The Fermi Paradox sanggeus gelombang pamanggihan exoplanet

Dina galaksi RX J1131-1231, tim ahli astrofisika ti Universitas Oklahoma mendakan grup planét anu munggaran di luar Bima Sakti. Objék "dilacak" ku téknik microlensing gravitasi gaduh massa anu béda - ti bulan ka Jupiter-kawas. Naha pamanggihan ieu ngajantenkeun paradoks Fermi langkung paradoks?

Aya ngeunaan jumlah béntang anu sarua di galaksi urang (100-400 milyar), ngeunaan jumlah sarua galaksi di jagat raya katempo - jadi aya hiji sakabéh galaksi keur unggal béntang di Bima Sakti badag urang. Sacara umum, pikeun 10 taun²² ka 10²⁴ béntang. Élmuwan henteu gaduh konsensus ngeunaan sabaraha béntang anu sami sareng Panonpoé urang (nyaéta ukuran anu sami, suhu, kacaangan) - perkiraan kisaran ti 5% dugi ka 20%. Nyokot nilai kahiji jeung milih jumlah pangsaeutikna béntang (10²²), urang meunang 500 triliun atawa miliar miliar béntang kawas Panonpoé.

Numutkeun kana studi sareng perkiraan PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), sahenteuna 1% béntang di jagat raya ngurilingan planét anu tiasa ngadukung kahirupan - janten urang nyarioskeun jumlah 100 milyar milyar planét anu gaduh sipat anu sami. ka Bumi. Lamun urang nganggap yén sanggeus milyaran taun ayana, ngan 1% tina planét Bumi bakal ngamekarkeun kahirupan, sarta 1% di antarana bakal boga kahirupan évolusionér dina bentuk calakan, ieu bakal hartosna yén aya. hiji planét biliar kalawan peradaban calakan di alam semesta katempo.

Lamun urang ngan ngobrol ngeunaan galaksi urang jeung ngulang itungan, asumsina jumlah pasti béntang di Bima Sakti (100 milyar), urang menyimpulkan yén meureun aya sahanteuna hiji miliar planét kawas bumi di galaksi urang. sareng 100 XNUMX. peradaban calakan!

Sababaraha ahli astrofisika nempatkeun kasempetan umat manusa janten spésiés anu maju sacara téknologi munggaran dina 1 dina 10.²²nyaeta, eta tetep kalindih. Di sisi séjén, alam semesta geus sabudeureun pikeun ngeunaan 13,8 miliar taun. Sanaos peradaban henteu muncul dina sababaraha milyar taun munggaran, masih aya waktos anu lami sateuacanna. Ku jalan kitu, upami saatos éliminasi ahir dina Bima Sakti aya "ngan" sarébu peradaban sareng aranjeunna bakal aya dina waktos anu sami sareng urang (sajauhna sakitar 10 XNUMX taun), maka sigana aranjeunna parantos ngaleungit, dying kaluar atawa ngumpul batur inaccessible kana ngembangkeun tingkat urang, nu bakal dibahas engké.

Catet yén sanajan "sakaligus" peradaban aya komunikasi jeung kasusah. Lamun ngan ku alesan yén lamun aya ngan 10 rébu taun cahaya, éta bakal nyandak aranjeunna 20 rébu taun cahaya pikeun nanyakeun hiji patarosan lajeng ngajawab eta. taun. Ningali sajarah Bumi, teu tiasa diputuskeun yén dina waktos sapertos kitu peradaban tiasa timbul sareng ngaleungit tina permukaan ...

Persamaan ukur tina kanyahoan

Dina nyobian meunteun naha hiji peradaban alien sabenerna bisa aya, Frank Drake dina 60s anjeunna diusulkeun persamaan kawentar - rumus anu tugasna pikeun "memanologically" nangtukeun ayana ras calakan di galaksi urang. Di dieu kami nganggo istilah anu diciptakeun sababaraha taun ka pengker ku Jan Tadeusz Stanisławski, saurang satiris sareng panulis "kuliah" radio sareng televisi ngeunaan "manologi terapan", sabab kecap éta sigana cocog pikeun pertimbangan ieu.

nurutkeun Persamaan Drake - N, jumlah peradaban extraterrestrial anu tiasa komunikasi umat manusa, mangrupikeun produk tina:

R_* nyaéta laju kabentukna béntang di Galaxy urang;

f_p mangrupa persentase béntang jeung planét;

n_e nyaéta jumlah rata-rata planét dina zona habitable hiji béntang, nyaéta, nu hirup bisa timbul;

f_l nyaeta persentase planét dina zona habitable dimana hirup bakal timbul;

f_i nyaéta persentase planét anu dicicingan dimana kahirupan bakal ngembangkeun kecerdasan (nyaéta, nyiptakeun peradaban);

f_c - persentase peradaban anu hoyong komunikasi sareng umat manusa;

L nyaéta umur rata-rata peradaban sapertos kitu.

Sakumaha anjeun tiasa tingali, persamaan diwangun ku ampir kabéh kanyahoan. Barina ogé, urang henteu terang boh durasi rata-rata ayana peradaban, atanapi persentase jalma anu hoyong ngahubungan kami. Ngagantikeun sababaraha hasil kana persamaan "leuwih atawa kurang", tétéla meureun aya ratusan, lamun teu rébuan, peradaban sapertos di galaksi urang.

Drake persamaan jeung pangarang na

Bumi langka sareng mahluk luar angkasa jahat

Malah ngagentos nilai konservatif pikeun komponén persamaan Drake, urang tiasa berpotensi rébuan peradaban anu sami sareng urang atanapi langkung pinter. Tapi upami kitu, naha aranjeunna henteu ngahubungi kami? Ieu disebut Paradoks Fermi. Anjeunna gaduh seueur "solusi" sareng panjelasan, tapi kalayan kaayaan téknologi ayeuna - komo deui satengah abad ka tukang - aranjeunna sadayana sapertos guesswork sareng shooting buta.

Paradoks ieu, contona, sering dipedar hipotesa bumi jarangyén planét urang unik dina sagala hal. Tekanan, suhu, jarak ti Panonpoé, Axial Dengdekkeun, atawa radiasi shielding médan magnét dipilih ambéh hirup bisa ngamekarkeun tur mekar pikeun salami mungkin.

Tangtosna, urang mendakan langkung seueur exoplanét di ékosfir anu tiasa janten calon planét anu tiasa dicicingan. Nu leuwih anyar, maranéhanana kapanggih deukeut béntang pangcaketna ka urang - Proxima Centauri. Panginten kitu, sanaos kamiripan, "Bumi kadua" anu aya di sabudeureun panonpoé asing henteu "sarua persis" sareng planét urang, sareng ngan ukur dina adaptasi sapertos kitu tiasa timbul peradaban téknologis? Tiasa waé. Najan kitu, urang terang, sanajan nempo Bumi, hirup thrives dina kaayaan pisan "teu pantes".

Tangtosna, aya bédana antara ngatur sareng ngawangun Internét sareng ngirim Tesla ka Mars. Masalah uniqueness bisa direngsekeun lamun urang bisa manggihan hiji tempat di spasi planét persis kawas Bumi, tapi devoid peradaban téhnologis.

Nalika ngajelaskeun paradoks Fermi, hiji kadang nyarios ngeunaan anu disebut mahluk luar angkasa goréng. Ieu dipikaharti ku cara béda. Jadi mahluk luar angkasa hypothetical ieu bisa jadi "ambek" yen batur hayang ngaganggu aranjeunna, campur jeung ganggu - ngarah ngasingkeun diri, teu ngabales barbs sarta teu hayang boga nanaon ka teu jeung saha. Aya ogé lamunan mahluk luar angkasa "alami jahat" anu ngancurkeun unggal peradaban aranjeunna sapatemon. Kamajuan téknologi sorangan henteu hoyong peradaban sanés luncat ka payun sareng janten ancaman pikeun aranjeunna.

Perlu diinget yén kahirupan di luar angkasa tunduk kana sagala rupa bencana anu urang terang tina sajarah planét urang. Urang ngobrol ngeunaan glaciation, réaksi telenges béntang, bombardment ku meteor, astéroid atawa komét, tabrakan jeung planét séjén atawa malah radiasi. Sanaos kajadian sapertos kitu henteu ngajadikeun steril sadayana pangeusina, éta tiasa janten tungtung peradaban.

Ogé, sababaraha henteu ngaluarkeun yén urang mangrupikeun salah sahiji peradaban anu munggaran di jagat raya - upami henteu anu munggaran - sareng yén urang henteu acan mekar cukup pikeun tiasa ngahubungi sareng peradaban anu kirang maju anu timbul engké. Upami ieu kitu, maka masalah milarian mahluk calakan di luar angkasa bakal tetep teu leyur. Sumawona, peradaban "ngora" hypothetical teu tiasa langkung ngora ti urang ngan ukur sababaraha dekade supados tiasa ngahubungi jarak jauh.

Jandéla ogé henteu ageung teuing di payun. Téknologi sareng pangaweruh ngeunaan peradaban umur milénium sigana teu kaharti ku urang sapertos ayeuna ku saurang lalaki ti Perang Salib. Peradaban anu langkung maju bakal sapertos dunya urang ka sireum tina sireum sisi jalan.

Spekulatif disebutna Skala KardashevoAnu tugasna nya éta pikeun nyumponan tingkat hipotésis peradaban dumasar kana jumlah énergi anu dikonsumsi. Numutkeun anjeunna, urang malah teu peradaban acan. tipe I, nyaeta, hiji anu geus mastered kamampuhan pikeun ngagunakeun sumberdaya énergi planét sorangan. Peradaban tipe II bisa ngagunakeun sakabéh énergi sabudeureun béntang, contona, ngagunakeun struktur disebut "Dyson sphere". Peradaban tipe III Numutkeun asumsi ieu, éta ngarebut sakabéh énergi galaksi. Émut, kumaha ogé, yén konsép ieu diciptakeun salaku bagian tina peradaban Tier I anu teu acan réngsé, anu dugi ka ayeuna rada salah digambarkeun salaku peradaban Tipe II anu nuju ngawangun sphere Dyson ngurilingan bintangna (anomali starlight). KIK 8462852).

Lamun aya peradaban tipe II, komo deui III, urang pasti bakal ningali eta jeung nyieun kontak sareng urang - sababaraha urang pikir kitu, salajengna arguing yén saprak urang teu ningali atawa lamun heunteu dibere nyaho mahluk luar angkasa canggih sapertos, aranjeunna. ngan teu aya.. Sakola sejen katerangan pikeun paradoks Fermi, kumaha oge, nyebutkeun yen peradaban di tingkat ieu halimunan jeung unrecognizable ka urang - teu disebutkeun yen aranjeunna, nurutkeun hipotesa spasi zoo, teu nengetan mahluk underdeveloped misalna.

Saatos tés atanapi sateuacan?

Salian penalaran ngeunaan peradaban kacida maju, paradoks Fermi kadang dipedar ku konsép saringan évolusionér dina ngembangkeun peradaban. Numutkeun aranjeunna, aya tahap dina prosés évolusi anu sigana teu mungkin atanapi henteu mungkin pisan pikeun kahirupan. Disebutna filter hébat, nu mangrupakeun narabas greatest dina sajarah kahirupan pangeusina.

Sajauh pangalaman manusa urang prihatin, urang henteu terang persis upami urang aya di tukangeun, payun, atanapi di tengah-tengah filtrasi anu hébat. Lamun urang junun nungkulan filter ieu, éta bisa jadi halangan insurmountable pikeun kalolobaan bentuk kahirupan di spasi dipikawanoh, sarta kami unik. Filtrasi bisa lumangsung ti mimiti, contona, salila transformasi sél prokariot jadi sél eukariot kompléks. Upami ieu kitu, hirup di rohangan malah bisa jadi rada biasa, tapi dina bentuk sél tanpa inti. Meureun urang ngan kahiji ngaliwatan Filter Agung? Ieu mawa urang deui kana masalah anu geus disebutkeun, nyaéta kasusah komunikasi dina kajauhan.

Aya ogé pilihan yén terobosan dina pamekaran masih aya di payuneun urang. Teu aya patarosan ngeunaan kasuksésan naon waé.

Ieu kabeh pertimbangan kacida spekulatif. Sababaraha élmuwan nawiskeun katerangan anu langkung biasa pikeun kurangna sinyal alien. Alan Stern, lulugu élmuwan di New Horizons, nyebutkeun paradoks nu bisa direngsekeun saukur. kerak és kandelnu ngurilingan sagara dina benda langit lianna. Panalungtik draws kacindekan ieu dumasar kana pamanggihan panganyarna dina sistim tatasurya: sagara cai cair perenahna handapeun crusts loba bulan. Dina sababaraha kasus (Eropa, Enceladus), cai datang kana kontak jeung taneuh taringgul sarta aktivitas hydrothermal kacatet di dinya. Ieu kedah nyumbang kana mecenghulna kahirupan.

Kerak és kandel bisa ngajaga kahirupan tina fenomena mumusuhan di luar angkasa. Urang ngobrol di dieu, antara séjén, kalawan flares stellar kuat, tabrakan astéroid atawa radiasi deukeut raksasa gas. Di sisi anu sanés, éta tiasa ngawakilan halangan pikeun pangwangunan anu hese diatasi bahkan pikeun kahirupan calakan hypothetical. Peradaban akuatik sapertos kitu tiasa henteu terang rohangan naon waé di luar kerak és anu kandel. Hésé malah impian pikeun ngalangkungan watesna sareng lingkungan akuatik - éta bakal langkung sesah tibatan urang, anu luar angkasa, kecuali atmosfir bumi, ogé sanés tempat anu ramah.

Naha urang milarian kahirupan atanapi tempat anu cocog pikeun hirup?

Dina naon waé, urang bumi ogé kedah mikirkeun naon anu urang carioskeun: kahirupan sorangan atanapi tempat anu cocog pikeun kahirupan sapertos urang. Anggap urang henteu hoyong ngalawan perang angkasa sareng saha waé, éta dua hal anu béda. Planét-planét anu giat tapi henteu ngagaduhan peradaban anu maju tiasa janten daérah poténsial kolonisasi. Sarta kami manggihan beuki loba tempat ngajangjikeun sapertos. Urang geus bisa ngagunakeun alat observasi pikeun nangtukeun lamun planét aya dina naon katelah hiji orbit. zone hirup sabudeureun béntangnaha éta taringgul sareng dina suhu anu cocog pikeun cai cair. Moal lami deui urang bakal tiasa ngadeteksi naha bener aya cai, sarta nangtukeun komposisi atmosfir.

Zona kahirupan sabudeureun béntang gumantung kana ukuran maranéhanana jeung conto exoplanét kawas Bumi (koordinat horizontal - jarak ti béntang (JA); koordinat vertikal - massa béntang (relatif ka panonpoé)).

Taun ka tukang, ngagunakeun instrumen ESO HARPS sareng sajumlah teleskop di sakumna dunya, para ilmuwan mendakan exoplanet LHS 1140b salaku calon anu paling terkenal pikeun kahirupan. Éta ngorbit ku kerdil beureum LHS 1140, 18 taun cahaya ti Bumi. Para astronom ngira-ngira yén planét ieu umurna sahenteuna lima miliar taun. Aranjeunna menyimpulkan yén éta boga diaméter ampir 1,4 1140. km - anu XNUMX kali ukuran Bumi. Studi ngeunaan massa sareng dénsitas LHS XNUMX b parantos nyimpulkeun yén éta sigana batu anu inti beusi padet. Sigana akrab?

A saeutik saméméhna, sistem tujuh planét kawas Bumi sabudeureun béntang janten kawentar. TRAPPIST-1. Aranjeunna dilabélan "b" ngaliwatan "h" dina urutan jarak ti béntang host. Analisis anu dilakukeun ku élmuwan sareng diterbitkeun dina édisi Januari Astronomi Alam nunjukkeun yén kusabab suhu permukaan sedeng, pemanasan pasang sedeng, sareng fluks radiasi anu cukup rendah anu henteu ngakibatkeun éfék rumah kaca, calon anu pangsaéna pikeun planét anu tiasa dicicingan nyaéta "e. ” objék jeung “e”. Ieu mungkin nu kahiji nyertakeun sakabéh sagara cai.

Planét tina sistem TRAPPIST-1

Ku kituna, manggihan kaayaan kondusif pikeun kahirupan sigana geus aya dina jangkauan urang. Deteksi jauh kahirupan sorangan, anu masih kawilang saderhana sareng henteu ngaluarkeun gelombang éléktromagnétik, mangrupikeun carita anu béda. Sanajan kitu, élmuwan di Universitas Washington geus ngajukeun metoda anyar nu complements pilarian lila-usulna pikeun angka nu gede ngarupakeun. oksigén dina atmosfir planét. Hal alus ngeunaan gagasan oksigén nyaéta hésé pikeun ngahasilkeun jumlah badag oksigén tanpa kahirupan, tapi teu kanyahoan lamun sakabeh kahirupan ngahasilkeun oksigén.

"Biokimia produksi oksigén rumit sareng tiasa jarang," jelas Joshua Crissansen-Totton ti Universitas Washington dina jurnal Science Advances. Nganalisis sajarah kahirupan di Bumi, ieu mungkin pikeun ngaidentipikasi campuran gas, ayana nu nunjukkeun ayana kahirupan dina cara nu sarua salaku oksigén. Diomongkeun ngeunaan campuran métana jeung karbon dioksida, tanpa karbon monoksida. Naha teu aya anu terakhir? Kanyataan yén atom karbon dina duanana molekul ngagambarkeun tingkat oksidasi béda. Hésé pisan pikeun meunangkeun tingkat oksidasi anu pas ku prosés non-biologis tanpa formasi koncomitant karbon monoksida anu dimédiasi réaksi. Upami, contona, sumber métana sareng CO₂ aya gunung seuneuan di atmosfir, aranjeunna pasti bakal dibarengan ku karbon monoksida. Leuwih ti éta, gas ieu gancang sarta gampang diserep ku mikroorganisme. Kusabab ayana di atmosfir, eksistensi kahirupan kedah rada dileungitkeun.

Pikeun 2019, NASA ngarencanakeun pikeun ngaluncurkeun James Webb Space Teleskopanu bakal tiasa langkung akurat ngulik atmosfir planét ieu pikeun ayana gas anu langkung beurat sapertos karbon dioksida, métana, cai sareng oksigén.

Exoplanét munggaran kapanggih dina taun 90an. Saprak harita, urang geus dikonfirmasi ampir 4. exoplanét dina ngeunaan 2800 sistem, kaasup ngeunaan dua puluh nu sigana berpotensi habitable. Ku ngembangkeun instrumen anu langkung saé pikeun niténan dunya ieu, urang bakal tiasa ngadamel perkiraan anu langkung terang ngeunaan kaayaan di dinya. Sareng naon anu bakal datang tina éta tetep ditingali.