Великое молчание космоса или грех пессимизма, часть 1
Человек всегда интересовался небом: а как же оно там устроено? И, видимо, с самого первого момента, когда человек задрал голову вверх, он начал создавать различные космологические и космогонические модели. Касаться космогонии не является целью (основной, уж во всяком случае) моих заметок, а вот о космологии хочется высказаться. Разумеется, все начальные космологические модели были, в принципе, весьма схожи между собой. Человек создавал их, просто описывая, то, что видел непосредственно своими глазами, поэтому все они носили явно геоцентрический характер. Индийские Веды описывали вселенную как купол над плоской Землей, в древнем Китае считали, что Земля это плоский прямоугольник, над которым, опираясь на столбы, висит выпуклое круглое небо. Благодаря тому, что часть столбов, под грузом неба, несколько перекосилась, земной прямоугольник наклонился по отношению к небесному куполу и поэтому все реки текут с запада на восток, а Солнце ходит по небу в противоположном направлении. Для вавилонян Земля была выпуклым островом, плавающим в небесном океане. Ацтеки и инки помещали в центр мира первотворца, а, так сказать, второстепенные боги располагались по сторонам света. Пифагор, видимо был первым из мыслителей, который представил мир в виде сферы, но опять таки с Землей в её центре. Птолемей, наблюдая за блуждающими звездами (планетами), описал петли - траектории планет, вращающихся, ну, разумеется, вокруг Земли. Первый прорыв от геоцентрических моделей связан с именами Бруно и Коперника. Джордано Бруно высказал идею о множественности миров, подобных Земле, а Коперник дал гениальную идею о том, что место обитания человечества, не только не уникально, а напротив, должно быть весьма обычным, средним, тривиальным - для Вселенной в целом. (ПРИНЦИП Коперника) Кеплер же первым высказался, обосновав это высказывание математически, в пользу гелиоцентрической модели. Позднее, уже даже после признания идеи Коперника о том, что Земля является планетой и, также как и остальные планеты, вращается вокруг Солнца, сам принцип Коперника отошел на второй план, и уже не Земля, а Солнце виделось некоторым уникальным светилом, обладающим семейством планет. На смену геоцентризму пришел гелиоцентризм. И это, несмотря на тот факт, что астрономам было уже известно, что в Галактике Млечного пути находится около триллиона звезд и из них около 10% (т.е. порядка ста миллиардов) - звезды подобные нашему Солнцу. В подтверждение верности принципа Коперника, звезды, подобные Солнцу, являются самыми массовыми по количеству, самыми распространенными, обычными звездами! Любопытно, кстати, что хотя факт вхождения Солнца в более крупную структуру был открыт еще в XVIII веке английским астрономом Уильямом Гершелем, даже в начале XX века далеко не все астрономы были готовы признать, что Млечный путь (наша Галактика) совсем не единственная звездная структура во вселенной. Своего рода - галактоцентризм, заменивший собой гелиоцентризм. Только в самые последние годы, после того как уже было обнаружено сравнительно большое число планет, обращающихся вокруг своих звезд, мысль об обычности звезд, имеющих свои планетные системы, стала вполне привычной. Но привычной, пока только для астрономов, но совсем не для рядового обывателя! Сейчас астрономы спокойно говорят о многих миллиардах галактик, о различной плотности галактик в различных частях нашей Вселенной, о структуре вселенной, при этом молчаливо подразумевается, что сама Вселенная явлена миру лишь в одном, уникальном экземпляре! Вам это ничего не напоминает?
Итак, с точки зрения современной науки, мы имеем только в нашей галактике (по имени Млечный путь) порядка ста миллиардов звезд, подобных Солнцу. Логично предположить, если следовать принципу Коперника, что часть этих звезд имеет планеты, в том числе и землеподобные и часть таких планет расположена в поясе жизни своей материнской звезды, т.е. не слишком близко, но и не слишком далеко от неё. Делая следующий логический шаг, предположим, что на части так удачно расположившихся планет, зародилась жизнь и еще где-то она развилась до технологического уровня. Если хотя бы часть технологических цивилизаций подобна нашей, то такие цивилизации будут проявлять интерес к контактам с другими цивилизациями. Вот именно такие соображения и легли в основу предложенной профессором астрономии и астрофизики калифорнийского университета Френком Дональдом Дрейком в 1957г. (по другим данным в 1960г) формулы, позволяющей указать число цивилизаций в нашей галактике, ищущих контакта с другими.
