Друзья, всех приветствую!
Сегодня продолжим тему вероятности глобального омницида (вымирания человечества). Мы уже выяснили, что проблему оценки вероятности такого исхода могла бы решить статистика выживаемости разумных цивилизаций Вселенной. Современные данные науки допускают и даже требуют существования в нашей Галактике двух-трёх поколений цивилизаций. Мы говорили об этом здесь:
Но, согласно парадоксу Ферми – «Вселенная молчит».
А точно ли она молчит? Что именно мы должны были бы наблюдать в случае наличия внеземных цивилизаций?
Например, технический радиошум, который у Земли на 20% сейчас состоит из излучений радиолокаторов и на 75% - из работы вышек сотовой связи.
Мы говорили об этом здесь:
Можно ли перестать шуметь?
Однако чисто умозрительно можно себе представить полностью упорядоченную связь на Земле, которая не излучает гигаватты радиоволн в пространство, как сейчас. Допустим, что везде проложено оптоволокно с частыми маломощными радиотерминалами, между которыми расстояние не 2-5 км, как сейчас, а метров 20-50. На такой дистанции можно обойтись мощностью фонарика.
Допустим, что спутники связи типа «Старлинк» плотным слоем укутали Землю. Расстояние между ними – тоже десятки метров. Тогда им для связи между собой тоже не надо супер-мощностей. А для связи с Землёй расстояние тоже сокращается до вертикальной прямой. Ответный сигнал с Земли тоже будут слушать сразу десятки спутников, поэтому снижаются требования к мощности наземного терминала-излучателя. Для связи с орбитой хватит просто самого сотового смартфона, его батарейки.
Что касается радиолокации, то уже сейчас истребители 5-го поколения имеют радар пониженных энергетических характеристик, в котором ставка делается на повышение чувствительности и компьютерную обработку сигнала.
В дальнейшем можно предполагать, что локация станет пассивной, с опорой на оптику, электронную разведку, шумоуловители, наблюдение с орбиты. Особенно если будет создан плотный слой спутников. Уже сейчас создатели «Старлинка» планируют возложить на спутники связи задачу слежения и обнаружения объектов на земной поверхности и в атмосфере.
При таком раскладе Земля информационно «окуклится», и мощность улетающих в космос радиоволн будет радикально сокращена. В таком случае для обнаружения человеческой цивилизации бессильна может оказаться даже «гравитационная линза», о которой мы говорили в прошлый раз.
Обращаю внимание, что речь не идёт о том, что земляне решат специально затаиться, и замаскироваться от своего возможного обнаружения. До сих пор они не демонстрировали подобной осторожности. Подозреваю, что соблюдение космической маскировки может начаться не раньше, чем люди столкнутся с реальной зримой угрозой, исходящей от внеземных цивилизаций.
Но нет, также и само развитие техники, стремление «энергосберегать» и «не засорять» - может привести к рационализации и локализации средств связи.
Можно ли оставаться в колыбели?
Если речь идёт о том, как устроить связь для живущих на Земле наиболее удобным способом – то мы это обсудили.
Но может ли человеческая цивилизация всё время жить только на Земле?
Сейчас известно, что земная жизнь несколько раз по разным причинам оказывалась на грани исчезновения. За последние полмиллиарда лет известно пять массовых вымираний живых видов: Ордовикско-Силурийское, Девонское, Пермское, Триасовое, Мел-палеогеновое.
Что касается рода человеческого, то ископаемые предки и родственники нашего вида вымерли все до одного. Сам вид «человека разумного» несколько раз проходил сквозь «бутылочные горла» разного рода вымираний. Последняя ледниковая эпоха закончилась всего 13 тыс. лет назад. С тех пор всё спокойно. Но известно, что за последние полмиллиона лет оледенения наступали с периодичностью в 100 тыс. лет. То есть через 70-80 тыс. лет нам следует ждать нового оледенения.
Способна ли его пережить человеческая цивилизация? Вопрос! Наша цивилизация всего существует примерно 11 тыс. лет. Ни одна из серьезных земных катастроф ещё не испытывала её на прочность. С высокой вероятностью такую катастрофу не переживёт даже сам наш биологический вид. Что уж говорить о разумной цивилизации – материи гораздо более хрупкой?
То есть, скорее всего, цивилизация людей на Земле погибнет через 80 тыс. лет в ходе банальной волны ледникового периода.
По данным современной науки, известные вымирания видов в итоге были связаны либо с вспышкой вулканической активности, либо с падением на Землю крупных астероидов. И в том, и в другом случае причина, которая убивала всех: замкнутость земной экосистемы. Принцип «куда вы денетесь с подводной лодки?».
