Před sedmdesáti lety položil italsko-americký jaderný fyzik Enrico Fermi svým kolegům otázku během a polední rozhovor . Pokud je život v našem Vesmíru běžný, proč tam venku nevidíme žádné důkazy o jeho aktivitě (také znám jako „kde jsou všichni?“) O sedmdesát let později tato otázka vyvolala právě tolik navrhovaných řešení, jak mimozemská inteligence ( ETI) by mohly být běžné, ale naše nástroje si jich nevšimnou.
Některé možnosti, které byly zvažovány, jsou, že lidstvo může být ve vesmíru samo, brzy na večírek , nebo si zatím žádné nevšimne. Ale v nedávné studii Robin Hanson (tvůrce Skvělý filtr ) a interdisciplinární tým nabízejí nový model pro určení, kdy se sem mimozemšťané dostanou. Podle jejich studie je lidstvo ve vesmíru brzy a za 200 milionů až 2 miliardy let se setká s ostatními.
Kromě toho, že je společníkem s Future of Humanity Institute (FHI) na Oxfordské univerzitě, Robin Hanson je také profesorem ekonomie na Univerzita George Masona . Připojili se k němu kolegové z Durhamské univerzity Centrum pro teorii částic a Katedra matematických věd , Carnegie Mellon University Oddělení strojového učení a mezinárodní obchodní společnost Skokové obchodování .
Abychom to stručně rozebrali, „model uchopených mimozemšťanů“ předpokládá, že civilizace se rodí podle řady kroků podobných těm, které vidíme u biologického vývoje života zde na Zemi. Tyto civilizace, které Hanson a jeho kolegové označují jako „uchopitelné civilizace“ (GC), se pak budou rozšiřovat běžným tempem, měnit objem prostoru, který zabírají, a zabraňují vzniku technologicky vyspělých civilizací (podobných tomu, kde je dnes lidstvo). v těchto svazcích. Model má tři parametry, které se skládají z:
- Rychlost (y) expanze ze skutečnosti, že na naší obloze nevidíme hlasité mimozemské objemy,
- Moc (n) z historie významných událostí ve vývoji života na Zemi,
- Konstanta (k) za předpokladu, že naše datum je náhodný vzorek z jejich dat vzhledu.
Model předpokládá, že rychlost expanze mimozemských civilizací lze odhadnout na základě skutečnosti, že my (13,8 miliard let po Velkém třesku) v tuto chvíli nezjistíme jejich přítomnost, což je doba, kterou trvá vývoj pokročilého života. (na základě) a předpokladu, že umístění lidstva v prostoru a čase není neobvyklé, vzhledem k tomu, že se objevují vyspělé a expandující civilizace (podobně jako např. Koperníkův princip ).
Z toho Hanson a jeho tým Kromě toho byli Hanson a jeho kolegové schopni vytvořit odhady o tom, kde se GC v našem vesmíru nacházejí, jak velkou část vesmíru dosud obsadily a jak dlouho bude trvat, než se s nimi setkáme.
'Kde jsou všichni?'
První parametr (s) se vrací k Fermiho paradoxu, jak jej původně zformulovali Michael Hart a Frank Tipler), který odkazuje na zjevný nepoměr mezi statistickou pravděpodobností inteligentního života v našem vesmíru a absencí důkazů pro něj. V tomto teoretickém rámci jsou vědci nuceni hledat vysvětlení toho, jak by mohl být inteligentní život všudypřítomný, ale až dosud zůstal pro lidské nástroje neviditelný.
Jak bylo uvedeno, v posledních několika desetiletích to vyvolalo různá navrhovaná usnesení. Některé klíčové úvahy zahrnují časovou osu vesmíru a vývoj života na Zemi. Současné odhady naznačují, že vesmír je starý 13,8 miliardy let (± 40 milionů let), zatímco sluneční soustava a planeta Země vznikly zhruba před 4,5 miliardami let. Na základě nejnovějších zkamenělých důkazů se předpokládá, že nejstarší formy života se objevily před 4,2 až 3,8 miliardami let.
Mezitím lidstvo existovalo pouze posledních 200 000 let historie Země a mělo jen takovou úroveň technologického rozvoje, která umožňuje průzkumy SETI asi 70 let. Vzhledem k nepoměru mezi těmito čísly mnoho vědců tvrdí, že je jednoduchým antropocentrismem předpokládat, že lidstvo by mohlo být nejpokročilejší inteligencí (nebo hůře, samo) ve vesmíru.
