Парадокс Фермі

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Спостереження із використанням радіотелескопів відіграють важливу роль в дослідженнях парадоксу Фермі
Збільшити
Спостереження із використанням радіотелескопів відіграють важливу роль в дослідженнях парадоксу Фермі

Парадокс Фермі це парадокс запропонований відомим фізиком Енріко Фермі котрий піддає сумніву можливість виявлення позаземних цивілізацій. Конкретніше, він стосується спроб відповісти на одне із найважливіших запитань всіх часів: "Чи людство є єдиною технологічно розвинутою цивілізацією у Всесвіті?" Рівняння Дрейка, що дає оцінку кількості позаземних цивілізацій з котрими ми могли би вступити в контакт, дає, в залежності від вибору невідомих параметрів, достатньо високу оцінку шансам на таку зустріч. На такий висновок Фермі відповів, що, якщо в нашій галактиці повинно існувати багато розвинутих цивілізацій, тоді "Де вони? Чому ми не спостерігаємо жодних слідів розумного позаземного життя, таких, наприклад, як зонди, космічні кораблі або радіопередачі?" Припущення в основі парадоксу Фермі часто називають Принципом Фермі.

Парадокс може бути підсумований наступним чином: Поєднання поширеної віри в те, що у Всесвіті існує значна кількість технологічно розвинутих цивілізацій, із відсутністю яких-небудь спостережень котрі би її підтверджували є парадоксальним, та призводить до висновку, що або наше розуміння природи або наші спостереження є неповними та помилковими..

Зміст

[ред.] Гіпотеза Виняткової Землі

Одна із нових гіпотез, названа Гіпотеза Виняткової Землі, стверджує, що багатоклітинне життя може бути надзвичайно рідкісним через можливі винятковість та рідкісність планет земного типу. В ній стверджується що цілий ряд неймовірних співпадінь зробили можливим виникнення складних форм життя на Землі. Кілька прикладів таких співпадінь наведено нижче.

Спіральні вітки галактики містять багато супернових зірок, радіація котрих, як вважається, робить вищі форми життя неможливими. Наша сонячна система розташована на дуже особливій орбіті всередині Чумацького Шляху: вона є майже ідеальним колом, на такій відстані від центру галактики, на котрій вона рухається із такою ж швидкістю як і гравітаційні ударні хвилі що формують спіральні вітки. Земля перебувала між спіральними вітками галактики протягом сотень мільйонів років, або понад тридцять повних галактичних обертів, тобто практично весь час що на Землі існують вищі форми життя.

Іншим необхідним елементом є Місяць. Популярна теорія велетенського зіткнення стверджує, що він сформувався внаслідок рідкісного зіткнення молодої Землі із планетою розміром десь як Марс, приблизно 4,450 мільйонів років тому назад. Зіткнення повинно було відбутись під точно вибраним кутом: пряміший кут знищив би Землю, пологіший кут, і інша планета би просто зрикошетила від Землі. Припливи спричинені Місяцем стабілізували земну вісь: без впливу Місяця, її коливання (прецесія) були б набагато більшими, та спричиняли б драматичні зміни клімату, потенційно придушуючи життя на Землі. Місячні припливи ймовірно розігріли земне ядро, котре повинно бути розплавленим, щоб генерувати магнітне поле, за відсутності котрого сонячний вітер змів би атмосферу та воду протягом всього кількох мільйонів років.

Прихильники протилежної точки зору настоюють, що наполягання на наявності земних умов для існування життя свідчить про відсутність уяви, оскільки виключає із розгляду форми життя принципово відмінні від земних (Див. вуглецевий шовінізм).

[ред.] Рівняння Дрейка

Ті, хто вірить в запропоновані др. Карлом Саґаном більш оптимістичні оцінки параметрів рівняння Дрейка, стверджують що розумне життя є поширеним явищем у Всесвіті. Дехто твердить, що прийнявши обгрунтовані, на їх думку, параметри рівняння Дрейка, ми із необхідністю приходимо до висновку, що наявність великої кількості позаземних цивілізацій є не тільки можливою, але "практично гарантованою". Пропоненти принципу Фермі вважають, що у зв'язку із відсутністю доказів на користь супротивного, людство є єдиною технологічно розвиненою цивілізацією як мінімум в нашій частині Чумацького Шляху. Також вони вважають що, оскільки ми не маємо надійних оцінок для параметрів рівняння Дрейка, то його не можна використовувати як єдиний засіб для оцінки числа позаземних цивілізацій, а слід покладатись на дані що ми їх тільки починаємо систематично накопичувати.

[ред.] Наявні дані

Наша сонячна система, якщо спостерігати її із відстані в кілька десятків світових років, була б дуже незвичною системою у зв'язку із величезним рівнем радіовипромінювання (спричиненого людськими радіопередачами) в іншому нічим не примітної зірки. Можна припустити що подібне випромінювання із сусідньої зірки було б відразу відзначене як незвичне також нами.

Дані радіо- та візуальних спосутрежень накопичувались протягом кількох десятиліть такими проектами як Озма, SETI та різноманітними проектами що мали за мету пошук планет поза межами сонячної системи. Досі не знайдено жодної зірки сонячного типу котра б демонструвала незвично інтенсивне радіовипромінювання, що, схоже, свідчить про те що ми є єдиним видом що використовує радіохвилі у нашій частині галактики. На додаток, більшість планет виявлених поза межами сонячної системи ймовірно характеризуються занадто суворими умовами для розвитку розвинутих форм життя.

Прихильники теорії про наявність позаземного життя наводять наступні пояснення цим фактам:

  • Інші розумні види можуть використовувати направлені засоби зв'язку, наприклад лазери. Слід зауважити, що Земля останніми роками випромінює менше радіохвиль у зв'язку із поширенням кабельного зв'зку та супутникових передач.
  • Знайти планети із нестабільними орбітами легше.

[ред.] Аргументація щодо тверджень принципу Фермі

[ред.] Відсутність радіопередач з космосу

Прибічники принципу Фермі стверджують, що при наявності достатнього часу на розвиток, інтенсивність радіопередач будь-якої достатньо розвинутої цивілізації з часом перевищить випромінювання її зірки в цьому діапазоні. Оскільки радіохвилі є простим і дешевим засобом зв'язку, можна очікувати, що кожна технологічно розвинута цивілізація використовуватиме хоча б частину цього спектру в часі свого розвитку. І хоча пасивне прослуховування статики триває вже понад сто років, досі не виявлено жодної зірки із незвичними зарактеристиками в спектрі радіохвиль, що могло в свідчити про наявність розвинутої цивілізації.

Прибічники теорії про наявність значної кількості позаземних цивілізацій заперечують висновки із цього спостереження. На їх думку, інопланетяни можуть просто використовувати засоби зв'язку відміні від радіохвиль, або із якихось причин приховувати сам факт радіопередач. Їх опоненти натомість вказують, що це може дійсно бути так, але тільки у випадку якщо існує/існувало дуже нечисленна кількість цивілізацій, і якщо б їх було стільки, скільки прогнозували Саґан та Дрейк, то навіть якщо тільки частина з них використовувала радіо в часі свого розвитку, цього було б достатньо щоб помітно вплинути на радіоспектр частини зірок.

[ред.] Антропний принцип

Подібний до гіпотези Виняткової Землі, антропний принцип ствержує, що всесвіт є "тонко налаштованим" на відому нам форму життя. Він стверджує, що оскільки життя на Землі було б неможливим якби будь-який із багатьох параметрів фізичного Всесвіту був навіть незначним чином змінений, то схоже що люди мають перевагу над будь-якою іншою формою розумного життя, роблячи припущення про те що люди це єдиний розумний вид вірогідним. Ще більш вражаючими є кілька праць Стівена Хокінга опубліковані в 2004 році, в котрих стверджується, що ймовність того, що внаслідок Великого Вибуху виникне всесвіт того ж типу що ми спостерігаємо зараз, складає 98%.

Критики заперечують, що це твердження є тавтологією, у зміненому всесвіті життя у відомій нам формі напевне би не існувало, але натомість існувало б у іншій формі.

[ред.] Внесок Фрімена Дайсона

Др. Фрімен Дайсон популяризував концепцію Сфери Дайсона — оболонки навколо зірки, котра може бути створена розвинутою цивілізацією що бажає максимально повно використати її енергію випромінювання. Докладний дизайн оболонки не описувався, були запропоновані різні варіанти її конструкції. Така сфера поглинала б більшу частину видимого діапазону зірки та випромінювала б чітко розрізнимий спектр чорного тіла із імовірним максимумом в інфрачервоному діапазоні та відсутніми сильними спектральними лініями властивими розпеченій плазмі. Він запропонував астрономам шукати незвично забарвлені зірки, наявність котрих, як він стверджував, може бути пояснена тільки існуванням високорозвинутої цивілізації. На сьогоднішній день не вдалось виявити жодної зірки із вказаними характеристиками.

Деякі прибічники принципу Фермі також стверджують, що високорозвинута цивілізація повинна намагатися максимально повно використати енергію власної зірки, таким чином змінюючи її електромагнітну сигнатуру.

Др. Дайсон також запропонував тип винаходу, котрий, як він вважав, з великою імовірністю повинен з'явитись протягом життя кожної високорозвиненої цивілізації, та відсутність котрого схоже підтримує принцип Фермі. Він сказав, що на його думку, найближчим часом стане можливим побудувати космічний апарат для пошуку позаземного життя, джерелом живлення для котрого стало б оточуюче середовище, та котрий був би здатен, по прибутті на іншу систему, побудувати значну кількість своїх копій для розширення області пошуку. Кількість таких пощукових апаратів зростала б в геометричній прогресії, оскільки кожен із новозбудованих апаратів по прибутті на місце призначення будував б знову свої копії, дозволила б охопити пошуком значну частину галактики навіть із врахуванням обмеження на швидкість польоту. Якби розумне життя у Всесвіті було звичайним явищем, то ми ймовірно стикнулися б із такими зондами.

[ред.] Інопланетна колонізація

Прибічники принципу Фермі також зауважують що з того що нам відомо про здатність життя на нашій планеті поширюватись навіть в області із ектремальними умовами та обмеженістю ресурсів, слід сподіватись що розвинута позаземна цивілізація майже напевно шукатиму нові ресурси та розпочне колонізацію космосу. Декілька авторів дали свої оцінки того, скільки часу зайняло б такій цивілізації колонізувати всю галактику, їх оцінки коливаються між 5 та 50 мільйонів років [1] — відносно мізерний проміжок часу для в геології.


[ред.] Посилання