"De borde ha åtminstone" kallat "": varför vi ännu inte har träffat utomjordingar

2024 Författare: Malcolm Clapton | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 04:11

Ett utdrag ur astronomens bok om varför utomjordingarna inte bara inte kom till oss utan också försökte kontakta oss.

Var är de?

Denna korta fråga ställdes av fysikern Enrico Fermi i början av 1950-talet, vid en middag med flera vetenskapsmän. De diskuterade den senaste tidens ökning av flygande tefat och möjligheten till interstellära resor av mänskligheten eller andra varelser. När samtalet vände sig till utomjordingarna frågade Fermi: "Var är de?" De exakta orden har gått förlorade i århundraden; kanske frågade han:”Var är alla?” vilket är lika kortfattat.

Trots sin enkelhet har denna fråga en rik bakgrund.

Grundtanken är att vid det här laget borde vi antingen redan ha upptäckt intelligent liv i galaxen, eller så borde det ha kommit för att besöka oss.

Eftersom varken det ena eller det andra hände tar jag inte hänsyn till fallen av UFO-observationer. Trots den stora mängden suddiga fotografier, uppenbara förfalskningar och skakiga videor har det aldrig funnits ett enda definitivt bevis på att utomjordingar någonsin har besökt oss. Hantera det., att fråga om var utomjordingarna är är rimligt.

Anta att för att utomjordingar ska knacka på vår dörr måste deras omständigheter likna våra: en stjärna som solen, en planet som jorden, miljarder år av utveckling och evolution av liv, framsteg inom teknik, sedan förmågan att resa från stjärna till stjärna. Hur troligt är allt detta?

För att göra detta kan vi vända oss till Drake-ekvationen, uppkallad efter astronomen Frank Drake. Den innehåller alla nödvändiga förutsättningar för ett utvecklat liv och tilldelar graden av deras sannolikhet. Om alla villkor är korrekta kommer resultatet att bli antalet avancerade civilisationer i galaxen (där "utvecklad" betyder "kan skicka signaler ut i rymden", det är så vi skulle veta om deras existens).

Till exempel finns det cirka 200 miljarder stjärnor i Vintergatan. Cirka 10 % av dem liknar solen: liknande massa, storlek och så vidare. Detta ger oss 20 miljarder stjärnor att beräkna. Vi lär oss först nu hur planeter bildas runt andra stjärnor - den första planeten som kretsar kring en solliknande stjärna upptäcktes 1995 - men vi anser att det är mycket troligt att solliknande stjärnor har planeter.

Även om vi accepterar den vansinnigt låga sannolikheten att det finns planeter runt andra stjärnor (säg 1%), kommer det fortfarande att vara hundratals miljoner stjärnor med planeter.

Om vi accepterar den vansinnigt låga sannolikheten att dessa planeter kommer att vara jordliknande (igen, säg 1%), kommer det fortfarande att finnas miljontals jordliknande planeter. Du kan fortsätta det här spelet genom att utvärdera hur många planeter som kan ha förutsättningar för liv, hur många det finns liv, hur många det finns levande varelser som kan utveckla teknologier …

Varje nästa steg i den här kedjan är något mindre troligt än det föregående, men även den mest pessimistiska synen på den här serien tyder på att vi inte borde vara ensamma i galaxen. Uppskattningar av antalet främmande civilisationer varierar mycket, bokstavligen från noll till miljoner.

Vi är ensamma?

Naturligtvis är detta inte särskilt lyckligt. Den lägre uppskattningen är nykter. Kanske, bara kanske, är vi verkligen ensamma. I hela galaxen, i alla de enorma biljoner kubiska ljusår av tomhet, var vår planet den allra första fristaden för varelser som kunde reflektera över sin egen existens. Du kan vara ensam på ett annat sätt, och om en minut kommer vi att vara övertygade av detta. … Det är en förvirrande och på något sätt skrämmande möjlighet. Och detta är förmodligen sant.

