Ang Fermi Paradox pagkatapos ng isang alon ng mga pagtuklas sa exoplanet

Sa galaxy RX J1131-1231, natuklasan ng isang pangkat ng mga astrophysicist mula sa University of Oklahoma ang unang kilalang grupo ng mga planeta sa labas ng Milky Way. Ang mga bagay na "sinusubaybayan" ng gravitational microlensing technique ay may iba't ibang masa - mula sa lunar hanggang sa mala-Jupiter. Ginagawa ba ng pagtuklas na ito na mas kabalintunaan ang Fermi paradox?

Mayroong halos parehong bilang ng mga bituin sa ating kalawakan (100-400 bilyon), halos kaparehong bilang ng mga kalawakan sa nakikitang Uniberso - kaya para sa bawat bituin sa ating napakalaking Milky Way ay mayroong isang buong kalawakan. Sa pangkalahatan, 10 taon na²² hanggang 10²⁴ mga bituin. Walang pinagkasunduan ang mga siyentipiko kung gaano karaming mga bituin ang katulad ng ating Araw (i.e. magkatulad sa laki, temperatura, liwanag) - ang mga pagtatantya ay mula 5% hanggang 20%. Pagkuha ng unang halaga at pagpili ng pinakamaliit na bilang ng mga bituin (10²²), nakakakuha tayo ng 500 trilyon o isang bilyong bilyong bituin tulad ng Araw.

Ayon sa mga pag-aaral at pagtatantya ng PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), hindi bababa sa 1% ng mga bituin sa uniberso ang umiikot sa isang planeta na may kakayahang sumuporta sa buhay - kaya pinag-uusapan natin ang bilang ng 100 bilyong bilyong planeta na may katulad na mga katangian. sa mundo. Kung ipagpalagay natin na pagkatapos ng bilyun-bilyong taon ng pag-iral, 1% lamang ng mga planeta sa Earth ang bubuo ng buhay, at 1% sa kanila ay magkakaroon ng ebolusyonaryong buhay sa isang matalinong anyo, ito ay nangangahulugan na mayroong isang billiard planeta na may matatalinong sibilisasyon sa nakikitang uniberso.

Kung pag-uusapan lamang natin ang tungkol sa ating kalawakan at uulitin ang mga kalkulasyon, sa pag-aakalang ang eksaktong bilang ng mga bituin sa Milky Way (100 bilyon), masasabi natin na malamang na mayroong hindi bababa sa isang bilyong planeta na katulad ng lupa sa ating kalawakan. at 100 XNUMX. matatalinong sibilisasyon!

Ang ilang mga astrophysicist ay naglalagay ng pagkakataon ng sangkatauhan na maging ang unang technologically advanced na species sa 1 sa 10.²²ibig sabihin, ito ay nananatiling hindi gaanong mahalaga. Sa kabilang banda, ang Uniberso ay umiral nang humigit-kumulang 13,8 bilyong taon. Kahit na ang mga sibilisasyon ay hindi lumitaw sa unang ilang bilyong taon, mayroon pa ring mahabang panahon bago sila lumitaw. Sa pamamagitan ng paraan, kung pagkatapos ng pangwakas na pagpuksa ay mayroong "lamang" isang libong sibilisasyon sa Milky Way at sila ay umiral nang humigit-kumulang hangga't sa atin (sa ngayon mga 10 taon), malamang na sila ay nawala na, namamatay. o pagtitipon ng iba na hindi naa-access sa aming mga antas ng pag-unlad, tungkol sa kung saan mamaya.

Tandaan na kahit na "sabay-sabay" ang mga umiiral na sibilisasyon ay nakikipag-usap nang may kahirapan. Kung sa kadahilanang kung mayroon lamang 10 thousand light years, aabutin sila ng 20 thousand light years para magtanong at saka sagutin ito. taon. Sa pagtingin sa kasaysayan ng Daigdig, hindi maitatanggi na sa ganoong yugto ng panahon ang isang sibilisasyon ay maaaring bumangon at mawala sa ibabaw ...

