Экзопланета ачылыштарынын толкунунан кийин Ферми парадоксу

RX J1131-1231 галактикасында Оклахома университетинин астрофизиктеринин тобу Саманчынын жолунан тышкары планеталардын биринчи белгилүү тобун табышкан. Гравитациялык микролинзалоо техникасы менен "көзгө алынган" объекттер ар кандай массага ээ - Айдан Юпитерге чейин. Бул ачылыш Ферми парадоксун дагы парадоксалдуу кылабы?

Биздин галактикада болжол менен бирдей сандагы жылдыздар (100-400 миллиард), көзгө көрүнгөн ааламда болжол менен бирдей сандагы галактикалар бар - демек, биздин кең Саманчынын жолундагы ар бир жылдыз үчүн бүтүндөй бир галактика бар. Жалпысынан алганда, 10 жыл²² 10 үчүн²⁴ жылдыздар. Илимпоздор биздин Күнгө канча жылдыз окшош (б.а. өлчөмү, температурасы, жарыктыгы боюнча окшош) боюнча бирдиктүү пикирге ээ эмес - болжолдор 5% дан 20% га чейин. Биринчи маанини алуу жана эң аз сандагы жылдыздарды тандоо (10²²), биз Күн сыяктуу 500 триллион же миллиард миллиард жылдыз алабыз.

PNAS (Улуттук Илимдер Академиясынын материалдары) изилдөөлөрү жана баалоолору боюнча, ааламдагы жылдыздардын кеминде 1% жашоону колдоого жөндөмдүү планетанын айланасында айланат - демек, биз окшош касиеттери бар 100 миллиард миллиард планетанын саны жөнүндө сөз болуп жатат. жерге. Эгерде миллиарддаган жылдардан кийин Жер планеталарынын 1% гана жашоо пайда болот жана алардын 1%ы акылдуу түрдө эволюциялык жашоого ээ болот деп ойлосок, бул бар дегенди билдирет. бир бильярд планетасы көрүнгөн ааламдагы акылдуу цивилизациялар менен.

Эгерде биз галактикабыз жөнүндө гана айта турган болсок жана Саманчынын жолундагы жылдыздардын так санын (100 миллиард) деп эсептеп, эсептөөлөрдү кайталай турган болсок, анда биздин галактикада, балким, жок эле дегенде, миллиард жерге окшош планеталар бар деген тыянакка келебиз. жана 100 XNUMX. акылдуу цивилизациялар!

Кээ бир астрофизиктер адамзаттын технологиялык жактан өнүккөн биринчи түргө айлануу мүмкүнчүлүгүн 1дон 10 деп эсептешет.²²башкача айтканда, маанисиз бойдон калууда. Башка жагынан алганда, Аалам болжол менен 13,8 миллиард жыл болуп калды. Цивилизациялар алгачкы бир нече миллиард жылда пайда болбосо да, алар пайда болгонго чейин дагы көп убакыт бар болчу. Айтмакчы, эгерде Саманчынын жолунда биротоло жок кылынгандан кийин миңдеген цивилизациялар болсо жана алар биздики менен бир эле мезгилде (азырынча болжол менен 10 XNUMX жыл) бар болсо, анда алар жок болуп кеткен болушу мүмкүн. өлүү же биздин деңгээлибиздин өнүгүүсүнө жетпеген башкаларды чогултуу, бул тууралуу кийинчерээк талкууланат.

Ал тургай, "бир эле учурда" болгон цивилизациялар кыйынчылык менен байланышат. Болгону 10 миң жарык жылы болсо, бир суроо берип, анан ага жооп берүү үчүн 20 миң жарык жылы талап кылынмак. жыл. Жердин тарыхына көз чаптырсак, мындай мезгилде цивилизация пайда болуп, жер бетинен жок болуп кетиши мүмкүн экенин жокко чыгарууга болбойт...

Белгисиздерден гана теңдеме

Келгин цивилизация чындыгында бар экенине баа берүүгө аракет кылып жатып, Фрэнк Дрейк 60-жылдары ал белгилүү теңдемени сунуш кылган - анын милдети биздин галактикада акылдуу расалар бар экенин "меманологиялык" аныктоо болуп саналат. Бул жерде биз көп жылдар мурун сатирик жана радио жана телевидениенин "прикладдык манология" боюнча "лекцияларынын" автору Ян Тадеуш Станиславский тарабынан ойлоп табылган терминди колдонобуз, анткени бул сөз ушул ойлорго ылайыктуу көрүнөт.

