Paradoksi Fermi pas një vale zbulimesh ekzoplanetesh

Në galaktikën RX J1131-1231, një ekip astrofizikanësh nga Universiteti i Oklahomas ka zbuluar grupin e parë të njohur të planetëve jashtë Rrugës së Qumështit. Objektet e “gjurmuara” nga teknika e mikrolensimit gravitacional kanë masa të ndryshme – nga hënore në të ngjashme me Jupiterin. A e bën ky zbulim paradoksin Fermi më paradoksal?

Ka afërsisht të njëjtin numër yjesh në galaktikën tonë (100-400 miliardë), afërsisht të njëjtin numër galaktikash në universin e dukshëm - kështu që ka një galaktikë të tërë për çdo yll në Rrugën tonë të madhe të Qumështit. Në përgjithësi, për 10 vjet²² në 10²⁴ yjet. Shkencëtarët nuk kanë konsensus se sa yje janë të ngjashëm me Diellin tonë (d.m.th. të ngjashëm në madhësi, temperaturë, shkëlqim) - vlerësimet variojnë nga 5% në 20%. Marrja e vlerës së parë dhe zgjedhja e numrit më të vogël të yjeve (10²²), ne marrim 500 trilion ose një miliardë miliardë yje si Dielli.

Sipas studimeve dhe vlerësimeve të PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), të paktën 1% e yjeve në univers rrotullohen rreth një planeti të aftë për të mbështetur jetën - pra ne po flasim për numrin prej 100 miliardë miliardë planetësh me veti të ngjashme. në Tokë. Nëse supozojmë se pas miliarda vitesh ekzistencë, vetëm 1% e planetëve të Tokës do të zhvillojnë jetë, dhe 1% e tyre do të kenë jetë evolucionare në një formë inteligjente, kjo do të thotë se ekziston një planet i bilardos me qytetërime inteligjente në universin e dukshëm.

Nëse flasim vetëm për galaktikën tonë dhe përsërisim llogaritjet, duke supozuar numrin e saktë të yjeve në Rrugën e Qumështit (100 miliardë), arrijmë në përfundimin se ndoshta ka të paktën një miliard planetë të ngjashëm me tokën në galaktikën tonë. dhe 100 XNUMX. qytetërime inteligjente!

Disa astrofizikanë vendosin mundësinë që njerëzimi të bëhet specia e parë teknologjikisht e avancuar në 1 në 10.²²pra mbetet i parëndësishëm. Nga ana tjetër, universi ekziston për rreth 13,8 miliardë vjet. Edhe nëse qytetërimet nuk u shfaqën në miliarda vitet e para, kishte ende shumë kohë përpara se të shfaqeshin. Nga rruga, nëse pas eliminimit përfundimtar në Rrugën e Qumështit do të kishte "vetëm" një mijë qytetërime dhe ata do të kishin ekzistuar për të njëjtën kohë me tonat (deri më tani rreth 10 XNUMX vjet), atëherë me shumë mundësi ata tashmë janë zhdukur, zhdukja ose mbledhja e të tjerëve të paarritshëm për zhvillimin e nivelit tonë, gjë që do të diskutohet më vonë.

Vini re se edhe qytetërimet ekzistuese "njëkohësisht" komunikojnë me vështirësi. Sikur vetëm për arsyen se nëse do të kishte vetëm 10 mijë vite dritë, do t'u duheshin 20 mijë vjet dritë për të bërë një pyetje dhe më pas për t'iu përgjigjur. vjet. Duke parë historinë e Tokës, nuk mund të përjashtohet që në një periudhë të tillë kohore një qytetërim mund të lindë dhe të zhduket nga sipërfaqja ...

Ekuacion vetëm nga të panjohurat

Në një përpjekje për të vlerësuar nëse një qytetërim alien mund të ekzistonte në të vërtetë, Frank Drake në vitet '60 ai propozoi ekuacionin e famshëm - një formulë detyra e së cilës është të përcaktojë "memanologjikisht" ekzistencën e racave inteligjente në galaktikën tonë. Këtu përdorim një term të shpikur shumë vite më parë nga Jan Tadeusz Stanisławski, një satirist dhe autor i "leksioneve" në radio dhe televizion mbi "manologjinë e aplikuar", sepse kjo fjalë duket e përshtatshme për këto konsiderata.