Equation lamang mula sa hindi alam

Sa pagsisikap na masuri kung ang isang dayuhan na sibilisasyon ay maaaring aktwal na umiral, Frank Drake noong 60s iminungkahi niya ang sikat na equation - isang formula na ang gawain ay "memanologically" na matukoy ang pagkakaroon ng mga matatalinong lahi sa ating kalawakan. Dito ay gumagamit kami ng terminong likha maraming taon na ang nakararaan ni Jan Tadeusz Stanisławski, isang satirist at may-akda ng "mga lektura" sa radyo at telebisyon sa "applied manology", dahil ang salitang iyon ay tila angkop para sa mga pagsasaalang-alang na ito.

Ayon sa Equation ni Drake – N, ang bilang ng mga extraterrestrial na sibilisasyon kung saan maaaring makipag-usap ang sangkatauhan ay produkto ng:

R_* – ang rate ng pagbuo ng bituin sa ating Galaxy;

f_p - porsyento ng mga bituin na may mga planeta;

n_e – ang average na bilang ng mga planeta sa habitable zone ng isang bituin, i.e. ang mga kung saan maaaring lumitaw ang buhay;

f_l – ang porsyento ng mga planeta sa habitable zone kung saan lilitaw ang buhay;

f_i – ang porsyento ng mga tinatahanang planeta kung saan ang buhay ay bubuo ng katalinuhan (i.e. lumikha ng sibilisasyon);

f_c – ang porsyento ng mga sibilisasyong gustong makipag-ugnayan sa sangkatauhan;

L ay ang average na habang-buhay ng naturang mga sibilisasyon.

Tulad ng nakikita mo, ang equation ay binubuo ng halos lahat ng hindi alam. Kung tutuusin, hindi natin alam ang average na tagal ng pagkakaroon ng isang sibilisasyon, o ang porsyento ng mga gustong makipag-ugnayan sa atin. Ang pagpapalit ng ilang resulta sa "more or less" equation, lumalabas na maaaring may daan-daan, kung hindi libu-libo, ng mga naturang sibilisasyon sa ating kalawakan.

Drake equation at ang may-akda nito

Rare earth at masasamang alien

Kahit na ang pagpapalit ng mga konserbatibong halaga para sa mga bahagi ng equation ng Drake, makakakuha tayo ng potensyal na libu-libong sibilisasyon na katulad ng sa atin o mas matalino. Ngunit kung gayon, bakit hindi nila kami kontakin? Ito ang tinatawag na Ang kabalintunaan ni Fermiego. Marami siyang "solusyon" at mga paliwanag, ngunit dahil sa kasalukuyang estado ng teknolohiya - at higit pa sa kalahating siglo na ang nakalipas - lahat sila ay hulaan at bulag na bumaril.

Ang paradox na ito, halimbawa, ay madalas na ipinaliwanag rare earth hypothesisna ang ating planeta ay natatangi sa lahat ng paraan. Ang presyon, temperatura, distansya mula sa Araw, axial tilt, o radiation shielding magnetic field ay pinili upang ang buhay ay umunlad at umunlad hangga't maaari.

Siyempre, natutuklasan natin ang parami nang parami ng mga exoplanet sa ecosphere na maaaring maging mga kandidato para sa mga habitable na planeta. Kamakailan lamang, natagpuan sila malapit sa pinakamalapit na bituin sa amin - Proxima Centauri. Marahil, gayunpaman, sa kabila ng mga pagkakatulad, ang "ikalawang Earths" na matatagpuan sa paligid ng mga dayuhang araw ay hindi "eksaktong kapareho" ng ating planeta, at sa ganoong adaptasyon lamang maaaring lumitaw ang isang mapagmataas na teknolohikal na sibilisasyon? Siguro. Gayunpaman, alam natin, kahit na tumitingin sa Earth, na ang buhay ay nabubuhay sa ilalim ng napaka "hindi naaangkop" na mga kondisyon.

Siyempre, may pagkakaiba sa pagitan ng pamamahala at pagbuo ng Internet at pagpapadala ng Tesla sa Mars. Ang problema ng pagiging natatangi ay maaaring malutas kung makakahanap tayo sa isang lugar sa kalawakan ng isang planeta na eksaktong katulad ng Earth, ngunit wala ng teknolohikal na sibilisasyon.

