Bir dış gezegen keşif dalgasından sonra Fermi Paradoksu

Oklahoma Üniversitesi'nden astrofizikçilerden oluşan bir ekip, RX J1131-1231 galaksisinde, Samanyolu dışında bilinen ilk gezegen grubunu keşfetti. Yerçekimsel mikromercekleme teknikleri kullanılarak "izlenen" nesneler, Ay'dan Jüpiter benzerine kadar farklı kütlelere sahiptir. Bu keşif Fermi Paradoksunu daha da paradoksal hale getiriyor mu?

Bizim galaksimizde de hemen hemen aynı sayıda yıldız var (100-400 milyar), görünür Evren'de de hemen hemen aynı sayıda galaksi var - yani devasa Samanyolu'ndaki her yıldız için bütün bir galaksi var. Genel olarak, zaten 10 yıl²² 10 için²⁴ yıldızlar. Bilim adamlarının kaç yıldızın Güneşimize benzediği (yani boyut, sıcaklık, parlaklık açısından benzer) konusunda fikir birliğine varılamamıştır; tahminler %5 ile %20 arasında değişmektedir. İlk değeri alıp en küçük yıldız sayısını seçmek (10²²), Güneş gibi 500 trilyon veya bir milyar milyar yıldız elde ediyoruz.

PNAS'ın (Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri) araştırma ve tahminlerine göre, Evrendeki yıldızların en az %1'i yaşamı destekleyebilecek bir gezegenin yörüngesinde dönüyor - yani Dünya'ya benzer özelliklere sahip 100 milyar milyar gezegenden bahsediyoruz. Milyarlarca yıllık varoluştan sonra karasal gezegenlerin yalnızca %1'inde yaşam gelişeceğini ve bunların %1'inde akıllı formda yaşam geliştiğini varsayarsak, bu şu anlama gelir: bir bilardo gezegeni görünür evrendeki akıllı uygarlıklarla.

Sadece kendi galaksimizden bahsedersek ve Samanyolu'ndaki yıldız sayısını tam olarak (100 milyar) varsayarak hesaplamaları tekrarlarsak, galaksimizde muhtemelen en az bir milyar dünya benzeri gezegenin olduğu sonucuna varırız. ve 100 XNUMX. akıllı uygarlıklar!

Bazı astrofizikçiler, insanlığın teknolojik açıdan gelişmiş ilk tür olma ihtimalini 1'da 10 olarak tahmin ediyor.²²yani önemsiz kalıyor. Öte yandan Evren yaklaşık 13,8 milyar yıldır varlığını sürdürüyor. İlk birkaç milyar yılda uygarlıklar ortaya çıkmamış olsa bile, onların ortaya çıkmasından önce hâlâ uzun bir zaman vardı. Bu arada, eğer nihai tasfiyeden sonra Samanyolu'nda "sadece" bin medeniyet olsaydı ve bunlar yaklaşık olarak bizimki kadar uzun süre (şu ana kadar yaklaşık 10 yıl) var olmuş olsaydı, o zaman büyük olasılıkla çoktan ortadan kaybolmuş ve yok olmuş olacaklardı. veya biraz sonra bahsedeceğimiz seviyemizdeki gelişmelere erişilemeyen başkalarını toplamak.

"Aynı anda" var olan uygarlıkların bile iletişim kurmakta zorluk çektiğini unutmayın. Keşke sadece 10 bin ışıkyılı uzaklıkta olsalardı, bir soru sorup cevaplamaları 20 bin ışıkyılı alacaktı. yıllar. Dünyanın tarihine bakıldığında, böyle bir zaman diliminde uygarlığın ortaya çıkıp yüzeyden kaybolabileceği göz ardı edilemez...

Yalnızca bilinmeyenlerden denklem

Uzaylı bir uygarlığın gerçekten var olup olmadığını değerlendirmeye çalışırken, Frank Drake 60'larda, görevi galaksimizdeki akıllı ırkların varlığını "memanolojik olarak" belirlemek olan ünlü denklemi önerdi. Burada, yıllar önce bir hicivci ve radyo ve televizyonda "uygulamalı manoloji" üzerine "konferanslar" yazarı Jan Tadeusz Stanislawski tarafından icat edilen bir terimi kullanıyoruz çünkü kelime bu düşüncelere uygun görünüyor.

