Galaksin evoluution tietokonemallinnus antaa meille mahdollisuuden ratkaista Fermi-paradoksi, jonka mukaan vieraat sivilisaatiot eivät saa jäädä huomaamatta, jos niitä on ollenkaan. Techno Weekend -sarjassa Forbes puhuu ei kovin käytännöllisistä, mutta silti uteliaisista tieteellisistä ja teknisistä ideoista
Neljän tunnetun astrofysiikan tutkijan artikkeli, joka julkaistiin verkossa viime kuussa, käsittelee tieteiskirjallisuuden ja kosmologian risteyksessä olevia kysymyksiä: Voiko älykäs supersivilisaatio kolonisoida galaksin, ja jos on, kuinka kauan se vie.
Uskotaan, että kuuluisa fyysikko Enrico Fermi esitti ensimmäiset tällaiset kysymykset jo 1950-luvun alkupuolella, ja siksi tämä ongelma putosi tieteen historiassa "Fermi-paradoksina". Yleisimmässä muodossaan paradoksi näyttää tältä: galaksissamme on satoja miljardeja tähtiä, ja on loogista olettaa, että joidenkin niiden ympärillä syntyy aika ajoin sivilisaatioita, kuten tapahtui lähellä aurinkoamme. Nämä kehittyvät sivilisaatiot alkavat hallita ympäröivää tähtijärjestelmää. Se on tämä erittäin lupaava tavoite, jonka ihmiskunta asetti itselleen 2000-luvun puolivälissä, ja se ei selvästikään ole kadonnut esityslistalta, koska "matkustajamme" ovat jo poistuneet aurinkokunnasta ja lentäneet naapurimaiden tähtiin. Siten edistyneillä sivilisaatioilla pitäisi olla tarpeeksi aikaa esiintyä planeettamme läheisyydessä. Joten missä he ovat?
Vuonna 1975 astrofysiikka Michael Hart julkaisi kuuluisan lehden, jossa hän tarjosi pessimistisimmän ratkaisun paradoksiin. Hänen perustelujensa ytimessä on "tosiasia A": Maan läheisyydessä ei ole vieraita olentoja, joita ei ole koskaan ollut. Hart puolestaan sulki pois kaikki mahdolliset selitykset tälle tosiasialle, joka liittyy tähtienvälisen matkan rajoitettuun nopeuteen ja sivilisaatioiden olemassaoloaikaan. Jäljellä on vain yksi selitys: vieraita sivilisaatioita ei yksinkertaisesti ole olemassa. Monet tähtitieteilijät ja kosmologit eivät kuitenkaan voineet hyväksyä tätä näkökulmaa.
Havainnon paradoksit
Useimmat Hartin ideoiden kriitikot huomauttavat, että hän näki asteittaisen laajenemisen sivilisaation väistämättömänä ominaisuutena. Tämä oletus voi olla virheellinen, jos otamme huomioon älykkäiden olentojen toisen ominaisuuden - psykologian.
Yksi ensimmäisistä huomioista, jotka ilmaistiin pian sen jälkeen, kun Fermi-paradoksi oli ensin muotoiltu, nousi ilmeisesti tuolloin planeettamme tapahtuvan ydinasekilpailun vaikutukseen. Tämä väite on, että teknologinen kehitys uhkaa sivilisaatiota itsensä tuhoamisella. Muiden vieraiden vierailun merkintöjen puuttuminen maapallolla voi tarkoittaa, että älykkäät sivilisaatiot, jotka ymmärtävät teknologioiden rajoittamattoman kehityksen vaaran, asettavat tämän kehityksen jossain vaiheessa tiukkaan valvontaan. Kosmista laajentumista ei tapahdu, mutta tämä ei tarkoita, että superintelligenssiä ei ole tai että se ei pystynyt hallitsemaan tähtienvälistä matkailua: se yksinkertaisesti ei halunnut sitä. Ja ne, jotka eivät kyenneet voittamaan kiusausta, lakkasi olemasta historian kestämättömien lakien mukaisesti.
