Парадокси Ферми пас аз мавҷи кашфи экзосайёраҳо

Дар галактикаи RX J1131-1231 як гурӯҳи астрофизикҳо аз Донишгоҳи Оклахома аввалин гурӯҳи маълуми сайёраҳои берун аз Роҳи Каҳкашонро кашф карданд. Объектҳое, ки тавассути техникаи микролинзавии гравитатсионӣ "пайгирӣ" мешаванд, массаҳои гуногун доранд - аз моҳвора то ба Юпитер монанд. Оё ин кашфиёт парадокси Фермиро бештар парадокс мегардонад?

Дар галактикаи мо тақрибан ҳамон миқдор ситораҳо мавҷуданд (100-400 миллиард), тақрибан ҳамон шумораи галактикаҳо дар коиноти намоён - аз ин рӯ, барои ҳар як ситораи Роҳи Каҳкашони мо як галактикаи пурра мавҷуд аст. Умуман, барои 10 сол²² ба 10²⁴ ситорахо. Олимон дар бораи чӣ қадар ситораҳо ба Офтоби мо шабоҳат доранд (яъне аз рӯи андоза, ҳарорат, равшанӣ монанд) якдилона надоранд - тахминҳо аз 5% то 20% мебошанд. Гирифтани арзиши аввал ва интихоби камтарин шумораи ситораҳо (10²²), мо мисли Офтоб 500 триллион ё миллиард миллиард ситора мегирем.

Тибқи таҳқиқот ва ҳисобҳои PNAS (Proceedings of Academy of National Sciences), ҳадди аққал 1% ситораҳои коинот дар атрофи сайёрае гардиш мекунанд, ки қодиранд ҳаётро дастгирӣ кунанд - бинобар ин сухан дар бораи шумораи 100 миллиард сайёраҳо меравад, ки дорои хосиятҳои шабеҳ доранд. ба Замин. Агар фарз кунем, ки пас аз миллиардҳо соли мавҷудият танҳо 1% сайёраҳои Замин ҳаёт ба вуҷуд меоянд ва дар 1% онҳо ҳаёти эволютсионӣ дар шакли интеллектуалӣ доранд, ин маънои онро дорад, ки вуҷуд дорад. як сайёраи билярд бо тамаддунҳои соҳибақл дар олами намоён.

Агар мо танҳо дар бораи галактикаи худ сухан ронем ва ҳисобҳоро такрор кунем, бо назардошти шумораи дақиқи ситораҳои Роҳи Каҳкашон (100 миллиард), мо ба хулосае меоем, ки эҳтимол дар галактикаи мо ҳадди аққал як миллиард сайёраи ба замин монанд мавҷуд аст. ва 100 XNUMX. тамаддунҳои соҳибақл!

Баъзе астрофизикҳо имкони аввалин навъи аз ҷиҳати технологӣ пешрафта шудани инсониятро дар 1/10 тахмин мекунанд.²²яъне ночиз мемонад. Аз тарафи дигар, коинот тақрибан 13,8 миллиард сол аст. Ҳатто агар тамаддунҳо дар чанд миллиард соли аввал ба вуҷуд наомада бошанд ҳам, то ба вуҷуд омадани онҳо вақти зиёде буд. Дар омади гап, агар пас аз бартарафсозии ниҳоӣ дар Роҳи Каҳкашон "танҳо" ҳазор тамаддун вуҷуд дошта бошад ва онҳо тақрибан дар ҳамон вақт бо тамаддуни мо вуҷуд дошта бошанд (то ҳол тақрибан 10 XNUMX сол), пас онҳо эҳтимолан аз байн рафтаанд, мурдан ё ҷамъ кардани дигарон, ки барои рушди сатҳи мо дастнорасанд, ки баъдтар баррасӣ хоҳад шуд.

Аҳамият диҳед, ки ҳатто "ҳамзамон" тамаддунҳои мавҷуда бо душворӣ муошират мекунанд. Кош аз он сабаб, ки агар ҳамагӣ 10 ҳазор соли рӯшноӣ вуҷуд дошта бошад, барои савол додан ва баъд ҷавоб додан ба онҳо 20 ҳазор соли рӯшноӣ лозим мешуд. сол. Агар ба таърихи Замин назар андозем, наметавон истисно кард, ки дар чунин давра тамаддун пайдо шуда, аз рӯи замин нест шавад...

