|
Находимся ли мы в зоне одиночества Вселенной
|
|
|
|
Одиноки ли мы? Это один из самых главных вопросов человеческого существования. На протяжении тысячелетий люди пытались найти на него ответ в той или иной форме, но только недавно мы получили инструменты и знания, которые позволили бы нам реально оценить, существуем мы или нет. Эти усилия осуществляются с помощью таких известных инструментов, как парадокс Ферми и уравнение Дрейка, но всегда есть место для более глубокого понимания. В новой статье Антала Вереша из Венгерского сельскохозяйственного университета, опубликованной в Acta Astronautica, представлен новый метод — Зона уединения.
|
|
|
|
Однако Зона уединения - это не просто место; это статистическое окно, в котором вероятность существования ровно одной формы жизни заданной сложности выше, чем в ситуации, когда существует множество форм жизни того же уровня технологического развития или их вообще нет. Эта вторая часть имеет решающее значение — она превращает статистическое окно в колоколообразную кривую, а не в экспоненциальную функцию. Но прежде чем мы углубимся в статистические дебри, давайте остановимся на некоторых понятиях.
|
|
|
|
Парадокс Ферми, известный тем, что его сформулировал физик Энрико Ферми, задается вопросом: если во Вселенной так много мест для развития жизни, то где же все инопланетяне? На сегодняшний день никто не смог дать удовлетворительного ответа, но существует ряд теорий, которые пытаются ответить на этот вопрос — две из них имеют решающее значение для понимания Зоны одиночества.
|
|
|
|
|
|
|
Первая - это идея "Великих фильтров", согласно которой, чтобы достичь определенного уровня технологического развития, форма жизни должна пройти статистически невероятное событие. Первоначальное возникновение жизни на Земле - это классический великий фильтр, как и переход от одноклеточных организмов к многоклеточным. Каждый из этих фильтров является коллективным, поскольку каждая форма жизни должна проходить их по очереди — и, согласно некоторым версиям теории, в нашем технологическом цикле развития нас может ждать еще больше.
|
|
|
|
Другой ключевой концепцией является шкала Кардашева. Первоначально разработанная советским физиком Николаем Кардашевым, эта шкала оценивает уровень технологического развития той или иной формы жизни по количеству энергии, потребляемой ее цивилизацией. Тип I использует энергию, которую могла бы получить планета размером с Землю; Тип II использует всю энергию звезды; а тип III использует всю энергию целой галактики. По текущим оценкам из различных источников, человечество находится примерно на 7-м месте по этой шкале.
|
|
|
|
Последней ключевой концепцией является уравнение Дрейка. Это знаменитое уравнение, разработанное астрономом Фрэнсисом Дрейком, позволяет рассчитать количество существующих в галактике цивилизаций, которые достигли технологического уровня человека. Его факторы включают скорость звездообразования, долю звезд с планетами и долю планет, на которых потенциально могла бы развиться жизнь.
|
|
|
|
Модель зоны уединения доктора Вереса использует идеи всех трех этих концепций и построена на четырех ключевых принципах. Во-первых, это "сложность", которая позволяет ранжировать формы жизни по шкале от 0 до бесконечности в зависимости от того, насколько они "сложны", начиная от простых одноклеточных организмов и заканчивая "постбиологическим интеллектом" — вот где используется коэффициент шкалы Кардашева.
|
|
|
|
Далее следует "вероятность существования" — то есть, какова вероятность существования цивилизации, по крайней мере, определенного уровня сложности. Другим ключевым фактором является "вероятность возникновения" — вероятность того, что форма жизни, по крайней мере, такого уровня, возникнет только в одной системе.
|
|
|
|
И, наконец, общее количество потенциальных систем, существующих во Вселенной. Взяв модифицированную версию числа из уравнения Дрейка и распространив ее на всю Вселенную, а не только на эту галактику, авторы статьи зафиксировали это число на уровне 1024, что соответствует предполагаемому числу планет земной группы в наблюдаемой Вселенной.
|
|
|
|
Исходя из этих факторов, доктор Верес вычисляет, как часто вероятность появления человека в "Зоне уединения" определяется тем, соответствует ли она двум условиям: Вероятность того, что существует только одна цивилизация такого технологического уровня, выше, чем вероятность того, что их существует несколько. Вероятность того, что существует хотя бы одна цивилизация такого технологического уровня, выше, чем вероятность того, что ни одна из них не существует.
|
|
|
|
Этот второй фактор может показаться очевидным, но это важный вывод, который вытекает из данной концепции. В сценариях, которые слишком пессимистичны в отношении эволюции биологической жизни, на самом деле более вероятно, что жизни не будет вообще, чем если бы она существовала только в одном случае. Чтобы доказать это, доктор Верес проанализировал четыре различных сценария, чтобы понять, какова вероятность того, что какая-либо форма жизни окажется в Зоне уединения.
|
|
|
|
Согласно сценарию "астробиологического оптимизма", который учитывает "легкую" эволюцию во множестве миров, у цивилизации с технологическими возможностями человечества практически нет шансов остаться в одиночестве во Вселенной, поскольку она будет изобиловать другими цивилизациями. С другой стороны, в эволюционном сценарии "Жесткого шага", который накладывает серьезный фильтр на более ранние этапы развития жизни на историческом пути Земли, вероятность оказаться в зоне одиночества близка к 0, потому что более вероятно, что не существует никаких форм жизни, а есть только одна.
|
|
|
|
Однако есть один конкретный ответ на парадокс Ферми, который хорошо вписывается в эту модель, — гипотеза о редкоземельных элементах. В этом сценарии сложная жизнь встречается крайне редко, но это не значит, что она вообще невозможна. Условия на ранней Земле должны были быть как раз подходящими, чтобы позволить жизни развиться, но непреднамеренное воссоздание этих условий на другой планете крайне маловероятно.
|
|
|
|
Это приводит к относительно высокой вероятности того, что мы на самом деле находимся в зоне уединения — доктор Верес оценивает эту вероятность примерно в 29,1%. Он даже делает еще один шаг вперед и определяет другой сценарий в рамках концепции, называемой гипотезой критической Земли, который максимизирует вероятность того, что мы одни, до 30,3%.
|
|
|
|
Одним из важных выводов из этого упражнения является то, что ни при каких обстоятельствах вероятность того, что мы существуем в Зоне одиночества, не превышает 50%. Гораздо более вероятно, что либо существует множество форм жизни нашего технологического уровня, либо их не будет вообще. Однако по мере того, как оценка формы жизни по шкале Кардашева повышается, вероятность оказаться в этой зоне действительно возрастает — у действительно развитых цивилизаций более 50% шансов остаться в одиночестве в любой момент времени.
|
|
|
|
Эта модель является полезным инструментом для понимания того, как думать об этом фундаментальном вопросе, но, как и во всех разговорах вокруг этого фундаментального вопроса, по этому поводу обязательно возникнут споры. Если только что-то действительно не пойдет не так на пути развития нашей цивилизации, возможно, однажды мы сможем окончательно ответить на этот вопрос, но до тех пор человечество в целом будет по-прежнему задаваться вопросом, действительно ли мы находимся в Зоне одиночества.
|
|
|
|
Источник
|
