Новый расчёт по формуле Дрейка показал: человечество одиноко в своей галактике с вероятностью 53−99,6%
Во время работы в Лос-Аламосской Национальной лаборатории в Нью-Мексико в 1950 году физик Энрико Ферми задал своим коллегам ставший знаменитым вопрос: «Где они?». Лауреат Нобелевской премии обратил внимание на несоответствие, которое нашёл странным. Учитывая столь большое количество звёзд в нашей Галактике, даже крошечная вероятность существования жизни возле любой конкретной звезды означает наличие большого количества инопланетных цивилизаций. Далее, предположив разумные вероятности о способности инопланетян к межзвёздным путешествиям, физическому изменению окружающего пространства или коммуникациям, мы уже должны видеть свидетельства их существования. А мы не видим. Это несоответствие стало известно как парадокс Ферми, а соответствующее отсутствие жизни в наблюдаемой Вселенной принято называть наблюдением Ферми.
Многие гипотезы пытались объяснить парадокс Ферми. Например, что другие цивилизации умышленно скрывают себя или самоуничтожаются прежде чем научатся путешествовать между звёздами или устанавливать связь на дальнем расстоянии. Основная проблема таких гипотез заключается в том, что предполагаемый механизм сокрытия своего существования или самоуничтожения должен быть чрезвычайно надёжным: если всего лишь 99% цивилизаций уничтожают себя, это мало как помогает в разрешении парадокса.
Таким образом, все эти гипотезы остаются весьма спекулятивными и во многом полагаются лишь на предположения о неких универсальных мотивах или социальной динамике инопланетян, в то время как мы не можем претендовать на аналогичные знания о нашем собственном мире. Эти гипотезы рассматриваются не из-за независимой научной правдоподобности, а лишь потому они предлагают решение парадокса Ферми.
Учёные из Института будущего человечества при Оксфордском университете опубликовали научную работу, в которой показывают, что «правильное обращение с научными неопределённостями растворяет парадокс Ферми». Другими словами, наша уникальность во Вселенной и отсутствие наблюдаемой инопланетной жизни становится вовсе не «парадоксом» и не маловероятным событием.
Авторы научной работы критикуют то, что формулу Дрейка принято использовать с точечными оценками. Однако такие точечные оценки «подразумевают знания о процессах (особенно связанных с происхождением жизни), которые несостоятельны, учитывая текущее состояние науки». По мнению британских учёных, принимая во внимание реалистичную неопределённость, следует заменить точечные оценки распределениями вероятностей, которые отражают текущее научное понимание. И тогда по формуле Дрейка получается совершенно другая картина — и уже исчезают всякие причины быть уверенным, что Галактика (или наблюдаемая Вселенная) содержит другие цивилизации.
Второй результат научной работы: учёные показали, что с учётом наблюдаемых границы преобладания других цивилизаций, «наши обновленные вероятности предполагают, что есть существенная вероятность того, что мы одни». Авторы нашли качественно схожие результаты двумя различными методами: с использованием авторских оценок современных научных знаний, имеющих отношение к ключевым параметрам, и с использованием расходящихся оценок этих параметров в астробиологической литературе в качестве промежуточного параметра для текущей научной неопределённости.
Расчёт по такой методике показал довольно высокую вероятность того, что человечество одиноко в своей родной галактике Млечный Путь (53−99,6%) или даже во всей наблюдаемой Вселенной (39−85%). Соответственно, на знаменитый вопрос «Где они?» авторы научной работы отвечают: «Вероятно, очень далеко, и вполне возможно, за космологическим горизонтом и навсегда недостижимы».
Из всего вышесказанного следует третий вывод, что пессимизм для выживания человечества, основанный на парадоксе Ферми, необоснован. Другими словами, у человечества хорошие шансы на выживание, и нельзя делать выводы о неизбежности самоуничтожения цивилизации на основании того, что в наблюдаемой Вселенной нет ни одной достаточно развитой цивилизации. Пожалуй, это самый оптимистичный результат из опубликованной научной работы.
Статья опубликована 6 июня 2018 года на сайте препринтов arXiv.org (arXiv:1806.02404v1).
Илон Маск отреагировал на расчёты британских специалистов. «Так странно», — написал он в твиттере.
10 мест во Вселенной, где мы, вероятнее всего, обнаружим жизнь
Вопросом о возможности существования внеземной жизни ученые и обычные люди задаются уже не один десяток лет. Буквально во всем, начиная от художественных произведений уровня Спилберга в его «E.T» и заканчивая официальными пресс-релизами американского аэрокосмического агентства NASA, четко отражается, насколько велика и значима эта проблема для современного человека.