Когда 252 миллиона лет назад рванули сибирские траппы в Сибири, а 66 миллионов лет назад – деканские траппы в Индии – то конкретный живой вид мог находиться в другом полушарии за 20 тысяч километров от извержения. Но вулканические выбросы и климатическая катастрофа настигали его везде.
Это только кажется, что Земля – идеальное место для жизни. Земля в разные времена бывала очень разная.
Поэтому вот вам постулат: если следующие несколько десятков тысяч лет человечество будет жить только на Земле – то оно обречено на гибель.
Верно и обратное: цивилизация, которая не гибнет от естественных причин через сто тысяч лет после своего возникновения, подчинившись ритмам своей планеты – то это цивилизация распределённая, не ограниченная пределами одной планеты.
Как говорил гений космоса Константин Циолковский: «Земля — это колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели».
Иными словами, надо сделать так, чтобы, какой бы супервулкан не рванул на Земле, какой бы астероид с ней не столкнулся – всё равно должно ещё остаться много очагов человеческой цивилизации. «Нельзя хранить все яйца в одной корзине».
"Куды бечь"?
Но куда расселяться?
Клише массового сознания сейчас знает два варианта: найти полностью землеподобную планету у другой звезды, или терраформировать Марс.
На 2025 год известно уже 70 землеподобных экзопланет, которые находятся в "обитаемой зоне" у своих звёзд. Из них 34 - в пределах 66-ти световых лет от Солнца. Расстояние до остальных исчисляется уже сотнями и тысячами световых лет.
Землеподобные экзопланеты
Даже ближайшая из экзопланет - Проксима Центавра b (4 световых года) – беспощадно далека от нас. Межпланетный зонд «Пионер-10», который покинул Солнечную систему в 1983 году, летел бы до этой экзопланеты 105 тысяч лет. Самый быстрый в 21-м веке движитель – ионный – позволит преодолеть это расстояние за 4200 лет.
Проксиму b, однако, надо сразу вычеркнуть из списка возможных пристанищ человечества. Радиация и жесткий рентген, который она получает от своего светила, в 60 раз выше, чем на Земле. Через год после открытия экзопланеты, в 2017 году, была зафиксирована вспышка Проксимы Центавра с тысячекратным увеличением светимости. Если бы на Проксиме b была жизнь – она бы однозначно погибла. Впрочем, она там и не могла возникнуть: система тройной звезды – неустойчива, звёзды-участники оказывают друг на друга разогревающий эффект приливными силами. От радиационных вспышек там не выжить. Атмосферу просто сдувает «солнечный ветер».
Даже для того, чтобы организовать экспедицию к «кольцу Эйнштейна», и через Солнце рассмотреть подробности Проксимы b, понадобятся неимоверные ресурсы. Если человечество озадачится такой целью (что – далеко не факт) – то остаток 21 века уйдёт только на это. Если – озадачится.
Остальные 33 землеподобных экзопланет «обитаемой зоны» - удалены на расстояние от 11 до 66 световых лет. Ионный звездолёт покроет эту дистанцию (в одну сторону) за 11- 66 тысяч лет.
Это многократно больше, чем время жизни земной цивилизации. У нас от изобретения земледелия до запуска спутника прошло 11 тысяч лет. А от первых государств до ядерной бомбы – 5 тысяч лет.
То есть на момент перелёта такого «ковчега» (а лучше – целой флотилии «ковчегов») человечество уже должно уметь неопределенно долго жить и развиваться вне всяких планет, в открытом космосе. Вряд ли на такую бездну времени удастся остановить процессы жизни отдельных людей и целых сообществ. Но тогда к новому дому будет двигаться особая кочующая цивилизация, которая летит к новой Земле, и при этом – живёт и развивается.
Надо также иметь в виду: на момент «Х» у нас не просто должен быть новый дом. Потому что в этом новом доме мы рискуем нарваться на тот же самый супервулканизм. Но при этом срок для возможности эвакуации может оказаться вдвое-втрое короче.
То есть на момент «Х» у нас должно быть несколько мест обитания.
Не говоря уже о том, что за 66 тыс. лет до начала земного обледенения мы можем просто не успеть из 33-х экзопланет найти две-три пригодных для жизни.
Вопрос ещё и в другом: если люди смогут неопределенно долго жить вне планеты – то так ли уж нужна будет эта новая планета в конце пути?
Терраформирование Марса
Терраформирование Марса – процесс ещё более долгий. Превращение его в полное подобие Земли должно происходить по времени в поистине геологических масштабах. Хотя бы для того, чтобы в сто раз повысить плотность марсианской атмосферы, не говоря уже об изменении её состава. Процессы, которые при этом надо организовать и контролировать, находятся по энергозатратам примерно на уровне предотвращения вулканической активности на самой Земле, и на уровне перевода опасных астероидов на безопасные орбиты.