ылайык Дрейктин теңдемеси – N, адамзат байланыша ала турган Жерден тышкаркы цивилизациялардын саны төмөнкүлөрдүн натыйжасы болуп саналат:

R_* биздин Галактикадагы жылдыздардын пайда болуу ылдамдыгы;

f_p планеталар менен жылдыздардын пайызы болуп саналат;

n_e жылдыздын жашоо зонасында, башкача айтканда, жашоо пайда боло турган планеталардын орточо саны;

f_l жашоо пайда боло турган жашоо зонасында планеталардын пайызы болуп саналат;

f_i жашоо интеллект (б.а., цивилизация түзүү) өнүгүп турган жашаган планеталардын пайызы болуп саналат;

f_c - адамзат менен баарлашууну каалаган цивилизациялардын пайызы;

L – мындай цивилизациялардын орточо өмүрү.

Көрүнүп тургандай, теңдеме дээрлик бардык белгисиздерден турат. Анткени, биз цивилизациянын орточо узактыгын да, биз менен байланышкысы келгендердин пайызын да билбейбиз. Кээ бир натыйжаларды «аздыр-көптүр» теңдемеге алмаштырсак, биздин галактикада мындай цивилизациялар миңдеген эмес, жүздөгөн болушу мүмкүн экени белгилүү болду.

Дрейк теңдемеси жана анын автору

Сейрек кездешүүчү жер жана жаман келгиндер

Дрейк теңдемесинин компоненттеринин ордуна консервативдүү баалуулуктарды коюу менен да, биз миңдеген цивилизацияларга окшош же андан да акылдуураак боло алабыз. Бирок андай болсо, эмне үчүн бизге кайрылышпайт? Бул деп аталган Фермиегонун парадоксу. Анын көптөгөн "чечимдери" жана түшүндүрмөлөрү бар, бирок технологиянын азыркы абалы менен - ​​жана андан да жарым кылым мурун - алардын бардыгы болжолдуу жана сокур атуу сыяктуу.

Бул парадокс, мисалы, көп учурда түшүндүрүлөт сейрек кездешүүчү жер гипотезасыбиздин планета бардык жагынан уникалдуу экендигин. Басым, температура, Күндөн алыстык, октук кыйшаюу же радиациядан коргоочу магнит талаасы жашоо мүмкүн болушунча узак убакытка өнүгүп, эволюциялашы үчүн тандалат.

Албетте, биз экосферада жашоого жарамдуу планеталарга талапкер боло турган барган сайын көбүрөөк экзопланеталарды таап жатабыз. Жакында эле алар бизге эң жакын жылдыздын - Проксима Центавриден табылган. Балким, бирок окшоштуктарга карабастан, келгин Күндөрдүн айланасында табылган «экинчи Жерлер» биздин планета менен «так эле» эмес жана ушундай адаптацияда гана сыймыктанган технологиялык цивилизация пайда болушу мүмкүнбү? Болушу мүмкүн. Бирок, биз Жерди карасак да, жашоонун абдан «ылайыксыз» шарттарда гүлдөп жатканын билебиз.

Албетте, интернетти башкаруу жана куруу менен Тесланы Марска жөнөтүүнүн ортосунда айырма бар. Эгерде космосто Жерге окшош, бирок технологиялык цивилизациясы жок планетаны таба алсак, уникалдуулук маселеси чечилмек.

Ферми парадоксун түшүндүрүп жатканда, кээде деп аталган нерсе жөнүндө сөз болот жаман келгиндер. Бул ар кандай жолдор менен түшүнүлөт. Ошентип, бул гипотетикалык келгиндер кимдир-бирөө алардын тынчын алып, кийлигишип, убара болгусу келгенине "ачуусу" болушу мүмкүн - ошондуктан алар өздөрүн обочолонтуп, тикенектерге жооп беришпейт жана эч ким менен эч нерсе болгусу келбейт. Ошондой эле ар бир цивилизацияны жок кылган «табигый жактан жаман» келгиндердин фантазиялары бар. Технологиялык жактан абдан өнүккөндөр башка цивилизациялардын алдыга секирип, алар үчүн коркунуч болушун каалабайт.