Kapag nagpapaliwanag ng Fermi kabalintunaan, minsan ay nagsasalita ng tinatawag na masamang alien. Naiintindihan ito sa iba't ibang paraan. Kaya ang mga hypothetical alien na ito ay maaaring "galit" na may gustong mang-istorbo sa kanila, makialam at mang-istorbo - kaya ihiwalay nila ang kanilang mga sarili, hindi tumutugon sa mga barbs at ayaw na magkaroon ng anumang bagay sa sinuman. Mayroon ding mga pantasya ng "naturally evil" na mga dayuhan na sumisira sa bawat sibilisasyong kanilang nakakaharap. Ang mga mismong napaka-technologically advanced ay hindi nais na ang ibang mga sibilisasyon ay tumalon sa unahan at maging isang banta sa kanila.

Dapat ding tandaan na ang buhay sa kalawakan ay napapailalim sa iba't ibang mga sakuna na alam natin mula sa kasaysayan ng ating planeta. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa glaciation, marahas na reaksyon ng bituin, pambobomba ng mga meteor, asteroid o kometa, banggaan sa ibang mga planeta o kahit radiation. Kahit na ang ganitong mga kaganapan ay hindi isterilisado ang buong planeta, maaari silang maging katapusan ng sibilisasyon.

Gayundin, hindi ibinubukod ng ilan na tayo ay isa sa mga unang sibilisasyon sa uniberso - kung hindi man ang una - at hindi pa tayo sapat na umunlad upang magawang makipag-ugnayan sa mga hindi gaanong advanced na sibilisasyon na lumitaw nang maglaon. Kung ito ay gayon, kung gayon ang problema sa paghahanap ng mga matatalinong nilalang sa extraterrestrial na espasyo ay hindi pa rin malulutas. Bukod dito, ang isang hypothetical na "batang" sibilisasyon ay hindi maaaring maging mas bata sa atin ng ilang dekada lamang upang makontak ito nang malayuan.

Hindi rin masyadong malaki ang bintana sa harapan. Ang teknolohiya at kaalaman ng isang milenyong gulang na sibilisasyon ay maaaring hindi maintindihan sa atin tulad ng ngayon sa isang tao mula sa mga Krusada. Ang mga sibilisasyon na mas maunlad ay magiging katulad ng ating mundo sa mga langgam mula sa isang tabing daan na anthill.

Speculative ang tawag Sukat ng Kardashevona ang gawain ay upang maging kuwalipikado ang hypothetical na mga antas ng sibilisasyon ayon sa dami ng enerhiya na kanilang kinokonsumo. Ayon sa kanya, hindi pa tayo sibilisasyon. uri I, iyon ay, isa na pinagkadalubhasaan ang kakayahang gamitin ang mga mapagkukunan ng enerhiya ng sarili nitong planeta. Sibilisasyon uri II kayang gamitin ang lahat ng enerhiyang nakapalibot sa bituin, halimbawa, gamit ang isang istraktura na tinatawag na "Dyson sphere". Sibilisasyon uri III Ayon sa mga pagpapalagay na ito, kinukuha nito ang lahat ng enerhiya ng kalawakan. Tandaan, gayunpaman, na ang konseptong ito ay nilikha bilang bahagi ng isang hindi natapos na Tier I na sibilisasyon, na hanggang kamakailan ay medyo maling inilalarawan bilang isang Type II na sibilisasyon na naglalayong bumuo ng Dyson sphere sa paligid ng bituin nito (mga anomalya ng starlight). KIK 8462852).

Kung mayroong isang sibilisasyon ng uri II, at higit pa sa III, tiyak na makikita natin ito at makikipag-ugnayan sa atin - ang ilan sa atin ay nag-iisip ng gayon, higit pang pangangatuwiran na dahil hindi natin nakikita o kung hindi man ay nakikilala natin ang gayong mga advanced na dayuhan, wala lang sila . Ang isa pang paaralan ng paliwanag para sa Fermi Paradox, gayunpaman, ay nagsasabi na ang mga sibilisasyon sa mga antas na ito ay hindi nakikita at hindi nakikilala sa atin - hindi pa banggitin na sila, ayon sa hypothesis ng space zoo, ay hindi binibigyang-pansin ang mga hindi maunlad na nilalang.

Pagkatapos ng pagsubok o bago?

Bilang karagdagan sa pangangatwiran tungkol sa mataas na maunlad na mga sibilisasyon, ang Fermi paradox ay minsan ipinapaliwanag ng mga konsepto evolutionary filter sa pag-unlad ng sibilisasyon. Ayon sa kanila, mayroong isang yugto sa proseso ng ebolusyon na tila imposible o napakaimposible para sa buhay. Ito ay tinatawag na Mahusay na filter, na siyang pinakamalaking tagumpay sa kasaysayan ng buhay sa planeta.