En annan möjlighet är att livet kanske inte är unikt, men "avancerade" livsformer är sällsynta.

Många böcker har skrivits om detta ämne, och detta är ett intressant ämne för diskussion. Förmodligen, i ett visst skede, blir livet benäget till introspektion och utvecklar inte teknologier alls eller bryr sig inte ens om dem (det är mycket svårt att tränga in i främmande varelsers psykologi). Och jag hoppas att när du kommer till denna punkt i boken har jag redan gjort det klart att händelser som förstör civilisationer inträffar obehagligt ofta i geologiska tidsramar. Kanske förr eller senare sveps varje civilisation bort av någon naturlig händelse redan innan den kunde utveckla ett tillräckligt perfekt sätt för rymdfärder för att förhindra att detta inträffar.

Jag gillar faktiskt inte det här svaret. Om några år kommer vi att kunna förhindra kollisioner mellan jorden och asteroider, vilket leder till förödande konsekvenser. Vi är övertygade om att vi på ett tillförlitligt sätt kan skydda oss från händelser på solen. Vår astronomiska kunskap gör att vi kan avgöra vilka närliggande stjärnor som kan explodera, så om vi ser att någon av dem är nära detta kan vi rikta alla ansträngningar för att komma ifrån den. Alla dessa är ganska nya prestationer som inträffade på ett ögonblick jämfört med hur länge liv har funnits på jorden.

Jag kan inte föreställa mig en civilisation som är smart nog att utforska himlen men inte tillräckligt avancerad för att säkerställa sin egen överlevnad.

De tar inte pengar för efterfrågan

Jag är också misstänksam mot den övre gränsen för Drake-ekvationen, som om det finns miljontals utomjordiska civilisationer i galaxen som är lika avancerade som vi är, eller ännu mer avancerade. Om detta vore sant, tror jag att vi redan skulle ha tydliga bevis på deras existens.

Kom ihåg att galaxen inte bara är stor, den är också många år gammal. Vintergatan är minst 12 miljarder år gammal, och solen är bara 4,6 miljarder år gammal, år före mänskligheten.

Vi vet att livet på jorden uppstod tillräckligt lätt; den föddes så snart bombningsperioden tog slut och jordens yta lugnade ner sig tillräckligt för att liv skulle kunna utvecklas. Så, nästan säkert, slår livet rot vid minsta tillfälle, vilket i sin tur betyder att vår galax borde krylla av liv. Trots en rad episka och förödande katastrofer pågår livet på jorden fortfarande. Vi är intelligenta, tekniskt avancerade varelser, och vi gick ut i rymden. Var är vi om 100 miljoner år?

Med tanke på den långa tiden och utrymmet borde främmande arter redan knacka på vår dörr.

De borde åtminstone "ringa". Att etablera kommunikation i det stora rymden är lättare än att anlända. Vi har skickat signaler ut i rymden sedan 1930-talet. De är relativt svaga och det skulle vara svårt för en främmande varelse att höra dem på ett avstånd på mer än några ljusår, men med tiden har våra signaler blivit starkare. Om vi ville sikta på en viss plats är det inte svårt att fokusera en lätt upptäckbar radiosignal på vilken stjärna som helst i galaxen.

Motsatsen är också sant: alla främmande raser med en stark önskan att chatta med oss skulle kunna göra det utan större ansträngning. Detta är vad projektet Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) satsar på. Denna grupp av ingenjörer och astronomer kammar himlen efter RF-signaler. De kommer bokstavligen att lyssna för att se om utomjordingarna pratar. Tekniken går så bra att astronomen Seth Shostak tror att vi under de kommande två eller tre decennierna kommer att kunna utforska ett eller två intressanta stjärnsystem så långt som ljusår från jorden. Detta kommer att tillåta oss att komma närmare beslutet om vi är ensamma eller inte.

