ОКО ПЛАНЕТЫ > Размышления о науке > Эй, а где все?: Ответ Ферми
Эй, а где все?: Ответ Ферми28-07-2010, 16:00. Разместил: VP |
||||||||||||||||
Показано: если контакт между цивилизациями разных планет взаимно обогащает их, то рано или поздно «цивилизованной» окажется вся Вселенная.
Всегда приятно писать о работах отечественных ученых. Тем более – совместных с учеными братской Украины. Тем более – весьма остроумных и посвященных столь интересной теме, как наличие внеземных цивилизаций. Точнее говоря, Игорь Безсуднов и Андрей Снарский рассматривали известный парадокс Ферми.
Напомним, что парадокс этот, сформулированный знаменитым итальянским физиком, состоит в простом вопросе – «Ну и где они?». Если во Вселенной и вправду существуют другие высокоразвитые цивилизации, отчего мы не наблюдаем никаких их достоверных следов – ни радиосигналов, ни космических зондов, ничего? Хотя за более чем полвека, прошедшие с выдвижения этого парадокса, контраргументов против него накопилось достаточно, окончательно он не разрешен до сих пор. На простой вопрос «где они?» не существует единого, точного и удовлетворяющего всех ответа. Взглянуть на проблему по-иному и предложили Безсуднов и Снарский.
Их подход состоит в том, чтобы рассматривать цивилизации в рамках определенного «объема» пространства и времени, в котором они появляются, развиваются, угасают и гибнут. По мнению ученых, для цивилизаций характерно лишь определенная, ограниченная временная протяженность, которая ограничивает их развитие и, как следствие, распространение в пространстве.
С другой стороны, в некоторых обстоятельствах цивилизации могут оказаться близки друг к другу во времени и пространстве, что обеспечит контакт между ними. В результате контакта они обогащают друг друга своими технологическими и культурными достижениями. Обе такие цивилизации получают дополнительный толчок, и их совокупная продолжительность существования и распространенность увеличиваются.
Безсуднов и Снарский пошли еще дальше и построили несложную компьютерную модель «клеточного автомата», в рамках которой Вселенная предстала, как матрица размерами 10 тыс. х 10 тыс. ячеек, и функционировала на протяжении 320 тыс. циклов обновления всех этих ячеек. Параметры, управляющие эволюцией ячеек этой «элементарной Вселенной», просты. Задается определенная вероятность появления в ячейке цивилизации, задается определенное время ее существования, скорость расширения и дополнительный «бонус» в случае, если цивилизации вступают в контакт.
Результаты работы этой модели и позволяют по-новому взглянуть на парадокс Ферми. Оказалось, что при определенном значении заданных параметров по всей Вселенной происходит «фазовый переход»: из состояния, в котором цивилизации изолированы и не пересекаются – к такому, в котором они все активнее контактируют, все больше расширяются и существуют все продолжительнее, проявляя тенденцию к полному охвату всей Вселенной.
Модель позволила Безсудному и Снарскому построить неравенство, при выполнении которого Вселенная рано или поздно должна оказаться полностью «цивилизованной». Остается, конечно, вопрос о том, в какой Вселенной мы живем; выполняется ли в ней это неравенство, или нет. Легко, конечно, сказать, что – нет, не выполняется, ведь иначе все более расширяющиеся группы контактирующих цивилизаций были бы замечены нами. Но, может, просто не пришло время? Авторы работы мудро решают, что ответ появится лишь со временем.
Подробнее о парадоксе Ферми, уравнении Дрейка и прочей «инопланетной математике» читайте в статье «Считаем инопланетян».
По публикации physics arXiv blog
Считаем инопланетян
Есть ли в нашей галактике другие развитые цивилизации? Молодой шотландский астроном утверждает: есть, причем числом не менее 361.