Göre Drake denklemi – N, insanlığın iletişim kurabileceği dünya dışı uygarlıkların sayısı aşağıdakilerin ürünüdür:

R_* – Galaksimizdeki yıldız oluşum oranı;

f_p – gezegenli yıldızların yüzdesi;

n_e – bir yıldızın yaşanabilir bölgesindeki, yani üzerinde yaşamın doğabileceği ortalama gezegen sayısı;

f_l – yaşanabilir bölgedeki yaşamın ortaya çıkacağı gezegenlerin yüzdesi;

f_i - üzerinde yaşamın zeka geliştireceği (yani medeniyet yaratacağı) yaşanılan gezegenlerin yüzdesi;

f_c – insanlıkla iletişim kurmak isteyen medeniyetlerin yüzdesi;

L bu tür uygarlıkların ortalama ömrüdür.

Gördüğünüz gibi denklem neredeyse tüm bilinmeyenlerden oluşuyor. Sonuçta ne bir medeniyetin ortalama varoluş süresini, ne de bizimle iletişime geçmek isteyenlerin yüzdesini bilmiyoruz. Bazı sonuçları "az ya da çok" denklemine yerleştirdiğimizde, galaksimizde bu türden yüzlerce, hatta binlerce uygarlığın olabileceği ortaya çıkıyor.

Drake denklemi ve yazarı

Nadir toprak ve kötü uzaylılar

Drake denkleminin bileşenleri yerine konservatif değerleri koysak bile, potansiyel olarak bizimkine benzer veya daha zeki binlerce medeniyet elde ederiz. Peki öyleyse neden bizimle iletişime geçmiyorlar? Bu sözde Fermi paradoksu. Pek çok "çözümü" ve açıklaması var, ancak teknolojinin mevcut durumu ve hatta yarım yüzyıl önceki durumu göz önüne alındığında, bunların hepsi tahminden ibaret ve körü körüne ateş ediyor.

Örneğin bu paradoks sıklıkla açıklanır. nadir toprak hipotezigezegenimizin her bakımdan eşsiz olduğunu. Basınç, sıcaklık, Güneş'ten uzaklık, eksenel eğim veya radyasyondan koruyan manyetik alan, yaşamın mümkün olduğu kadar uzun süre gelişip gelişebilmesi için seçilir.

Elbette ekosferde yaşanabilir gezegen adayları olabilecek daha fazla ötegezegen keşfediyoruz. Son zamanlarda en yakın yıldızımız Proxima Centauri'nin yakınında bulundular. Belki de benzerliklere rağmen, yabancı güneşlerin çevresinde keşfedilen "ikinci Dünyalar" gezegenimizle "tamamen aynı" değildir ve gururlu bir teknolojik uygarlık ancak böyle bir adaptasyonla ortaya çıkabilir? Belki. Ancak Dünya'ya baktığımızda bile yaşamın çok "uygunsuz" koşullarda bile varlığını sürdürdüğünü biliyoruz.

Elbette interneti işletmek ve kurmak ile Tesla'yı Mars'a göndermek arasında bir fark var. Uzayın herhangi bir yerinde, teknolojik bir uygarlık olmadan, tam olarak Dünya'ya benzeyen bir gezegen bulabilirsek, benzersizlik sorunu çözülebilir.

Fermi paradoksunu açıklarken bazen sözde kötü uzaylılar. Bu farklı şekillerde anlaşılmaktadır. Dolayısıyla bu varsayımsal uzaylılar, birisinin onları rahatsız etmek, müdahale etmek ve rahatsız etmek istemesine "öfkelenebilir"; böylece kendilerini izole ederler, dikenli sözlere yanıt vermezler ve kimseyle hiçbir şey yapmak istemezler. Ayrıca karşılaştıkları her medeniyeti yok eden "doğası gereği kötü" uzaylıların fantezileri de var. Teknolojik açıdan çok gelişmiş olanlar, diğer medeniyetlerin ileriye doğru bir adım atmasını ve kendilerine tehdit oluşturmasını istemezler.