Det enda problemet med SETI är att samtalen kommer att bli ganska långa. Om vi upptäcker en signal från en stjärna som är mycket nära i galaktiska termer, säg 1 000 ljusår bort, är dialogen i huvudsak en monolog. Vi skulle få en signal, svara och sedan vänta på deras svar i flera år (det här är den tid det tar för vår signal att nå dem, och sedan deras signal till oss). Medan SETI är en underbar och givande strävan (och om de hittar en signal kommer det att vara en av de viktigaste händelserna i vetenskapens historia), är vi fortfarande mer vana vid tanken på att utomjordingar kommer till oss. Ett möte ansikte mot ansikte, så att säga, förutsatt att de har ett ansikte.

Men 1000 ljusår är väldigt långt borta (9 461 000 000 000 000 km). En ganska lång resa, och ändå, jämfört med storleken på Vintergatan, är det praktiskt taget under näsan på oss.

Kanske är det därför ingen kommit till oss ännu? Tydligen är avstånden helt enkelt för stora!

Egentligen, inte riktigt. Utan att tappa skalkänslan hade resan till stjärnorna inte alls tagit så lång tid.

Varsågod

Anta att vi människor plötsligt bestämmer oss för att finansiera ett rymdprogram. Och för att finansiera det i stor skala: vi vill skicka rymdfarkoster till andra stjärnor. Detta är ingen lätt uppgift! Närmaste stjärnsystem, Alpha Centauri (som har en solliknande stjärna värd att titta på), ligger 41 biljoner km bort. Den snabbaste rymdsonden som någonsin gjorts skulle resa dit i tusentals år, så vi borde inte förvänta oss vackra fotografier när som helst snart.

Det är dock den snabbaste rymdsonden hittills. För närvarande utarbetas idéer som skulle göra det möjligt att bygga mycket snabbare obemannade rymdsonder, även sådana som kan röra sig i hastigheter som närmar sig ljuset. Några av dessa idéer inkluderar fusionsenergi, jonpropeller (som startar långsamt men accelererar kontinuerligt och utvecklar enorma hastigheter under åren) och till och med ett fartyg som detonerar kärnvapenbomber bakom sig, ger det en kraftfull impuls, ökar dess hastighet. allt seriöst: projektet heter Orion”, Och utvecklingen genomfördes på 1960-talet. Accelerationen är inte jämn - en spark i en mjuk punkt från en kärnvapenbomb händer vanligtvis inte så här - men du kan utveckla fantastisk hastighet. Tyvärr förhindrar kärnvapenförbudsfördraget (kapitel 4) en sådan rymdfarkost från att testas. … Dessa metoder kan förkorta restiden från årtusenden till så lite som decennier.

Detta kan vara värt att göra. Det är förstås dyrt. Men denna idé har inga tekniska hinder, bara sociala (finansiering, politik, etc.). Låt mig vara mer tydlig: med en bestämd avsikt skulle vi kunna bygga sådana rymdskepp just nu.

På mindre än 100 år skulle vi kunna skicka dussintals interstellära budbärare till andra stjärnor och utforska vårt eget område i galaxen.

På grund av flygningarnas varaktighet och själva flottans konstruktion kommer vi naturligtvis inte att kunna inspektera många "fastighetsobjekt". Det finns miljarder och åter miljarder stjärnor i galaxen, och det är omöjligt att bygga så många rymdskepp. Att skicka en sond till en stjärna är inte ekonomiskt lönsamt. Även om vår sond helt enkelt passerar genom stjärnsystemet, kretsar runt planeterna och reser till nästa stjärna, kommer det att ta en evighet att utforska galaxen. Utrymmet är stort.

Men det finns en lösning: självreplikerande sonder.