Na druhou stranu někteří tvrdí, že kdyby se inteligentní druhy objevily miliony nebo miliardy let předtím, než vůbec existovali lidé, nezačaly by ve významné míře okupovat viditelný vesmír? Nepodporuje skutečnost, že nevidíme žádné GC, když se díváme na noční oblohu, představu, že tam venku nikdo není, nebo alespoň ještě není schopen s námi komunikovat?
Jiní stále tvrdili, že 4,5 miliardy evoluční časové osy znamená, že pouze hvězdy a planety s delší životností mohou podporovat život, jako je typ M (červení trpaslíci). Je známo, že tyto hvězdy mají neuvěřitelně dlouhou životnost, přičemž ve fázi hlavní sekvence zůstávají až biliony let. Přitom nedávné exosolární planeta průzkumy naznačovaly, že jsou nejpravděpodobnějším místem k nalezení kamenné planety obíhající v rámci svých obyvatelných zón (HZ) . Jak Hanson vysvětlil Universe Today prostřednictvím e-mailu:
„95 % planet je kolem hvězd s delší životností než naše a většina z nich žije déle než bilion let. Kromě toho by se pokročilý život jako my měl objevit ke konci života planety, protože život se musí nejprve vyvinout v mnoha fázích. Takže jsme docela brzy ve srovnání s tím, kdy bychom očekávali, že se objeví pokročilý život.'
Takže zatímco naše planeta existovala pouze během posledních 30 % vesmíru, naše evoluční časová osa odpovídá 1 % délky života planet s dlouhou životností. V podstatě to znamená, že 99 % pokročilých forem života v našem vesmíru se objeví po dnešku. Přidejte k tomu fakt, že nevidíme důkazy o mimozemských civilizacích okupujících většinu vesmíru (něco, co se časem stává pravděpodobnějším), a zbývá nám předem daný závěr, že lidstvo je „brzký příchod“.
Tvrdý krok!
Druhý parametr (n) je založen na představě, že biologickou evoluci lze modelovat na základě řady kroků. Tento koncept představil australský fyzik a člen Královské společnosti (FRS) Brandon Carter, známý tím, že vytvořil Antropický princip . V reakci na to, co viděl jako nadměrné rozšíření Koperníkova principu v kosmologii, tento princip uvádí, že samotná existence inteligentního života naznačuje, že samotný vesmír přispívá k jeho vytvoření.
Ve studii z roku 1983 s názvem „ Antropický princip a jeho důsledky pro biologickou evoluci Carter představil statistický model toho, jak by civilizace jako ta naše mohly vzniknout z jednoduché mrtvé hmoty prostřednictvím řady mezikroků. Od té doby na jeho modelu stavělo mnoho vědců, mezi které patří i sám Hanson. V roce 1996 Hanson publikoval esej s názvem „ Velký filtr – už ho máme skoro za sebou? “ kde navrhl, že Fermiho paradox by mohl být výsledkem jednoho nebo více těchto kroků, které jsou nepravděpodobné.
Pomocí života na Zemi jako šablony Hanson tvrdil, že existuje osm možných kroků mezi nejstaršími známými formami života a tím, kde se lidstvo nachází dnes, přičemž devátý krok představuje naši možnou budoucnost. Ty se skládají z:
- Obyvatelný hvězdný systém (organické látky a obyvatelné planety)
- Reprodukční molekuly (např. RNA)
- Prokaryotický jednobuněčný život
- Eukaryotický jednobuněčný život
- Pohlavní rozmnožování
- Vícebuněčný život
- Zvířata schopná používat nástroje
- Průmyslová civilizace
- Široká kolonizace
S každým krokem se zvyšuje pravděpodobnost selhání, což je situace, kterou Hanson shrnul pomocí analogie s výběrem zámků. Představte si, že máte řadu zámků, které musíte vybrat před konečným termínem, a mají různé úrovně obtížnosti. Pravděpodobnost vyzvednutí všech zámků před vypršením termínu je mocenský zákon, kde změna jedné veličiny vede k proporcionálnímu nárůstu jiné veličiny.
