Парадоксот на Ферми по бранот откритија на егзопланети

Во галаксијата RX J1131-1231, тим од астрофизичари од Универзитетот во Оклахома ја откри првата позната група планети надвор од Млечниот Пат. Објектите „следени“ со техниката на гравитациско микролеќи имаат различни маси - од лунарна до слична на Јупитер. Дали ова откритие го прави парадоксот на Ферми попарадоксален?

Има приближно ист број ѕвезди во нашата галаксија (100-400 милијарди), приближно ист број на галаксии во видливиот универзум - така што има цела галаксија за секоја ѕвезда во нашиот огромен Млечен Пат. Во принцип, за 10 години²² до 10²⁴ ѕвезди. Научниците немаат консензус за тоа колку ѕвезди се слични на нашето Сонце (т.е. слични по големина, температура, осветленост) - проценките се движат од 5% до 20%. Земајќи ја првата вредност и избирајќи најмал број ѕвезди (10²²), добиваме 500 трилиони или милијарда милијарди ѕвезди како Сонцето.

Според PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) студии и проценки, најмалку 1% од ѕвездите во универзумот се вртат околу планета способна да поддржува живот - значи зборуваме за број од 100 милијарди милијарди планети со слични својства на Земјата. Ако претпоставиме дека по милијарди години постоење, само 1% од планетите на Земјата ќе развијат живот, а 1% од нив ќе имаат еволутивен живот во интелигентна форма, тоа би значело дека постои една билјард планета со интелигентни цивилизации во видливиот универзум.

Ако зборуваме само за нашата галаксија и ги повториме пресметките, претпоставувајќи го точниот број на ѕвезди во Млечниот Пат (100 милијарди), ќе заклучиме дека веројатно има најмалку милијарда планети слични на земјата во нашата галаксија. и 100 XNUMX. интелигентни цивилизации!

Некои астрофизичари ја ставаат шансата човештвото да стане првиот технолошки напреден вид на 1 од 10.²²односно останува незначителен. Од друга страна, универзумот постои околу 13,8 милијарди години. Дури и ако цивилизациите не се појавија во првите неколку милијарди години, имаше уште многу време пред да се појават. Патем, ако по конечната елиминација на Млечниот Пат имаше „само“ илјада цивилизации и тие ќе постоеја приближно исто време како и нашата (досега околу 10 XNUMX години), тогаш тие најверојатно веќе исчезнаа, изумирање или собирање други недостапни за развојот на нашето ниво, за што ќе се дискутира подоцна.

Забележете дека дури и „истовремено“ постоечките цивилизации тешко комуницираат. Ако само од причина што ако има само 10 илјади светлосни години, ќе им требаат 20 илјади светлосни години за да постават прашање, а потоа да го одговорат. години. Гледајќи ја историјата на Земјата, не може да се исклучи дека во таков временски период може да се појави цивилизација и да исчезне од површината ...

Равенка само од непознати

Во обидот да се процени дали навистина би можела да постои вонземска цивилизација, Френк Дрејк во 60-тите ја предложи познатата равенка - формула чија задача е „меманолошки“ да го одреди постоењето на интелигентни раси во нашата галаксија. Овде користиме термин измислен пред многу години од Јан Тадеуш Станиславски, сатиричар и автор на радио и телевизиски „предавања“ за „применета манологија“, бидејќи тој збор изгледа соодветен за овие размислувања.

Според Дрејкова равенка – N, бројот на вонземски цивилизации со кои човештвото може да комуницира, е производ на:

R_* е стапката на формирање на ѕвезди во нашата Галаксија;

f_p е процентот на ѕвезди со планети;

n_e е просечниот број на планети во зоната погодна за живеење на ѕвездата, т.е. оние на кои може да настане живот;

f_l е процентот на планети во зоната погодна за живеење на која ќе настане живот;

f_i е процентот на населени планети на кои животот ќе развие интелигенција (т.е. создаде цивилизација);

f_c - процентот на цивилизации кои сакаат да комуницираат со човештвото;

L е просечниот животен век на таквите цивилизации.