Земля не единственная, где возможна жизнь
Одним из важнейших источников для существования той жизни, которая нам известна, является вода. Поэтому неудивительно, что при открытии новой экзопланеты или спутника мы стараемся отыскать в первую очередь именно ее наличие. Может, в конечном итоге инопланетяне и не будут выглядеть так, как мы представляем их в кино и на вполне серьезных научных конференциях, но их обнаружение не станет от этого менее значимым для истории всего человечества. И сегодня мы поговорим о 10 местах во Вселенной, где мы имеем больше всего шансов обнаружить то, что мы уже так долго ищем.
Планетарная система TRAPPIST-1
Добраться до туда пока не получится
Об открытии планетарной системы, находящейся в нескольких десятках световых лет от нас, было объявлено в начале этого года. Система состоит из 7 земплеподобных планет, оборачивающихся вокруг «ультрахолодной» звезды, и представляет собой идеальную на данный момент цель для поиска жизни за пределами Солнечной системы.
Изучение этих экзопланет в будущем будет относительно простым – все благодаря тому, как они вращаются вокруг своей звезды. Открыты эти планеты были благодаря транзитному методу наблюдения. Используя мощный телескоп, ученые выследили, когда планеты проходили перед своим светилом, частично сокращая его яркость в наших наблюдательных приборах.
Астрономы предполагают наличие относительно комфортной температуры на этих планетах, вполне подходящей для того, чтобы на их поверхности могла образоваться вода.
И все же, несмотря на то что все экзопланеты этой системы рассматриваются в качестве потенциальных кандидатов в обитаемые миры, конкретно три планеты TRAPPIST-1 могут подходить на эту роль лучше всего, так как находятся в обитаемой зоне звезды. Эта область вокруг звезды, где на поверхности имеющихся землеподобных планет вода могла бы содержаться в жидкой форме.
Спутник Титан
На Титане давно ищут жизнь
Крупнейший спутник Сатурна, шестой планеты от Солнца. Эта луна рассматривается в качестве потенциального кандидата на роль обитаемого мира, но, возможно, не в том смысле, в котором мы могли подумать. Спутник не совсем подходит под описание мира, находящегося в обитаемой зоне. Но на нем есть вода и другие жидкости. Просто на нем нет жидкой воды. Вода на этом планетарном объекте представлена в виде льда – температуры там очень низкие.
Несмотря на то, что перед наукой все еще остались некоторые вопросы (например, о том, способна ли жизнь существовать не только в воде), отбрасывать возможность наличия жизни на Титане ученые пока точно не собираются.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на нас в Google Новостях и Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Спутник Европа
На Юпитере нет жизни, а вот на его спутнике — возможно
Один из спутников газового гиганта Солнечной системы, Юпитера. Еще один кандидат на роль обитаемого мира, потому что там есть вода, которая, по крайней мере согласно нашим теориям, может содержаться в жидком состоянии. Астрономы уверены, что Европа обладает всеми необходимыми компонентами для жизни: там есть вода, источники энергии и правильный химический состав среды. Вода, согласно нашим лучшим предположениям, скрывается под толстой ледяной коркой, составляющей поверхность Европы.
О возможности прямого исследования Европы ученые стали говорить относительно недавно. В начале этого года было объявлено, что в течение ближайших лет должна стартовать миссия Europa Clipper. В ее рамках к спутнику Юпитера будет отправлен космический аппарат, который будет исследовать и фотографировать поверхность Европы. Это будет происходить многократно. Ученые таким образом хотят получить возможность провести анализ особенностей спутника со всех сторон, а заодно и поискать на нем признаки жизни.
Жизнь на Марсе
На Марсе уже нашли воду
Наш красный сосед. Четвертая планета от Солнца. Пожалуй, один из самых обсуждаемых вероятных кандидатов в обитаемые миры и потенциально первая цель человеческой колонизации. Несмотря на скепсис, эта планета является наиболее вероятным местом, где мы найдем жизнь.
Понятно, что она не будет представлена в виде зеленых человечков или любых других разумных форм. Однако аэрокосмическое агентство NASA, исследующее поверхность планеты своими марсоходами, нашло-таки доказательство, что здесь когда-то могла и может по-прежнему существовать по крайней мере микроскопическая жизнь.
Полученные данные указывают на то, что в прошлом у ныне полностью сухой планеты имелись настоящие потоки и реки из воды. Полагаясь на это, мы можем хотя бы предположить, что жизнь на ней могла каким-то образом выжить. Возможно, в рамках дальнейших исследований Марса ученые найдут-таки воду в жидкой форме, а не только в виде ледяных шапок на полюсах планеты.
