Найти тему

Рассказ о физике Ферми. Часть 1

Оглавление
https://pixabay.com/photos/milky-way-universe-person-stars-1023340/
https://pixabay.com/photos/milky-way-universe-person-stars-1023340/

Каждый чувствует что-то, когда он находится в действительно хорошем звездном месте в действительно хорошую звездную ночь, и они смотрят вверх и видят это:

Некоторые люди придерживаются традиционного, чувствуя себя пораженными эпической красотой или сдутыми безумным масштабом Вселенной. Лично я иду на старый “экзистенциальный распад", за которым следует странное поведение в течение следующих получаса. - Но ведь каждый что-то чувствует.

Физик Энрико Ферми тоже что—то почувствовал -” где все?”

Действительно звездное небо кажется огромным-но все, что мы смотрим, это наш очень местный район. В самые лучшие ночи мы можем видеть до 2500 звезд (примерно одну стомиллионную звезд в нашей галактике), и почти все они находятся менее чем в 1000 световых годах от нас (или 1% от диаметра Млечного Пути). Так что на самом деле мы смотрим на это:

Млечный Путь

Когда мы сталкиваемся с темой звезд и галактик, вопрос, который мучает большинство людей, звучит так: "есть ли там другая разумная жизнь? - Давайте добавим к нему несколько цифр. —

Столько звезд, сколько есть в нашей галактике (100 – 400 миллиардов), есть примерно равное количество галактик в наблюдаемой Вселенной—так что для каждой звезды в колоссальном Млечном Пути есть целая галактика. Все вместе, это выходит на обычно указанный диапазон от 10 22 до 10 24 полных звезд, что означает, что на каждую песчинку на каждом пляже на Земле есть 10 000 звезд.

Научный мир не полностью согласен с тем, какой процент этих звезд “похож на солнце " (похожий по размеру, температуре и светимости)—мнения обычно колеблются от 5% до 20%. Переходя к самой консервативной стороне этого (5%) и нижнему концу для числа полных звезд (10 22), дает нам 500 квинтиллионов, или 500 миллиардов солнцеподобных звезд.

Существует также дискуссия о том, какой процент этих солнцеподобных звезд может быть обращен вокруг планеты, похожей на Землю (с аналогичными температурными условиями, которые могут иметь жидкую воду и потенциально поддерживать жизнь, подобную земной). Некоторые говорят, что он достигает 50%, но давайте пойдем с более консервативными 22%, которые вышли из недавнего исследования PNAS. Это говорит о том, что существует потенциально обитаемая планета земного типа, вращающаяся вокруг по меньшей мере 1% от общего числа звезд во Вселенной-в общей сложности 100 миллиардов планет земного типа.

Таким образом, на каждую песчинку в мире приходится 100 планет земного типа. Подумай об этом в следующий раз, когда будешь на пляже.

Двигаясь вперед, у нас нет другого выбора, кроме как полностью спекулировать. Давайте представим себе, что после миллиардов лет существования 1% планет земного типа развивают жизнь (если это правда, то каждая песчинка будет представлять одну планету с жизнью на ней). И представьте себе, что на 1% этих планет жизнь развивается до разумного уровня, как это было здесь, на Земле. Это означало бы, что в обозримой Вселенной существует 10 квадриллионов, или 10 миллионов миллиардов разумных цивилизаций.

Возвращаясь к нашей галактике и делая ту же самую математику по самой низкой оценке для звезд в Млечном Пути (100 миллиардов), мы бы оценили, что в нашей галактике есть 1 миллиард планет, подобных Земле, и 100 000 разумных цивилизаций.

SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) - это организация, занимающаяся прослушиванием сигналов от других разумных существ. Если мы правы в том, что в нашей галактике есть 100 000 или более разумных цивилизаций, и даже часть из них посылает радиоволны или лазерные лучи или другие способы установления контакта с другими, разве спутниковая антенна SETI не должна принимать все виды сигналов?

Но этого не произошло, ни одного. Когда-либо.

А где же все остальные?

Это становится еще более странным. Наше Солнце относительно молодо по продолжительности жизни Вселенной. Есть гораздо более старые звезды с гораздо более старыми планетами земного типа, которые теоретически должны означать цивилизации намного более продвинутые, чем наша. В качестве примера давайте сравним нашу Землю возрастом 4,54 миллиарда лет с гипотетической планетой X возрастом 8 миллиардов лет.

Если Планета X имеет аналогичную историю с Землей, давайте посмотрим, где их цивилизация была бы сегодня (используя оранжевый timespan в качестве ссылки, чтобы показать, насколько велика зеленая timespan)

Планета X против Земли

Технологии и знания цивилизации, опередившей нас всего на тысячу лет, могут шокировать нас так же, как наш мир шокировал бы средневекового человека. Цивилизация, опередившая нас на миллион лет, может быть столь же непостижима для нас, как человеческая культура для шимпанзе. А Планета X опережает нас на 3,4 миллиарда лет…

Существует так называемая шкала Кардашева, которая помогает нам сгруппировать разумные цивилизации в три широкие категории по количеству энергии, которую они используют:

Цивилизация I типа имеет возможность использовать всю энергию на своей планете. Мы не совсем цивилизация типа I, но мы близки (Карл Саган создал формулу для этой шкалы, которая ставит нас в цивилизацию типа 0.7).

Цивилизация типа II может использовать всю энергию своей звезды-носителя. Наши слабые мозги типа I едва ли могут представить, как кто-то мог бы сделать это, но мы старались изо всех сил, представляя себе такие вещи, как сфера Дайсона.

Продолжение следует...

Наука
7 млн интересуются