Муодила танҳо аз номаълум

Ҳангоми кӯшиши муайян кардани он, ки оё тамаддуни бегона воқеан вуҷуд дошта метавонад, Фрэнк Дрейк дар солхои 60-ум муодилаи машхур — формулаеро пешниход кард, ки вазифаи он «ба таври меманологй» муайян кардани мавчудияти нажодхои интеллектуалй дар галактикаи мо мебошад. Дар ин ҷо мо истилоҳеро истифода мебарем, ки аз ҷониби Ян Тадеуш Станиславский, ҳаҷвнигор ва муаллифи "лексияҳо"-и радио ва телевизион дар бораи "манологияи амалӣ" солҳои пеш таҳия шуда буд, зеро ин вожа барои ин мулоҳизаҳо мувофиқ ба назар мерасад.

Мувофиқи маълумот Муодилаи Дрейк - N, шумораи тамаддунҳои берун аз замин, ки инсоният бо онҳо муошират карда метавонад, маҳсули:

R_* суръати пайдоиши ситорахо дар галактикаи мо;

f_p фоизи ситорахо бо сайёрахо мебошад;

n_e шумораи миёнаи сайёраҳо дар минтақаи зисти ситораҳо, яъне онҳое, ки дар онҳо ҳаёт пайдо шуда метавонад;

f_l фоизи сайёраҳо дар минтақаи қобили зист, ки дар онҳо ҳаёт ба вуҷуд меояд;

f_i фоизи сайёраҳоест, ки дар онҳо ҳаёт зеҳнро инкишоф медиҳад (яъне тамаддун эҷод мекунад);

f_c - фоизи тамаддунҳое, ки мехоҳанд бо инсоният муошират кунанд;

L умри миёнаи чунин тамаддунхо мебошад.

Тавре ки шумо мебинед, муодила тақрибан аз ҳама номаълум иборат аст. Охир, мо на давомнокии миёнаи мавчудияти тамаддунро намедонем ва на фоизи онхое, ки бо мо тамос гирифтан мехоханд. Баъзе натиҷаҳоро ба муодилаи “каму беш” иваз карда, маълум мешавад, ки дар галактикаи мо садҳо, ҳатто ҳазорҳо не, чунин тамаддунҳо вуҷуд доранд.

Муодилаи Дрейк ва муаллифи он

Замини нодир ва ғарибони бад

Ҳатто бо иваз кардани арзишҳои консервативӣ ба ҷузъҳои муодилаи Дрейк, мо эҳтимолан ҳазорон тамаддунҳои шабеҳ ба тамаддуни мо ё донотар ба даст меорем. Аммо агар чунин бошад, чаро бо мо тамос намегиранд? Ин ба ном Парадокси Ферми. Ӯ "ҳалли" ва тавзеҳоти зиёде дорад, аммо бо вазъи кунунии фанноварӣ - ва ҳатто бештар аз ним аср пеш - ҳамаи онҳо ба тахмин ва тирпарронии кӯр монанданд.

Масалан, ин парадокс аксар вақт шарҳ дода мешавад гипотезаи замини нодирки сайёраи мо аз хар чихат беназир аст. Фишор, ҳарорат, масофа аз Офтоб, майнаи меҳвар ё майдони магнитии муҳофизаткунандаи радиатсионӣ барои он интихоб карда мешаванд, ки ҳаёт то ҳадди имкон инкишоф ва таҳаввул кунад.

Албатта, мо дар экосфера ҳарчи бештари экзопланетҳоро кашф карда истодаем, ки метавонанд номзадҳо барои сайёраҳои зист бошанд. Ба наздикӣ онҳо дар наздикии ситораи ба мо наздиктарин - Проксима Сентаври ёфт шуданд. Шояд, бо вуҷуди шабоҳатҳо, «Замини дуюм»-и дар атрофи офтобҳои бегона пайдошуда бо сайёраи мо «айнан якхела» нестанд ва танҳо дар чунин мутобиқшавӣ метавонад тамаддуни пурифтихори технологӣ ба вуҷуд ояд? Мумкин ки. Аммо, мо, хатто ба Замин нигох кардан хам, медонем, ки хаёт дар шароити хеле «номувофик» инкишоф меёбад.

Албатта, байни идора кардан ва сохтани интернет ва фиристодани Тесла ба Миррих фарқият вуҷуд дорад. Проблемаи нотакрорро метавон ҳал кард, агар мо дар ягон ҷой сайёраеро пайдо кунем, ки айнан ба Замин монанд аст, вале аз тамаддуни технологӣ маҳрум аст.