Спутник Энцелад
Этот спутник весь покрыт льдом
Еще один из многих спутников Сатурна, который рассматривается астрономами как потенциально обитаемый мир, который, в отличие от углеводородного брата Титана, вероятнее всего, богат водой. Это вода, так же как на Европе, спрятана под толстой ледяной коркой поверхности. Опять же, это могло бы означать вероятность существования как минимум микробов.
Ранее присутствие воды на Энцеладе рассматривалось лишь как предположение. По крайней мере такую надежду давали полученные в 2015 данные с помощью космического аппарата «Кассини». В начале этого года эта надежда серьезно возросла, когда аппарат нашел у спутника молекулы водорода, указывающие на присутствие химических реакций, происходящих под его поверхностью. Предположительно в рамках этих реакций океанская вода Энцелада взаимодействует с глубинной породой, в результате чего производится энергия, которая могла бы быть полезной для живых организмов.
Кеплер-186f
Эта планета может стать копией Земли
Кеплер-186f – это экзопланета, вращающаяся вокруг звезды Кеплер-186, находящейся примерно в 500 световых годах от Земли. Обнаруженная в 2014 году, она стала первой из известных планет земного типа за пределами Солнечной системы, обладающей орбитой, пролегающей внутри обитаемой зоны своей звезды.
Она менее чем на 10 процентов больше Земли, поэтому эта планета является еще и наиболее схожей по размерам с нашим домом среди всех обнаруженных экзопланет. Другие ее характеристики, такие как плотность, пока остаются для нас неизвестными. Но, учитывая ее размер, можно смело предположить, что это каменистый мир.
Пока единственными особенностями, которые позволяют занести планету Кеплер-186f в список потенциальных кандидатов в обитаемые миры, являются ее размер и расположение в обитаемой зоне звезды. О наличии воды на ней нам также ничего не известно, как и неизвестно о том, какова температура на ее поверхности.
Кеплер-452b
Добраться до этих планет не получится еще долго
Как сообщает само NASA, планета Кеплер-452b «могла бы стать одной из лучших целей для поиска внеземной жизни». Однако исследовать эту планету будет довольно трудно. Хотя бы потому, что находится она на расстоянии более 1000 световых лет от Земли. Но, несмотря на это, ученые почти уверены, что Кеплер-452b находится внутри обитаемой зоны своей звезды, как и несколько других экзопланет этой системы.
Некоторое время Кеплер-452b рассматривалась астрономами как планета, наиболее близкая по размеру с Землей. Позже эта честь отошла Кеплер-186f.
Однако сама звезда системы, где находится Кеплер-452b, больше похожа на наше Солнце. Вероятно, именно поэтому Кеплер-452b является сейчас одним из объектов исследования Института SETI, занимающегося поиском внеземной жизни.
LHS 1140b
Ученые убеждены, что планета относится к каменистому типу, имеет железное ядро… и, возможно, живых инопланетян на своей поверхности
Открыли эту «супер-Землю» совсем недавно. Ученые выяснили, что она находится в обитаемой зоне звезды, и рассматривают ее в качестве одного из самых вероятных кандидатов на открытие внеземной жизни.
Данная супер-Земля примерно в 10 раз массивнее нашего дома. Астрономы считают, что класс планет, относящихся к супер-Землям, представлен планетами каменистого типа, однако подтвердить это без точных наблюдений пока не представляется возможным. Даже если так, то LHS 1140b – настоящая мать всех супер-Земель. Ученые убеждены, что планета относится к каменистому типу, имеет железное ядро… и, возможно, живых инопланетян на своей поверхности.
Она находится всего в 40 световых годах и поэтому представляет собой отличную цель для отправки сообщений, которые могут привлечь внимание разумной жизни, если она там, конечно, есть. Кроме того, расположение LHS 1140b относительно Земли и ее более замедленная скорость вращения упрощают задачу по наблюдению за ней.
Звезда Табби
Когда звезда теряет энергию, она мерцает. Поэтому идея о внеземной космической мегаструктуре инопланетян имеет под собой определенную долю смысла
Вокруг звезды Табби, или KIC 8462852, разгорелось множество споров на тему вероятности наличия возле нее некой «инопланетной мегаструктуры». Находящаяся на расстоянии почти 1500 световых лет до Земли эта звезда впервые была открыта астрономом из Йельского университета Табетой Бояджян и сразу привлекла к себе внимание ученых своим необычным поведением. Яркость звезды время от времени изменяется настолько сильно, что это явление нельзя объяснить обычным присутствием в регионе экзопланеты. Поэтому среди прочих предположений, пытающихся объяснить подобный феномен, конечно же, есть и вариант с пришельцами.
