Blog

Střed Mléčné dráhy je nejpravděpodobnějším místem k nalezení galaktické civilizace

Zamiřte do centra

Mléčná dráha je stará 13 MILIARD let. Některé z nejstarších hvězd naší Galaxie se zrodily blízko počátku samotného vesmíru. Během všech těchto eonů času víme, že se zrodila alespoň jedna technologická civilizace – MY!

Ale pokud je Galaxie tak stará a víme, že dokáže vytvořit život, proč jsme o nikom neslyšeli? Pokud by jiná civilizace byla jen o 0,1 % stáří Galaxie starší než my, byla by o miliony let dále než my a pravděpodobně vyspělejší. Limyjsou již na pokraji vysílání života do jiných světů, neměla by se Mléčná dráha už teď hemžit mimozemskými loděmi a koloniemi?

Možná. Ale je také možné, že jsme hledali na špatném místě. Nedávné počítačové simulace od Jason T. Wright a kol naznačují, že nejlepším místem k hledání dávných vesmírných civilizací by mohlo být jádro Galaxie, relativně neprozkoumaný cíl při hledání mimozemské inteligence.

Animace zobrazující osídlení galaxie. Bílé body jsou neusazené hvězdy, purpurové koule jsou usazené hvězdy a bílé krychle představují osadní loď na cestě. Vzniklá spirální struktura je způsobena galaktickým střihem, jak se vlna osídlení rozpíná. Jakmile je dosaženo středu Galaxie, rychlost kolonizace se dramaticky zvyšuje. Kredit: Wright et al

Churn

Starší matematické modely kolonizace vesmíru se pokoušely určit čas potřebný k tomu, aby se civilizace rozšířila po celé Mléčné dráze. Vzhledem k velikosti Mléčné dráhy by rozsáhlá galaktická kolonizace mohla trvat déle než stáří samotné Galaxie. Jedinečnou vlastností této nové simulace je však její zohlednění pohybu hvězd Galaxie. Mléčná dráha není statická, jak se u předchozích modelů předpokládalo, spíše je to vířící vířící hmota. Kolonizační plavidla nebo sondy by létaly mezi hvězdami, které jsou samy v pohybu. Nová simulace odhaluje, že pohyb hvězd napomáhá kolonizaci a přispívá difuzním efektem k šíření civilizace.

Simulace je založena na předchozím výzkumu Jonathan Carroll-Nellenback a kol který navrhl, že hypotetická civilizace by se mohla šířit podsvětelnou rychlostí přes pohybující se galaxii. Simulace předpokládá civilizaci využívající lodě pohybující se rychlostí srovnatelnou s naší vlastní kosmickou lodí (asi 30 km/s). Když loď v simulaci dorazí do virtuálního obyvatelného světa, svět je považován za kolonii a může sám vypustit další plavidlo každých 100 000 let, pokud je v dosahu jiný neobydlený svět. Dosah simulované vesmírné lodi je 10 světelných let s maximální délkou cesty 300 000 let. Technologie z virtuální kolonie byla nastavena tak, aby vydržela 100 milionů let, než vymřela s příležitostí k přesídlení, pokud by se další kolonie dostala do dosahu galaktickým pohybem.

Výsledky jsou dramatické. Rotace galaxie generuje vlnu nebo „přední stranu“ kolonizace. Jakmile fronta dosáhne galaktického jádra, hustota jádra katalyzuje rychlý nárůst rychlosti kolonizace. I s velmi konzervativními limity stanovenými na rychlost vesmírné lodi by mohla být většina Galaxie kolonizována za méně než miliardu let – zlomek jejího celkového stáří.

Přímá viditelnost

Výsledky simulace znovu potvrzují minulé návrhy Vishal Gajjar a spol. hledat v galaktickém centru známky života. Střed Galaxie lze nejen rychle kolonizovat, ale také efektivně vyhledávat technologie. Máme přímou linii pohledu na střed Galaxie, který zahrnuje nejhustší oblast vesmíru vzhledem k nám. A protože Galaxie vznikla zevnitř ven, centrum je vyplněno staršími planetami, které poskytují více času na vývoj života.

Střed také slouží jako logické místo pro „mluvení“ do az – centrální ohnisko Galaxie. Pokud byste chtěli dostat signál do zbytku Galaxie, mohli byste to udělat ze středu a pokrýt disk Mléčné dráhy. Podobně, pokud byste chtěli najít signál, můžete se podívat do stejného centra. Gajjar a kol. také předpokládají, že pokročilá civilizace může být schopna napojit se na energii Mléčné dráhy centrální supermasivní černá díra k napájení signálního majáku v celé galaxii. Mluvte o mocném „ahoj!“

Pohled na střed Galaxie ze Země zachycený v Mohavské poušti. Kredit: Autor fotografie

Tak proč tak tiše?