V zájmu této studie Hanson a jeho kolegové přehodnotili tyto kroky, přičemž vzali v úvahu, že dosažení některých může trvat déle než jiných (což seskupují jako „snadné“ nebo „obtížné“ kroky). Kombinace těchto kroků je to, co označovali jako „silový zákon o tvrdých krocích“, kde každý krok má vliv na to, zda druh mohl či nemohl dostatečně pokročit, než jiná GC obsadila jejich prostor a potlačila je. Jak to vysvětlil Hanson:
„Načasování událostí v historii života na Zemi naznačuje, že život musel projít 3-9 těžkými kroky, aby dosáhl naší úrovně, a že většina planet, jako je ta naše, nikdy nedosáhne naší úrovně, dokud se okno pro život na této planetě nezavře. “ řekl Hanson. 'Proto je pokročilý život jako ten náš vzácný.' Můžeme také vidět, že je to vzácné, protože tam venku nevidíme žádný život na pokročilejší úrovni, který by měl velké viditelné dopady na vesmír.
„Víme tedy, že mezi jednoduchou mrtvou hmotou a rozšiřujícím se trvalým životem existuje „velký filtr“. Naše nová analýza nám umožňuje odhadnout numerickou velikost tohoto filtru. Pokročilý život na úrovni uchopitelných mimozemšťanů se před konečným termínem uchopených mimozemšťanů objeví zhruba jednou na milion galaxií.“
Jinými slovy, existuje konečný termín pro pokročilý život ve vesmíru, kde se musí objevit a dosáhnout složitosti, než jej předběhne starověký a vyspělejší druh. Vyhlídka na brzký příchod lidstva daleko od toho, že by lidstvo bylo ve vesmíru samo, naznačuje, že je tam spousta GC, stejně jako těch, které ještě nedosáhly pokročilé fáze vývoje.
„Pokud se náhodně objeví mimozemské civilizace, které se poté rozšíří, aby přetvořily vesmír, pak jakmile se celý vesmír zaplní takovými mimozemšťany, nezbudou žádná místa, kde by se život mohl vyvíjet směrem k naší úrovni,“ dodal Hanson. „To znamená, že ‚uchopení mimozemšťané‘ vytvářejí konečný termín, do kterého se musí objevit pokročilý život. Tento termín je za několik miliard let. Vzhledem k tomuto termínu nejsme brzy.“
Jít nahlas!
Konečný parametr (k) je založen na předpokladu, že čas a prostor, který zaujímáme, jsou reprezentativní pro normu (jak již bylo uvedeno, Koperníkova hypotéza). Podle GC modelu je to výsledek selekčního efektu, kdy se pokročilý mimozemský život nakonec rozšíří a zaplní vesmír. To vyvolává poslední aspekt, který Hanson a jeho tým zvažovali, a to je způsob, jakým méně rozvinuté civilizace procházejí přechodem na GC – neboli GC. přejít od „tichého“ k „hlasitému“.
Hlasité civilizace jsou takzvané proto, že zvětšují svůj objem (prostoru), mění vzhled svých objemů (vykazují známky aktivity produkují technopodpisy). Tiché civilizace jsou takové, které nezvětšují svůj objem ani je nemění, což efektivně popisuje naši současnou úroveň rozvoje. Po určité době tiché civilizace (pokud přežijí) postoupí do té míry, že se také stanou hlasitými, za předpokladu, že tak učiní před uplynutím lhůty.
S těmito definovanými parametry Hanson a jeho kolegové simulovali, jak se mění rychlost expanze GC (s) a čas, který trvá, než se život vyvine (n) by přineslo různé výsledky o tom, kolik GC bylo aktuálně aktivních v našem vesmíru, kolik z něj zabralo a (v důsledku toho), kdy bychom se mohli setkat s GC. Tyto proměnné byly vizualizovány pomocí 1D a 2D diagramů (zobrazeno výše) a 3D animace (zobrazeno níže).
ThesParametr je obzvláště významný, protože rychleji se rozpínající mimozemšťané by bylo obtížnější odhalit, než by se dostali k našemu prahu. Kvůli rychlosti světla by jakákoliv aktivita v obsazeném prostoru vesmíru k nám doputovala tisíce let. Pokud se GC rozpíná dostatečně rychle, světlo, které vytvořili, když se poprvé začalo rozpínat, nedorazí dříve, než ono. Jak řekl Hanson:
'V datu vzniku náhodné civilizace byla asi polovina vesmíru vyplněna velmi velkými viditelnými mimozemskými civilizacemi.' Kdyby tyto rostly velmi pomalu, pak by jich byla obloha plná, obrovské kruhy na obloze, mnohem větší než úplněk. Pokud by však rostly rychlostí světla, pak bychom je neviděli, dokud by se sem nedostali.
