Ekzosayyora kashfiyoti to'lqinidan keyin Fermi paradoksi

RX J1131-1231 galaktikasida Oklaxoma universiteti astrofiziklari guruhi Somon yo'lidan tashqarida ma'lum bo'lgan birinchi sayyoralar guruhini kashf etdi. Gravitatsion mikrolinzalash texnikasi bilan "kuzatilgan" ob'ektlar har xil massaga ega - Oydan tortib Yupiterga o'xshash. Ushbu kashfiyot Fermi paradoksini yanada paradoksal qiladimi?

Bizning galaktikamizda taxminan bir xil miqdordagi yulduzlar (100-400 milliard), ko'rinadigan koinotda taxminan bir xil miqdordagi galaktikalar mavjud - shuning uchun bizning ulkan Somon yo'lidagi har bir yulduz uchun butun bir galaktika mavjud. Umuman olganda, 10 yil davomida²² 10 yoshgacha²⁴ yulduzlar. Olimlar bizning Quyoshga qancha yulduzlar o'xshashligi (ya'ni o'lchami, harorati, yorqinligi bo'yicha o'xshash) haqida umumiy fikrga ega emaslar - taxminlar 5% dan 20% gacha. Birinchi qiymatni olish va eng kam yulduzlar sonini tanlash (10²²), biz Quyosh kabi 500 trillion yoki milliard milliard yulduzni olamiz.

PNAS (Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari) tadqiqotlari va hisob-kitoblariga ko'ra, koinotdagi yulduzlarning kamida 1 foizi hayotni qo'llab-quvvatlay oladigan sayyora atrofida aylanadi - shuning uchun biz o'xshash xususiyatlarga ega 100 milliard sayyoralar soni haqida gapiramiz. Yerga. Agar milliardlab yillar mavjud bo'lgandan so'ng, Yer sayyoralarining atigi 1 foizida hayot paydo bo'ladi va ularning 1 foizida aqlli shaklda evolyutsion hayot bo'ladi deb faraz qilsak, bu mavjud degani. bitta bilyard sayyorasi ko'rinadigan koinotdagi aqlli tsivilizatsiyalar bilan.

Agar biz faqat galaktikamiz haqida gapiradigan bo'lsak va hisob-kitoblarni takrorlaydigan bo'lsak, Somon yo'lidagi yulduzlarning aniq sonini (100 milliard) qabul qilsak, bizning Galaktikamizda kamida bir milliard yerga o'xshash sayyoralar mavjud degan xulosaga kelamiz. va 100 XNUMX. aqlli tsivilizatsiyalar!

Ba'zi astrofiziklar insoniyatning texnologik jihatdan ilg'or bo'lgan birinchi turga aylanish imkoniyatini 1 dan 10 ga teng deb hisoblashadi.²²ya'ni ahamiyatsizligicha qolmoqda. Boshqa tomondan, koinot taxminan 13,8 milliard yil davomida mavjud. Agar tsivilizatsiyalar dastlabki bir necha milliard yil ichida paydo bo'lmagan bo'lsa ham, ular paydo bo'lishidan oldin hali ancha vaqt bor edi. Aytgancha, agar Somon Yo'lida yakuniy yo'q qilingandan keyin "faqat" mingta tsivilizatsiya mavjud bo'lsa va ular biznikiga o'xshash vaqt davomida mavjud bo'lgan bo'lsa (hozirgacha taxminan 10 XNUMX yil), demak ular allaqachon yo'q bo'lib ketgan, o'lish yoki bizning rivojlanish darajamizga erisha olmaydigan boshqalarni yig'ish, bu haqda keyinroq muhokama qilinadi.

E'tibor bering, hatto "bir vaqtning o'zida" mavjud tsivilizatsiyalar ham qiyinchilik bilan muloqot qilishadi. Agar atigi 10 ming yorug'lik yili bo'lsa, ularga savol berish va unga javob berish uchun 20 ming yorug'lik yili kerak bo'lsa edi. yillar. Er tarixiga nazar tashlaydigan bo'lsak, bunday davrda sivilizatsiya paydo bo'lishi va yer yuzida yo'q bo'lib ketishi mumkinligini inkor etib bo'lmaydi ...