Скорее всего, первоначально – и в течение тысяч лет – колонистам на Марсе придётся жить в герметичных поселениях небольшого контролируемого объёма. Подземные базы, или герметичные купола, прозрачные для солнечного света – что-то иное, особо новое, придумать здесь вряд ли удастся.
На самом деле, и в случае с поиском экзопланеты, и в случае с заселением Марса, предполагается неопределённо долгий период жизни колонистов в полностью рукотворных жилых системах.
Но тогда чем это лучше или проще таких же подземных баз и куполов на обледеневшей Земле?
К тому же , по итогу чудовищные вложения сил и времени окончатся просто получением новой планеты - безмерно огромной биосистемы, столь же замкнутой и столь же уязвимой, как и Земля.
Космические поселения
Люди уже больше века размышляют на эти темы. И уже с самого начала пришли к выводу, что для космической колонизации проще сразу остановиться на космических жилых станциях. Где процессы жизнеобеспечения могут быть поставлены под контроль, и где фатальная катастрофа на любой из них не поставит под угрозу миллионы других станций.
И тогда какие-то из них расположатся на орбитах в «обитаемом поясе» нашего Солнца, а какие-то будут дрейфовать к другим звёздам. Не затем, чтобы там рыскать в поисках редкой землеподобной планеты, а чтобы там точно так же заселить станциями местный «обитаемый пояс».
Первым об «эфиных городах» начал мечтать, конечно, Циолковский. Он же продумал и вариант создания искусственного тяготения – за счёт центробежной силы от вращения жилого корпуса.
Первый такой вариант (1920 г.) должен был иметь коническо-цилиндрическую форму. Так аграрное производство космонавтов будет по максимуму использовать солнечный свет для повышения продуктивности, и при этом в жилом цилиндрическом секторе будет постоянная гравитация. Отдельные такие станции должны были соединяться в целые ожерелья на орбитах.
Второй вариант орбитального поселения – «космическое колесо» (или «бублик»), детально продуманное Германом Поточником (1929 г.). Здесь жилые помещения должны были располагаться в ободе огромного колеса с центробежной «гравитацией» внутри.
Поточник – человек военный, и солнечный свет он предлагал использовать не только для энергопотребления станции, но и для «перенагрева» параболическими зеркалами железнодорожных станций, портов и складов противника. Военные станции должны были размещаться на геостационарной орбите (36 тыс. км) вблизи экваториальных областей Земли.
Таким образом, уже к концу 1920-х годов сформировались основные дизайнерские решения для постоянных поселений в космосе: цилиндр или колесо. Разумеется – с вращением вокруг оси. Дальше эти два решения только обрастали техническими подробностями.
В послевоенный период, спустя четверть века, пропагандистом и фанатом орбитального колеса был фон Браун.
В ключевых фильмах про космическую экспансию 1950-х годов «Покорение космоса» Хэскина (США, 1955), и «Дорога к звёздам» Клушанцева (СССР, 1957) – «орбитальное колесо» однозначно рулит!
В 1956 году инженер Ромник совместил цилиндр с колесом – получилось подобие гигантской гантели.
В фильме «Одиссея 2001» Кубрика (1968) орбитальная станция как раз примерно такая.
Следующий этап обдумывания "эфирных поселений" пришёлся на 1970-е годы, ещё через четверть века.
В 1975 году был опубликован проект «Стэнфордского тора». Здесь станция предназначалась не для временного пребывания, а для постоянного проживания людей.
«Колесо» диаметром около 2-х километров должно было вместить 10 тысяч жителей. Наклонные зеркала в ступице «колеса» должны были снабжать колонистов солнечным светом. Зеркальная крышка должна была отвечать за смену дня и ночи.
Одновременно вспомнили и про цилиндры. Знаменитые цилиндрические колонии О’Нила должны были иметь длину 32 километра, диаметр – 8 километров. Солнце должно освещать колонию через три длинных оконных проёма, которые на «ночь» закрывались зеркалами-ставнями.
Общее число жителей – 6 миллионов. Это уже – крупный мегаполис. Цилиндры совмещались с колесообразными оранжереями для производства еды.
В следующий раз человеческая мысль вернулась к идее орбитальных поселений опять через четверть века.
Это был знаменитый цилиндр Мак-Кендри (2000).
Предполагались два варианта. Первый: диаметр – 920 км, длина цилиндра – 4600 км. Число жителей: 40 млрд. То есть – пятикратно умноженное нынешнее население Земли могло бы там разместиться. Причём Мак-Кендри настаивает, что такой цилиндр можно построить на базе уже существующих материалов и технологий.