Föreställ dig: en obemannad rymdfarkost från jorden anländer till stjärnan Tau Ceti efter 50 år på vägen. Han hittar en grupp mindre planeter och påbörjar vetenskapliga observationer. Detta inkluderar något som en folkräkning - mätningen av alla himlakroppar i systemet, inklusive planeter, kometer, satelliter och asteroider. Efter några månaders utforskning kommer sonden att gå till nästa stjärna i sin lista, men innan den lämnar den skickar den en container till den lämpligaste järn-nickel-asteroiden. Denna container är i huvudsak en självstartande fabrik.

Omedelbart efter landningen börjar han borra en asteroid, smälta metall, utvinna de nödvändiga materialen och sedan automatiskt bygga nya sonder. Anta att han bara bygger en sond, och efter flera års konstruktion och testning skickas den till ett annat stjärnsystem. Vi har nu två sonder. Efter några decennier når de sina mål, hittar en lämplig plats och förökar sig igen. Vi har nu fyra sonder och processen upprepas.

Antalet robotmeddelanden ökar mycket snabbt eftersom det växer exponentiellt. Om en sond tar exakt 100 år, så har vi i slutet av millenniet 2 till tionde potens = 1 024 sonder. Efter två årtusenden finns det redan en miljon sonder. Om 3 000 år kommer det att finnas mer än en miljard. Nu är det inte så lätt, förstås.

Även ett pessimistiskt tillvägagångssätt visar att det kommer att ta oss cirka 50 miljoner år, kanske lite mindre, att utforska varenda stjärna i galaxen.

Tja, det här är för långt! Och vi är fortfarande väldigt långt ifrån att kunna göra detta. Detta är den mest komplexa tekniken.

Men vänta - kom ihåg civilisationen som vi pratade om och som ligger 100 miljoner år framför oss? Med så mycket tid, på jakt efter liv, kunde de enkelt övervaka alla stjärnor i Vintergatans galax utan undantag. Om de sett vår varma, blå värld, antar jag att de skulle ha gjort ett märke för sig själva. Det är möjligt att de besökte här för 50 miljoner år sedan och inte träffade oss människor (att borra månen efter en monolit i andan av "2001: A Space Odyssey" kanske inte är så dumt som det verkar), eller så kanske de har har inte kommit hit än.

Men med tanke på tidsskalan verkar detta osannolikt. Det tar inte så lång tid att kartlägga hela galaxen och besöka lämpliga planeter. Det är därför jag tror att svaret "miljontals civilisationer" i Drake-ekvationen är fel. Vi skulle redan ha sett dem, eller åtminstone hört dem.

Enligt denna logik är en galax i "Star Treks anda", hem till en mängd olika främmande varelser på ungefär samma nivå av vetenskaplig och teknisk utveckling, extremt osannolik.

Om Vintergatan vimlar av liv är det mycket mer troligt att civilisationer skulle vara åtskilda av avgrunder med miljontals år från varandra. Vissa främmande varelser kommer att vara mer som kyu och organan (högt utvecklade varelser i Star Trek-universum), ett par kommer att vara som oss, och resten kommer att vara inget annat än extremt primitiva mikrober och svampar. En annan aspekt av Star Trek i detta antagande är direktiv 1: karantän utvecklande utomjordiska civilisationer tills de utvecklar teknologi för interstellära resor. Det är en intressant idé, men jag tror inte på den: det betyder att alla existerande främmande arter, utan undantag, kommer att följa den. En oliktänkande räcker, och hemligheten kommer att försvinna.

Den amerikanske astronomen och vetenskapens popularisator Philip Plate skrev en fascinerande bok om farorna som kan "falla" till jorden från rymden: om kollisioner med kometer och asteroider, svarta hål, interplanetära virus och bakterier, aggressiva utomjordiska civilisationer, solens död och till och med fullständig förintelse från kvantkollaps. Författaren beskriver humoristiskt katastrofala scenarier och undersöker deras sannolikhet ur vetenskapens synvinkel. Och bedömer också på vilka sätt mänskligheten kan undvika plötslig död.