Uzaydaki yaşamın, gezegenimizin tarihinden bildiğimiz çeşitli felaketlere maruz kaldığını da hatırlamakta fayda var. Buzullaşmadan, bir yıldızın şiddetli reaksiyonlarından, meteorların, asteroitlerin veya kuyruklu yıldızların bombardımanından, diğer gezegenlerle çarpışmalardan ve hatta radyasyondan bahsediyoruz. Bu tür olaylar tüm gezegeni kısırlaştırmasa bile medeniyetin sonu olabilir.

Bazıları için evrendeki ilk uygarlıklardan biri olmamız -ilk olmasa da- ve daha sonra ortaya çıkan daha az gelişmiş uygarlıklarla temas kurabilecek kadar gelişmemiş olmamız da mümkündür. Eğer durum böyle olsaydı, dünya dışı uzayda akıllı varlıkların aranması sorunu hala çözülemez olurdu. Dahası, varsayımsal "genç" uygarlığın, uzaktan iletişim kurabilmesi için bizden yalnızca birkaç on yıl daha genç olması mümkün değildir.

Pencere ön tarafta da çok büyük değil. Bin yıl önceki bir medeniyetin teknolojisi ve bilgisi, bugün Haçlı seferlerinden gelen bir adam için olduğu kadar bizim için de anlaşılmaz olabilir. Çok daha gelişmiş uygarlıklar, dünyamızı yol kenarındaki bir karınca yuvasındaki karıncalara benzetecektir.

Spekülatif sözde Kardashevo ölçeğiGörevi, tükettikleri enerji miktarına göre varsayımsal uygarlık düzeylerini nitelendirmektir. Ona göre henüz bir medeniyet bile değiliz i harfini yazyani kendi gezegeninin enerji kaynaklarını kullanma becerisinde ustalaşmış biri. Medeniyet tip II Örneğin "Dyson küresi" adı verilen bir yapıyı kullanarak bir yıldızı çevreleyen tüm enerjiden yararlanabiliyor. Medeniyet tip III Bu varsayımlara göre galaksinin tüm enerjisini yakalıyor. Bununla birlikte, bu konseptin, yakın zamana kadar oldukça hatalı bir şekilde, yıldızının etrafında bir Dyson küresi (yıldız ışığı anomalisi) inşa etmek için Tip II ilerlemesi arayan bir medeniyet olarak hayal edilen, tamamlanmamış bir Seviye I uygarlığının parçası olarak yaratıldığını unutmayın. KIK 8462852).

Tip II ve hatta III'te bir medeniyet olsaydı, onu kesinlikle görür ve bizimle temasa geçerdik - bazılarımız öyle düşünüyor, ayrıca bu tür gelişmiş uzaylıları görmediğimiz veya başka bir şekilde tanımadığımız için, onlar basitçe mevcut değiller. Ancak Fermi Paradoksunu açıklayan başka bir ekol, bu seviyelerdeki uygarlıkların bizim için görünmez ve tanınmaz olduğunu söylüyor; uzay hayvanat bahçesi hipotezine göre onların bu tür az gelişmiş yaratıklara dikkat etmediklerini söylemeye bile gerek yok.

Testlerden sonra mı yoksa önce mi?

Fermi paradoksu, oldukça gelişmiş uygarlıklarla ilgili tartışmaların yanı sıra bazen kavramlarla da açıklanmaktadır. uygarlığın gelişiminde evrimsel filtreler. Onlara göre evrim sürecinde, yaşam için imkansız veya çok uzak görünen bir aşama vardır. denir Büyük FiltreBu, gezegendeki yaşamın tarihindeki en büyük atılımdır.