Два параболических зеркала собирают солнечный свет и по световоду передают в торцевые окна цилиндра.
А если производство сверхпрочных материалов из углеродных нанотрубок будет поставлено на поток – то длина цилиндра может достигать 11 200 км, радиус: 1120 км, число жителей: 250 млрд. чел.
Именно цилиндр Мак-Кендри, причём, в сильно уменьшенном варианте, представлен в фильме «Интерстеллар» (2014).
Таким образом, жители космических поселений занимаются тем же, чем занимаются астронавты, летящие к новой звезде десятки тысяч лет: живут в рукотворных жилых пространствах, и своими микроскопическими усилиями толкают цивилизацию вперёд. Но при этом нет экстремальной скорости перемещения, нет дефицита солнечной энергии, что обязательно сопутствует межзвёздным перелётам.
Космические станции-поселения выгодно отличаются и от изолированных купольных поселений «вулканической Земли» или марсианских колоний:
1) Всегда есть доступ к Солнцу.
2) При транспортном сообщении не нужно энергозатрат на взлёт-посадку (а это львиная доля всех энергозатрат).
3) Возможность сколь угодно высокой пространственной распределённости.
4) Возможность контроля базовых параметров поселения: сила тяжести, орбита, радиация.
Отсюда, видимо, придётся высказать догму:
Если разумная цивилизация не погибла сразу, подчинившись геоклиматическим циклам материнской планеты – то она затем очень долго должна иметь вид миллионов (миллиардов, триллионов) станций-поселений, распределённых в «обитаемом поясе» своей звезды.
Вывод
А теперь вернёмся к вопросу, с которого мы начали: про радиошум от внеземной цивилизации.
Если цивилизация ограничена материнской планетой, то относительно легко оснастить всю её поверхность адресной связью с очень низким выделением радиоизлучения в космос. Но при этом такая цивилизация останется уязвима от двух главных убийц жизни на Земле: астероидов и супервулканов.
А вот обитаемый рой космических станций для них неуязвим. Но он потребует сетей радиосвязи именно на космическое расстояние. Такая сотовая связь по определению должна быть очень мощной, покрывающей не десятки метров, а миллиарды километров.
И радиошум от такой распределенной цивилизации будет на много порядков сильнее, чем современный его уровень у Земли.
То есть становясь неуязвимой к вулканическим и астероидным катастрофам, цивилизация будет ещё более «громкой» и заметной в радиодиапазоне.
Выжившие цивилизации должны быть более радиозаметны, чем цивилизации эмбриональные, которые ещё не столкнулись с опасностью "вечно оставаться в колыбели" и там погибнуть.
Опять же - то, что мы таких выживших распределённых цивилизаций не наблюдаем - это очень плохой знак.
Дальше нужно следить внимательно за логикой рассуждений.
Возраст Земли - 4,5 млрд. лет. Возраст нашей Галактики - 13,7 млрд. лет. Это значит, что до нас в Галактике могли появиться два поколения цивилизаций. Если на несколько миллиардов землеподобных планет пришлись всего две-три цивилизации первого поколения - то всё равно Галактика была в их распоряжении 8 млрд. лет. За это время они должны занять своими обитаемыми станциями очень существенные области Галактики. Очень сильно радиошумящие.
Мы уже должны бы их обнаружить, как только у нас появились радиотелескопы.
Но - не обнаружили.
Это значит, что, возникнув в промежутке между вулкано-астероидными катаклизмами, цивилизации не успевают выйти на должный уровень для начала расселения по заветам Циолковского.
Вот, например, наша цивилизация. У нас до начала нового цикла катаклизмов примерно 80 тысяч лет. Неужели этого времени может не хватить для освоения технологии постройки какого-нибудь "Стэнфордского тора"? Не бином Ньютона. Люди за 10 тысяч лет от каменных орудий дошли до субмикронных микросхем и до отправки автоматов к Плутону. От силы несколько тысяч лет - и "звёздные острова" населят околосолнечное пространство.
Но этого заселения не произошло у цивилизаций первого поколения. А среди них обязаны были быть экземпляры с нашей периодичностью катаклизмов.
Значит, их развитие к орбитальным жилищам тормозит не вулкано-астероидный катаклизм, а ещё какой-то фактор.
И в ближайшие тысячи лет вместо постройки "звёздных островов" мы столкнёмся с этим фактором...
Но об этом - дальше.
Продолжение темы - здесь:
Друзья, верны ли приведённые выводы?
Где бы вы предпочли жить в случае вулканической катастрофы: под марсианским куполом, или в цилиндре Мак-Кендри?
Не забываем ставить лайки или делиться суждениями в комментариях.
А ещё можно заглянуть на наш Канал и посмотреть, есть ли ещё что-нибудь интересное: