Парадокс Фермі

З пляцоўкі Вікіпедыя
Jump to navigation Jump to search
Назіранні з выкарыстаннем радыётэлескопаў іграюць значную ролю ў даследаваннях парадоксу Фермі.

Парадо́кс Фе́рмі — адсутнасць бачных слядоў дзейнасці іншапланетных цывілізацый, якія мусілі б рассяліцца па ўсім Сусвеце за мільярды гадоў свайго развіцця. Парадокс быў сфармуляваны фізікам Энрыка Фермі, які падверг сумненню магчымасць адкрыцця пазаземных цывілізацый, і звязаны са спробай адказаць на адно з важнейшых пытанняў усіх часоў: «Ці з'яўляецца чалавецтва адзінай тэхналагічна развітай цывілізацыяй Сусвету?». Спробай адказу на гэта пытанне служыць ураўненне Дрэйка, якое ацэньвае колькасць магчымых для кантакту пазаземных цывілізацый. Яно дае, пры пэўных выбарах вядомых параметраў, даволі высокую ацэнку шансаў на такую сустрэчу. На падобныя высновы Фермі адказаў, што, калі ў нашай галактыцы мусіць існаваць мноства развітых цывілізацый, тады «Дзе яны? Чаму мы не назіраем ніякіх слядоў разумнага пазаземнага жыцця, такіх, напрыклад, як зонды, касмічныя караблі ці радыёперадачы?». Дапушчэнні ў аснове парадоксу Фермі часта называюць Прынцыпам Фермі.

Парадокс можна сфармуляваць так: З аднаго боку, высоўваюцца шматлікія аргументы пра тое, што ў Сусвеце мусіць існаваць значная колькасць тэхналагічна развітых цывілізацый. З другога боку, няма назіранняў, якія б гэта пацвярджалі. Сітуацыя парадаксальная і прыводзіць да высновы, што або нашае разуменне прыроды, або нашыя назіранні няпоўныя і памылковыя. Як сказаў Энрыка Фермі: «Ну і дзе яны ў такім выпадку?»

Рознымі аўтарамі прапанавана вялікая колькасць тэарэтычных рашэнняў, ці тлумачэнняў парадоксу Фермі. Спектр гэтых гіпотэз вельмі шырокі: ад сцвярджэння пра ўнікальнасць Зямлі як населенай планеты або немагчымасці адрозніць штучныя сігналы ад натуральных і да «гіпотэзы заапарка».

Гісторыя[правіць | правіць зыходнік]

Дыскусія летам 1950 года[правіць | правіць зыходнік]

Напярэдадні 2-й сусветнай вайны Энрыка Фермі эміграваў у ЗША. Разам са сваёй сям'ёй 2 студзеня 1939 года прыехаў у Нью-Ёрк, дзе і пасяліўся. Спачатку пачаў выкладаць у Калумбійскім універсітэце разам са сваім калегам Леа Сілардам, пасля яны працавалі ў Чыкагскім універсітэце над праектам Чыкагскага клада дроў, першага ядзернага рэактара. Першую кіраваную ланцуговую ядзерную рэакцыю яны правялі 2 снежня 1942 года. Пасля гэтага Фермі пачаў удзельнічаць у Манхэтэнскім праекце і працаваў у Лос-Аламаскай нацыянальнай лабараторыі, дзе прабыў да канца вайны. Пасля, у 1945 годзе, як узнагароду за працу над атамнай бомбай ён атрымаў амерыканскае грамадзянства.[1][2]

Славутае пытанне: «Ці з'яўляемся мы адзінай разумнай і тэхналагічна развітай цывілізацыяй Сусвету?», — Фермі задаў летам 1950 года, у кафетэрыі Лос-Аламаскай лабараторыі, у размове з трыма сваімі калегамі. Дакладны змест размовы па-рознаму апісваюць ва ўспамінах яе сведкі. Размова паміж Фермі і трыма яго калегамі — Эдвардам Тэлерам, Эмілем Канапінскі і Гербертам Ёркам — не прызначалася для запісу. Паводле Карла Сагана, сам факт размовы быў прыдуманы[3], але расследаванне Эрыка Мю Джонса ў 1985 годзе[4] сведчыць, што размова мела месца. Сведчанні трох навукоўцаў яе ўдзельнікаў, а таксама тых хто быў побач, з'яўляюцца адзінай крыніцай інфармацыі пра размову. Сам Фермі, мусіць, не выказваўся наконт гэтага. Джонс аднавіў абставіны той сустрэчы, звязаўся па пошце з калегамі Фермі, а таксама з тымі, хто мог прысутнічаць на той момант у «Ложы Фалера» (Fuller Loge), кафетэрыі персаналу лабараторыі, дзе адбывалася размова. Найбольш надзейнымі сведчаннямі з'яўляюцца паказанні Ханса Марка, хоць той непасрэдна і не ўдзельнічаў у размове[4]. Герберт Ёрк адзначыў, што размова адбылася летам 1950 года, прынамсі, пасля публікацыі малюнка Алана Д'юна 20 мая 1950 года[5][6].