İnsanlık deneyimimiz söz konusu olduğunda, büyük filtrelemenin arkasında mı, önünde mi, yoksa ortasında mı olduğumuzu kesin olarak bilmiyoruz. Eğer bu filtreyi aşmayı başarabilirsek, bilinen uzaydaki çoğu yaşam formuna karşı aşılamaz bir engel oluşturabiliriz ve biz eşsiziz. Filtrasyon en başından itibaren, örneğin prokaryotik bir hücrenin karmaşık bir ökaryotik hücreye dönüşümü sırasında gerçekleşebilir. Eğer böyle olsaydı uzaydaki yaşam oldukça sıradan olabilirdi, ama çekirdeksiz hücreler şeklinde olabilirdi. Belki de Büyük Filtreden geçen ilk kişiler bizizdir? Bu bizi daha önce bahsettiğimiz soruna, yani uzaktan iletişim kurmanın zorluğuna geri getiriyor.

Ayrıca kalkınmada bir atılımın hâlâ önümüzde olması ihtimali de var. O zaman herhangi bir başarıdan söz edilemezdi.

Bunların hepsi oldukça spekülatif düşünceler. Bazı bilim insanları uzaylı sinyallerinin olmayışına ilişkin daha sıradan açıklamalar sunuyor. New Horizons'un baş bilim insanı Alan Stern, paradoksun basit bir çözümü olabileceğini söylüyor. kalın buz kabuğudiğer gök cisimlerindeki okyanusları çevreleyen. Araştırmacı, güneş sistemindeki son keşiflere dayanarak bu sonuca varıyor: Birçok ayın kabuğunun altında sıvı su okyanusları yatıyor. Bazı durumlarda (Avrupa, Enceladus) su kayalık toprakla temas eder ve burada hidrotermal aktivite kaydedilir. Bu yaşamın ortaya çıkmasına katkıda bulunmalıdır.

Kalın bir buz kabuğu, yaşamı uzaydaki düşmanca olaylardan koruyabilir. Burada, diğer şeylerin yanı sıra, güçlü yıldız patlamalarından, asteroit çarpmalarından veya bir gaz devinin yakınındaki radyasyondan bahsediyoruz. Öte yandan, gelişime yönelik, varsayımsal zeki yaşam için bile aşılması zor bir engeli temsil edebilir. Bu tür su uygarlıkları, kalın buz kabuğunun ötesinde herhangi bir alanı bile bilmiyor olabilir. Kendi sınırlarının ve su ortamının ötesine geçmeyi hayal etmek bile zor - bu, dünya atmosferi dışında uzayın da pek dostane bir yer olmadığı bizim için çok daha zor olurdu.

Yaşam mı arıyoruz, yoksa yaşamak için uygun bir yer mi?

Her halükarda biz dünyalılar gerçekte ne aradığımızı da düşünmeliyiz: hayat mı, yoksa bizimki gibi hayata uygun bir yer mi? Kimseyle uzay savaşı yapmak istemediğimizi varsayarsak bunlar iki farklı şeydir. Yaşayabilir ancak ileri medeniyetlere sahip olmayan gezegenler potansiyel kolonizasyon alanları haline gelebilir. Ve giderek daha fazla umut verici yer buluyoruz. Bir gezegenin yörünge adı verilen bir yörüngede dönüp dönmediğini belirlemek için gözlem araçlarını zaten kullanabiliyoruz. bir yıldızın etrafındaki yaşam bölgesikayalık ve sıvı suya uygun sıcaklıkta olup olmadığı. Yakında orada gerçekten su olup olmadığını keşfedebileceğiz ve atmosferin bileşimini belirleyebileceğiz.

Boyutlarına ve Dünya benzeri ötegezegen örneklerine bağlı olarak yıldızların etrafındaki yaşam bölgesi (yatay koordinat - yıldızdan uzaklık (JA); dikey koordinat - yıldızın kütlesi (Güneş'e göre)).