Якобы сверхразвитая внеземная цивилизация могла построить вокруг звезды Таби специальное устройство, собирающее ее энергию и конвертирующее ее в нечто более полезное. Когда звезда теряет энергию, она мерцает. Поэтому идея о внеземной космической мегаструктуре инопланетян имеет под собой определенную долю смысла.
Однако все же наиболее свежей и вероятной теорией, пытающейся объяснить крайне необычное поведение звезды Таби, является предположение о том, что она поедает одну из своих экзопланет. Звучит не менее интересно, следует признать. Тем не менее идея о пришельцах окончательно пока не отброшена.
Спутник Ганимед
Может хоть здесь жизнь найдут?
Еще один из спутников Юпитера, на котором может быть жизнь. Как и у других лун, у Ганимеда подозревается наличие подповерхностного океана. Причем в таком объеме, что воды в нем может содержаться даже больше, чем на Земле. Что интересно, наблюдение за поверхностью Ганимеда показало наличие признаков того, что когда-то по ней текла жидкая вода, просочившаяся через трещины в ледяной корке спутника.
Исследование этого спутника даже привело к разработке нового научного метода исследования. Например, при анализе магнитных полей ученые обнаружили, что из этой информации можно вывести некоторое представление о внутреннем строении спутника, включая данные о наличии под его поверхностью жидкой воды.
На данный момент Ганимед не исследует ни один космический аппарат. Однако в 2022 году планируется отправить к нему Jupiter Icy Moon Explorer, или просто JUICE, – межпланетную автономную станцию, которая, добравшись Юпитера где-то к 2030 году, займется изучением его системы.
Парадокс Ферми: где все инопланетяне?
Первая статья из серии, где подробно изучается известный «парадокс Ферми» — отсутствие видимых следов деятельности инопланетных цивилизаций, которые должны были бы расселиться по всей Вселенной за миллиарды лет её развития
«Одна из основных тем, на которой мы сконцентрировались – это понятие экзистенциального риска, и представление о вероятности вымирания человечества», — писал Эндрю Снайдер-Битти в материале «Великий фильтр», опубликованном в журнале Ars Technica. Материал рассказывал об открытии экзопланеты Кеплер-186f, находящейся в «зоне обитаемости».
«Великий фильтр» – это ответ на вопрос о том, почему мы до сих пор не увидели признаков деятельности инопланетных цивилизаций. «Великий фильтр» решает те же вопросы, что и уравнение Дрейка, определяющее вероятность связаться с внеземной цивилизацией, и парадокс Ферми, который спрашивает, а где все цивилизации.
Проще говоря, идея в следующем. Если цивилизация непрерывно расширяется (особенно на такой скорости технического прогресса, которую мы испытываем сегодня), то за время жизни Вселенной должны были бы появиться искусственные процессы, которые мы могли бы заметить в телескопы. Даже если принять ограничение максимальной скорости в виде скорости света. Возможно, что-то мешает этим цивилизациям проявить себя.
Вот несколько возможных вариантов работы фильтра – как от Снайдера-Битти, так и от человека, впервые придумавшего название «великого фильтра» в 1996, Робина Хэнсона.
Гипотеза «Редкой Земли»
Может, Земля одинока во Вселенной. Кто-то предполагает, что жизнь – относительно частое явление, поскольку она появилась здесь. Снайдер-Битти указывает на систематическую ошибку наблюдателя, усложняющую подобный анализ. Поскольку размер выборки ограничен только одной планетой, сложно оценить вероятность появления жизни. Может оказаться, что кроме нас никого нет. В каком-то смысле эта мысль может и успокаивать, поскольку тогда не обязательно должна существовать катастрофа, настигающая все цивилизации.
Астероид, летящий к Земле, в представлении художника
Передовым цивилизациям сложно возникнуть
Хэнсон в это не верит. Первый шаг – это перейти от более-менее интеллектуальных млекопитающих до возможностей современного человека. Второй шаг – от возможностей современного человека до передовых цивилизаций. На первый шаг ушло несколько миллионов лет. «Если уничтожить всех людей на Земле но оставить жизнь, интеллект достаточно быстро появится снова». Некоторые из шагов фильтра, ведущие к этому событию, могут занять больше времени – включая появление многоклеточных организмов и мозга. На каждый шаг может уйти примерно по миллиарду лет.