Како што можете да видите, равенката се состои од речиси сите непознати. На крајот на краиштата, не ни е познато ниту просечното времетраење на постоењето на една цивилизација, ниту процентот на оние кои сакаат да контактираат со нас. Заменувајќи некои резултати во „повеќе или помалку“ равенка, излегува дека можеби има стотици, ако не и илјадници, такви цивилизации во нашата галаксија.

Дрејковата равенка и нејзиниот автор

Ретка земја и зли вонземјани

Дури и со замена на конзервативните вредности за компонентите на равенката на Дрејк, добиваме потенцијално илјадници цивилизации слични на нашата или поинтелигентни. Но, ако е така, зошто не контактираат со нас? Овој т.н Ферми парадокс. Тој има многу „решенија“ и објаснувања, но со сегашната состојба на технологијата - а уште повеќе пред половина век - сите тие се како нагаѓања и слепо пукање.

Овој парадокс, на пример, често се објаснува хипотеза за ретки земјидека нашата планета е единствена во секој поглед. Притисокот, температурата, растојанието од Сонцето, аксијалниот наклон или магнетното поле кое го штити зрачењето се избрани така што животот може да се развива и еволуира што е можно подолго.

Секако, откриваме се повеќе егзопланети во екосферата кои би можеле да бидат кандидати за планети погодни за живот. Неодамна, тие беа пронајдени во близина на најблиската ѕвезда до нас - Проксима Кентаури. Можеби, сепак, и покрај сличностите, „вторите Земји“ пронајдени околу вонземјаните сонца не се „точно исти“ како нашата планета и само во таква адаптација може да се појави горда технолошка цивилизација? Можеби. Сепак, знаеме, дури и кога гледаме на Земјата, дека животот напредува под многу „несоодветни“ услови.

Се разбира, има разлика помеѓу управување и градење на Интернет и испраќање на Tesla на Марс. Проблемот со уникатноста би можел да се реши ако некаде во вселената можеме да најдеме планета точно како Земјата, но лишена од технолошка цивилизација.

Кога се објаснува парадоксот на Ферми, понекогаш се зборува за т.н лоши вонземјани. Ова се разбира на различни начини. Значи, овие хипотетички вонземјани можат да се „лутат“ што некој сака да им пречи, да интервенира и да им пречи - па се изолираат, не одговараат на боцки и не сакаат да имаат врска со никого. Има и фантазии за „природно зли“ вонземјани кои ја уништуваат секоја цивилизација со која ќе се сретнат. Самите технолошки напредни не сакаат другите цивилизации да скокаат напред и да станат закана за нив.

Исто така, вреди да се запамети дека животот во вселената е подложен на разни катастрофи што ги знаеме од историјата на нашата планета. Станува збор за глацијација, бурни реакции на ѕвездата, бомбардирање од метеори, астероиди или комети, судири со други планети или дури и радијација. Дури и ако таквите настани не ја стерилизираат целата планета, тие би можеле да бидат крај на цивилизацијата.

Исто така, некои не исклучуваат дека ние сме една од првите цивилизации во универзумот - ако не и првата - и дека сè уште не сме еволуирале доволно за да можеме да воспоставиме контакт со помалку напредни цивилизации кои се појавиле подоцна. Ако беше така, тогаш проблемот со потрагата по интелигентни суштества во вонземски простор сè уште би бил нерешлив. Згора на тоа, хипотетичката „млада“ цивилизација не може да биде помлада од нас само за неколку децении за да може да стапи во контакт со неа од далечина.

Прозорецот исто така не е премногу голем напред. Технологијата и знаењето на една милениумска цивилизација можеби ни беа неразбирливи како што е денес за човек од крстоносните војни. Многу понапредните цивилизации би биле како нашиот свет до мравките од мравјалник покрај патот.