Mainosvideo:
Mielenkiintoinen variaatio tästä näkökulmasta ilmaistaan sir Martin Reesin, brittiläisen kosmologin ja ehkä aikamme tunnetuimman tähtitieteilijän mukaan. Hän uskoo, että älykäs supersivilisaatio ei ehkä ilmene millään tavalla maallisissa asioissamme, koska se on liian upotettu omiin ajatuksiinsa. Universumissa on monia salaisuuksia, jotka ansaitsevat syvän pohdinnan, ja mitä kauemmin sivilisaatio kehittyy, sitä enemmän se haluaa ajatella rauhallisesti näitä salaisuuksia. Tyhjä turhamaisuus, kuten galaksien valloitus, ei sovi supermindille.
Toinen näkökulma perustuu myös psykologiaan, mutta ei ulkomaalaisia, vaan itse ihmiskuntaa. Sen ilmaisee Seth Shostak, SETI-projektin ("Etsi maanpäällinen älykkyys") johtava tähtitieteilijä. "Puutarhani napsauttajavirheet eivät huomaa, että niitä ympäröivät tuntevat olennot - nimittäin naapurini ja minä", hän sanoo. "Siitä huolimatta olemme täällä." Tällainen väite voi kuulostaa hiukan loukkaavalta ihmiskunnalta, mutta se on aivan kohtuullista: superintelligenssin havaitsemiseksi sinun on ensin ainakin ymmärrettävä, mikä se on ja miltä se voi näyttää, ja tämä ei sinänsä ole helppo kognitiivinen tehtävä - ainakin kovakuoriaiselle …
Onko kuitenkin mahdollista ratkaista Fermi-paradoksi rakentamatta hypoteeseja supersivilisaatioiden psykologiasta ja loukkaamatta ihmiskuntaa? Astrofysiikot Jason Wright, Jonathan Carroll-Nellenbeck, Adam Frank ja Caleb Scharf asettivat itselleen tämän tehtävän. Heidän simulaatiot tarjoavat paradoksin optimistisemman ratkaisun.
Galaxy liikkeessä
Aikaisemmissa malleissa supersivilisaatiotoiminnan areenaa tarkasteltiin Giordano Brunon kosmologian hengessä: ikuisina paikallaan olevina tähtinä täytettynä tilana. Supersivilisaation vaikutusalue näyttää tässä tapauksessa kasvavan kuplan syntyperäisen tähden ympärillä, ja tämän laajenemisnopeus riippuu vain saavutetusta tähtienvälisestä liikkumisnopeudesta. The Astrophysical Journal -lehdessä julkaistavan artikkelin tekijät ehdottavat kuitenkin galaksiamme tarkastelemista dynaamisena objektina.
Sivilisaation laajentumisen kuvan tulisi voimakkaasti riippua tähtien liikkeestä galaksissa. Aurinkomme on tehnyt olemassaolonsa aikana noin 50 kierrosta galaktisen keskuksen ympärillä, kertoo Rochesterin yliopiston avustaja Carroll-Nellenbeck Nautilus-projektista. Jos otamme tämän tosiasian huomioon, laajentumisen voimakkuus lakkaa käytännöllisesti katsoen riippumasta tähtienvälisen ajonopeuden teknisistä rajoituksista. Samanaikaisesti laajentumisen kuvio muuttuu: laajentumisen sijasta meidän pitäisi nähdä paljon monimutkaisempi kuva.
Tekijöiden suorittamassa simuloinnissa tarkastellaan "uudelleensijoittamisrintaman" etenemistä. Kävi ilmi, että jopa konservatiivisilla oletuksilla galaksi voidaan asuttaa suhteellisen nopeasti. Joidenkin parametrien, kuten sivilisaatioiden eliniän ja tiettyjen laajentumissuuntien suosimisen muuttaminen antoi kuitenkin tuloksen, jonka aiemmat yksinkertaistetut mallit käytännössä sulkivat pois. Kävi ilmi, että "tyhjän galaksin" ja "elämää täynnä olevan galaksin" välillä on laaja sektori muita mahdollisuuksia. Todennäköisimmissä skenaarioissa galaksi on todellakin suuressa osassa asuttu, mutta siihen jää suuret "tyhjät tilat", joihin laajentuminen ei ole vielä tunkeutunut. Jos tähtijärjestelmämme päätyy johonkin näistä tyhjistä, on todennäköistä,tämä voi selittää Hartin muotoileman tosiasian A - käyntien näkyvien jälkien puuttumisen - ja siten ratkaista Fermi-paradoksin ihmiskunnalle toivotulla tavalla.