Sipas Ekuacioni Drake – N, numri i qytetërimeve jashtëtokësore me të cilët njerëzimi mund të komunikojë, është produkt i:

R_* është shkalla e formimit të yjeve në galaktikën tonë;

f_p është përqindja e yjeve me planetë;

n_e është numri mesatar i planetëve në zonën e banueshme të një ylli, d.m.th., ata në të cilët mund të lindë jeta;

f_l është përqindja e planetëve në zonën e banueshme në të cilën do të lindë jeta;

f_i është përqindja e planetëve të banuar në të cilët jeta do të zhvillojë inteligjencën (d.m.th., të krijojë një qytetërim);

f_c - përqindja e qytetërimeve që duan të komunikojnë me njerëzimin;

L është jetëgjatësia mesatare e qytetërimeve të tilla.

Siç mund ta shihni, ekuacioni përbëhet nga pothuajse të gjitha të panjohurat. Në fund të fundit, ne nuk dimë as kohëzgjatjen mesatare të ekzistencës së një qytetërimi, as përqindjen e atyre që duan të na kontaktojnë. Duke zëvendësuar disa rezultate në ekuacionin "pak a shumë", rezulton se mund të ketë qindra, nëse jo mijëra, qytetërime të tilla në galaktikën tonë.

Ekuacioni i Drake dhe autori i tij

Tokë e rrallë dhe alienët e këqij

Edhe duke zëvendësuar vlerat konservatore për përbërësit e ekuacionit të Drake, ne marrim potencialisht mijëra qytetërime të ngjashme me tonat ose më inteligjentë. Por nëse po, pse nuk na kontaktojnë? Kjo e ashtuquajtura Paradoksi i Fermiego-s. Ai ka shumë “zgjidhje” dhe shpjegime, por me gjendjen aktuale të teknologjisë – dhe aq më tepër gjysmë shekulli më parë – janë të gjitha si hamendje dhe gjuajtje qorre.

Ky paradoks, për shembull, shpjegohet shpesh hipoteza e tokës së rrallëse planeti ynë është unik në çdo aspekt. Presioni, temperatura, distanca nga Dielli, pjerrësia boshtore ose fusha magnetike mbrojtëse nga rrezatimi janë zgjedhur në mënyrë që jeta të zhvillohet dhe të evoluojë për aq kohë sa të jetë e mundur.

Sigurisht, ne po zbulojmë gjithnjë e më shumë ekzoplanetë në ekosferë që mund të jenë kandidatë për planetë të banueshëm. Kohët e fundit, ata u gjetën pranë yllit më të afërt me ne - Proxima Centauri. Ndoshta, megjithatë, përkundër ngjashmërive, "Tokat e dyta" të gjetura rreth diejve të huaj nuk janë "pikërisht të njëjta" me planetin tonë dhe vetëm në një përshtatje të tillë mund të lindë një qytetërim teknologjik krenar? Ndoshta. Megjithatë, ne e dimë, edhe duke parë Tokën, se jeta lulëzon në kushte shumë "të papërshtatshme".

Sigurisht, ka një ndryshim midis menaxhimit dhe ndërtimit të internetit dhe dërgimit të Teslës në Mars. Problemi i unike mund të zgjidhej nëse do të gjenim diku në hapësirë ​​një planet tamam si Toka, por pa qytetërim teknologjik.

Kur shpjegohet paradoksi i Fermit, ndonjëherë flitet për të ashtuquajturat të huajt e këqij. Kjo kuptohet në mënyra të ndryshme. Pra, këta alienë hipotetikë mund të jenë "të zemëruar" që dikush dëshiron t'i shqetësojë, të ndërhyjë dhe të shqetësojë - kështu që ata izolohen, nuk u përgjigjen gjembave dhe nuk duan të kenë lidhje me askënd. Ka edhe fantazi të alienëve "natyrisht të këqij" që shkatërrojnë çdo qytetërim që ata hasin. Vetë shumë të avancuarit teknologjikisht nuk duan që qytetërimet e tjera të hidhen përpara dhe të bëhen kërcënim për ta.

Vlen gjithashtu të kujtojmë se jeta në hapësirë ​​është subjekt i katastrofave të ndryshme që ne i njohim nga historia e planetit tonë. Po flasim për akullnajat, reagimet e dhunshme të yllit, bombardimet nga meteorët, asteroidët apo kometat, përplasjet me planetët e tjerë apo edhe rrezatimi. Edhe nëse ngjarje të tilla nuk sterilizojnë të gjithë planetin, ato mund të jenë fundi i qytetërimit.

Gjithashtu, disa nuk përjashtojnë që ne jemi një nga qytetërimet e para në univers - nëse jo i pari - dhe që nuk kemi evoluar ende aq sa të mund të krijojmë kontakte me qytetërimet më pak të përparuara që u shfaqën më vonë. Nëse do të ishte kështu, atëherë problemi i gjetjes së qenieve inteligjente në hapësirën jashtëtokësore do të ishte ende i pazgjidhshëm. Për më tepër, një qytetërim hipotetik "i ri" nuk mund të ishte më i ri se ne për vetëm disa dekada, në mënyrë që të mund të kontaktonte nga distanca.

Dritarja gjithashtu nuk është shumë e madhe përpara. Teknologjia dhe njohuritë e një qytetërimi mijëvjeçar mund të kenë qenë po aq të pakuptueshme për ne sa është sot për një njeri nga kryqëzatat. Qytetërimet shumë më të avancuara do të ishin si bota jonë për milingonat nga një kodër e milingonave buzë rrugës.

Të ashtuquajturat spekulative shkalla e Kardashevësdetyra e të cilit është të kualifikojë nivelet hipotetike të qytetërimit sipas sasisë së energjisë që konsumojnë. Sipas saj, ne nuk jemi ende një qytetërim. tipi I, domethënë ai që ka zotëruar aftësinë për të përdorur burimet energjetike të planetit të vet. Qytetërimi tipi II në gjendje të përdorë të gjithë energjinë që rrethon yllin, për shembull, duke përdorur një strukturë të quajtur "sfera e Dysonit". Qytetërimi lloji III Sipas këtyre supozimeve, ai kap të gjithë energjinë e galaktikës. Sidoqoftë, mbani mend se ky koncept u krijua si pjesë e një qytetërimi të papërfunduar të Nivelit I, i cili deri vonë ishte portretizuar gabimisht si një qytetërim i tipit II që kërkon të ndërtojë një sferë Dyson rreth yllit të tij (anomalitë e dritës së yjeve). KIK 8462852).

Nëse do të kishte një qytetërim të tipit II, dhe aq më tepër III, ne patjetër do ta shihnim atë dhe do të bënim kontakt me ne - disa prej nesh mendojnë kështu, duke argumentuar më tej se duke qenë se nuk i shohim ose nuk njohim ndryshe alienë të tillë të avancuar, ata thjesht nuk ekzistojnë.. Një shkollë tjetër shpjegimi për paradoksin Fermi, megjithatë, thotë se qytetërimet në këto nivele janë të padukshme dhe të panjohura për ne - për të mos përmendur që ata, sipas hipotezës së kopshtit zoologjik hapësinor, nuk u kushtojnë vëmendje krijesave të tilla të pazhvilluara.

Pas testimit apo më parë?

Përveç arsyetimit për qytetërimet shumë të zhvilluara, paradoksi i Fermit ndonjëherë shpjegohet me konceptet filtra evolucionar në zhvillimin e qytetërimit. Sipas tyre, ka një fazë në procesin e evolucionit që duket e pamundur ose shumë e pamundur për jetën. Quhet Filtër i madh, që është përparimi më i madh në historinë e jetës në planet.