Sa abot ng ating karanasan bilang tao, hindi natin alam kung tayo ay nasa likuran, nasa unahan, o nasa gitna ng isang mahusay na pagsasala. Kung nagtagumpay tayo sa filter na ito, maaaring ito ay isang hindi malulutas na hadlang para sa karamihan ng mga anyo ng buhay sa kilalang espasyo, at tayo ay natatangi. Maaaring mangyari ang pagsasala sa simula pa lamang, halimbawa, sa panahon ng pagbabago ng isang prokaryotic cell sa isang kumplikadong eukaryotic cell. Kung gayon, ang buhay sa kalawakan ay maaaring maging karaniwan, ngunit sa anyo ng mga selulang walang nuclei. Baka tayo lang ang unang dumaan sa Great Filter? Ibinabalik tayo nito sa problemang nabanggit na, lalo na ang kahirapan sa pakikipag-usap sa malayo.

Mayroon ding isang opsyon na ang isang pambihirang tagumpay sa pag-unlad ay nasa unahan pa rin natin. Walang tanong ng anumang tagumpay noon.

Ang lahat ng ito ay lubos na haka-haka na mga pagsasaalang-alang. Ang ilang mga siyentipiko ay nag-aalok ng higit pang mga makamundong paliwanag para sa kakulangan ng mga alien signal. Si Alan Stern, punong siyentipiko sa New Horizons, ay nagsabi na ang kabalintunaan ay maaaring malutas nang simple. makapal na ice crustna pumapalibot sa mga karagatan sa iba pang mga celestial body. Iginuhit ng mananaliksik ang konklusyong ito batay sa mga kamakailang natuklasan sa solar system: ang mga karagatan ng likidong tubig ay nasa ilalim ng mga crust ng maraming buwan. Sa ilang mga kaso (Europe, Enceladus), ang tubig ay dumarating sa mabatong lupa at ang hydrothermal na aktibidad ay naitala doon. Ito ay dapat mag-ambag sa paglitaw ng buhay.

Ang isang makapal na ice crust ay maaaring maprotektahan ang buhay mula sa masasamang phenomena sa outer space. Pinag-uusapan natin dito, bukod sa iba pang mga bagay, na may malalakas na stellar flare, asteroid impact o radiation malapit sa isang gas giant. Sa kabilang banda, maaaring ito ay kumakatawan sa isang hadlang sa pag-unlad na mahirap pagtagumpayan kahit na para sa hypothetical na matalinong buhay. Ang ganitong mga aquatic civilization ay maaaring walang alam na espasyo sa kabila ng makapal na ice crust. Mahirap man lang mangarap na lumampas sa mga limitasyon nito at sa kapaligiran ng tubig - mas mahirap ito kaysa sa atin, kung kanino ang kalawakan, maliban sa atmospera ng mundo, ay hindi rin isang napaka-friendly na lugar.

Naghahanap ba tayo ng buhay o isang angkop na tirahan?

Sa anumang kaso, tayong mga taga-lupa ay dapat ding mag-isip tungkol sa kung ano talaga ang ating hinahanap: ang buhay mismo o isang lugar na angkop para sa buhay tulad ng sa atin. Ipagpalagay na hindi namin nais na labanan ang mga digmaan sa kalawakan sa sinuman, iyon ay dalawang magkaibang bagay. Ang mga planeta na mabubuhay ngunit walang mga advanced na sibilisasyon ay maaaring maging mga lugar ng potensyal na kolonisasyon. At nakakahanap kami ng higit at higit pang mga magagandang lugar. Maaari na tayong gumamit ng mga tool sa pagmamasid upang matukoy kung ang isang planeta ay nasa tinatawag na orbit. life zone sa paligid ng isang bituinkung ito ay mabato at sa isang temperatura na angkop para sa likidong tubig. Sa lalong madaling panahon matutukoy natin kung talagang may tubig doon, at matukoy ang komposisyon ng atmospera.

Ang zone ng buhay sa paligid ng mga bituin depende sa kanilang laki at mga halimbawa ng Earth-like exoplanets (horizontal coordinate - distance from the star (JA); vertical coordinate - mass ng star (relative to the Sun)).