Эміль Канапінскі ў перапісцы з Джонам здолеў вельмі дакладна ўспомніць размову, якая ў асноўным была прысвечана іншапланецянам. Італьянскі фізік тады гаварыў пра карыкатуру, апублікаваную ў часопісе «The New Yorker» 20 мая 1950 года. Яе аўтар, Алан Д'юн[en], каб растлумачыць таямнічае выкраданне аб'ектаў, падобных да карзін для смецця, у Нью-Ёрке напярэдадні размовы, намаляваў іншапланецян на сваёй планеце, якія выносілі з лятаючай талеркі зямныя урны для смецця. Гэта стала штуршком да захапляльнай размовы паміж сядзячымі за сталом мужчынамі пра магчымасць існавання пазаземнага жыцця і доказаў гэтага[7]. Канапінскі дадаў, што з гэтага малюнка размова перайшла да больш сур'ёзнай тэмы[4][8] — на факт, што мы не назіраем аніякіх слядоў, ані візуальных, ані радыё. Фермі запытаў: «Калі іншапланецяне існуюць, дзе ж яны?», — Канапінскі ўспамінаў, што яго пытанне прагучаў хутчэй за ўсё так: «Вы не задумваліся над тым, дзе ўсе?»[9]. Паводле Фермі магло быць тры віды доказаў — наяўнасць зондаў, караблёў і радыёперадач, але нічога з гэтага чалавецтва не выявіла. Паводле Мішэля Мішо, у той момант Фермі прапанаваў раннюю нефармальную версію славутага ўраўнення, сфармуляванага больш ясна Фрэнкам Дональдам Дрэйкам праз некалькі гадоў[10].

Гіпотэза ўнікальнай Зямлі[правіць | правіць зыходнік]

Адна з сучасных гіпотэз, названая гіпотэзай унікальнай Зямлі, сцвярджае, што шматклетачнае жыццё можа быць надзвычай рэдкім з-за магчымай выключнасці і рэдкасці планет зямнога тыпу. У ёй сцвярджаецца пра шэраг неверагодных супадзенняў, якія зрабілі магчымым узнікненне складаных формаў жыцця на Зямлі. Некалькі прыкладаў такіх супадзенняў прыведзена ніжэй.

У спіральных вітках галактыкі шмат звышновых зорак, радыяцыя якіх, як лічыцца, робіць вышэйшыя формы жыцця немагчымымі. Наша Сонечная сістэма знаходзіцца на асаблівай арбіце ўнутры Млечнага Шляху — амаль ідэальнай акружнасці такога радыусу, таму рухаецца амаль з той жа хуткасцю, што і гравітацыйныя хвалі, які фарміруюць спіральныя віткі. Зямля знаходзілася паміж спіральнымі віткамі галактыкі на працягу сотняў мільярдаў гадоў, або больш за трыццаць галактычных абаротаў, гэта значыць практычна ўвесь той час калі на Зямлі існавалі вышэйшыя формы жыцця.

Другі неабходны элемент — Месяц. Папулярная гіпотэза гіганцкага сутыкнення сцвярджае, што ён сфарміраваўся ў выніку рэдкага сутыкнення маладой Зямлі з планетай, памерам з Марс прыкладна 4,45 мільярдаў гадоў таму. Сутыкненне мусіла адбыцца пад пэўным вуглом — прамы вугал знішчыў бы Зямлю, пры больш пакатым вугле іншая планета зрыкашэціла б ад Зямлі. Прылівы, выкліканыя Месяцам, стабілізавалі зямную вось, без уплыву Месяца яе ваганні (прэцэсія) былі б большымі і прычыніліся б да значных змен клімату, якія маглі знішчыць жыццё на Зямлі. Месячныя прылівы верагодна разагрэлі зямное ядро, якое мусіць быць расплаўленым, каб генерыраваць магнітнае поле, якое істотна аслабляе ўплыў сонечнага ветру.

Прыхільнікі процілеглага пункту гледжання настойваюць, што патрабаванне наяўнасці зямных умоў для існавання жыцця сведчыць пра вузкае бачанне прыроды, бо выключае разгляд форм жыцця, якія прынцыпова адрозніваюцца ад зямных (гл. вугляродны шавінізм).