Faqat noma'lumlardan tenglama

Begona tsivilizatsiya haqiqatda mavjud bo'lishi mumkinligini baholashga urinib, Frenk Dreyk 60-yillarda u mashhur tenglamani taklif qildi - vazifasi bizning galaktikamizda aqlli irqlarning mavjudligini "memanologik" aniqlashdir. Bu erda biz ko'p yillar oldin satirik, radio va televidenieda "amaliy manologiya" bo'yicha "ma'ruzalar" muallifi Yan Tadeush Stanislawski tomonidan ishlab chiqilgan atamani ishlatamiz, chunki bu so'z ushbu mulohazalar uchun mos ko'rinadi.

Shunga ko'ra Drake tenglamasi - N, insoniyat muloqot qilishi mumkin bo'lgan yerdan tashqari sivilizatsiyalar soni:

R_* bizning Galaktikamizdagi yulduzlarning paydo bo'lish tezligi;

f_p sayyoralar bilan yulduzlarning ulushi;

n_e - yulduzning yashash zonasidagi sayyoralarning o'rtacha soni, ya'ni hayot paydo bo'lishi mumkin bo'lgan sayyoralar;

f_l - hayot paydo bo'ladigan yashash zonasidagi sayyoralarning foizi;

f_i hayot aql-zakovatni rivojlantiradigan (ya'ni, tsivilizatsiyani yaratadigan) yashaydigan sayyoralarning foizi;

f_c - insoniyat bilan muloqot qilishni xohlaydigan tsivilizatsiyalar foizi;

L - bunday tsivilizatsiyalarning o'rtacha umri.

Ko'rib turganingizdek, tenglama deyarli barcha noma'lumlardan iborat. Axir biz na sivilizatsiya mavjudligining o'rtacha davomiyligini, na biz bilan bog'lanishni istaganlar foizini bilmaymiz. Ba'zi natijalarni "ko'p yoki kamroq" tenglamaga almashtirsak, bizning galaktikamizda bunday sivilizatsiyalar yuzlab, balki minglab bo'lishi mumkinligi ma'lum bo'ladi.

Drake tenglamasi va uning muallifi

Noyob yer va yovuz musofirlar

Drake tenglamasining tarkibiy qismlariga konservativ qiymatlarni almashtirsak ham, biz o'zimiznikiga o'xshash yoki undan ko'p aqlli minglab tsivilizatsiyalarni olamiz. Lekin shunday bo'lsa, nega ular biz bilan bog'lanishmaydi? Bu shunday deyiladi Fermiego paradoksi. Uning ko'plab "yechimlari" va tushuntirishlari bor, lekin texnologiyaning hozirgi holati bilan - va bundan ham yarim asr oldin - ularning barchasi taxmin va ko'r-ko'rona otishmaga o'xshaydi.

Masalan, bu paradoks ko'pincha tushuntiriladi noyob yer gipotezasibizning sayyoramiz har jihatdan noyobdir. Bosim, harorat, Quyoshdan masofa, eksenel egilish yoki radiatsiyadan himoya qiluvchi magnit maydon hayotning iloji boricha uzoq vaqt davomida rivojlanishi va rivojlanishi uchun tanlangan.

Albatta, biz ekosferada yashashga yaroqli sayyoralar uchun nomzod bo‘lishi mumkin bo‘lgan ko‘proq ekzosayyoralarni kashf etmoqdamiz. Yaqinda ular bizga eng yaqin yulduz - Proxima Centauri yaqinida topildi. Balki, shunga qaramay, o'xshashliklarga qaramay, begona quyoshlar atrofida topilgan "ikkinchi Yerlar" bizning sayyoramiz bilan "aynan bir xil" emas va faqat shunday moslashuvda mag'rur texnologik sivilizatsiya paydo bo'lishi mumkinmi? Balki. Biroq, biz Yerga qarasak ham, hayot juda "nomaqbul" sharoitlarda gullab-yashnashini bilamiz.

Albatta, internetni boshqarish va qurish bilan Teslani Marsga jo‘natish o‘rtasida farq bor. Agar biz koinotda Yerga o'xshash, ammo texnologik tsivilizatsiyadan mahrum bo'lgan sayyorani topsak, noyoblik muammosini hal qilish mumkin edi.

Fermi paradoksini tushuntirayotganda, ba'zan shunday deb ataladigan narsa haqida gapiriladi yomon musofirlar. Bu turli yo'llar bilan tushuniladi. Shunday qilib, bu faraziy o'zga sayyoraliklar kimdir ularni bezovta qilishni, aralashishni va bezovta qilishni xohlayotganidan "g'azablanishi" mumkin - shuning uchun ular o'zlarini izolyatsiya qiladilar, tikanlarga javob bermaydilar va hech kim bilan aloqa qilishni xohlamaydilar. Shuningdek, ular duch kelgan har bir tsivilizatsiyani yo'q qiladigan "tabiiy ravishda yovuz" musofirlarning fantaziyalari mavjud. Texnologik jihatdan juda ilg'or bo'lganlarning o'zlari boshqa tsivilizatsiyalar oldinga sakrab, ular uchun tahdid bo'lishini xohlamaydilar.