N = R*fp*ne*fl*fi*fc*L Здесь: R — число ежегодно появляющихся звезд в нашей галактике; fp — доля звезд, обладающих планетами; ne — среднее число планет у звезды, которые имеют подходящие для жизни условия; fl — вероятность зарождения жизни на такой планете; fi — вероятность развития жизни до разумных форм; fc — отношение планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых просто есть разумная жизнь; L — время жизни такой высокоразвитой и готовой к контакту цивилизации. В 1960-х Дрейк использовал для 7-ми параметров следующие значения: 10 звёзд образуется в год (R = 10); половина звезд имеет планеты (fp = 0,5); в среднем 2 планеты в системе пригодны для жизни (ne = 2); если жизнь возможна, она обязательно возникнет (fl = 1); с вероятностью 1% она разовьется до разумной (fi = 0,01); 1% цивилизаций может и хочет установить контакт (fc = 0,01); такая цивилизация, в среднем, существует 10000 лет (L = 10000). В итоге им было получено: N = 10*0,5*2*1*0,01*0,01*10000 = 10. Оценки Дрейка были во многом взяты с потолка и на сегодняшний день для некоторых параметров существуют более достоверные значения (часто, впрочем, совпадающие со мнением Дрейка). Вот эти цифры: R = 7; fp = 0,5; ne = 2; fl = 0,33; fi = 0,01; fc = 0,01; L = 10000. Получаем: N = 7*0,5*2*0,33*0,01*0,01*10000 = 2,3. Понятно, что многие из этих цифр выбираются чисто умозрительно, и если скорость образования звезд в галактике еще как-то можно установить, то время жизни высокоразвитой цивилизации мы можем только предполагать на основе собственного опыта. А опыт наш основан на знании о нашей собственной планете и цивилизации – то есть, на единичном, в общем-то, случае, и делать исходя из него однозначные выводы просто нельзя (иначе можно было бы поймать одного оленя и заявлять, что все, содержащее углерод, имеет рога). Однако уравнение Дрейка можно считать хорошим упражнением в формальной логике, поскольку оно позволяет свести один слишком сложный и расплывчатый вопрос к 7-ми вопросам попроще и поточнее. Вдобавок, именно проведенный на его основе расчет долгие десятилетия позволял (и позволяет) выбивать из правительств гранты на продолжение поисков наших братьев по разуму. Среди таких попыток стоит назвать и знаменитый проект SETI (читайте о нем: «Поиски разума»), и наши собственные попытки послать сигнал «зеленым человечкам» («Достучаться до небес»). Даже правительства многих стран выпустили секретные директивы о порядке действий в случае вступления в межпланетный контакт – завесу тайны над ними приоткрывает наша статья «Когда они прилетят». Новую оценку числу цивилизаций в нашей галактике дал молодой шотландский ученый Дункан Форган (Duncan Forgan) в своей статье «Численная модель гипотезы о внеземной жизни и разуме» (A Numerical Testbed for Hypotheses of Extraterrestrial Life and Intelligence). По мнению Форгана, ему удалось на основе появившихся за последние полвека данных внести существенные уточнения в цифры, которые использовал Дрейк для своего уравнения. Собрав и обобщив имеющиеся на сегодня данные о количестве и распределении звезд нашей галактики по массе и светимости, информацию о наличии, числе и положении планет, Форган построил компьютерную модель, на основе которой и делал затем выводы. Конечно, если цифры о скорости формирования звезд или наличия планет заметно уточнены за последние десятилетия, то значения всех последних переменных в уравнении Дрейка во многом остаются произвольными. Так что шотландец использовал для их значений тремя общепринятыми на сегодня гипотезами. Первый вариант – панспермия, идея о том, что «споры жизни» довольно легко переносятся с одного небесного тела на другое (о некоторых доказательствах этой теории читайте: «Большое космическое путешествие»). В этом случае уточненное уравнение Дрейка дало цифру в 37965 высокоразвитых цивилизаций в пределах нашей галактики. Второй расчет базировался на гипотезе «уникальной Земли», сторонники которой считают, что условия, позволяющие жизни появиться, развиться и сохраниться, – чрезвычайно редки во Вселенной. С этим трудно не согласиться: нужна богатая (но не слишком) металлами долгоживущая звезда на достаточном удалении от центра галактики и других опасных источников излучения, нужна стабильная планетная система и округлая орбита твердой планеты в пределах «обитаемой зоны», и так далее, и так далее. Использование этой гипотезы привело Форгана к цифре 361 – не больше и не меньше. Наконец, третий вариант Дункан Форган назвал «гипотезой черепахи и зайца» (Tortouise and Hare). Судя по всему, это его собственная версия, основанная на противостоящем гипотезе уникальной Земли «принципе посредственности». «Черепаха и заяц» подразумевают, что подобные Земле планеты, подходящие для жизни, весьма распространены во Вселенной, однако редкость – развитие жизни до разумных форм, тем более до тех, которые способны вступать в междупланетные контакты. В этом случае цивилизаций в Млечном Пути должно быть 31574 штуки. В связи с этим нельзя не вспомнить известный парадокс Ферми, который в ответ на такие довольно высокие цифры вопрошает: «Если уж даже в нашей галактике так много развитых цивилизаций, почему мы не наблюдаем никаких их следов – ни зондов, ни космических кораблей, ни сигналов?» Впрочем, и у противников этого парадокса есть масса остроумных замечаний: футурология – наука весьма неточная, и только время способно дать окончательные ответы. Возможно, еще через полвека уже седовласый Дункан Форган представит более точные расчеты уравнения Дрейка. А возможно, к тому времени они нам не понадобятся, и мы уже вступим в контакт. Если только человечество не уничтожит себя раньше, так и не узнав, есть ли у нас братья по разуму. Добавлено: 01.11.08
Вернуться назад |