольшое устойчивое поселение никогда не запустит новый корабль для поселения. Можно легко представить себе быстро расширяющуюся сеть небольших устойчивых поселений (действительно, первые миграции людей по всему миру, вероятно, выглядели примерно так).

Еще один фактор влияет на показатели Ньюмана и Сагана в масштабах времени и скорости колонизации. В большинстве предыдущих работ по этой теме использовались модели перколяции, в которых корабли перемещаются по статической двумерной подложке из звезд. В этих моделях звезда, запускающая корабли-поселения, может быстро заселить все близлежащие звезды, ограничивая количество звезд, которые она может заселить. Но настоящие звезды движутся в трех измерениях, а это означает, что они могут переносить свои орбитальные поселения по всей галактике, и что у поселения всегда будут свежие новые звезды для заселения, если оно будет ждать достаточно долго.

Джонатан Кэрролл-Нелленбек из Рочестерского университета вместе с Адамом Франком не так давно закончил работу со мной и Калебом Шарфом над аналитическими и численными моделями того, как реалистичный фронт расселения будет вести себя в реальном газе звезд, одной из характеристик галактического диска на нашем расстоянии от центра галактики. Вот несколько больших достижений:

Важно помнить о том, что не все звезды являются устойчивыми. Адам Франк называет это эффектом Полярного сияния в честь романа Ким Стэнли Робинсона, в котором система «пригодна для жизни, но не может быть заселена».

Результаты довольно аккуратные. Когда мы позволяем поселениям вести себя независимо, аргумент Харта выглядит довольно убедительно, даже когда фронты поселений идут медленно. Даже если все корабли имеют очень ограниченный радиус действия (способны достичь, скажем, только ближайших к Земле звезд) и даже если они не быстрее, чем наши собственные межзвездные корабли сегодня (например, «Вояджер-2»), мы обнаруживаем, что они все еще могут заселить весь Млечный Путь меньше, чем за его время, поддерживая версию Харта о парадоксе Ферми.

Бесконечные Миры

Автор: Лиза Кальтенеггер

Это может показаться вам странным, но телескоп — это не меньшее исследовательское судно, чем те, которые использовались древними исследователями для открытия новых континентов. Телескопы дают нам представление о местах, которые не похожи ни на что, что мы видели. ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Кэрролл-Нелленбек также исследует режимы, в которых они были здесь, но мы просто не замечаем, потому что это было так давно. Фрэнк и Гэвин Шмидт исследовали эту возможность в своей статье о силурийской гипотезе, и я сделал нечто подобное в своей статье о «предшествующих коренных технологических видах» в Солнечной системе. Идея заключается в том, что «Факт А» применим только к технологии, которая посетила совсем недавно или посетила, а затем осталась навсегда. Любая технология на Земле или в Солнечной системе, которая не поддерживается активно, в конечном итоге будет уничтожена и/или похоронена, поэтому мы действительно можем исследовать историю Земли в прошлом примерно на миллионы лет, и при этом не очень хорошо.

Другими словами, вопрос не в том, «Посещали ли когда-нибудь солнечную систему?» Это: «Это было улажено недавно?». Кэрролл-Нелленбек показывает, что на самом деле существует довольно большая область пространства параметров, где солнечная система находится среди многих заселенных систем, но просто не посещалась за последние 1 миллион лет.

Конечно, есть еще много других причин, по которым мы, возможно, не были окончательно заселены галактической сетью поселений — как мы отмечаем в статье:

Выводы Харта также основаны на предположении, что Солнечная система будет считаться пригодной для заселения любой из экзоцивилизаций, к которым она приблизилась. Наиболее экстравагантным противоречием этого предположения является гипотеза Зоопарка (Болл, 1973), но нам не нужно ссылаться на такие «солипсистские» позиции (Саган и Ньюман, 1983), чтобы указать на недостаток в рассуждениях Харта здесь. Можно представить себе множество причин, по которым Солнечная система может оказаться непригодной для заселения… включая эффект Полярного сияния… или возможность того, что они избегают заселения окружающей среды вблизи Земли именно потому, что она населена жизнью.

В частности, предположение о том, что жизнеобеспечивающие ресурсы Земли делают ее особенно хорошей мишенью для проектов внеземных поселений, может быть наивной проекцией на экзоцивилизации определенного набора человеческих отношений, которые сочетают экспансию и исследования с завоеванием (или, по крайней мере, безразличием к) коренному населению (Райт и Оман-Рейган 2018). С таким же успехом можно было бы предположить, что любая чрезвычайно долгоживущая цивилизация оценила бы важность того, чтобы местная жизнь и ее околоземная среда оставались нетронутыми.

Наши результаты являются неоднозначными для оптимистов SETI: аргумент Харта о том, что фронты поселений должны пересекать всю галактику, что лежит в основе парадокса Ферми, является убедительным, особенно из—за движения самих звезд, которые должны довольно хорошо «перемешивать» галактику, предотвращая формирование просто связанных «империй» поселений. Если Харт прав, что это означает, что мы одни в галактике, то это на самом деле очень оптимистично для внегалактического SETI, потому что это означает, что другие галактики, в которых есть даже один космический вид, должны быстро стать эндемичными для них. Действительно, в нашем анализе даже не учитывалось существование звезд гало, которые не вращаются вместе с галактическим диском, или тот факт, что звездам, находящимся ближе к центру, требуется меньше времени на облет — и то, и другое сделает сроки расчета еще быстрее, чем мы рассчитываем.

С другой стороны, в аргументах Харта есть много предположений, которые могут оказаться неверными. В частности, его утверждение о том, что если бы солнце когда-либо находилось в пределах досягаемости заселенной системы, то оно было бы заселено, и поселенцы все еще были бы здесь. Возможно, земная жизнь по какой-то причине держит поселения в страхе, либо потому, что «они» хотят сохранить земную жизнь в первозданном виде, либо она просто слишком устойчива и пагубна для выживания инопланетного поселения. Может быть, Земля — это Аврора?

Джейсон Райт — астроном из Университета штата Пенсильвания и член Центра экзопланет и обитаемых миров. Он ведет блог в AstroWright, где эта статья была первоначально опубликована. Он был слегка адаптирован. Следите за ним в Твиттере @Astro_wright.

http://m.nautil.us/issue/80/aliens/galactic-settlement-and-the-fermi-paradox

Ссылка на основную публикацию