учёные поняли что с помощью больших моделей можно устанавливать контакты с другими цивилизациями вселенной
Поиск внеземного разума (SETI) всегда был сопряжён с неопределённостью. Имея в качестве примера только одну пригодную для жизни планету (Землю) и одну технологически развитую цивилизацию (человечество), учёные до сих пор ограничиваются лишь теоретическими предположениями о том, где могут находиться другие разумные формы жизни (и чем они могут заниматься). Шестьдесят лет спустя ответ на знаменитый вопрос Ферми («А где все?») так и остался без ответа. С другой стороны, это даёт нам много возможностей для выдвижения гипотез о возможных местах, видах деятельности и признаках наличия технологий, которые могут быть проверены будущими наблюдениями.
Одна из них заключается в том, что рост цивилизаций ограничен законами физики и несущей способностью планетарной среды — так называемая гипотеза перколяции. В недавнем исследовании группа специалистов из Филиппинского университета Лос-Банос вышла за рамки традиционной теории перколяции и рассмотрела возможность роста цивилизаций в трёх различных типах вселенных (статической, с преобладанием тёмной энергии и с преобладанием материи). Результаты исследования показывают, что в зависимости от типа Вселенной разумная жизнь имеет ограниченное количество времени для заселения Вселенной и, скорее всего, будет распространяться по экспоненте.
Исследование провели Аллан Л. Алинеа и Седрикс Джейк К. Джадрин, доцент кафедры физики и преподаватель Института математических наук и физики Филиппинского университета Лос-Банос. Препринт их работы «Перколяция "цивилизации" в однородной изотропной Вселенной» недавно появился в Интернете. В рамках своего исследования группа рассмотрела возможность интерпретации традиционной теории перколяции в терминах логистической функции роста (ЛФР), в которой темпы роста численности населения на душу населения становятся всё меньше по мере приближения численности населения к максимуму, обусловленному ограниченностью местных ресурсов (так называемая несущая способность).
Теория Большого взрыва: История Вселенной, начавшейся с сингулярности и расширяющейся с тех пор.
Вкратце, теория перколяции описывает поведение сетей при удалении из них узлов или связей, в результате чего они распадаются на более мелкие связанные кластеры. Первый известный случай применения этой теории к парадоксу Ферми, возможно, был сделан Карлом Саганом и Уильямом И. Ньюманом в 1981 году.
В работе под названием «Галактические цивилизации: Динамика популяции и межзвёздная диффузия» они утверждали, что причина, по которой человечество не сталкивалось с внеземными цивилизациями (ВЗЦ), заключается в том, что освоение и заселение межзвёздного пространства не является линейным явлением.
В отличие от гипотезы Харта-Типлера, утверждающей, что развитые ВЦ давно бы колонизировали нашу галактику (а раз их не видно, следовательно, их не существует), Саган и Ньюман предположили, что освоение межзвёздного пространства происходит подобно диффузии. Джеффри Лэндис в своей работе 1993 года «Парадокс Ферми: подход, основанный на теории перколяции» утверждает, что законы физики накладывают ограничения на рост межзвёздного пространства. По мнению Лэндиса, от внеземных цивилизаций не следует ожидать «единообразия мотивов»:
«Поскольку это возможно, то при достаточно большом количестве внеземных цивилизаций одна или несколько обязательно предприняли бы такую попытку, возможно, по неизвестным нам мотивам. Колонизация займёт чрезвычайно много времени и будет стоить очень дорого. Вполне резонно предположить, что не все цивилизации будут заинтересованы в столь крупных затратах, которые окупятся в далёком будущем. Человеческое общество состоит из смеси культур, которые исследуют и колонизируют другие территории, иногда перемещаясь на очень большие расстояния, и культур, которые не заинтересованы в этом».
Аналогичным образом профессор Адам Франк и его коллеги из Нексуса НАСА по изучению экзопланетных систем (NExSS) в 2019 году написали работу под названием «Парадокс Ферми и эффект Авроры: Заселение, экспансия и устойчивое состояние экзоцивилизации». Вдохновившись романом «Аврора» Кима Стэнли Робинсона 2015 года, авторы утверждают, что межзвёздное расселение будет происходить в кластерах, поскольку не все потенциально пригодные для жизни планеты окажутся гостеприимными для инопланетного вида. Одним словом, законы физики, биологии и эволюции накладывают ограничения на то, как далеко и быстро вид может заселить нашу галактику.
Чтобы описать эти ограничения, группа исследователей рассмотрела три основные космологические модели Вселенной: статическую, с преобладанием материи и с преобладанием тёмной энергии. Статическая Вселенная, первоначально описанная Эйнштейном и его космологической постоянной, является бесконечной в пространстве и времени и не расширяется и не сжимается. Вселенная с преобладанием материи описывает состояние Вселенной до 9,8 млрд лет после Большого взрыва, когда плотность энергии материи превышала плотность энергии излучения и плотность энергии вакуума.
Вселенная с преобладанием тёмной энергии описывает последний этап космической эволюции, начавшийся примерно 9,8 млрд лет назад и характеризующийся ускорением темпов расширения. Команда также рассмотрела все три сценария с точки зрения логистической функции роста, чтобы определить количество планет, заселённых с течением времени. Из этого были получены два параметра исследования: T — время, необходимое для заселения сферического участка идеальной однородной и изотропной Вселенной, и H — параметр Хаббла, описывающий скорость космического расширения — так называемый закон Хаббла или закон Хаббла-Леметра.
Для статичной Вселенной было обнаружено, что расселение происходит в соответствии с ЛФР, подобно тому, как идут рост населения, распространение инфекционных заболеваний и химические реакции. Как отмечается в исследовании, эти динамические системы следуют общей закономерности, начиная с относительно медленного старта из-за ограниченности источников (в данном случае — пригодных для жизни планет). Но по мере того как они продолжают расширяться и приобретать новые источники, их количество увеличивается, и распространение ускоряется. Так продолжается до тех пор, пока количество источников не начнёт уменьшаться и/или элементы системы не будут исчерпаны.
К своему удивлению, команда обнаружила аналогичное поведение при рассмотрении Вселенной с преобладанием материи и тёмных энергий. Как сообщил доктор Алинеа по электронной почте изданию Universe Today:
«Примечательно, что при расширении самого пространства, как в тёмно-энергетической Вселенной и Вселенной с преобладанием материи, процесс расселения в большинстве случаев всё равно происходит по логистической функции роста. Мы не ожидали такого результата, поскольку система с расширяющимся пространством, как нам показалось, существенно отличается от статичной системы. Большинство известных нам исследований перколяции основаны на статической решётке (например, распространение лесного пожара, распространение болезни, распространение информации), где обычно наблюдается логистическое поведение роста. Наше исследование "расширяет" это поведение на случаи, когда решётка расширяется, как происходит с нашей Вселенной».