Выглядит формула следующим образом:
N=R*fp*ne*fl*fi*fc*L/Т,
где:
• N - количество разумных цивилизаций готовых вступить в контакт, именно в данный период времени;
• R - количество звёзд в нашей галактике;
• f_p - доля звёзд, обладающих планетами;
• n_e- среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации; (находящихся в поясе жизни);
• f_l-вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
• f_i - вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
• f_c- отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;
• L - время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна вступить в контакт и хочет вступить в контакт);
• Т - возраст галактики.
В 1979 году в формулу был добавлен коэффициент f5 - учитывающий вероятность выхода внеземной цивилизации (далее общепринятое сокращение - ВЦ) на уровень энергопотребления, достаточный для передачи сигнала. В 2005 году добавлен множитель f6 , указывающий на долю коммуникативных цивилизаций. Поскольку отношение R/T - есть скорость возникновения звезд, т.е. величина, говорящая о количестве звезд, вновь рождающихся в течении года в нашей галактике, то в момент написания своей формулы Дрейк оперировал примерно следующими величинами:
• R/Т = 10/год (10 звёзд образуется в год)
• fp = 0.5 (половина звёзд имеет планеты)
• ne = 2 (в среднем две планеты в системе пригодны для жизни)
• fl = 1 (если жизнь возможна, она обязательно возникнет)
• fi = 0.01 (1 % вероятности, что жизнь разовьётся до разумной)
• fc = 0.01 (1 % цивилизаций может и хочет установить контакт)
• L = 10,000 лет (технически развитая цивилизация существует 10000 лет)
Уравнение Дрейка даёт N = 10 × 0.5 × 2 × 1 × 0.01 × 0.01 × 10000 = 10.
Величина R/Т определяется из астрономических измерений, и является наименее обсуждаемой величиной; В настоящее время оценка этого параметра находится на уровне 7~10 звезд в год; оценка fp менее определённая, но также не вызывает значительных дискуссий. Надёжность ne была довольно высокой, но после открытия многочисленных газовых гигантов на орбитах малого радиуса, непригодных для жизни, возникли сомнения. О надежности коэффициентов f говорить очень тяжело по понятным причинам (мы пока просто не знаем никаких ВЦ), но оценки Дрейка, опять таки, если верен принцип Коперника будут выглядеть скорее пессимистичными. Таким образом, решающее значение приобретает параметр L. Если считать, что длительность фазы существования технологической цивилизации 50 000 лет, то мы получим для каждого момента времени 50 цивилизаций в нашей галактике, ищущих Контакта. В 50-е годы прошлого века, Ферми примерно рассчитал, что если ВЦ достигла технологического уровня и продолжает на нем оставаться, то за очень короткое время (в масштабах времени жизни звезд и галактик) такая цивилизация должна освоить всю свою галактику. Речь идет о времени порядка миллиона лет. Но если ВЦ возникают десятками в год, то Млечный путь должен буквально кишеть космическими кораблями. «Где же эти зеленые человечки?» - восклицал Ферми. В самом деле, почему же мы не слышим и не видим пришельцев, ведь их должно быть много? Возможно, технологическая фаза существования цивилизации действительно очень мала по времени и существуют какие-то причины, объективно ограничивающие длительность жизни таких цивилизаций? Немецкий астроном Себастьян фон Хорнер, пытаясь объяснить парадокс Ферми, назвал шесть причин способных ограничить длительность жизни технологической цивилизации:
1) полное уничтожение всякой жизни на планете;
2) уничтожение только высокоорганизованных существ;
3) физическое или духовное вырождение и вымирание;
4) потеря интереса к науке и технике;
5) недостаток энергии для развития очень высокоразвитой цивилизации;
6) время жизни неограниченно велико;
Последнюю возможность фон Хорнер считает совершенно невероятной. Далее, он считает, что во втором и третьем случаях на той же самой планете может развиться ещё одна цивилизация на основе (или на обломках) старой, причём время такого “возобновления” относительно не велико.