Ҳангоми шарҳ додани парадокси Ферми, кас баъзан дар бораи ба ном сухан меравад ғарибони бад. Ин бо роҳҳои гуногун фаҳмида мешавад. Ҳамин тавр, ин ғарибони фарзиявӣ метавонанд "ғазаб" шаванд, ки касе мехоҳад онҳоро халалдор кунад, дахолат кунад ва халалдор кунад - бинобар ин онҳо худро ҷудо мекунанд, ба барбҳо посух намедиҳанд ва намехоҳанд бо касе коре дошта бошанд. Инчунин хаёлоти ғарибони "табиӣ бад" ҳастанд, ки ҳар тамаддунеро, ки бо онҳо дучор мешаванд, нобуд мекунанд. Худи одамони хеле пешрафтаи технологӣ намехоҳанд, ки тамаддунҳои дигар ба пеш ҳаракат кунанд ва ба онҳо таҳдид кунанд.

Инчунин бояд хотиррасон кард, ки ҳаёт дар кайҳон дучори фалокатҳои гуногун аст, ки мо аз таърихи сайёраи мо медонем. Мо дар бораи пиряхшавӣ, аксуламалҳои шадиди ситораҳо, бомбаборони метеорҳо, астероидҳо ё кометаҳо, бархӯрд бо сайёраҳои дигар ва ҳатто радиатсия меравад. Ҳатто агар ин гуна ҳодисаҳо тамоми сайёраро безарар нагардонанд, онҳо метавонанд охири тамаддун шаванд.

Инчунин, баъзеҳо истисно намекунанд, ки мо яке аз аввалин тамаддунҳо дар коинот ҳастем - агар аввалин набошад - ва мо ҳанӯз ба қадри кофӣ таҳаввул накардаем, ки бо тамаддунҳои пешрафта, ки баъдтар пайдо шудаанд, тамос бигирем. Агар ин тавр мебуд, пас проблемаи чустучуи мавчудоти интеллектуалй дар фазой берунй хануз халнашаванда мебуд. Гузашта аз ин, тамаддуни фарзиявии «ҷавон» наметавонист ҳамагӣ чанд даҳсола аз мо ҷавонтар бошад, то аз масофаи дур бо он тамос бигирад.

Тиреза низ дар пеш чандон калон нест. Технология ва дониши тамаддуни ҳазорсола шояд барои мо мисли имрӯза барои як марди салибӣ нофаҳмо буд. Тамаддунҳои хеле пешрафта ба ҷаҳони мо аз мурчаҳои канори роҳ монанд хоҳанд буд.

Спекуляцияи ба ном Миқёси Кардашевоки вазифаи онхо аз руи микдори энергияи истеъмолкардаашон квалификация кардани сатххои фарзияи тамаддун аст. Ба гуфтаи вай, мо ҳанӯз тамаддун нестем. навъи I, яъне касе, ки кобилияти истифода бурдани захирахои энергетикии сайёраи худро азхуд кардааст. Тамаддун навъи II метавонад тамоми энергияи атрофи ситораро истифода барад, масалан, бо истифода аз сохторе, ки "кураи Дайсон" ном дорад. Тамаддун навъи III Тибқи ин тахминҳо, он тамоми энергияи галактикаро мегирад. Аммо дар хотир доред, ки ин консепсия ҳамчун як қисми тамаддуни нотамоми Сатҳи I офарида шудааст, ки то ба наздикӣ ба таври хато ҳамчун тамаддуни Навъи II тасвир шуда буд, ки ба сӯи сохтани сфераи Дайсон дар атрофи ситораи худ ҳаракат мекард (аномалияҳои нури ситора). KIK 8462852).

Агар тамаддуни навъи II ва ҳатто бештар аз III вуҷуд дошта бошад, мо ҳатман онро медидем ва бо мо тамос мегирифтем - баъзеи мо чунин фикр мекунанд ва минбаъд баҳс мекунанд, ки азбаски мо чунин ғарибони пешрафтаро намебинем ва ё ба таври дигар ошно мешавем, онҳо танҳо вуҷуд надорад .. Мактаби дигари шарҳи парадокси Ферми, аммо мегӯяд, ки тамаддунҳо дар ин сатҳҳо барои мо ноаён ва шинохтанашавандаанд - нагуфтаанд, ки онҳо, тибқи фарзияи зоопаркҳои кайҳонӣ, ба ин гуна махлуқоти суст инкишофёфта аҳамият намедиҳанд.

Пас аз санҷиш ё пеш?

Илова ба мулоҳизаҳо дар бораи тамаддунҳои хеле пешрафта, парадокси Ферми баъзан бо мафҳумҳо шарҳ дода мешавад филтрҳои эволюционӣ дар рушди тамаддун. Ба эътиқоди онҳо, дар раванди таҳаввул марҳалае вуҷуд дорад, ки барои зиндагӣ ғайриимкон ва ё хеле ғайриимкон ба назар мерасад. Он ном дорад Филтри олӣ, ки ин бузургтарин пешравии таърихи хаёти сайёра мебошад.

Дар мавриди таҷрибаи инсонии мо, мо дақиқ намедонем, ки мо дар қафо ҳастем, пеш ё дар мобайни филтратсия. Агар мо тавонистем ин филтрро паси сар кунем, он метавонад барои аксари шаклҳои ҳаёт дар фазои маълум монеаи бартарафнашаванда бошад ва мо беназирем. Филтратсия метавонад аз ибтидо, масалан, ҳангоми табдил додани ҳуҷайраи прокариотӣ ба ҳуҷайраи мураккаби эукариотӣ ба амал ояд. Агар ин тавр мебуд, ҳаёт дар кайҳон ҳатто метавонад хеле оддӣ бошад, аммо дар шакли ҳуҷайраҳои бе ядро. Шояд мо аввалин шуда аз Филтри Бузург гузарем? Ин моро ба мушкили дар боло зикршуда бармегардонад, яъне мушкилии муошират дар масофа.

Варианти он низ ҳаст, ки пешрафт дар рушд ҳанӯз дар пеш аст. Он вакт дар бораи муваффакиятхо гап набуд.

Ин ҳама мулоҳизаҳои хеле тахминӣ мебошанд. Баъзе олимон барои набудани сигналҳои бегона шарҳҳои оддитаре пешниҳод мекунанд. Алан Стерн, сармутахассиси New Horizons мегӯяд, ки парадоксро метавон ба осонӣ ҳал кард. қабати яхбандии ғафски укьёнусхоро дар дигар чисмхои осмонй ихота кардааст. Тадкикотчй дар асоси бозьёфтхои охирини системаи Офтоб чунин хулоса мебарорад: укьёнусхои оби моеъ дар зери кабатхои бисьёр моххо хобидаанд. Дар баъзе мавридҳо (Европа, Энселадус) об ба хоки санглох ворид мешавад ва дар он ҷо фаъолияти гидротермалӣ ба қайд гирифта мешавад. Ин бояд ба пайдоиши ҳаёт мусоидат кунад.

Кишти ғафси ях метавонад ҳаётро аз зуҳуроти душманона дар фазо муҳофизат кунад. Мо дар ин ҷо, аз ҷумла, дар бораи оташҳои пурқуввати ситораҳо, зарбаҳои астероидӣ ё радиатсия дар наздикии як бузурги газ сӯҳбат мекунем. Аз тарафи дигар, он метавонад як монеа дар роҳи рушд бошад, ки онро ҳатто барои ҳаёти фарзияи оқилона бартараф кардан душвор аст. Чунин тамаддунҳои обӣ метавонанд дар беруни қабати ғафси ях ягон фазоро нашиносанд. Хатто орзу кардан душвор аст, ки аз доираи он ва мухити обй берун гузарем — ин назар ба мо, ки барои онхо фазой коинот, гайр аз атмосфераи замин, низ чои хеле дустона нест, хеле душвортар мебуд.

Оё мо дар ҷустуҷӯи зиндагӣ ё ҷои муносиб барои зиндагӣ ҳастем?

Дар ҳар сурат, мо, заминиён низ бояд дар бораи он фикр кунем, ки воқеан дар ҷустуҷӯи он ҳастем: худи зиндагӣ ё маконе, ки барои зиндагӣ ба мисли мо мувофиқ аст. Фарз мекунем, ки мо бо касе ҷанги кайҳонӣ кардан намехоҳем, ин ду чизи дигаранд. Сайёраҳое, ки қобили ҳаётанд, вале тамаддунҳои пешрафта надоранд, метавонанд ба минтақаҳои мустамликаи эҳтимолӣ табдил ёбанд. Ва мо ин гуна чойхои ояндадорро торафт бештар пайдо мекунем. Мо аллакай метавонем аз асбобҳои мушоҳида истифода барем, то муайян кунем, ки оё сайёра дар мадоре маълум аст. минтақаи ҳаёт дар атрофи ситораки он санглох бошад ва дар харорате, ки барои оби моеъ мувофик аст. Ба наздикй мо метавонем муайян кунем, ки дар он чо хакикатан об мавчуд аст ё не ва таркиби атмосфераро муайян кунем.

Минтақаи ҳаёт дар атрофи ситораҳо вобаста ба андозаи онҳо ва мисолҳои экзосайёраҳои ба Замин монанд (координати уфуқӣ - масофа аз ситора (JA); координата амудӣ - массаи ситораҳо (нисбат ба офтоб)).