Shuni ham yodda tutish kerakki, koinotdagi hayot biz sayyoramiz tarixidan biladigan turli xil falokatlarga duchor bo'ladi. Gap muzlik, yulduzning shiddatli reaktsiyalari, meteorlar, asteroidlar yoki kometalar tomonidan bombardimon qilish, boshqa sayyoralar bilan to'qnashuvlar yoki hatto radiatsiya haqida bormoqda. Bunday hodisalar butun sayyorani sterilizatsiya qilmasa ham, ular tsivilizatsiyaning oxiri bo'lishi mumkin.

Bundan tashqari, ba'zilar biz koinotdagi birinchi tsivilizatsiyalardan biri ekanligimizni - birinchi bo'lmasa ham - va biz keyinchalik paydo bo'lgan kamroq rivojlangan tsivilizatsiyalar bilan aloqa qila oladigan darajada rivojlanmaganligimizni istisno qilmaydi. Agar shunday bo'lganida, yerdan tashqari kosmosda aqlli mavjudotlarni qidirish muammosi hali ham hal bo'lmas edi. Bundan tashqari, faraziy "yosh" tsivilizatsiya bizdan bir necha o'n yillar yoshroq bo'lishi mumkin emas va u bilan masofadan turib bog'lana oladi.

Oldinda deraza ham unchalik katta emas. Ming yillik tsivilizatsiyaning texnologiyasi va bilimi salib yurishlari davridagi odam uchun bugungidek tushunarsiz bo'lishi mumkin edi. Juda rivojlangan tsivilizatsiyalar bizning dunyomiz yo'l bo'yidagi chumoli uyasidagi chumolilarga o'xshaydi.

Spekulyativ deb atalmish Kardashevo shkalasiularning vazifasi iste'mol qilinadigan energiya miqdori bo'yicha tsivilizatsiyaning faraziy darajalarini saralashdir. Uning so'zlariga ko'ra, biz hali sivilizatsiya emasmiz. I turi, ya'ni o'z sayyorasining energiya resurslaridan foydalanish qobiliyatini o'zlashtirgan kishi. Sivilizatsiya II turi yulduzni o'rab turgan barcha energiyadan foydalanishga qodir, masalan, "Dyson sferasi" deb nomlangan struktura yordamida. Sivilizatsiya III turi Ushbu taxminlarga ko'ra, u galaktikaning barcha energiyasini o'z ichiga oladi. Ammo esda tutingki, bu kontseptsiya tugallanmagan I darajali tsivilizatsiyaning bir qismi sifatida yaratilgan bo'lib, u yaqin vaqtgacha o'z yulduzi atrofida Dyson sferasini qurish uchun II tip sivilizatsiya sifatida noto'g'ri tasvirlangan (yulduz yorug'ligi anomaliyalari). KIK 8462852).

Agar II va undan ham ko'proq III tipdagi tsivilizatsiya mavjud bo'lsa, biz buni albatta ko'rardik va biz bilan aloqa o'rnatardik - ba'zilarimiz shunday deb o'ylashadi va biz bunday ilg'or o'zga sayyoraliklarni ko'rmaganimiz yoki boshqa yo'l bilan tanimaganimiz uchun ular oddiygina mavjud emas.. Fermi paradoksini tushuntirishning yana bir maktabi, ammo bu darajadagi tsivilizatsiyalar biz uchun ko'rinmas va tanib bo'lmaydigan ekanligini aytadi - kosmik hayvonot bog'i gipotezasiga ko'ra, ular bunday rivojlanmagan mavjudotlarga e'tibor bermaydilar.

Sinovdan keyinmi yoki oldinmi?

Yuqori darajada rivojlangan tsivilizatsiyalar haqida fikr yuritishdan tashqari, Fermi paradoksi ba'zan tushunchalar bilan izohlanadi sivilizatsiya rivojlanishidagi evolyutsion filtrlar. Ularning fikricha, evolyutsiya jarayonida hayot uchun imkonsiz yoki juda dargumondek tuyuladigan bosqich mavjud. U deyiladi Ajoyib filtr, bu sayyoradagi hayot tarixidagi eng katta yutuqdir.