Adam Frank ja Jason Wright uskovat, että heidän työstään on pääasiassa otettu pois: jos emme vielä näe jälkiä supersivilisaation esiintymisestä galaksissa, meidän on vain tutkittava tarkemmin.
Kuinka etsiä maapallon ulkopuolista älykkyyttä?
Jos, kuten käsiteltävänä olevasta työstä ilmenee, galaksissa voi hyvinkin olla teknologisen kehityksen tietä seuraavia sivilisaatioita, tämä tarkoittaa, että heidän etsintöjensä kohtuullinen suunta on yrittää löytää näkyviä jälkiä tästä kehityksestä, toisin sanoen "tekninen allekirjoitus".
On kirjoitettu monia tieteellisiä artikkeleita siitä, miltä tällainen "allekirjoitus" voi näyttää. Forbes puhui yhdestä heistä viikko sitten: matemaatikko Louis Crane ihmetteli miltä se näyttää sivilisaation puolelta, joka päätti käyttää energianlähteenä pieniä mustia aukkoja, jotka on luotu voimakkaan gammalaserin säteilyllä. Toinen artikkeli aiheesta julkaistiin viime viikolla. Tällä kertaa Brian Lacey Princetonin syventävästä instituutista ihmetteli, voisimmeko havaita Maasta tulevan ulkomaalaisen aluksen aurinkopaneelit, jotka saavuttivat aurinkokunnan.
Maapallon läheisten tietoliikennesatelliittien aurinkopaneelien heijastukset kuuluvat usein maanpäällisten amatööri-teleskooppien näkökenttään. Lackeyn artikkeli tarjoaa yksityiskohtaisen laskelman tekijöistä, jotka vaikuttavat tällaisen esineen näkemisen todennäköisyyteen. Näitä tekijöitä ovat akun pinta-ala, suunta ja pyörimisnopeus. Kirjoittaja osoitti, että Havaijilla sijaitseva panoraamateleskooppi Pan-STARRS1, joka skannaa taivasta etsittäessä maapallolle vaarallisia esineitä, pystyi havaitsemaan hitaasti pyörivän peilin, joka mittaa pari kymmeniä metrejä yhden astronomisen yksikön etäisyydeltä. Jotta yksi tällainen esine pääsee varmasti kaukoputken runkoon, niiden lukumäärän aurinkokunnan sisäalueella on oltava miljoona. Siksi, vaikka planeettojenvälinen avaruusalus, jolla on valtavat aurinkopaneelit, on hyvin lähellä meitä,todennäköisyys löytää se on pieni.
Kuten edellä näimme, maalliset tähtitieteilijät ovat kuitenkin harvoin tyytyväisiä pessimistisiin johtopäätöksiin. Lackey harkitsi seuraavaa tapausta: Entä jos robotti-muukalainen asema saapui meille kauan sitten, menisi käytöstä ja muuttuisi kiertoratajätteiksi, kuten sellainen, jota ihmiskunta tuottaa runsaasti? Tässä tapauksessa on erittäin todennäköistä, että matka päättyy yhteen "Lagrange-pisteistä", jossa aurinkojärjestelmän eri kappaleiden painovoima tasapainottaa toisiaan. Jos keskityt havaintoihin sellaisiin pisteisiin, Lackey väittää, niin vain sata avaruuspeiliä riittää huomaamaan yksi maapallon pienistä kaukoputkeista. Miksi niitä ei sitten ole vielä huomannut? Ehkä ulkomaalaiset ovat vain tottuneet puhdistamaan roskien itsensä jälkeen, artikkelin kirjoittaja ehdottaa.
Kirjoittaja: Aleksei Aleksenko