Парадокс Фермі

Парадо́кс Фе́рмі — парадокс, запропонований фізиком Енріко Фермі, який піддає сумніву можливість виявлення позаземних цивілізацій. Конкретніше, він стосується спроб відповісти на одне із найважливіших запитань всіх часів: «Чи людство є єдиною технологічно розвинутою цивілізацією у Всесвіті?» Рівняння Дрейка, що дає оцінку кількості позаземних цивілізацій, з котрими ми могли би вступити в контакт, дає, в залежності від вибору невідомих параметрів, достатньо високу оцінку шансам на таку зустріч. На такий висновок Фермі відповів, що, якщо в нашій галактиці повинно існувати багато розвинутих цивілізацій, тоді «Де вони? Чому ми не спостерігаємо жодних слідів розумного позаземного життя, таких, наприклад, як зонди, космічні кораблі або радіопередачі?» Припущення в основі парадоксу Фермі часто називають Принципом Фермі.

Спостереження із використанням радіотелескопів відіграють важливу роль в дослідженнях парадоксу Фермі

Парадокс можна підсумувати так: Поєднання поширеної віри в те, що у Всесвіті існує значна кількість технологічно розвинутих цивілізацій, із відсутністю яких-небудь спостережень, котрі б її підтверджували, є парадоксальним і веде до висновку, що або наше розуміння природи, або наші спостереження неповні та помилкові.

Гіпотеза виняткової Землі

Одна із нових гіпотез, названа Гіпотеза виняткової Землі, стверджує, що багатоклітинне життя може бути надзвичайно рідкісним через можливі винятковість та рідкісність планет земного типу. В ній стверджується, що цілий ряд неймовірних збігів зробили можливим виникнення складних форм життя на Землі. Кілька прикладів таких збігів наведено нижче.

Спіральні витки галактики містять багато супернових зір, радіація котрих, як вважається, робить вищі форми життя неможливими. Наша сонячна система розташована на дуже особливій орбіті всередині Чумацького Шляху: вона є майже ідеальним колом, на такій відстані від центру галактики, на якій вона рухається із такою ж швидкістю, як і гравітаційні ударні хвилі, що формують спіральні витки. Земля перебувала між спіральними витками галактики протягом сотень мільйонів років, або понад тридцять повних галактичних обертів, тобто практично весь час, що на Землі існують вищі форми життя.

Іншим необхідним елементом є Місяць. Популярна теорія велетенського зіткнення стверджує, що він сформувався внаслідок рідкісного зіткнення молодої Землі із планетою розміром десь як Марс, приблизно 4 450 мільйонів років тому. Зіткнення повинно було відбутись під точно вибраним кутом: ближчий до прямого кут знищив би Землю, пологіший кут, і інша планета би просто зрикошетила від Землі. Припливи, спричинені Місяцем, стабілізували земну вісь: без впливу Місяця її коливання (прецесія) були б набагато більшими, та спричиняли б драматичні зміни клімату, потенційно придушуючи життя на Землі. Місячні припливи ймовірно розігріли земне ядро, котре повинно бути розплавленим, щоб генерувати магнітне поле, за відсутності котрого сонячний вітер змів би атмосферу та воду протягом всього кількох мільйонів років.

Прихильники протилежної точки зору стверджують, що наполягання на наявності земних умов для існування життя свідчить про відсутність уяви, оскільки виключає із розгляду форми життя принципово відмінні від земних (Див. вуглецевий шовінізм).

Рівняння Дрейка

Ті, хто вірить в запропоновані доктором Карлом Саґаном оптимістичніші оцінки параметрів рівняння Дрейка, стверджують, що розумне життя є поширеним явищем у Всесвіті. Дехто твердить, що прийнявши обґрунтовані, на їхню думку, параметри рівняння Дрейка, ми із необхідністю приходимо до висновку, що наявність великої кількості позаземних цивілізацій є не тільки можливою, але «практично гарантованою». Проте опоненти принципу Фермі вважають, що у зв'язку із відсутністю доказів на користь супротивного, людство є єдиною технологічно розвиненою цивілізацією як мінімум в нашій частині Чумацького Шляху. Також вони вважають, що оскільки ми не маємо надійних оцінок для параметрів рівняння Дрейка, то його не можна використовувати як єдиний засіб для оцінки числа позаземних цивілізацій, а слід покладатись на дані, що ми їх тільки починаємо систематично накопичувати.

Наявні дані
Чи дійсно, мозаїка зображень Землі в нічний час, показує, що існування цивілізації видно з космосу?
Радіотелескоп Very Large Array, Нью-Мексико, США

Наша Сонячна система, якщо спостерігати її із відстані в кілька десятків світлових років, була б дуже незвичною системою у зв'язку із величезним рівнем радіовипромінювання (спричиненого людськими радіопередачами) в іншому нічим не примітної зорі. Можна припустити що подібне випромінювання із сусідньої зорі було б відразу відзначене як незвичне також нами.

Дані радіо- та візуальних спостережень накопичувались протягом кількох десятиліть такими проектами як Озма, SETI та різноманітними проектами, що мали за мету пошук планет поза межами Сонячної системи. Досі не знайдено жодної зорі сонячного типу, котра б демонструвала незвично інтенсивне радіовипромінювання, що, схоже, свідчить про те, що ми є єдиним видом, який використовує радіохвилі у нашій частині галактики. На додаток, більшість планет виявлених поза межами сонячної системи, ймовірно, характеризуються занадто суворими умовами для розвитку розвинутих форм життя.