Ураўненне Дрэйка[правіць | правіць зыходнік]

Тыя, хто верыць у прапанаваныя доктарам Карлам Саганам больш аптымістычныя ацэнкі параметраў ураўнення Дрэйка, сцвярджаюць, што разумнае жыццё з'яўляецца распаўсюджанай з'явай у Сусвеце. Некаторыя з іх лічаць, што прыняўшы абгрунтаваныя, на іх меркаванне, параметры ўраўнення Дрэйка, можна прыйсці да высновы, што наяўнасць вялікай колькасці пазаземных цывілізацый не толькі магчыма, але «практычна гарантавана». Аднак, прыхільнікі прынцыпу Фермі, з-за адсутнасці доказаў на карысць адваротнага, лічаць чалавецтва адзіная тэхналагічна развітай цывілізацыяй прынамсі ў нашай частцы Млечнага Шляху.

Іншым тлумачэннем адсутнасці сігналаў з'яўляецца здагадка, што цывілізацыя робіцца тэхналагічна развітай адначасова з магчымасцю самазнішчэння — напрыклад ядзернай вайны або экалагічнай катастрофы. Такім чынам, цывілізацыя мае вельмі мала часу, каб яе заўважылі, ці не мае яго наогул.

Наяўныя дадзеныя[правіць | правіць зыходнік]

Наша Сонечная сістэма, калі назіраць яе з адлегласці ў некалькі дзясяткаў светлавых гадоў, вельмі незвычайная сістэма з-за вялізнага ўзроўню радыёвыпраменьвання (створанага радыёстанцыямі) каля нічым непрыкметнай зоркі. Можна дапусціць, што падобнае выпраменьванне ад суседняй зоркі было б адразу вызначана як незвычайнае таксама намі. З іншага боку, чым далей знаходзіцца зорка, тым больш састарэлыя звесткі пра яе мы маем. Так, напрыклад, на адлегласці ў 150 светлавых гадоў радыёперадачы з Зямлі будуць прынцыпова нявыяўляльнымі, бо бесправадная сувязь вядома на зямлі з 1895 года, і як вынік — першыя радыёперадачы яшчэ не прайшлі такую адлегласць.

Дадзеныя радыё- і візуальных назіранняў збіраліся на працягу некалькіх дзесяцігоддзяў у межах праекта «Озма» SETI і іншых праектаў, якія мелі мэтай пошук планет за межамі Сонечнай сістэмы. Дагэтуль не было знойдзена ніводнай зоркі сонечнага тыпу, якая б дэманстравала незвычайна інтэнсіўнае выпраменьванне, што, верагодна, сведчыць пра тое, што мы з'яўляемся адзіным біялагічным відам, які выкарыстоўвае радыёхвалі ў нашай частцы галактыкі.[11] Да таго ж большасць планет, якія выяўлены за межамі Сонечнай сістэмы, верагодна, характарызуюцца занадта суровымі ўмовамі для эвалюцыі развітых формаў жыцця.

Прыхільнікі тэорый пра наяўнасць пазаземнага жыцця прыводзяць наступныя тлумачэнні гэтым фактам:

  • Іншыя разумныя віды могуць выкарыстоўваць накіраваныя прылады сувязі — напрыклад, лазеры.[12] Магчыма яны выкарыстоўваюць для сувязі нейтрына, ці іншыя, пакуль невядомыя нам часціцы.
  • Знайсці планеты з нестабільнымі арбітамі лягчэй. З-за гэтага ў назіральніка складваецца ўражанне, што большасць планет маюць менавіта нестабільныя арбіты, пры якіх жыццё немагчыма. У выніку гэтага недаацэньваюць колькасць прыдатных для жыцця планет.
  • Разумныя віды значна апярэдзілі нас у развіцці. Мяркуецца, што ўсе раней узніклыя віды маглі ўжо прайсці этап тэхналагічнай сінгулярнасці, зрабіўшыся настолькі магутнымі, што мы не здольныя адрозніць іх дзейнасці ад прыродных з'яў.[13]
  • Яшчэ адным цікавым фактам з'яўляецца тое, што ў сувязі з развіццём оптавалаконных сістэм сувязі, і з пераходам на маламагутныя сотавыя сістэмы сувязі, радыёвыпраменьванне Зямлі пачало памяншацца, такім чынам, актыўны перыяд «свячэння» Зямлі ў радыёдыяпазоне склаў няшмат больш за 100 гадоў, што з'яўляецца вельмі малым тэрмінам у параўнанні з працягласцю існавання цывілізацыі, і дае дадатковы аргумент прыхільнікам існавання пазаземнага разумнага жыцця.