Сам Ферми со своим другом, астрофизиком Карлом Саганом, попытались объяснить этот парадокс следующим образом:
1) ВЦ существуют, но более склонны наблюдать, выискивая сигналы от других, а не активно излучать сигналы в космос;
2) ВЦ существуют, но их уровень слишком высок/низок, чтобы связываться с земной цивилизацией;
3) ВЦ существуют, но не контактируют с Землей по причине отсталости нашего уровня техники связи, или же руководствуясь проводимой ими политикой невмешательства;
4) ВЦ существуют, Контакт уже состоялся, однако правительства (или другие влиятельные силы) на Земле скрывают факт Контакта;
5) ВЦ существуют на очень больших расстояниях друг от друга, что делает связь между ними невозможной. Т.е. это означает, что коэффициенты f в формуле Дрейка много меньше предполагаемых значений;
6) ВЦ просто не существуют, по какой-то причине человечество - уникально; либо ВЦ достаточно быстро гибнут сами собой. То есть величина L очень невелика, менее 1000 лет.
По подсчетам фон Хорнера средняя величина L около 6 500 лет (что близко к начальным цифрам, принятым самим Дрейком). В этом случае, исходя из размера нашей галактики, около 70~100 тысяч световых лет в диаметре, и толщиной спирального диска около 1000 световых лет, среднее расстояние между ВЦ порядка 1000 световых лет. С. фон Хорнер полагает, что если и произойдет когда-то Контакт ВЦ с человечеством, то возраст такой ВЦ будет около 12 000 лет.
Мне хотелось бы обратить внимание на пункт 3) предположений Ферми и Сагана. Представим себе человека из племени, где сообщения из одной деревни в другие передаются с помощью там-тамов или посредством дымовых сигналов. Предположим, что наш человек жаждет контакта с другими племенами и сейчас находится в степи, в общем-то, недалеко, в семи километрах (за линией горизонта) от города в котором существует и работает мощная телевизионная станция. Как будет рассуждать наш искатель Контакта? «Я не вижу дыма костров, не слышу грохота барабанов, значит, поблизости других разумных не существует. Но не может же быть, чтобы только мое племя существовало во вселенной? Парадокс!» Да и кроме того, с точки зрения развитых ВЦ, мы даже и таким искателем не являемся, поскольку нет у нас, землян единого мнения по вопросу о желательности самого контакта. Более того, такой Контакт представляет для нас самих опасность близкую к летальной! Только представьте себе, что знания от Контакта получило правительство какой-то одной страны, да еще такой как Северная Корея или Иран. Так что если развитые ВЦ проводят политику невмешательства по отношению к племенам, общающимся с помощью там-тамов, то это более чем обосновано! Почему стоит считать отсталой нашу технику связи? Да очень просто: вся наша техника связи основана на электромагнитных полях, скорость распространения которого всего лишь(!) около 300 000 км/сек. Фантастически большая в условиях и масштабах нашей Земли, эта величина обнаруживает свою «несостоятельность» уже в условиях ближнего космоса. Даже до ближайшей звезды свету приходится «пилить» целых четыре года, а для пересечения Галактики ему необходимо затратить 100 000 лет. Вероятнее всего для космических масштабов подойдут тахионные поля, для которых скорость света является НИЖНИМ, абсолютно недостижимым пределом. Для тахионов верно следующее положение: чем меньше их энергия, тем выше скорость. Таким образом, тахион с нулевой энергией должен двигаться с бесконечно большой скоростью. Из чего следует, что тахионы не могут обладать нулевой энергией. Известно, что «нормальные» частицы с ненулевой массой покоя, не могут достичь скорости света из-за того, что по мере РОСТА скорости и приближения к скорости света их масса приближается к бесконечности. У тахионов совершенно аналогично, масса(и энергия) приближается к бесконечности, по мере СНИЖЕНИЯ скорости и приближении её к скорости света. К великому сожалению, в настоящее время тахионы относятся к классу гипотетически возможных частиц, также как гравитоны, монополи или кванты времени. Но это-то и говорит о нашей, будем надеяться, что только «пока», технической отсталости!