'Pokud by rostly velmi rychle, například více než poloviční rychlostí světla, pak by většina míst, která je mohla vidět, byla místa, kam dorazili, kolonizovali a změnili se. To znamená, že kdybychom je mohli vidět, pak by tu pravděpodobně byli místo nás. V tom případě bychom neexistovali.'
Kdy se s nimi setkáme?
Výsledky, které Hans a jeho tým získali, nakonec naznačily následující rozsah možností:
- GC (neboli „hlasité“ civilizace) se vynořují z tichých civilizací rychlostí asi jednou na milion galaxií
- Roztahují se a zvětšují svůj objem zhruba poloviční rychlostí světla
- V současnosti ovládají 40–50 % objemu vesmíru
- Každý GC bude nakonec ovládat 105- 3 x 107(100 000 až 30 milionů) galaxií
V neposlední řadě odhadli, že lidstvo pravděpodobně narazí na nejbližší GC zhruba za 200 milionů až 2 miliardy let. Mezitím jejich modelování také ukazuje, že pravděpodobnost, že lidstvo odhalí známky technologické aktivity (také znám jako „technosignatures“), je velmi nízká. Jak vysvětlil Hanson, mohla by to být špatná zpráva pro ty, kteří se zabývají hledáním mimozemské inteligence (SETI).
„Jedna na milion galaxií je velmi vzácné, a pokud by byli chytní mimozemšťané jedinými druhy, které lze vidět, pak by šance, že SETI uvidí nějaké mimozemšťany poblíž, byla velmi nízká,“ řekl. „Může se však stát, že existuje mnohonásobně více „tichých“ mimozemských civilizací. Čím vyšší je poměr tichých a chvatných mimozemských civilizací, tím blíže mohou být nejblíže tiší mimozemšťané, které lze nalézt.'
Ilustrace selekčního efektu, kde expanzní rychlosti (s) jsou blízké rychlosti světla c, GC nás pravděpodobně předběhne, než uvidíme. Kredit: Hanson (et al.)
A naopak, čím méně tichých civilizací tam je (ve srovnání s GC) právě teď, tím vyšší jsou naše budoucí šance stát se GC sami. Bohužel, tato vyhlídka také snižuje pravděpodobnost, že odhalíme a pozorujeme mimozemské civilizace v naší galaxii. Ve skutečnosti model vytvořený Hansonem a jeho kolegy předpovídá, že „poměr tichého a uchopeného“ musí být více než 10 000 ku 1, abychom mohli realisticky očekávat, že i jedna tichá civilizace byla kdy aktivní v historii naší galaxie (cca. 13,5 miliardy let).
Tento poměr musí být až 10 milionů ku 1, abychom mohli očekávat, že jakékoli mimozemské civilizace s milionletou životností jsou aktivní právě teď v naší galaxii. I když žádný z těchto výsledků není pro výzkumníky SETI zvláště povzbudivý, výzkumný tým poznamenává, že je možné, že objemy prostoru obsazeného GC vypadají jemněji a že rychlost jejich expanze je pomalejší. V tomto případě odhadují, že můžeme předpovědět, že na noční obloze existují znamení.
Dalším pozitivním přínosem z tohoto výzkumu je skutečnost, že tento druh modelování je nyní možný. Zatímco rané snahy SETI byly vedeny domněnkami, které podléhaly mnoha nejistotám (jako Drakeova rovnice), nyní máme dostatek údajů o typech hvězd a exoplanet v našem vesmíru, abychom mohli učinit kvalifikované závěry.
'Je vzrušující, že jsme teď tady,' řekl Hanson. „Už nespekulujeme o mimozemšťanech; jsme si přiměřeně jisti, že existují, a můžeme říci, kde v časoprostoru jsou. Máme jednoduchý statistický model, který říká, kde jsou, co dělají a kde je můžeme vidět nebo potkat.“
Další čtení: Chytří mimozemšťané , arXiv