Geçtiğimiz yıl bilim insanları, ESO'nun HARPS aygıtını ve dünya genelindeki bir dizi teleskopu kullanarak, yaşam için en iyi bilinen aday olan ötegezegen LHS 1140b'yi keşfettiler. Dünya'dan kırk ışıkyılı uzaklıktaki kırmızı cüce yıldız LHS 1140'ın yörüngesinde dönüyor. Gökbilimciler gezegenin en az beş milyar yaşında olduğunu tahmin ediyor. Çapının neredeyse 18 1,4 olduğu sonucuna vardılar. km - Dünya'dan 1140 kat daha büyük. LHS b'nin kütlesi ve yoğunluğu üzerine yapılan çalışmalar, bunun muhtemelen yoğun demir çekirdekli bir kaya olduğu sonucuna varmıştır. Tanıdık geliyor?

Biraz önce, bir yıldızın etrafında Dünya'ya benzeyen yedi gezegenden oluşan bir sistem meşhur oldu. TRAPPIST-1. Ev sahibi yıldızdan uzaklık sırasına göre "b" ile "h" arasındaki harflerle gösterilirler. Bilim insanları tarafından yürütülen ve Nature Astronomy'nin Ocak sayısında yayınlanan analizler, ılımlı yüzey sıcaklıkları, orta düzeyde gelgit ısınması ve sera etkisine yol açmayacak kadar düşük radyasyon akışı nedeniyle yaşanabilir gezegenler için en iyi adayların "d" cisimleri olduğunu öne sürüyor. ve "e". İlkinin tüm su okyanusunu kaplaması mümkündür.

TRAPPIST-1 sisteminin gezegenleri

Dolayısıyla yaşama elverişli koşulların keşfi elimizde görünüyor. Halen nispeten basit olan ve elektromanyetik dalgalar yaymayan yaşamın uzaktan tespiti tamamen farklı bir hikaye. Ancak Washington Eyalet Üniversitesi'nden bilim insanları, uzun süredir önerilen büyük miktarları araştırmayı tamamlayacak yeni bir yöntem önerdiler. gezegenin atmosferindeki oksijen. Oksijen fikri iyidir çünkü yaşam olmadan büyük miktarlarda oksijen üretmek zordur, ancak tüm yaşamın oksijen üretip üretmediği bilinmemektedir.

Washington Üniversitesi'nden Joshua Chrissansen-Totton, Science Advances dergisinde şöyle açıklıyor: "Oksijen üretiminin biyokimyası karmaşıktır ve nadir olabilir." Dünyadaki yaşamın tarihini analiz ederek, varlığı oksijenin yanı sıra yaşamın da varlığını gösteren bir gaz karışımını tanımlamak mümkün oldu. Hakkında konuşmak Karbon monoksit içermeyen metan ve karbondioksit karışımı. Neden sonuncusu olmadan? Gerçek şu ki, her iki moleküldeki karbon atomları farklı oksidasyon durumlarını temsil ediyor. Reaksiyon aracılı karbon monoksit üretimi olmadan, biyolojik olmayan işlemlerle uygun oksidasyon seviyelerine ulaşmak çok zordur. Örneğin metan ve CO'nun kaynağı₂ Atmosferde volkanlar var, bunlara kaçınılmaz olarak karbon monoksit de eşlik edecek. Üstelik bu gaz mikroorganizmalar tarafından hızlı ve kolay bir şekilde emilir. Atmosferde mevcut olduğundan yaşamın varlığının göz ardı edilmesi gerekir.

NASA 2019'da fırlatmayı planlıyor James Webb Uzay Teleskobubu gezegenlerin atmosferlerini karbondioksit, metan, su ve oksijen gibi daha ağır gazların varlığı açısından daha doğru bir şekilde inceleyebilecek.

İlk dış gezegen 90'lı yıllarda keşfedildi. O zamandan bu yana, yaklaşık 4 sistemde neredeyse 2800. ötegezegenin olduğunu doğruladık; bunların yaklaşık yirmisi potansiyel olarak yaşanabilir gibi görünüyor. Bu dünyaları gözlemlemek için daha iyi araçlar geliştirerek, oradaki koşullar hakkında daha bilinçli tahminler yapabileceğiz. Ve bundan ne çıkacağı henüz bilinmiyor.