Очень хорошее обобщение всех возможных идей, связанных с Великим молчанием космоса, я нашел в одном из рефератов, на просторах Рунета. Не претендуя на авторство, даю ссылку на этот реферат (автор мне неизвестен)
http://works.tarefer.ru/25/100083/index.html# 1. Цивилизаций в космосе нет
1а) - мы одиноки во Вселенной, либо, как минимум, в Галактике.
(Г. Харт, И.С. Шкловский, 1981г.)
1б) - разум - тупиковая ветвь развития материи.
(И.С. Шкловский, 1983г.)
1в) - Внеземные цивилизации самоуничтожаются, не успев создать космическое чудо.
(В.С. Троицкий, С. фон Хорнер, 1981; 1965г?)
1г) - внеземные цивилизации гибнут из-за исчерпания функций разума по познанию Вселенной
(В.М. Липунов, 1995г.)
2. Цивилизации в космосе есть, но их очень мало
2а) - жизнь очень редка (требуются маловероятные специфические условия)
(В.С. Троицкий, 1971г.)
2б) - жизнь возникает только в особых областях галактик
(Л.С. Марочник, Л.М. Мухин, 1981г.)
2в) - жизнь возникает однократно во всей Метагалактике на определенном этапе
2г) - Все внеземные цивилизации ровесники земной, и пока неспособны на связь и производство космического чуда.
(В.С. Троицкий, Л.В. Лесков, 1985г.)
3.Цивилизации в космосе есть, но они себя не обнаруживают
3а) - для посылки сигналов нужны чрезмерно большие энергозатраты, разрушающие среду обитания
(В.С. Троицкий, 1981г.)
3б) - внеземные цивилизации используют для связи неизвестные нам принципы, поэтому сигналы не обнаруживаются
(Л.М. Гиндилис, В.Н. Комаров, 1981г.)
3в) - внеземные цивилизации не посылают сигналы из-за специфических ценностных приоритетов и этических соображений.
(К.К. Ребане, 1980г.)
3г) -внеземные цивилизации скрываются (эффект «космической мимикрии»)
(И.С. Шкловский, 1976г.)
3д) - земная цивилизация - изолированный заповедник
(К.Э. Циолковский, 1934г.)
3е) - сигналы не передаются из-за низкой эффективности межзвездной связи
(А.Д. Урсул, 1986г.)
4.Цивилизации не скрываются, просто мы не умеем их опознать
4а) - наблюдательных данных мало, надо искать дальше
(В.С. Троицкий, Л.М. Гиндилис, Н.С. Кардашев, Дж. Тартер, Д. Шварцман,
1986г. )
4б) - мала чувствительность наших приемных средств
(Д. Шварцман, 1977г)
4в) - сигналы давно регистрируются, но мы не умеем их опознавать
(Д. Шварцман, 1981г.)
4г) - ряд космических объектов, регистрируемых нами, имеет искусственное происхождение
(В. Страйжис, А.Д. Урсул, 1979г)
4д) - вся Метагалактика - разумный объект
(Г. Маркс, К.Э. Циолковский, 1925г.)
5.Мы ищем не то, что надо
5а) - неверны наши гипотезы о деятельности внеземных цивилизаций и их целях
(В.С. Троицкий, 1986г.)
5б) - развитие внеземных цивилизаций претерпевает качественные скачки; внеземные цивилизации могут переходить на нетехнологический и неэкспоненциальный (неинтенсивный) путь развития
(Л.В. Лесков, Л.М. Гиндилис, В.Н. Комаров, В.В. Казютинский, 1990г)
5в) - внеземные цивилизации могут уходить в мир с другими пространственно-временными характеристиками и потому ненаблюдаемы.
(Л.В. Лесков, В.Н. Комаров, 1991г)
6.Молчание объясняется волей создателя
(астросоциологический парадокс порожден сверхъестественным вмешательством,
В.М. Липунов, 1995г.) (см. следующий пост - часть 2)