Новые факторы изменяют уравнение Дрейка
В темную ясную ночь можно потеряться в ночном небе. Однако мы видим лишь малую часть того, что находится там. На основании воздействия его массы на соседние объекты оценивается, что Млечный Путь содержит от 100 до 400 миллиардов звезд. Варьирование связано с догадками о том, сколько его массы составляет темная материя.
До начала 1920-х годов считалось, что наша галактика единственная во вселенной. Сегодня, с лучшим оборудованием, ясно, что наша галактика – одна из миллиардов. Она не примечательна. В большем масштабе вещей она даже не заметна.
Итак, давайте отойдем от всего этого. Для наших целей одной галактики более чем достаточно. Будем консервативны и предположим, что в нашей галактике только 200 миллиардов звезд. Мы только начали искать внесолнечные планеты, но на вчерашний день было подтверждено 5638 планет и еще 7147 кандидатов ожидают подтверждения. Чем больше мы ищем, тем больше находим.
Там тесно
Предполагается, что в галактике Млечный Путь может быть до 6 миллиардов планет, похожих на Землю. Эту оценку следует воспринимать с долей скептицизма. Она экстраполируется из относительно небольшого числа наблюдений. Оценка «похожих на Землю» ограничивается жизнью, какой мы ее знаем. Предполагается, что мы хорошо понимаем как механизмы формирования планет, так и требования для развития жизни. Оба предположения сомнительны. Но рассмотрим это число. И примем во внимание, что без технологических прорывов, нарушающих законы физики (как мы их понимаем в настоящее время), может быть возможно достичь других звезд в течение жизни человеческого экипажа.
Когда мы сможем достичь одной, мы сможем достичь и других. Рост может быть экспоненциальным. И если мы можем это сделать, другие тоже могут. Уже сейчас наши сигналы достигают ближайших звезд. И другие, вероятно, существуют гораздо дольше, чем мы. Это корень так называемого парадокса Ферми, вопроса, поднятого (не впервые) физиком Энрико Ферми в непринужденной беседе среди физиков в 1950 году:
Где все? — Энрико Ферми (1950)
Объяснение тишины
Предложены десятки объяснений Великого Молчания. Но вы не можете ответить на вопрос, если не знаете, чего не знаете. В 1961 году, в рамках одной из первых научных встреч, посвященных поиску внеземного разума (SETI), Фрэнк Дрейк попытался оценить различные факторы, участвующие в оценке вероятностей контакта с внеземной жизнью. Это стало известно как уравнение Дрейка:
где
- N = число цивилизаций в галактике Млечный Путь, с которыми возможна связь;
- R∗ = средняя скорость образования звезд в нашей галактике.
- fp = доля этих звезд, имеющих планеты.
- ne = среднее число планет, которые потенциально могут поддерживать жизнь на звезду с планетами.
- fl = доля планет, которые могли бы поддерживать жизнь, на которых в конечном итоге развивается жизнь.
- fi = доля планет с жизнью, которые переходят к развитию разумной жизни (цивилизаций).
- fc = доля цивилизаций, которые развивают технологию, которая выпускает обнаруживаемые признаки их существования в космос.
- L = время, в течение которого такие цивилизации выпускают обнаруживаемые сигналы в космос.
Это много неизвестных. Некоторые считают технологическую цивилизацию саморазрушающимся экспериментом. У нас определенно были проблемы с ней, что объяснило бы, почему никто с нами не связался. Однако недавние исследования предполагают более интригующую возможность.
Гипотеза редкой Земли
Планетарные ученые Роберт Стерн из Техасского университета в Далласе и Тарас Герья из ETH-Цюриха предполагают, что наличие как континентов, так и океанов, а также долгосрочная тектоника плит имеют решающее значение для возникновения продвинутых цивилизаций. Они, соответственно, предлагают добавить два фактора в уравнение: доля обитаемых планет с значительными континентами и океанами и доля этих планет с тектоникой плит, действующей не менее 500 миллионов лет. Эта корректировка значительно снижает значение N в уравнении Дрейка.