Сценарий берсерка
В данном сценарии могущественные инопланетяне скрытно ждут появления признаков чужого интеллекта, чтобы уничтожить его носителей. Хэнсон считает, что тогда могло бы появиться несколько подобных цивилизаций, которые пытались бы уничтожить друг друга.
Естественные процессы маскируют наличие внеземной жизни
Возможно, некие объёмные естественные процессы, происходящие в космосе, маскируют деятельность инопланетян. Хэнсон считает это маловероятным – было бы «удивительным совпадением», если бы за все астрономические явления, которые мы объясняем естественными процессами, отвечали передовые технологии – от пульсаров до тёмной материи.
Гамма-лучевой пульсар в представлении художника. Гамма-лучи тут фиолетовые, а радиоволны – зелёные.
Природная катастрофа
Фундаментальная технология, уничтожающая цивилизацию
Тут можно рассуждать сколько угодно. Катализатором может стать, к примеру, изменение климата – хотя было бы странно, если бы все цивилизации сталкивались с одинаковыми политическими проблемами, сказал Снайдер-Битти. Возможности более общего плана – появление искусственного интеллекта или распределённой биотехнологии, размножающей саму себя. Хэнсон указывает, что и у таких технологий есть ограничения – в таком случае сами роботы могли бы начать осваивать космос, оставляя следы наличия цивилизаций.
Решение
Однако вопрос отсутствия признаков других цивилизаций остаётся открытым.
Обречены ли разумные цивилизации?
Решений парадокса Ферми существует множество. Возможно, инопланетян не так уж много. Возможно, мы слишком далеко друг от друга. Возможно, они просто не хотят беседовать с нами, поскольку мы им противны. Возможно, мы живём в космическом зоопарке.
Возможно, что мы – первая разумная цивилизация, появившаяся во всей Вселенной. Мне эта идея никогда не нравилась. Если мы – это лучшее, на что способна Вселенная за миллиарды лет, мне придётся серьёзным образом изменить свои ожидания.
Есть ещё одна теория, хотя она вам может не понравится – Великий фильтр, не дающий формироваться разумным цивилизациям, и напоминающий нечто, пришедшее из работ Филиппа Дика.
Задумайтесь о длинной последовательности шагов, которые понадобились для того, чтобы привести Землю из первоначального состояния в текущее. Планете с правильной комбинацией атомов нужно было обладать жидкой водой достаточно долго для того, чтобы сформировались молекулы, которые каким-то образом должны были начать воспроизводиться, и стать в итоге первыми организмами. Из них затем получились многоклеточные организмы, которые научились половому размножению, в результате эволюции стали пользоваться инструментами, и в итоге стали разумной жизнью – параллельно пережив парочку вымираний планетарного масштаба. И в какой-то момент в будущем эта разумная жизнь продолжает существовать и колонизирует всю галактику.
Человечество прошло предыдущие шаги, следовательно, они не невозможны. Может, очень сильно маловероятны, но не невозможны. Никакие известные нам законы физики не запрещают нам в будущем создать машины, которые помогут нам колонизировать всю галактику. Красивые машины с мигающими огоньками – возможно, использующие и плоть будущих поколений людей. А если нам это удастся, то и любой другой расе тоже.
Если Вселенная существует около 14 млрд лет, а мы успели всё это за малую долю этого срока, то времени на подобные достижения было уйма. И всё же – никаких инопланетян. Может, нас всё-таки ждёт Великий фильтр. И как бы мы ни старались выйти за пределы Солнечной системы, что-то нас остановит.
Результат наблюдений Hubble Ultra Deep Field 2012 – улучшенный вариант наблюдения Hubble Ultra Deep Field с увеличенным временем съёмки. Впервые мы увидели дальние галактики с красным смещением от 9 до 12 единиц, включая и наиболее далёкие из наблюдаемых по сей день объектов. Так много мест, где могли бы появиться инопланетяне. Так где же они?
И за всем этим стоит навязчивая идея. Если Великий фильтр существует – он должен накрывать 100% цивилизаций. Потому что даже если 1% инопланетян выживет, они смогут колонизировать галактику. Но по сей день мы не увидели никаких инопланетян.
В будущем нас может ждать какое-либо разрушительное событие высокой вероятности, которое произойдёт незадолго до того, как мы могли бы стать космической цивилизацией. И мы никак не можем предсказать или избежать его. Идея того, что все развитые цивилизации обречены, заставляет тревожиться.
Надеемся, что теория Великого фильтра неверна. И либо мы – просто первая развитая цивилизация Млечного пути, или мы догадаемся о том, что нам грозит, и избежим катастрофы, уничтожившей всех инопланетян в галактике.