Аргументацыя адносна сцвярджэнняў прынцыпу Фермі[правіць | правіць зыходнік]

Адсутнасць радыёперадач з космасу[правіць | правіць зыходнік]

Графічная выява паслання Арэсіба — першай спробы чалавецтва ўстанавіць сувязь з пазаземнымі цывілізацыямі.

Прыхільнікі прынцыпу Фермі сцвярджаюць, што пры наяўнасці дастатковага часу на развіццё, інтэнсіўнасць радыёперадач кожнай досыць развітай цывілізацыі з цягам часу перавысіць выпраменьванне яе зоркі ў гэтым дыяпазоне. Радыёхвалі з'яўляюцца простым і танным спосабам сувязі, таму можна чакаць, што кожная тэхналагічна развітая цывілізацыя выкарыстоўвае хоць бы частку гэтага спектру падчас свайго развіцця.

Калі ўсе цывілізацыі ў Сусвеце вядуць сябе падобна да зямной цывілізацыі, дзе на пошукі міжзорных пасланняў выдаткавана ў сотні разоў болей часу, чым на перадачу сваіх уласных радыёпасланняў, то тлумачэнне маўчання Сусвету трывіяльна — «усе шукаюць, але ніхто не выпраменьвае» — падобнае тлумачэнне складае сутнасць парадоксу SETI[14].

Апаненты, аднак, гавораць пра адсутнасць прылад для апрацоўкі ўсіх сігналаў, як пра магчымую прычыну адсутнасці разумных сігналаў. Напрыклад, галоўны астраном з інстытута SETI Сэт Шостак[en] сцвярджае, што ў галактыцы можа існаваць вялікая колькасць радыёперадатчыкаў ад сотняў мільярдаў зорак, але каб выявіць і апрацаваць усе сігналы, спатрэбяцца вялікія вылічальныя магутнасці, на бягучы момант недаступныя чалавеку[15]. Акрамя таго, паводле іх меркавання, пазаземныя цывілізацыі ці іншапланецяне могуць проста карыстацца іншымі спосабы сувязі, або з нейкіх прычын утойваць сам факт радыёперадач. Іх апаненты тым жа часам указваюць, што гэта можа сапраўды быць так, але толькі ў тым выпадку, калі існуе або існавала вельмі невялікая колькасць цывілізацый, і калі б іх было столькі, колькі прагназавалі Саган і Дрэйк, то нават пры ўмове, што толькі частка з іх карыстаецца радыё падчас свайго развіцця, гэта было б дастаткова, каб прыкметна ўплыць на радыёспектр часткі зорак.

Заява пра адсутнасць інструментаў для апрацоўкі ўсіх сігналаў, як пра магчымую прычыну адсутнасці разумных сігналаў, таксама прыдатна для ўспрымання чалавека, як біялагічнай істоты. Бо ў аснове апарата ўспрымання ляжыць інтэрпрэтацыя сігналаў ад рэцэптараў праз нейронную сетку, вядома яе асаблівасць — немагчымасць распазнавання вобразу без навучання. Гэта значыць для распазнавання слядоў пазаземных цывілізацый, трэба, каб на іх паказалі і абвясцілі слядамі іншапланетных цывілізацый. Але, гэтая ідэя супярэчыць прынцыпу Попера і абвергнута навукай, у прыватнасці, калі вобраз ужо мае ўстойлівае супастаўленне з традыцыйнай культурай. Таму, пэўную цікавасць маюць знаходкі, тэхналагічныя асаблівасці якіх не адпавядаюць афіцыйнай гісторыі.

Антропны прынцып[правіць | правіць зыходнік]

Падобна да гіпотэзы ўнікальнай Зямлі антропны прынцып сцвярджае, што Сусвет «тонка наладжаны» на вядомую нам форму жыцця. Ён сцвярджае, што раз жыццё на Зямлі было б немагчыма, калі нейкі з шматлікіх параметраў фізічнага Сусвету быў нават у нязначнай ступені зменены, то падобна да таго, што людзі маюць перавагу над кожнай іншай формай разумнага жыцця, робячы дапушчэнне пра тое, што людзі — адзіны разумны від, верагодным. Яшчэ больш пераканаўчымі з'яўляецца шэраг кніг Стывена Хокінга, апублікаваных у 2004 годзе, дзе сцвярджаецца, што верагоднасць узнікнення ў выніку Вялікага выбуху сусвет таго ж тыпу, які мы назіраем сёння, складае 98 %.