Прихильники теорії про наявність позаземного життя наводять такі пояснення цим фактам:

  • Інші розумні види можуть використовувати направлені засоби зв'язку, наприклад лазери. Слід зауважити, що Земля останніми роками випромінює менше радіохвиль у зв'язку із поширенням кабельного зв'язку та супутникових передач.
  • Знайти планети із нестабільними орбітами легше.

Аргументація щодо тверджень принципу Фермі

Відсутність радіопередач з космосу

Прибічники принципу Фермі стверджують, що при наявності достатнього часу на розвиток, інтенсивність радіопередач будь-якої достатньо розвинутої цивілізації з часом перевищить випромінювання її зорі в цьому діапазоні. Оскільки радіохвилі є простим і дешевим засобом зв'язку, можна очікувати, що кожна технологічно розвинута цивілізація використовуватиме хоча б частину цього спектру в часі свого розвитку. І хоча пасивне прослуховування статики триває вже понад сто років, досі не виявлено жодної зорі із незвичними характеристиками в спектрі радіохвиль, що могло б свідчити про наявність розвинутої цивілізації.

Прибічники теорії про наявність значної кількості позаземних цивілізацій заперечують висновки із цього спостереження. На їхню думку, іншопланетяни можуть просто використовувати засоби зв'язку, відмінні від радіохвиль, або із якихось причин приховувати сам факт радіопередач. Їхні опоненти натомість вказують, що це може дійсно бути так, але тільки у випадку, якщо існує/існувала дуже нечисленна кількість цивілізацій, і якщо б їх було стільки, скільки прогнозували Саґан та Дрейк, то навіть якщо тільки частина з них використовувала радіо в часі свого розвитку, цього було б достатньо, щоб помітно вплинути на радіоспектр частини зір.

Антропний принцип

Подібний до гіпотези Виняткової Землі, антропний принцип стверджує, що Всесвіт є «тонко налаштованим» на відому нам форму життя. Він стверджує, що оскільки життя на Землі було б неможливим, якби будь-який із багатьох параметрів фізичного Всесвіту був навіть незначним чином змінений, то схоже що люди мають перевагу над будь-якою іншою формою розумного життя, роблячи припущення про те, що люди — це єдиний розумний вид, вірогідним. Ще більш вражаючими є кілька праць Стівена Гокінга, опубліковані в 2004 році, в котрих стверджується, що ймовірність того, що внаслідок Великого Вибуху виникне всесвіт того ж типу, що ми спостерігаємо зараз, становить 98%.

Критики заперечують, що це твердження є тавтологією, у зміненому всесвіті життя у відомій нам формі напевне би не існувало, але натомість існувало б у іншій формі.

Внесок Фрімена Дайсона
Сфера Дайсона з радіусом в 1 астрономічну одиницю

Доктор Фрімен Дайсон популяризував концепцію cфери Дайсона — оболонки навколо зорі, котра може бути створена розвиненою цивілізацією, що бажає максимально повно використати енергію випромінювання світила. Докладна будова оболонки не описувалася, були запропоновані різні варіанти її конструкції. Така сфера поглинала б більшу частину видимого випроміновання зорі та сама б випромінювала чітко розрізнюваний спектр чорного тіла з імовірним максимумом в інфрачервоному діапазоні та без спектральних ліній, властивих розжареній плазмі. Він запропонував астрономам шукати зорі з таким незвичним спектром, наявність котрих, як він стверджував, може бути пояснена тільки існуванням високорозвиненої цивілізації. На сьогоднішній день не вдалось виявити жодної зорі з подібними характеристиками.

Деякі прибічники принципу Фермі також стверджують, що високорозвинена цивілізація повинна намагатися максимально повно використати енергію власної зорі, таким чином змінюючи її електромагнітну сигнатуру.

Доктор Дайсон також запропонував тип винаходу, який, як він вважав, з великою ймовірністю повинен з'явитись протягом життя кожної високорозвиненої цивілізації, та відсутність котрого, схоже, підтримує принцип Фермі. Він сказав, що на його думку, найближчим часом стане можливим побудувати космічний апарат для пошуку позаземного життя, джерелом живлення для якого стало б навколишнє середовище, та який був би здатен після прибуття до іншої системи побудувати деяку кількість своїх копій для розширення області пошуку. Кількість таких пошукових апаратів зростала б у геометричній прогресії, оскільки кожен із новозбудованих апаратів після прибуття на нове місце призначення знову будував би свої копії. Це дозволило б охопити пошуком значну частину Галактики, навіть із урахуванням обмеження на швидкість польоту. Якби розумне життя у Чумацькому Шляху було звичайним явищем, то ми, імовірно, зіткнулися б із такими зондами.

Інопланетна колонізація

Прибічники принципу Фермі також зауважують, що з того, що нам відомо про здатність життя на нашій планеті поширюватись навіть в області із екстремальними умовами та обмеженістю ресурсів, слід сподіватись, що розвинута позаземна цивілізація майже напевно шукатиме нові ресурси та розпочне колонізацію космосу. Декілька авторів дали свої оцінки того, скільки часу зайняло б такій цивілізації колонізувати всю галактику, їхні оцінки коливаються між 5 та 50 мільйонів років[1] — відносно мізерний проміжок часу для геології.

Див. також

Примітки
  1. Архівована копія. Архів оригіналу за 10 жовтня 2007. Процитовано 14 січня 2005.

Посилання
Ця стаття належить до добрих статей української Вікіпедії.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.