Për sa i përket përvojës sonë njerëzore, ne nuk e dimë saktësisht nëse jemi prapa, përpara ose në mes të një filtrimi të madh. Nëse kemi arritur ta kapërcejmë këtë filtër, ai mund të ketë qenë një pengesë e pakapërcyeshme për shumicën e formave të jetës në hapësirën e njohur dhe ne jemi unikë. Filtrimi mund të ndodhë që në fillim, për shembull, gjatë transformimit të një qelize prokariotike në një qelizë komplekse eukariote. Nëse do të ishte kështu, jeta në hapësirë ​​mund të ishte edhe krejt e zakonshme, por në formën e qelizave pa bërthama. Ndoshta ne jemi vetëm të parët që kalojmë filtrin e madh? Kjo na kthen te problemi i përmendur tashmë, pra vështirësia e komunikimit në distancë.

Ekziston gjithashtu një opsion që një përparim në zhvillim është ende përpara nesh. Atëherë nuk bëhej fjalë për ndonjë sukses.

Të gjitha këto janë konsiderata shumë spekulative. Disa shkencëtarë ofrojnë shpjegime më të zakonshme për mungesën e sinjaleve aliene. Alan Stern, shkencëtari kryesor në New Horizons, thotë se paradoksi mund të zgjidhet thjesht. kore e trashë akulliqë rrethon oqeanet me trupa të tjerë qiellorë. Studiuesi e nxjerr këtë përfundim në bazë të zbulimeve të fundit në sistemin diellor: oqeanet me ujë të lëngshëm shtrihen nën koren e shumë hënave. Në disa raste (Evropë, Enceladus), uji bie në kontakt me tokën shkëmbore dhe aty regjistrohet aktivitet hidrotermik. Kjo duhet të kontribuojë në shfaqjen e jetës.

Një kore e trashë akulli mund të mbrojë jetën nga fenomenet armiqësore në hapësirën e jashtme. Këtu po flasim, ndër të tjera, për shpërthime të forta yjore, goditje asteroidi ose rrezatim pranë një gjiganti gazi. Nga ana tjetër, mund të përfaqësojë një pengesë për zhvillim që është e vështirë të kapërcehet edhe për jetën hipotetike inteligjente. Qytetërime të tilla ujore mund të mos njohin fare hapësirë ​​jashtë kores së trashë të akullit. Është e vështirë edhe të ëndërrosh të shkosh përtej kufijve të tij dhe mjedisit ujor - do të ishte shumë më e vështirë sesa për ne, për të cilët hapësira e jashtme, përveç atmosferës së tokës, nuk është gjithashtu një vend shumë miqësor.

A po kërkojmë një jetë apo një vend të përshtatshëm për të jetuar?

Në çdo rast, ne tokësorët duhet të mendojmë edhe për atë që kërkojmë në të vërtetë: vetë jetën apo një vend të përshtatshëm për jetë si yni. Duke supozuar se nuk duam të luftojmë luftëra hapësinore me askënd, këto janë dy gjëra të ndryshme. Planetët që janë të zbatueshëm, por që nuk kanë qytetërime të përparuara, mund të bëhen zona të kolonizimit të mundshëm. Dhe ne gjejmë gjithnjë e më shumë vende të tilla premtuese. Tashmë mund të përdorim mjete vëzhgimi për të përcaktuar nëse një planet është në atë që njihet si orbitë. Zona e jetës rreth një yllinëse është shkëmbor dhe në temperaturë të përshtatshme për ujë të lëngshëm. Së shpejti do të jemi në gjendje të zbulojmë nëse ka vërtet ujë atje dhe të përcaktojmë përbërjen e atmosferës.

Zona e jetës rreth yjeve në varësi të madhësisë së tyre dhe shembujve të ekzoplaneteve të ngjashme me Tokën (koordinata horizontale - distanca nga ylli (JA); koordinata vertikale - masa e yjeve (në lidhje me diellin)).