Космостогу жашоо биздин планетанын тарыхынан бизге белгилүү болгон ар кандай кырсыктарга дуушар болорун да эстен чыгарбоо керек. Кеп мөңгүлөр, жылдыздын катуу реакциялары, метеорлор, астероиддер же кометалар менен бомбалоо, башка планеталар менен кагылышуу, ал тургай радиация жөнүндө болуп жатат. Мындай окуялар бүтүндөй планетаны стерилизация кылбаса да, цивилизациянын акыры болушу мүмкүн.

Ошондой эле, кээ бирөөлөр биз ааламдагы биринчи цивилизациялардын бири экенибизди, эгер биринчи болбосок да, биз кийинчерээк пайда болгон азыраак өнүккөн цивилизациялар менен байланыш түзө ала тургандай эволюциялаша элекпизди жокко чыгарышпайт. Эгер ушундай болгон болсо, анда Жерден тышкаркы мейкиндикте акылдуу жандыктарды издөө маселеси дагы эле чечилбей калмак. Анын үстүнө гипотетикалык “жаш” цивилизация аны менен алыстан байланыша алуу үчүн бизден бир нече ондогон жылдарга гана жаш болушу мүмкүн эмес.

Терезе да алдында өтө чоң эмес. Миң жылдык цивилизациянын технологиясы жана билими крест жортуулдарынан келген адам үчүн бүгүнкүдөй түшүнүксүз болушу мүмкүн. алда канча өнүккөн цивилизациялар биздин дүйнө жол боюндагы кумурсканын уюгундагы кумурскаларга окшош болмок.

Спекуляциялык деп аталган Кардашево шкаласыанын милдети цивилизациянын гипотетикалык деңгээлин алар керектеген энергиянын көлөмүнө жараша квалификациялоо болуп саналат. Анын айтымында, биз али цивилизация боло элекпиз. I түрү, башкача айтканда, өз планетасынын энергетикалык ресурстарын пайдалануу жөндөмүн өздөштүргөн бир. Цивилизация II түрү жылдызды курчап турган бүт энергияны колдоно алат, мисалы, «Дайсон сферасы» деп аталган түзүлүштү колдонуу. Цивилизация III түрү Бул божомолдорго ылайык, ал галактиканын бардык энергиясын өзүнө алат. Бирок, бул концепция бүтпөгөн I даражадагы цивилизациянын бир бөлүгү катары түзүлгөнүн эстен чыгарбоо керек, ал жакынкы убакка чейин анын жылдызынын айланасында Дайсон сферасын куруу үчүн II типтеги цивилизация катары жаңылыш түрдө сүрөттөлгөн (жылдыз жарыгынын аномалиялары). KIK 8462852).

Эгерде II, андан да III типтеги цивилизация болгондо, биз аны сөзсүз көрүп, биз менен байланышка чыкмакпыз - кээ бирибиз ушинтип ойлойбуз, андан ары биз мындай өнүккөн келгиндерди көрбөйбүз же башка жол менен тааныбайбыз деп талашып жатышат. жөн эле жок.. Ферми парадоксун түшүндүрүүнүн дагы бир мектеби, бирок, бул деңгээлдеги цивилизациялар биз үчүн көрүнбөйт жана таанылбайт деп айтылат - космостук зоопарктын гипотезасына ылайык, алар мындай өнүкпөгөн жандыктарга көңүл бурушпайт.

Сыноодон кийинби же ага чейинби?

Жогорку өнүккөн цивилизациялар жөнүндө ой жүгүртүүдөн тышкары, Ферми парадоксу кээде түшүнүктөр менен түшүндүрүлөт цивилизациянын өнүгүшүндөгү эволюциялык фильтрлер. Алардын айтымында, эволюция процессинде жашоо үчүн мүмкүн эмес же өтө күмөндүү көрүнгөн этап бар. деп аталат Сонун чыпка, бул планетадагы жашоонун тарыхындагы эң чоң ачылыш.

Биздин адамдык тажрыйбабызга келсек, биз чоң фильтрациянын артында, алдыда же ортосунда экенибизди так билбейбиз. Эгерде биз бул фильтрди жеңе алсак, анда ал белгилүү мейкиндиктеги жашоо формаларынын көбү үчүн өтө алгыс тоскоолдук болуп калышы мүмкүн жана биз уникалдуубуз. Фильтрация эң башынан эле, мисалы, прокариоттук клетканын татаал эукариоттук клеткага айланышы учурунда болушу мүмкүн. Эгер ушундай болсо, космосто жашоо кадимкидей эле, бирок ядросу жок клеткалар түрүндө болушу мүмкүн. Балким, биз Улуу Фильтрден биринчилерден болуп өткөнбүзбү? Бул бизди жогоруда айтылган көйгөйгө, тактап айтканда, алыстан баарлашуунун кыйынчылыгына алып келет.

Дагы бир вариант бар, өнүгүүдө бурулуш али алдыда. Анда эч кандай ийгиликке кеп болгон эмес.

Мунун баары өтө спекулятивдүү ойлор. Кээ бир илимпоздор келгин сигналдардын жоктугу үчүн жөнөкөй түшүндүрмөлөрдү сунуш. New Horizons уюмунун башкы окумуштуусу Алан Стерн парадоксту жөн эле чечсе болот дейт. калың муз кабыгыбашка асман телолорунун океандарды курчап турган. Изилдөөчү мындай корутундуну Күн системасындагы акыркы ачылыштардын негизинде жасайт: суюк суу океандары көптөгөн айлардын кабыктарынын астында жатат. Кээ бир учурларда (Европа, Энцелада) суу таштак топуракка тийип, ал жерде гидротермдик активдүүлүк катталат. Бул жашоонун пайда болушуна салым кошуу керек.

Калың муз кабыгы жашоону космостогу кас кубулуштардан коргой алат. Биз бул жерде, башка нерселер менен катар, күчтүү жылдыздар, астероиддердин таасири же газ гигантына жакын радиация менен сүйлөшүп жатабыз. Башка жагынан алып караганда, ал гипотетикалык акылдуу жашоо үчүн да жеңүү кыйын болгон өнүгүүгө тоскоол болушу мүмкүн. Мындай суу цивилизациялары калың муз кыртышынан башка эч кандай мейкиндикти такыр билбеши мүмкүн. Анын чегинен жана суу чөйрөсүнөн чыгууну кыялдануу да кыйын - бул биз үчүн, жердин атмосферасынан башка космос мейкиндиги да анча достук эмес жер болгон биз үчүн алда канча кыйын болмок.

Биз жашоону же жашоого ылайыктуу жерди издеп жатабызбы?

Кандай болгон күндө да биз, жердештер, биз чындап эмне издеп жатканыбыз жөнүндө да ойлонушубуз керек: жашоонун өзү же биздикиндей жашоого ылайыктуу жер. Биз эч ким менен космостук согушту каалабайбыз деп ойлосок, бул эки башка нерсе. Жашоого жөндөмдүү, бирок өнүккөн цивилизациясы жок планеталар колонизациянын потенциалдуу аймактары болуп калышы мүмкүн. Ал эми мындай келечектүү жерлерди биз барган сайын көп табабыз. Биз планетанын орбита деп аталган нерседе экенин аныктоо үчүн байкоо куралдарын колдоно алабыз. жылдыздын айланасындагы жашоо зонасыташтакпы жана суюк сууга ылайыктуу температурадабы. Жакында биз ал жерде чындап эле суу бар же жок экенин аныктап, атмосферанын курамын аныктай алабыз.

Жылдыздардын айланасындагы жашоо зонасы алардын чоңдугуна жана Жерге окшош экзопланеталардын мисалдарына жараша (горизонталдык координат – жылдыздан алыстык (JA); вертикалдык координат – жылдыз массасы (күнгө салыштырмалуу)).

Өткөн жылы дүйнө жүзү боюнча ESO HARPS аспабы жана бир катар телескоптор аркылуу илимпоздор LHS 1140b экзопланетасын жашоого эң белгилүү талапкер катары табышкан. Ал Жерден 1140 жарык жылы алыстыкта ​​жайгашкан кызыл эргежээл LHS 18 айланасында айланат. Астрономдор планетанын жашы кеминде беш миллиард жыл деп эсептешет. Алар анын диаметри дээрлик 1,4 1140 деген жыйынтыкка келишкен. км - бул Жерден XNUMX эсе чоң. LHS XNUMX б массасынын жана тыгыздыгынын изилдөөлөрү, бул, кыязы, тыгыз темир өзөгү бар рок деген тыянакка келишти. Тааныш угулат?

Бир аз мурун, бир жылдыздын айланасында Жерге окшош жети планетанын системасы белгилүү болгон. TRAPPIST-1. Алар кабыл алуучу жылдызга чейинки аралыкка жараша "b" жана "h" чейин белгиленет. Окумуштуулар жүргүзгөн жана Nature Astronomy журналынын январь айындагы санында жарыяланган анализдер жер бетинин орточо температурасынан, суунун орточо жылышынан жана парниктик эффектке алып келбеген радиациялык агымдын жетишерлик төмөндүгүнөн улам жашоого жарамдуу планеталар үчүн эң мыкты талапкерлер деп эсептейт. "объекттер" жана "e". Биринчиси бүт суу океанын камтышы мүмкүн.

TRAPPIST-1 системасынын планеталары

Ошентип, жашоого ыңгайлуу шарттарды табуу биздин колубуздан келет окшойт. Жашоонун өзүн алыстан аныктоо, ал дагы деле салыштырмалуу жөнөкөй жана электромагниттик толкундарды чыгарбайт, бул таптакыр башка окуя. Анткен менен Вашингтон университетинин окумуштуулары көптөн бери сунуш кылынган көп сандагы издөөнү толуктаган жаңы ыкманы сунушташты. планетанын атмосферасында кычкылтек. Кычкылтек идеясынын жакшы жери – бул жашоосуз көп сандагы кычкылтекти өндүрүү кыйын, бирок бардык тиричилик кычкылтек чыгарабы белгисиз.

"Кычкылтек өндүрүүнүн биохимиясы татаал жана сейрек кездешүүчү нерсе", - деп түшүндүрөт Вашингтон университетинен Жошуа Криссансен-Тоттон Science Advances журналында. Жердеги жашоонун тарыхын талдоо менен газдардын аралашмасын аныктоого мүмкүн болду, алардын болушу кычкылтек сыяктуу эле жашоонун бар экендигин көрсөтөт. жөнүндө сөз кылып жатып метан менен көмүр кычкыл газынын аралашмасы, көмүртек кычкылы жок. Эмне үчүн акыркысы жок? Чындыгында, эки молекуладагы көмүртек атомдору ар кандай кычкылдануу даражасын көрсөтөт. Реакциянын негизинде көмүртек кычкылы пайда болмоюнча биологиялык эмес процесстер аркылуу кычкылдануунун тиешелүү деңгээлин алуу өтө кыйын. Эгерде, мисалы, метан жана CO булагы₂ атмосферада вулкандар бар, алар сөзсүз түрдө көмүртек кычкылы менен коштолот. Мындан тышкары, бул газ микроорганизмдер тарабынан тез жана оңой сиңет. Ал атмосферада бар болгондуктан, жашоонун бар экенин жокко чыгаруу керек.

2019-жылы NASA ишке киргизүүнү пландаштырууда Джеймс Уэбб космостук телескобубул планеталардын атмосферасын көмүр кычкыл газы, метан, суу жана кычкылтек сыяктуу оор газдардын бар экендигин дагы так изилдей алат.

Биринчи экзопланета 90-жылдары ачылган. Ошондон бери биз 4дөй системада дээрлик 2800. экзопланетаны тастыктадык, анын ичинде жыйырмага жакыны жашоого жарактуу болуп көрүнгөн. Бул ааламдарды байкоо үчүн жакшыраак инструменттерди иштеп чыгуу менен, биз ал жердеги шарттар жөнүндө көбүрөөк негизделген божомолдорду жасай алабыз. Анан эмне болорун көрүш керек.