Шпекулативни т.н Кардашевска скалачија задача е да ги квалификува хипотетичките цивилизациски нивоа според количината на енергија што ја трошат. Според неа, ние сè уште не сме ни цивилизација. тип I, односно оној кој ја совладал способноста да ги користи енергетските ресурси на сопствената планета. Цивилизација тип II може да ја искористи целата енергија што ја опкружува ѕвездата, на пример, користејќи структура наречена „Дајсонова сфера“. Цивилизација снег III Според овие претпоставки, тој ја доловува целата енергија на галаксијата. Запомнете, сепак, дека овој концепт е создаден како дел од една недовршена цивилизација од I ниво, која до неодамна беше прилично погрешно прикажана како цивилизација од тип II која се движи кон градење на Дајсонова сфера околу својата ѕвезда (аномалии на ѕвездената светлина). КИК 8462852).

Кога би постоела цивилизација од типот II, а уште повеќе III, дефинитивно би ја виделе и би стапиле во контакт со нас - некои од нас така мислат, понатаму тврдејќи дека бидејќи не гледаме или на друг начин ги запознаваме таквите напредни вонземјани, тие едноставно не постојат.. Друга школа за објаснување за парадоксот на Ферми, сепак, вели дека цивилизациите на овие нивоа се невидливи и непрепознатливи за нас - да не зборуваме дека тие, според хипотезата на вселенската зоолошка градина, не обрнуваат внимание на таквите неразвиени суштества.

По тестирањето или пред тоа?

Покрај расудувањето за високо развиените цивилизации, парадоксот на Ферми понекогаш се објаснува со концептите еволутивни филтри во развојот на цивилизацијата. Според нив, постои фаза во процесот на еволуција која изгледа невозможна или многу неверојатна за живот. Тоа се нарекува Одличен филтер, што е најголемиот пробив во историјата на животот на планетата.

Што се однесува до нашето човечко искуство, не знаеме точно дали сме зад, напред или среде голема филтрација. Ако успеавме да го надминеме овој филтер, тоа можеби беше непремостлива бариера за повеќето форми на живот во познатиот простор, а ние сме единствени. Филтрацијата може да се случи од самиот почеток, на пример, при трансформација на прокариотска клетка во сложена еукариотска клетка. Да беше така, животот во вселената би можел да биде сосема обичен, но во форма на клетки без јадра. Можеби ние сме само првите што поминале низ Големиот филтер? Ова нè враќа на веќе споменатиот проблем, имено тешкотијата да се комуницира на далечина.

Исто така, постои опција дека пробив во развојот се уште е пред нас. Тогаш немаше прашање за некаков успех.

Сите овие се многу шпекулативни размислувања. Некои научници нудат поприземни објаснувања за недостатокот на вонземски сигнали. Алан Стерн, главен научник во New Horizons, вели дека парадоксот може да се реши едноставно. густа ледена коракој ги опкружува океаните на други небесни тела. Истражувачот го изведува овој заклучок врз основа на неодамнешните откритија во Сончевиот систем: океаните со течна вода лежат под кората на многу месечини. Во некои случаи (Европа, Енцелад), водата доаѓа во контакт со карпеста почва и таму е забележана хидротермална активност. Ова треба да придонесе за појава на живот.

Густата ледена кора може да го заштити животот од непријателски феномени во вселената. Овде, меѓу другото, зборуваме за силни ѕвездени блесоци, удари на астероиди или зрачење во близина на гасен џин. Од друга страна, тоа може да претставува бариера за развој што е тешко да се надмине дури и за хипотетички интелигентен живот. Таквите водни цивилизации можеби воопшто не познаваат простор надвор од густата ледена кора. Тешко е дури и да се сонува да се надмине нејзините граници и водната средина - тоа би било многу потешко отколку за нас, за кои вселената, освен земјината атмосфера, исто така не е многу пријателско место.

Дали бараме живот или соодветно место за живеење?