Vitin e kaluar, duke përdorur instrumentin ESO HARPS dhe një numër teleskopësh në mbarë botën, shkencëtarët zbuluan ekzoplanetin LHS 1140b si kandidatin më të njohur për jetën. Ai rrotullohet rreth xhuxhit të kuq LHS 1140, 18 vite dritë nga Toka. Astronomët vlerësojnë se planeti është të paktën pesë miliardë vjet i vjetër. Ata arritën në përfundimin se ai ka një diametër prej gati 1,4 1140. km - që është XNUMX herë më e madhe se Toka. Studimet e masës dhe densitetit të LHS XNUMX b kanë arritur në përfundimin se ka të ngjarë të jetë një shkëmb me një bërthamë të dendur hekuri. Tingëllon e njohur?

Pak më parë, një sistem prej shtatë planetësh të ngjashëm me Tokën rreth një ylli u bë i famshëm. TRAPPIST-1. Ata janë etiketuar "b" deri në "h" në rendin e distancës nga ylli pritës. Analizat e kryera nga shkencëtarët dhe të botuara në numrin e janarit të Nature Astronomy sugjerojnë se për shkak të temperaturave të moderuara të sipërfaqes, ngrohjes së moderuar të baticës dhe një fluksi mjaftueshëm të ulët rrezatimi që nuk çon në një efekt serë, kandidatët më të mirë për planetë të banueshëm janë " e. ” objekte dhe “e”. Është e mundur që i pari të mbulojë të gjithë oqeanin ujor.

Planetët e sistemit TRAPPIST-1

Kështu, zbulimi i kushteve të favorshme për jetën duket tashmë brenda mundësive tona. Zbulimi në distancë i vetë jetës, i cili është ende relativisht i thjeshtë dhe nuk lëshon valë elektromagnetike, është një histori krejtësisht e ndryshme. Megjithatë, shkencëtarët në Universitetin e Uashingtonit kanë dalë me një metodë të re për të plotësuar kërkimin e propozuar prej kohësh për numra të mëdhenj. oksigjen në atmosferën e planetit. E mira e idesë së oksigjenit është se është e vështirë të prodhohen sasi të mëdha oksigjeni pa jetë, por nuk dihet nëse e gjithë jeta prodhon oksigjen.

"Biokimia e prodhimit të oksigjenit është komplekse dhe mund të jetë e rrallë," shpjegon Joshua Crissansen-Totton nga Universiteti i Uashingtonit në revistën Science Advances. Duke analizuar historinë e jetës në Tokë, ishte e mundur të identifikohej një përzierje gazesh, prania e të cilave tregon ekzistencën e jetës në të njëjtën mënyrë si oksigjeni. Duke folur për përzierje e metanit dhe dioksidit të karbonit, pa monoksid karboni. Pse jo i fundit? Fakti është se atomet e karbonit në të dy molekulat përfaqësojnë shkallë të ndryshme oksidimi. Është shumë e vështirë të përftohen nivelet e duhura të oksidimit nga proceset jo-biologjike pa formimin e njëkohshëm të monoksidit të karbonit të ndërmjetësuar nga reagimi. Nëse, për shembull, një burim i metanit dhe CO₂ ka vullkane në atmosferë, ato në mënyrë të pashmangshme do të shoqërohen nga monoksidi i karbonit. Për më tepër, ky gaz absorbohet shpejt dhe lehtë nga mikroorganizmat. Meqenëse është e pranishme në atmosferë, ekzistenca e jetës duhet më tepër të përjashtohet.

Për vitin 2019, NASA planifikon të nisë Teleskopi hapësinor James Webbe cila do të jetë në gjendje të studiojë më saktë atmosferat e këtyre planetëve për praninë e gazeve më të rënda si dioksidi i karbonit, metani, uji dhe oksigjeni.

Eksoplaneti i parë u zbulua në vitet '90. Që atëherë, ne kemi konfirmuar tashmë pothuajse 4. ekzoplanete në rreth 2800 sisteme, duke përfshirë rreth njëzet që duket se janë potencialisht të banueshëm. Duke zhvilluar instrumente më të mira për vëzhgimin e këtyre botëve, ne do të jemi në gjendje të bëjmë supozime më të informuara për kushtet atje. Dhe se çfarë do të vijë nga kjo, mbetet për t'u parë.