Bizning insoniy tajribamizga kelsak, biz orqada, oldinda yoki katta filtratsiya o'rtasida ekanligimizni aniq bilmaymiz. Agar biz ushbu filtrni yengib o'tishga muvaffaq bo'lsak, u ma'lum kosmosdagi ko'pchilik hayot shakllari uchun engib bo'lmas to'siq bo'lgan bo'lishi mumkin va biz noyobmiz. Filtrlanish eng boshidan, masalan, prokaryotik hujayraning murakkab eukaryotik hujayraga aylanishi jarayonida sodir bo'lishi mumkin. Agar shunday bo'lsa, kosmosdagi hayot juda oddiy, ammo yadrosiz hujayralar shaklida bo'lishi mumkin edi. Balki biz Buyuk Filtrdan birinchi bo'lib o'tgandirmiz? Bu bizni yuqorida aytib o'tilgan muammoga, ya'ni masofadan turib muloqot qilish qiyinligiga olib keladi.

Rivojlanishdagi yutuq hali oldinda degan variant ham bor. O'shanda muvaffaqiyat haqida gap yo'q edi.

Bularning barchasi juda spekulyativ mulohazalar. Ba'zi olimlar begona signallarning etishmasligi uchun ko'proq oddiy tushuntirishlarni taklif qilishadi. New Horizons kompaniyasi bosh olimi Alan Sternning aytishicha, paradoksni oddiygina hal qilish mumkin. qalin muz qobig'iboshqa osmon jismlarida okeanlarni o'rab turgan. Tadqiqotchi quyosh tizimidagi so'nggi kashfiyotlar asosida shunday xulosa chiqaradi: suyuq suv okeanlari ko'plab oylarning qobig'i ostida yotadi. Ayrim hollarda (Yevropa, Enceladus) suv toshloq tuproq bilan aloqa qiladi va u erda gidrotermal faollik qayd etiladi. Bu hayotning paydo bo'lishiga hissa qo'shishi kerak.

Qalin muz qobig'i hayotni kosmosdagi dushman hodisalardan himoya qilishi mumkin. Biz bu yerda, boshqa narsalar qatorida, kuchli yulduz chaqnashlari, asteroid zarbalari yoki gaz giganti yaqinidagi radiatsiya haqida gapirayapmiz. Boshqa tomondan, u hatto faraziy aqlli hayot uchun ham engib o'tish qiyin bo'lgan rivojlanish uchun to'siq bo'lishi mumkin. Bunday suv tsivilizatsiyalari qalin muz qobig'idan tashqarida bo'sh joyni umuman bilmasligi mumkin. Uning chegarasidan va suv muhitidan tashqariga chiqishni orzu qilish ham qiyin - bu bizdan ko'ra qiyinroq bo'lar edi, chunki er atmosferasidan tashqari kosmos ham juda do'stona joy emas.

Biz hayot yoki yashash uchun munosib joy qidiryapmizmi?

Nima bo'lganda ham, biz yerliklar, haqiqatan ham nimani qidirayotganimiz haqida o'ylashimiz kerak: hayotning o'zi yoki biznikiga o'xshash hayot uchun mos joy. Agar biz hech kim bilan kosmik urushlar bilan kurashishni xohlamaymiz deb hisoblasak, bu ikki xil narsa. Hayotga qodir, ammo ilg'or tsivilizatsiyalarga ega bo'lmagan sayyoralar potentsial mustamlakachilik hududiga aylanishi mumkin. Biz esa bunday istiqbolli joylarni ko‘proq topamiz. Sayyora orbita deb ataladigan narsada ekanligini aniqlash uchun biz allaqachon kuzatish vositalaridan foydalanishimiz mumkin. yulduz atrofidagi hayot zonasitoshli va suyuq suv uchun mos haroratda bo'ladimi. Tez orada biz u yerda haqiqatan ham suv bor-yo‘qligini aniqlay olamiz va atmosfera tarkibini aniqlaymiz.

Yulduzlar atrofidagi hayot zonasi ularning kattaligiga va Yerga o'xshash ekzosayyoralar misollariga qarab (gorizontal koordinata - yulduzdan masofa (JA); vertikal koordinata - yulduz massasi (quyoshga nisbatan)).