Исследователи утверждают, что крупные океаны и переход Земли от однослойной тектоники (стабильного поверхностного слоя) к современной тектонике плит около 1 миллиарда лет назад были критически важными для развития сложной жизни. Эта геологическая активность создала начальные условия, необходимые для возникновения жизни, и привела к разнообразным средам с различными климатами и экосистемами, что способствовало эволюции продвинутых форм жизни, способных развивать технологию и сложные общества.
Движение плит Земли создает разнообразные среды обитания, рециркулирует питательные вещества и регулирует климат – все это жизненно важно для жизни. Важно, чтобы эта тектоника плит длилась 500 миллионов лет, потому что эволюция сложной многоклеточной жизни чрезвычайно медленная. Технологии появляются очень поздно в процессе, отвечая на повседневные потребности, такие как создание инструментов, сельское хозяйство, одежда и оружие. Огонь – необходимое условие. Так что технологические цивилизации не возникнут в строго океанических средах. На Земле дельфины и киты – разумные, социальные существа. Но ни одно из них не вышло за пределы моря, не говоря уже о звездах.
Стерн и Герья изучили, сколько воды необходимо на поверхности планеты. Они обнаружили, что планете размером с Землю нужно иметь от 0,007% до 0,027% своей массы в виде воды, чтобы существовали как континенты, так и океаны. Стерн и Герья затем сравнили это с возможным диапазоном воды, которую могут иметь планеты, что составляет от 0% до 3,8% или даже от 0% до 55%, в зависимости от деталей их формирования. Ученые обнаружили, что только около 33% планет имеют правильные химические элементы для образования достаточно плотных плит для тектоники плит. Из них только около половины имеют достаточную гравитацию, чтобы это работало.
Учитывая эти новые факторы и оценки, исследователи пришли к выводу, что шанс планеты иметь континенты, океаны и долгосрочную тектонику плит очень мал — менее 0,2%. Чтобы поставить это в перспективу, это как найти всего две подходящие (по размеру и температуре) планеты, которые действительно «похожи на Землю» из каждой 1000 других подходящих миров.
Подставив это значение в уравнение Дрейка, можно предположить, что продвинутые цивилизации чрезвычайно редки. Шанс, что планеты имеют правильные условия, составляет от 0,0034% до 0,17%. «Великий фильтр» – это не выживание технологий; это их разработка. Это означает, что в нашей галактике может быть всего 0,006 (или до 100000) активных, коммуницирующих цивилизаций, скорее всего ближе к нижнему пределу.
Жизнь в одиночестве
Если у нас есть соседи, они далеко. Это плохие новости. Хорошие новости заключаются в том, что «шансы найти планеты, потенциально подходящие для цивилизаций – но без каких-либо цивилизаций или с уже вымершими цивилизациями – заметно выше». Поскольку низкая оценка так близка к нулю, существует большая вероятность, что в нашей галактике может не быть других цивилизаций. Это помогло бы объяснить, почему мы еще не обнаружили никаких признаков.
Ранее уравнение Дрейка давало значительно более высокую низшую оценку, предполагая, что почти наверняка мы не одни и что должно быть не менее 200 цивилизаций, пытающихся связаться с нами. Новая, гораздо более низкая оценка (близкая к нулю) делает более понятным, почему мы еще не слышали от кого-либо: возможно, больше никого нет.
Гипотеза редкой Земли, хотя и соблазнительная, не учитывает адаптивность жизни и потенциальное разнообразие обитаемых сред. Более того, уравнение Дрейка в его нынешней форме, даже с учетом новых факторов, по-прежнему не учитывает тот факт, что Млечный Путь невероятно древний и, вероятно, был способен поддерживать жизнь до 10 миллиардов лет. Даже с небольшими шансами разумная жизнь, вероятно, возникла раньше в истории галактики, что дало ей время распространиться. Тем не менее, мы не видим этому никаких доказательств. Очень возможно, что задействованы дополнительные факторы.
Тем временем у нас есть много пространства для исследования и заселения. Рассмотрите возможности. Миллионы обитаемых миров находятся в пределах досягаемости, заселены инопланетной жизнью или открыты для терраформирования. Достаточно места для каждой человеческой общности, чтобы экспериментировать со своим видением хорошей жизни. У всех есть достаточно места для создания своего личного рая или ада.