Крытыкі пярэчаць гэтаму, абвяшчаюць гэта сцвярджэнне таўталогіяй — у змененым Сусвеце жыццё ў вядомай нам форме, магчыма, не існавала б, але магло б існаваць у іншай форме.

Унёсак Фрымена Дайсана[правіць | правіць зыходнік]

Доктар Фрымен Дайсан папулярызаваў канцэпцыю Сферы Дайсана — абалонкі вакол зоркі, якая можа быць створана развітай цывілізацыяй, якая імкнецца максімальна поўна выкарыстаць энергію яе выпраменьвання. Падрабязная будова абалонкі не ўдакладнялася, былі прапанаваны розныя варыянты яе канструкцыі. Такая сфера паглынула б большую частку бачнага дыяпазону зоркі і выпраменьвала б дакладна вызначаны спектр чорнага цела з верагодным максімумам у інфрачырвоным дыяпазоне і адсутнымі моцнымі спектральнымі лініямі, уласцівымі распаленай плазме. Ён прапанаваў астраномам шукаць незвычайна афарбаваныя зоркі, наяўнасць якіх, як ён думаў, можа быць вытлумачана толькі існаваннем высокаразвітай цывілізацыі. На сённяшні дзень не ўдалося выявіць аніводнай зоркі з названымі характарыстыкамі.

Асобныя прыхільнікі прынцыпу Фермі таксама сцвярджаюць, што высокаразвітая цывілізацыя мусіць імкнуцца максімальна поўна выкарыстаць энергію зоркі, змяняючы яе электрамагнітную структуру.

Доктар Дайсан таксама прапанаваў тып прылады, якая, як ён думаў, з вялікай верагоднасцю мусіць з'явіцца на працягу развіцця кожнай высокаразвітай цывілізацыі, і адсутнасць якой, верагодна, пацвярджае прынцып Фермі. Ён казаў, што на яго думку, у бліжэйшы час будзе магчыма пабудаваць касмічны апарат для пошуку пазаземнага жыцця, крыніцай сілкавання для якога стала б навакольнае асяроддзе, і які быў бы здольны пасля прыбыцця ў іншую сістэму пабудаваць значную колькасць сваіх копій для пашырэння вобласці пошуку. Колькасць такіх пошукавых апаратаў павялічвалася б у геаметрычнай прагрэсіі, бо кожны з новапабудаваных апаратаў пасля прыбыцця на месца прызначэння зноў будаваў бы свае копіі, што дазволіла б ахапіць пошукам значную частку галактыкі, нават з улікам абмежаванняў хуткасці палёту. Нават за абмежаваны час да мільярда гадоў, копіі такога апарата былі б ужо на ўсіх планетах галактыкі, чаго не назіраецца.

Іншапланетная каланізацыя[правіць | правіць зыходнік]

Прыхільнікі прынцыпу Фермі таксама адзначаюць, што з вядомага нам пра здольнасць жыцця на нашай планеце распаўсюджвацца нават у вобласці з экстрэмальнымі ўмовамі і абмежаванымі рэсурсамі, можна думаць, вынікае, што развітая пазаземная цывілізацыя амаль напэўна шукае новыя рэсурсы і пачне каланізацыю космасу. Некалькі аўтараў далі свае ацэнкі таго, колькі часу заняло б у такой цывілізацыі каланізаваць усю галактыку, іх ацэнкі вагаюцца паміж 5 і 50 мільёнамі гадоў[16] — адносна малы час для геалогіі.

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі[правіць | правіць зыходнік]

  1. Webb, 2002, pp. 8-9
  2. Finney, 1986, p. 298
  3. Sagan, 2000, p. 271
  4. 4,0 4,1 4,2 Jones, 1985, p. 1
  5. Jones, 1985, p. 3
  6. Webb, 2002, p. 18
  7. Webb, 2002, p. 17
  8. Finney}, 1986, p. 299
  9. Jones, 1985, p. 10
  10. Michaud, 2010, p. 165
  11. Варта адзначыць, што выключэннем з'яўляецца назіранне «Wow!»-сігналу, паходжанне якога, дакладна не выяўлена.
  12. Варта адзначыць, што інтэнсіўнасць радыёвыпраменьвання Зямлі ў апошні час памяншаецца з-за распаўсюджвання кабельнага і спадарожнікавага тэлебачання.
  13. Smart, John, «Answering the Fermi Paradox:Exploring the Mechanisms of Universal Transcension» б Journal of Evolution and Technology, June 2002.
  14. Zaitsev Alexander. The SETI Paradox
  15. Астроном убеждён, что инопланетяне будут найдены в течении 20 лет MEMBRANA.ру
  16. Where Are They?: Scientific American

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]