O'tgan yili ESO HARPS asbobi va butun dunyo bo'ylab bir qator teleskoplar yordamida olimlar LHS 1140b ekzosayyorasini hayot uchun eng mashhur nomzod sifatida kashf etdilar. U Yerdan 1140 yorug'lik yili uzoqlikda joylashgan qizil mitti LHS 18 atrofida aylanadi. Astronomlarning hisob-kitoblariga ko'ra, sayyoraning yoshi kamida besh milliard yil. Ular deyarli 1,4 1140 diametrga ega degan xulosaga kelishdi. km - bu Yerdan XNUMX marta katta. LHS XNUMX b ning massasi va zichligi bo'yicha tadqiqotlar, ehtimol, zich temir yadroli tosh bo'lishi mumkin degan xulosaga keldi. Tanish eshitildimi?

Bir oz oldin, yulduz atrofida Yerga o'xshash ettita sayyoralar tizimi mashhur bo'ldi. TRAPPIST-1. Ular mezbon yulduzdan masofa bo'yicha "b" dan "h" gacha etiketlanadi. Olimlar tomonidan olib borilgan va Nature Astronomy jurnalining yanvar sonida chop etilgan tahlillar shuni ko'rsatadiki, o'rtacha sirt harorati, mo''tadil suv oqimi va issiqxona effektiga olib kelmaydigan etarlicha past radiatsiya oqimi tufayli yashash mumkin bo'lgan sayyoralar uchun eng yaxshi nomzodlar "e" "ob'ektlar" va "e". Birinchisi butun suv okeanini qamrab olishi mumkin.

TRAPPIST-1 tizimining sayyoralari

Shunday qilib, hayot uchun qulay shart-sharoitlarni kashf qilish bizning qo'limizdan kelgandek tuyuladi. Hali ham nisbatan sodda va elektromagnit to'lqinlarni chiqarmaydigan hayotning o'zini masofadan aniqlash - bu butunlay boshqacha hikoya. Biroq, Vashington universiteti olimlari uzoq vaqtdan beri taklif qilingan katta sonlarni qidirishni to'ldiradigan yangi usulni taklif qilishdi. sayyora atmosferasidagi kislorod. Kislorod g'oyasining yaxshi tomoni shundaki, hayotsiz ko'p miqdorda kislorod ishlab chiqarish qiyin, ammo butun hayot kislorod ishlab chiqaradimi yoki yo'qmi noma'lum.

Vashington universitetidan Joshua Krissansen-Totton "Science Advances" jurnalida "Kislorod ishlab chiqarish biokimyosi murakkab va kamdan-kam hollarda bo'lishi mumkin", deb tushuntiradi. Erdagi hayot tarixini tahlil qilib, gazlar aralashmasini aniqlash mumkin edi, ularning mavjudligi kislorod bilan bir xil tarzda hayot mavjudligini ko'rsatadi. haqida gapirganda metan va karbonat angidrid aralashmasi, uglerod oksidisiz. Nega oxirgisi yo'q? Gap shundaki, ikkala molekuladagi uglerod atomlari oksidlanishning turli darajalarini ifodalaydi. Reaksiya bilan bog'liq uglerod oksidi hosil bo'lmasdan, biologik bo'lmagan jarayonlar bilan tegishli oksidlanish darajasini olish juda qiyin. Agar, masalan, metan va CO ning manbai bo'lsa₂ atmosferada vulqonlar mavjud, ular muqarrar ravishda uglerod oksidi bilan birga bo'ladi. Bundan tashqari, bu gaz mikroorganizmlar tomonidan tez va oson so'riladi. Atmosferada mavjud bo'lganligi sababli, hayot mavjudligini istisno qilish kerak.

2019 yilda NASA ishga tushirishni rejalashtirmoqda Jeyms Uebb kosmik teleskopibu sayyoralar atmosferasini karbonat angidrid, metan, suv va kislorod kabi og'irroq gazlar mavjudligini aniqroq o'rganish imkoniyatiga ega bo'ladi.

Birinchi ekzosayyora 90-yillarda kashf etilgan. O'shandan beri biz 4 ga yaqin tizimda deyarli 2800. ekzosayyoralarni, shu jumladan potentsial yashashga yaroqli ko'rinadigan yigirmaga yaqin ekzosayyorani allaqachon tasdiqladik. Ushbu olamlarni kuzatish uchun yaxshiroq asboblarni ishlab chiqish orqali biz u yerdagi sharoitlar haqida ko'proq ma'lumotga ega bo'lamiz. Va bundan nima bo'lishini ko'rish kerak.