Во секој случај, ние Земјаните мораме да размислуваме и за она што навистина го бараме: самиот живот или место погодно за живот како нашиот. Под претпоставка дека не сакаме да водиме вселенски војни со никого, тоа се две различни работи. Планетите кои се остварливи, но немаат напредни цивилизации може да станат области на потенцијална колонизација. И сè повеќе наоѓаме такви ветувачки места. Веќе можеме да користиме алатки за набљудување за да утврдиме дали планетата е во она што е познато како орбита. животна зона околу ѕвездадали е карпест и на температура погодна за течна вода. Наскоро ќе можеме да откриеме дали навистина има вода таму и да го одредиме составот на атмосферата.

Животната зона околу ѕвездите во зависност од нивната големина и примерите на егзопланети слични на Земјата (хоризонтална координата - растојание од ѕвездата (ЈА); вертикална координата - ѕвездена маса (во однос на Сонцето)).

Минатата година, користејќи го инструментот ESO HARPS и голем број телескопи ширум светот, научниците ја открија егзопланетата LHS 1140b како најпознат кандидат за живот. Орбитира околу црвеното џуџе LHS 1140, 18 светлосни години од Земјата. Астрономите проценуваат дека планетата е стара најмалку пет милијарди години. Тие заклучија дека има дијаметар од речиси 1,4 1140. km - што е XNUMX пати поголема од големината на Земјата. Студиите за масата и густината на LHS XNUMX b заклучија дека најверојатно станува збор за карпа со густо железно јадро. Звучи познато?

Малку порано, систем од седум планети слични на Земјата околу ѕвезда стана познат. TRAPPIST-1. Тие се означени како „б“ до „ж“ според оддалеченоста од ѕвездата домаќин. Анализите спроведени од научниците и објавени во јануарското издание на Nature Astronomy сугерираат дека поради умерените температури на површината, умереното плимско загревање и доволно нискиот флукс на зрачење што не доведува до ефект на стаклена градина, најдобри кандидати за планети погодни за живот се „ e „предмети и „д“. Можно е првиот да го покрива целиот воден океан.

Планети на системот TRAPPIST-1

Така, откривањето на условите погодни за живот изгледа веќе на дофат. Далечинското откривање на самиот живот, кое сè уште е релативно едноставно и не испушта електромагнетни бранови, е сосема друга приказна. Сепак, научниците од Универзитетот во Вашингтон предложија нов метод кој ја надополнува долго предложената потрага по големи броеви. кислород во атмосферата на планетата. Добрата работа за идејата за кислород е тоа што е тешко да се произведат големи количини кислород без живот, но не е познато дали целиот живот произведува кислород.

„Биохемијата на производството на кислород е сложена и може да биде ретка“, објаснува Џошуа Крисансен-Тотон од Универзитетот во Вашингтон во списанието Science Advances. Анализирајќи ја историјата на животот на Земјата, беше можно да се идентификува мешавина од гасови, чие присуство укажува на постоење на живот на ист начин како и кислородот. Зборувајќи за мешавина од метан и јаглерод диоксид, без јаглерод моноксид. Зошто нема последен? Факт е дека атомите на јаглерод во двете молекули претставуваат различни степени на оксидација. Многу е тешко да се добијат соодветни нивоа на оксидација со небиолошки процеси без истовремено формирање на јаглерод моноксид со посредство на реакцијата. Ако, на пример, извор на метан и CO₂ има вулкани во атмосферата, тие неизбежно ќе бидат придружени со јаглерод моноксид. Покрај тоа, овој гас брзо и лесно се апсорбира од микроорганизмите. Бидејќи е присутен во атмосферата, попрво треба да се исклучи постоењето на живот.

За 2019 година, НАСА планира да лансира Вселенски телескоп Џејмс Вебкој ќе може попрецизно да ги проучува атмосферите на овие планети за присуство на потешки гасови како јаглерод диоксид, метан, вода и кислород.

Првата егзопланета беше откриена во 90-тите. Оттогаш, веќе потврдивме речиси 4. егзопланети во околу 2800 системи, вклучително и околу дваесет што се чини дека се потенцијално погодни за живеење. Со развивање на подобри инструменти за набљудување на овие светови, ќе можеме да правиме поинформирани претпоставки за условите таму. А што ќе излезе од тоа останува да видиме.