Nic z toho však neodpovídá na předchozí otázku – kde jsou? Ve skutečnosti rychlost, jakou by mohla být Galaxie kolonizována, komplikuje, proč jsme od nikoho neslyšeli. Dále Caroll-Nellenback et al. také si všimněte, že během kolonizace může vyspělá civilizace vyvinout nové technologie pohonu, které zkrátí dobu potřebnou k šíření. A přesto předběžné rádiové skeny galaktického jádra neodhalily žádné signály. Možná je odpovědí samotné ticho. Galaxie je tak stará a má k dispozici tolik času na šíření života, že někteří věří, že ticho zničí jakoukoli naději na setkání s kýmkoli.

Ale tamjestále doufám! Simulace ukazuje, že je možné, že některé části Galaxie nejsou nikdy osídleny navzdory eonům času. Je to otázka efektivity. Pamatujte, že chcete kolonizovat na co nejkratší možné vzdálenosti. Jak čas plyne, některé kolonie vymírají a jsou ztraceny možná vyčerpáním zdrojů nebo kataklyzmatickou událostí. Místo aby se kolonie dostaly dále do vesmíru, rozhodly se znovu osídlit mrtvou kolonii z větší vzdálenosti. Tvoří se shluky obydlených kolonií obklopené neobydlenými planetami, které nejsou nikdy kolonizovány. „Ustáleného stavu“ je dosaženo tam, kde jsou oblasti obyvatelných světů Mléčné dráhy jednoduše příliš neefektivní na kolonizaci.

Existují i další možnosti, jak ticho vysvětlit. Možná, že dlouhověké civilizace se řídí udržitelností, aby rostly pomaleji, než se očekávalo. Pokud existuje více kolonizujících civilizací, možná soutěží o zdroje nebo si od sebe udržují odstup. Možná se civilizace postarají o to, aby nezasahovaly do obydlených planet, jako je ta naše (podobné té Primární směrnice ve Star Treku ) nebo si dávají pozor na potenciální biologické neslučitelnosti, kterým čelí na jiných světech. Všechny tyto možnosti mohou vysvětlovat, proč jsme se ještě s někým nesetkali…pokud jsme se již nesetkali…ne, vážně.

Pohřbená minulost

Carroll-Nellenback a kol. zvážit „časový horizont“ – bod v historii, za kterým by si Země již neuchovala důkazy o předchozí kolonizaci. Řekněme například, že galaktická mimozemská civilizace přistála na Zemi před miliardami let, žila tisíce let a poté zemřela. Po tak dlouhé době by po jejich přítomnosti nezůstaly prakticky žádné důkazy. Takže žádné „my“ jsme nepotkali mimozemskou civilizaci, ale je možné, že samotná Země ano.

Simulace ukazuje, že vzhledem k naší poloze v Galaxii existuje 89% pravděpodobnost, že by bez návštěv mezihvězdných lodí mohlo uplynout nejméně milion let – potenciálně dost času na vymazání známek předchozí kolonizace. Jde o to, že mezi tím, že je galaxie úplně kolonizovaná nebo úplně prázdná, simulace ukazuje, že mohou existovat střední cesty – platné reakce na ticho, které stále ponechávají prostor pro technologický mimozemský život i bez kontaktu.

Kulový život?

Zatímco střed Galaxie je ideální říší budoucnosti pro výzkum SETI, existují další oblasti Galaxie, které napodobují stejně příznivé podmínky jako centrum – Kulové hvězdokupy.

Kulové hvězdokupy (GC) jsou starověké masivní shluky hvězd obíhajících kolem středu Galaxie ve vzdálenostech desítek tisíc světelných let. Pozůstatky z období intenzivní tvorby hvězd katalyzované slučováním galaxií , existuje asi 150 známých GC v Mléčné dráze v rozmezí 10-13 miliard let.

3D model známých kulových hvězdokup a jejich pozice vzhledem ke zbytku Mléčné dráhy Kredit: 3D galaxie

GC jsou neuvěřitelně husté a hvězdy jsou v průměru mnohem blíže k sobě, než se nacházejí v disku Mléčné dráhy. Když uvažujeme o mezihvězdném cestování nebo komunikaci, obvykle mluvíme o tisíciletích. Civilizace v GC by však zažila dobu cestování mezi hvězdami v řádu pouhých několika let s dobou komunikace v řádu měsíců nebo dokonce týdnů. Problém je v tom, že hustoty GC mohou negativně ovlivnit tvorbu planet a také orbitální stabilitu planet.

R. Di Stefano a A. Ray vypočítat to, čemu říkají „obyvatelná zóna GC“. Termín „obyvatelná zóna“ obecně používáme k popisu vzdálenosti, kterou planeta potřebuje k oběhu hvězdy, aby udržela teplotu pro kapalnou vodu. Země sídlí v obyvatelné zóně Slunce (pro nás dobrá věc). Spíše než dvourozměrný poloměr, jako je dráha planety, je obyvatelná zóna GC trojrozměrná skořápka obíhající kolem středu samotné kupy. Vnitřní část tloušťky pláště začíná tam, kde hustota GC klesá tam, kde sluneční soustavy mohou přežít gravitační interferenci blízkých hvězd. Gravitace blízké hvězdy by mohla roztrhnout planetární prachové prstence a narušit tak vznik planet. Jiná hvězda procházející blízko systému by také mohla vyvrhnout planetu ze své mateřské hvězdy.

Vnější okraj tloušťky pláště je definován tím, kde se hustota snižuje tak, že průměrná vzdálenost mezi hvězdami je větší než 10 000 AU (astronomické jednotky představující vzdálenost Země od Slunce asi 150 000 km). 10 000 AU se rovná asi 2 světluměsíce. APo tomto bodě se výhody pobytu v kupě – jmenovitě krátká doba cestování a komunikace se sousedními hvězdami – zmenšují. Zóna obklopená skořápkou je to, co Di Stefano a Ray nazývají GC „sweet spot“ pro kolonizaci – hvězdné systémy, které jsou blízko u sebe, což usnadňuje rychlé cestování/komunikaci, ale ne tak blízko, aby vzájemně roztrhaly své systémy.

Fraser Cain of Universe, ke kterému se připojil výzkumník exoplanet Dr. Jason Wright z Penn State University. Jason Wright byl jedním z vedoucích na simulaci kolonizace galaxií

Chceme, aby GC sweet spot zahrnoval hlavně hvězdy s nižší hmotností, které žijí nejdéle. Nízkohmotné hvězdy mají také obyvatelné zóny Slunce s nejmenším poloměrem. Čím blíže planeta obíhá svou mateřskou hvězdu, tím menší je pravděpodobnost, že ji odtrhne jiná hvězda. GC také zažívají jev zvaný „hromadná segregace“, kdy se nejhmotnější hvězdy – a tedy nejméně příznivé pro obyvatelnost v kupě – nacházejí gravitačně přitahovány ke středu. Tato segregace pak přirozeně třídí klastr od nejméně k nejlepším systémům od jádra k periferii.

Výsledky jsou příznivé. V hypotetickém GC blížící se 100 000 hmotností Slunce zahrnuje sladká skvrna 40 % hvězd G (žlutí trpaslíci jako naše vlastní Slunce) a 15 % hvězd K a M (oranžoví a červení trpaslíci) v kupě. To je hodně hvězd. Existuje dokonce možnost, že planety, kterémítPokud byly vyvrženy ze systémů, mohly by stále hostit civilizaci kvůli kombinované okolní energii, kterou planeta přijímá ze všech hvězd v kupě – zvláště pokud má civilizace pokročilou technologii zachycování sluneční energie. Volně plovoucí svět vesmírných mimozemšťanů.

Di Stefano a Ray jen vyhazují čísla a naznačují, že i když pouze 10 % hvězd GC má obyvatelné planety, 1 % z nich podporuje inteligentní život a 1 % z nich hostí komunikující civilizaci, v každé by mohla existovat alespoň jedna komunikující civilizace. GC v Mléčné dráze. Podobné proměnné přiřazené samotné Mléčné dráze – s mnohem nižší hustotou hvězd – by vedly k... jedné komunikující civilizaci (pravděpodobně nás). Změna procent tak, aby byla o něco méně konzervativní, by znamenala, že by v difuzním disku mohlo existovat více civilizací, ale byly by odděleny obrovskými vzdálenostmi přesahujícími 300 světelných let.

Pokud jste se nacházeli v GC, můžete zkusit komunikovat se vzdáleným diskem Mléčné dráhy. Bohužel jsme ještě nenašli žádný přímý důkaz, že planety v GC vůbec existují. Naše techniky hledání exoplanet jsou narušeny vzdáleností a hustotou GC. Ale to nevylučuje možnost. Pokud v GC existuje civilizace s rychlým přístupem k tisícům hvězd, Di Stefano a Ray říkají, že civilizace by byla v podstatě „nesmrtelná“.

Globular Cluster M13 Uznání: Howard Trottier, Observatoř SFU Trottier

Ve skutečnosti jsme vyslali zprávu do GC – krásné kulové hvězdokupy M13 Hercules. Hvězdokupa se nachází v souhvězdí Herkula a je vzdálená 22 000 světelných let, má průměr 145 světelných let a skládá se z asi 100 000 hvězd. V roce 1974 byla na M13 odeslána zpráva z radioteleskopu Arecibo (RIP) . Zpráva obsahovala čísla 1 až 10, chemické sloučeniny DNA, grafickou postavu člověka, grafiku sluneční soustavy a grafiku samotného radioteleskopu. Celkový čas vysílání byl 3 minuty. Dostat se tam má ještě několik tisíc let.

Zpráva s nízkým rozlišením pravděpodobně nebude rozeznatelná v době, kdy dorazí na M13. Ale možná jednoho dne navážeme kontakt s civilizací rozprostírající se v galaxii. Nebo se možná MY staneme civilizací zahrnující galaxie. U tohoto příběhu netrpělivě očekávám nadcházející filmovou adaptaci Seriál Asimovova nadace!

Zpráva Arecibo se přenesla do Kulové hvězdokupy M13. Creative Commons

Hlavní obrázek: Složený snímek jádra Mléčné dráhy vytvořený dalekohledy Hubble, Spitzer a Chandra. Kreditní rentgen: NASA/CXC/UMass/D. Wang a kol.; Optické: NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolovy