О парадоксе Ферми или феномене великой тишины во Вселенной слышали практически все - в самой примитивной формулировке он гласит, что мы одни во Вселенной. Но насколько актуальна эта идея? Мы не будем приводить все известные критические замечания, и возможные гипотезы объяснений, проливающих свет на этот "парадокс". Мы лишь постараемся порассуждать, как может быть устроен космос на самом деле, и кто населяет его просторы.
Насколько корректно мы ставим сам вопрос "отсутствия доказательств" существования инопланетян в окрестностях других звезд? Правильно ли мы понимаем исходные данные? В конце концов, понимаем ли мы вообще, что именно хотим найти? Давайте вместе разберемся во всех этих вопросах.
Парадокс Ферми, часто упоминаемый как "Великое молчание Вселенной", представляет собой одну из самых неоднозначных загадок современной астрономии и астрофизики. Суть этого парадокса кроется в кажущемся противоречии между высокой вероятностью существования многочисленных внеземных цивилизаций в окружающем нас космическом пространстве и отсутствием каких-либо убедительных доказательств их присутствия. Несмотря на огромное количество звезд, многие из которых, вероятно, имеют подходящие для жизни планеты, мы до сих пор не обнаружили никаких следов инопланетной жизни — ни радиосигналов, ни технологических артефактов (пресловутые сферы Дайсона), ни прочих свидетельств. Это молчание и незаселенность Вселенной порождает множество вопросов о природе и уникальности жизни, и её распространении в космосе.
Энрико Ферми, один из выдающихся отцов ядерной физики, внес значительный вклад в развитие теоретической и экспериментальной науки. Его имя неразрывно связано с рядом важнейших открытий, в том числе с разработкой первых моделей ядерного реактора. Ферми был известен своим острым умом и способностью задавать простые, но глубокие вопросы, которые часто приводили к значительным научным прозрениям. Согласно известной легенде, в 1950 году, беседуя о вероятности существования внеземных цивилизаций со своими коллегами, он внезапно спросил: "Но где же все они?", имея в виду тот простой факт, что несмотря на мощные астрономические приборы - мы никого еще не заметили.
На что опирался известный ученый в своих рассуждениях? Предпосылки к парадоксу проистекают из значительных астрономических знаний и технологических возможностей, накопленных человечеством за весь XX век. Современная астрономия располагает обширными данными о размерах и структуре Вселенной, о наличии миллиардов галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд. Многие из этих звезд, вероятно, имеют планеты в "обитаемой зоне", что теоретически увеличивает вероятность существования внеземной жизни. И в нашем веке, исследователи даже стабильно открывают такие экзопланеты - все больше с каждым годом.
Однако, когда речь заходит о поиске признаков разумной жизни, основной акцент делается на поиске сигналов в радиодиапазоне. Этот метод основан на предположении, что развитые цивилизации могут использовать радиоволны для коммуникации, подобно человечеству. Впрочем, несмотря на обширные поиски, такие сигналы пока не были обнаружены.
Проект SETI (Поиск внеземного разума) — это научная инициатива, направленная на обнаружение сигналов от внеземных цивилизаций. Основной метод поиска включает использование радиотелескопов для прослушивания потенциальных _искусственных_ радиосигналов из космоса, которые могут указывать на присутствие развитой технологической активности.
Стоит понимать, что другие астрономические методы, хотя и обеспечивают важные данные, сталкиваются с ограничениями при попытке обнаружить явные признаки разумной жизни. Например, изучение спектров экзопланет позволяет обнаружить следы органических веществ в их атмосферах, такие как углеводороды. Однако, наличие таких веществ не обязательно указывает на присутствие жизни, поскольку они могут иметь и неорганическое происхождение. Более того, даже если на планете и существует жизнь, это могут быть простейшие формы, например микроорганизмы, а не развитые цивилизации.
Наблюдения в видимом спектре также ограничены техническими возможностями. Современная техника позволяет нам изучать масштабные астрономические объекты в космическом пространстве с высокой степенью детализации, однако с Земли, даже с помощью самых мощных оптических телескопов мы не можем рассмотреть поверхность таких относительно близких объектов, как Плутон. Это означает, что использование видимого спектра для поиска признаков разумной жизни на далеких экзопланетах в настоящее время не представляется возможным.
Таким образом, предпосылки парадокса Ферми в его классическом прочтении, опираются в основном на фактор "радиомолчания" инопланетян. А остальные современные астрономические методики и технологии, несмотря на свою продвинутость, все еще обладают рядом ограничений, делающих поиск внеземной разумной жизни чрезвычайно сложной задачей.
Но прежде чем перейти к анализу доступных нам данных, и рассмотреть версии настоящего положения дел, важно рассмотреть актуальность самой постановки вопроса - об отсутствии наблюдаемых инопланетных цивилизаций, похожих на нас. Основной вопрос здесь заключается в том, насколько корректно говорить о поиске цивилизаций, аналогичных или идентичных человечеству.
Если объективно оценивать именно заметность человеческой цивилизации, то найти такую же форму жизни во Вселенной - может быть очень непросто. Жизнь на Земле существует примерно 3,5 миллиарда лет, однако мы используем радиоантенны для передачи сигналов всего около 120_лет. И важно отметить, нет никакой гарантии, что человечество продолжит активно излучать радиосигналы еще тысячи и миллионы лет в будущем. Обычно, когда разные исследователи обсуждают парадокс Ферми, можно встретить заезженный факт, мол, вокруг Земли сформировался пузырь из радиоволн диаметром в 240 световых лет (это как раз обусловлено продолжительностью нашего радиовещания). Однако, учитывая мощности используемых радиоантенн, не нужно думать, что этот пузырь будет увеличиваться бесконечно. Сигнал с увеличением расстояния слабеет и размывается, к тому же и принимающая сигнал аппаратура инопланетян должна быть достаточно чувствительна, чтобы принять наши сообщения.
Произвести расчет, насколько далеко мы сейчас можем "крикнуть" в пространство с помощью самых сильных передатчиков, задача довольно сложная и неоднозначная, и зависит также от возможностей принимающего устройства. Однако можно с уверенностью сказать, что далеко не все сигналы, произведенные человеком, способны достигнуть границ нашего текущего "радиоволнового пузыря", в читаемом и сколько-нибудь заметном виде. На расстоянии уже 100 световых лет многие излученные нами радиосигналы будут настолько слабы и искажены, что инопланетные антенны едва ли смогут их распознать в общем фоновом шуме. Вообще, даже в космонавтике, связь с аппаратами на границах Солнечной системы - это уже нетривиальная задача, и переоценивать нашу "громкость" не стоит. Поэтому когда мы хотим аналогичным образом зафиксировать инопланетян в другом секторе нашей галактики - их сигналы не обязательно могут быть настолько мощными, именно из-за похожести их уровня технологического развития на наш.
Следующий минус в вопросе поиска организмов, похожих на людей - это, собственно, объективная оценка нашего биологического вида. Людям свойственно горделиво измерять все по самим себе. Это называется антропоцентричность восприятия, склонность человека интерпретировать мир и его явления через призму собственного опыта и характеристик. В контексте поиска внеземной жизни это проявляется в ожидании, что инопланетяне будут похожи на нас, как минимум в плане поведения или социальной структуры. Мы склонны предполагать, что разумные существа на других планетах должны формировать общества, состоящие из множества индивидов, и демонстрировать поведение, схожее с поведением человека, даже если они будут внешне напоминать другие виды животных, будь то условные инопланетные слоны или дельфины.
Однако, такое предположение порождает вопрос о том, каковы качества нашего биологического вида? Долгое время считалось, что человек занимает особое место в эволюционной иерархии, будучи своеобразной "вершиной эволюции". Взгляд на человека как на существо, кардинально отличающееся от других животных, был доминирующим в прошлом. Однако современные биологические исследования всё чаще показывают, что различия между людьми и другими развитыми млекопитающими не столь велики, как может показаться. Структуры самых "эволюционно продвинутых" областей мозга (неокортекса), у развитых млекопитающих отличаются скорее в количественных показателях, но не в качественных аспектах.
Ну вот представьте, генетически, мы очень мало отличаемся от своих предков, живших два миллиона лет назад, например, австралопитеков. И если мы сейчас окажемся волшебным образом на одной из обитаемых планет, возникает вопрос: не расстроимся ли мы, обнаружив на другой планете существ, напоминающих по уровню развития австралопитеков? А ведь они могут быть действительно близки к нам по своим биологическим качествам. И тем не менее, наше тщеславие подскажет нам - "они находятся на совсем другом этапе эволюционного развития". Это поднимает важный вопрос о наших ожиданиях относительно внеземных цивилизаций: действительно ли мы хотим, что бы они были похожи на нас, учитывая все наши недочеты и природные качества?
Скорее всего, реальность мироздания такова, что мы и не сможем найти своих "близнецов", обладающих похожим уровнем интеллекта и похожей социальной структурой. Учитывая разнообразие потенциальных эволюционных путей, технологических развитий и форм жизни, вероятность того, что другие цивилизации будут точными копиями человечества, крайне мала. Таким образом, искать в космических просторах цивилизации, похожие на нашу, может быть не самым эффективным подходом. Это подчеркивает необходимость разработки более гибких методов поиска внеземной жизни, учитывающих широкий спектр возможных форм жизни и способов коммуникации.
Но вернемся непосредственно к феномену великого молчания Вселенной. Как мы уже сказали, астрономов смущает молчание окружающего мира именно в радиоволновом спектре излучения, а в остальных диапазонах у нас просто нет средств, достаточных для наблюдений. Обсуждая парадокс Ферми, важно рассмотреть аспекты, которые могут влиять на наше восприятие и интерпретацию исходных данных. Один из важнейших факторов здесь — время.
Во-первых, время пути сигнала является критическим элементом в расчетах. Даже если предположить, что где-то в непосредственной близости (по астрономическим меркам) находится цивилизация, активно использующая радиодиапазон для коммуникации, астрономические расстояния играют огромную роль. Одна только наша галактика, Млечный Путь, имеет диаметр около 100 тысяч световых лет, это означает, что распространение сигналов занимает значительное время. Следовательно, даже сигналы от ближайших к нам цивилизаций могут находиться в пути в течение тысяч или десятков тысяч лет.
Наш паблик VK:
Во-вторых, продолжительность жизни как нашей, так и инопланетной цивилизации, остается вопросом для дискуссий. Часто мы исходим из необоснованного, едва ли не религиозного предположения, что достигнув высокого технологического уровня, цивилизация будет существовать бесконечно долго. Однако, если вернуться к нашей биологической природе, мы видим, что виды появляются и исчезают, сменяя друг друга. Даже если человечество просуществует еще миллион лет, это будет впечатляющим достижением для биологического вида, но в масштабах времени существования Вселенной - это лишь мгновение.
Следовательно, существует определенный временной лаг между возможным существованием разных цивилизаций. Время активных наблюдений и время активного излучения сигналов в космос, даже если оно велико в абсолютных значениях, может оказаться незначительным в контексте временных масштабов Вселенной. Это создает ситуацию, когда цивилизации могут существовать параллельно, но разминуться во времени, так и не обнаружив друг друга. Таким образом, время играет решающую роль в понимании и интерпретации парадокса Ферми, и в поиске внеземной жизни вообще.
Статья о наблюдениях за центром нашей галактики:
Но не только время является фактором, осложняющим наблюдения. Не менее важно обсудить качество исходных данных и ограничения наших технических возможностей.
Первый фактор — это шумы от материнских звезд экзопланет, которые могут мешать наблюдению за радиосигналами. Несмотря на значительные технологические достижения в астрономии, наши инструменты весьма подвержены влиянию помех от звезд. Когда мы "смотрим" на экзопланету, мы одновременно наблюдаем за её звездой, которая относительно нас находится в той же точке пространства на небосклоне. Активность этой звезды может создавать значительный шум, перекрывающий более слабые сигналы, возможно и в самом деле исходящие от цивилизаций в этих окрестностях.
Второй аспект — это ограниченные возможности наблюдения. Хотя астрономия является развитой областью науки, Земля не усеяна повсеместно массивом огромных радиотелескопов, покрывающих каждый уголок небесной сферы. Большинство мощных радиотелескопов фокусируются на определенных астрономических объектах, представляющих научный интерес, таких как черные дыры или молодые звездные системы. Это означает, что мы можем упускать из вида потенциальные сигналы от других звезд, которые на первый взгляд кажутся нам менее интересными или значимыми. Мы просто не направляем наши исследовательские приборы в эту точку пространства, потому что не знаем, где именно могут расположиться наши соседи.
В этой первой части статьи мы обсудили, насколько правильно звучит постановка вопроса о Великом молчании Вселенной, и то, насколько верно мы истолковываем свои наблюдения по этому вопросу. Однако помимо этих очевидных вещей, поставленная проблематика скрывает еще множество тем, которые мы обсудим с Вами в следующий раз. Возможно, мы даже придем к выводу, что наблюдения физика-ядерщика Ферми - не парадокс, а абсолютно рациональное и объяснимое положение дел.