Соли гузашта, бо истифода аз асбоби ESO HARPS ва як қатор телескопҳо дар саросари ҷаҳон, олимон экзосайёраи LHS 1140b-ро ҳамчун номзади маъруфи ҳаёт кашф карданд. Он дар мадори сурхи LHS 1140, 18 соли рӯшноӣ аз Замин давр мезанад. Астрономҳо тахмин мезананд, ки синну соли сайёра на камтар аз панҷ миллиард сол дорад. Онҳо ба хулосае омаданд, ки диаметри он қариб 1,4 1140 аст. км — XNUMX маротиба аз руи Замин аст. Таҳқиқот дар бораи масса ва зичии LHS XNUMX b ба хулосае омаданд, ки он эҳтимолан санг бо ядрои оҳании зиччи аст. Садо шинос аст?

Каме пештар системаи ҳафт сайёраи ба Замин монанд дар атрофи ситора машҳур шуд. TRAPPIST-1. Онҳо бо тартиби масофа аз ситораи мизбон "b" то "h" номгузорӣ шудаанд. Таҳлилҳое, ки олимон анҷом додаанд ва дар шумораи январи Nature Astronomy нашр шудаанд, нишон медиҳанд, ки ба далели ҳарорати мӯътадили рӯи замин, гармии мӯътадили мавҷҳо ва ҷараёни ба қадри кофӣ пасти радиатсионӣ, ки ба таъсири гармхона оварда намерасонад, беҳтарин номзадҳо барои сайёраҳои зист мебошанд. "объектҳо" ва "e". Мумкин аст, ки якум тамоми укьёнуси обро фаро гирад.

Сайёрахои системаи TRAPPIST-1

Ҳамин тариқ, кашф кардани шароити мусоид барои ҳаёт ба назар мерасад, ки аллакай дастраси мост. Муайянкунии дури худи ҳаёт, ки ҳанӯз нисбатан содда аст ва мавҷҳои электромагнитӣ намебаранд, достони тамоман дигар аст. Бо вуҷуди ин, олимони Донишгоҳи Вашингтон усули наверо пешниҳод карданд, ки ҷустуҷӯи деринаи шумораи зиёди ададро пурра мекунад. кислород дар атмосфераи сайёра. Чизи хуби идеяи оксиген дар он аст, ки бидуни ҳаёт тавлид кардани миқдори зиёди оксиген душвор аст, аммо маълум нест, ки тамоми ҳаёт оксиген тавлид мекунад.

Ҷошуа Криссансен-Тоттон аз Донишгоҳи Вашингтон дар маҷаллаи Science Advances шарҳ медиҳад: "Биохимияи истеҳсоли оксиген мураккаб аст ва метавонад нодир бошад". Таърихи пайдоиши ҳаёт дар рӯи заминро таҳлил намуда, омехтаи газҳоро муайян кардан мумкин буд, ки мавҷудияти онҳо ба мисли оксиген мавҷудияти ҳаётро нишон медиҳад. Дар бораи омехтаи метан ва гази карбон, бе оксиди карбон. Чаро охирин нест? Гап дар он аст, ки атомҳои карбон дар ҳарду молекула дараҷаҳои гуногуни оксидшавиро ифода мекунанд. Гирифтани сатҳи мувофиқи оксидшавӣ тавассути равандҳои ғайрибиологӣ бидуни ташаккули ҳамзамон оксиди карбон, ки бо реаксия алоқаманд аст, хеле душвор аст. Агар, масалан, манбаи метан ва СО₂ дар атмосфера вулканхо мавчуданд, онхо ногузир бо оксиди карбон хамрох мешаванд. Илова бар ин, ин газ аз ҷониби микроорганизмҳо зуд ва осон ҷаббида мешавад. Азбаски он дар атмосфера мавҷуд аст, бояд мавҷудияти ҳаётро рад кард.

NASA барои соли 2019 ба нақша гирифтааст, ки онро оғоз кунад Ҷеймс Уэбб телескопи кайҳонӣки атмосфераи ин сайёрахоро барои мавчуд будани газхои вазнинтар, монанди гази карбон, метан, об ва кислород дурусттар омухта метавонад.

Аввалин экзосайёра дар солхои 90-ум кашф шуда буд. Аз он вақт инҷониб, мо аллакай тақрибан 4. экзосайёраро дар тақрибан 2800 система тасдиқ кардем, аз ҷумла тақрибан бист, ки эҳтимолан зистан мумкин аст. Бо таҳияи асбобҳои беҳтар барои мушоҳидаи ин ҷаҳониён, мо метавонем дар бораи шароити он ҷо тахминҳои бештар асоснок кунем. Ва аз он чӣ хоҳад омад, маълум аст.