Noong nakaraang taon, gamit ang instrumento ng HARPS ng ESO at ilang teleskopyo sa buong mundo, natuklasan ng mga siyentipiko ang exoplanet LHS 1140b bilang ang pinakakilalang kandidato para sa buhay. Ito ay umiikot sa red dwarf star na LHS 1140, apatnapung light years mula sa Earth. Tinataya ng mga astronomo na ang planeta ay hindi bababa sa limang bilyong taong gulang. Napagpasyahan nila na ito ay may diameter na halos 18 1,4. km - na 1140 beses na mas malaki kaysa sa Earth. Napagpasyahan ng mga pag-aaral ng masa at density ng LHS b na malamang na ito ay isang bato na may siksik na bakal na core. Parang pamilyar?

Mas maaga, isang sistema ng pitong planeta na katulad ng Earth sa paligid ng isang bituin ay naging tanyag. TRAPPIST-1. Ang mga ito ay itinalaga ng mga titik na "b" hanggang "h" sa pagkakasunud-sunod ng distansya mula sa host star. Ang mga pagsusuri na isinagawa ng mga siyentipiko at inilathala sa isyu ng Enero ng Nature Astronomy ay nagmumungkahi na, dahil sa katamtamang temperatura sa ibabaw, katamtamang pag-init ng tubig at sapat na mababa ang radiation flux upang hindi humantong sa isang greenhouse effect, ang pinakamahusay na mga kandidato para sa matitirahan na mga planeta ay " d " mga bagay. at "e". Posible na ang una ay sumasakop sa buong karagatan ng tubig.

Mga planeta ng TRAPPIST-1 system

Kaya naman, ang pagtuklas sa mga kondisyong nakakatulong sa buhay ay tila abot-kamay na natin. Ang malayuang pagtuklas ng buhay mismo, na medyo simple pa rin at hindi naglalabas ng mga electromagnetic wave, ay isang ganap na naiibang kuwento. Gayunpaman, ang mga siyentipiko sa Unibersidad ng Washington ay nagmungkahi ng isang bagong pamamaraan na umakma sa matagal nang iminungkahing paghahanap para sa malalaking numero. oxygen sa atmospera ng planeta. Ang magandang bagay tungkol sa ideya ng oxygen ay mahirap gumawa ng maraming oxygen nang walang buhay, ngunit hindi alam kung ang lahat ng buhay ay gumagawa ng oxygen.

"Ang biochemistry ng paggawa ng oxygen ay kumplikado at maaaring bihira," paliwanag ni Joshua Crissansen-Totton ng University of Washington sa journal Science Advances. Sinusuri ang kasaysayan ng buhay sa Earth, posible na makilala ang isang halo ng mga gas, ang pagkakaroon nito ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng buhay sa parehong paraan tulad ng oxygen. Speaking of pinaghalong methane at carbon dioxide, na walang carbon monoxide. Bakit walang huli? Ang katotohanan ay ang mga carbon atom sa parehong mga molekula ay kumakatawan sa iba't ibang antas ng oksihenasyon. Napakahirap makakuha ng naaangkop na antas ng oksihenasyon sa pamamagitan ng mga non-biological na proseso nang walang kasabay na pagbuo ng reaction-mediated carbon monoxide. Kung, halimbawa, isang pinagmumulan ng methane at CO₂ may mga bulkan sa atmospera, hindi maiiwasang sasamahan sila ng carbon monoxide. Bukod dito, ang gas na ito ay mabilis at madaling hinihigop ng mga mikroorganismo. Dahil ito ay naroroon sa atmospera, ang pagkakaroon ng buhay ay dapat na sa halip ay pinasiyahan.

Para sa 2019, plano ng NASA na ilunsad James Webb Space Telescopena magagawang mas tumpak na pag-aralan ang mga atmospheres ng mga planetang ito para sa pagkakaroon ng mas mabibigat na gas tulad ng carbon dioxide, methane, tubig at oxygen.

Ang unang exoplanet ay natuklasan noong 90s. Simula noon, nakumpirma na namin ang halos 4. exoplanet sa humigit-kumulang 2800 system, kabilang ang humigit-kumulang dalawampu't mukhang maaaring matitirahan. Sa pamamagitan ng pagbuo ng mas mahuhusay na instrumento para sa pagmamasid sa mga mundong ito, makakagawa tayo ng mas matalinong mga hula tungkol sa mga kondisyon doon. At kung ano ang darating dito ay nananatiling makikita.