معادلة دريك: البحث عن ذكاء خارج كوكب الأرض. مفارقة فيرمي الجديدة ومعادلة دريك ونظرية دريك

صيغة دريك صاغها عالم الفلك الأمريكي فرانك دريك لتقديرها عدد الحضاراتفي المجرة.

(نعم، هذا ليس موضوع الموقع حقًا. لكنه لا يزال مثيرًا للاهتمام.)

ظهرت صيغة دريك في عام 1960، وكانت عصرية للغاية في عصر "الآمال الكونية العظيمة"، ولكن بعد ذلك، بسبب الاستياء من أن الآمال لم تتحقق، بدأت تتعرض للنقد، وكقاعدة عامة، ليست موضوعية، ولكن منهجية. الشكوى الرئيسية بشأن صيغة دريك هي أنها "تدور حول لا شيء"، أي أن أي شيء يمكن إحصاؤه باستخدام هذه الصيغة؛ فالصيغة غير قابلة للدحض، وبالتالي غير علمية.

سأترك بيان عدم قابلية التزييف لضمير النقاد: إما أنهم لا يفهمون معنى هذا المفهوم، أو يتعمدون تضليل القارئ بمصطلح جميل. يتم فك تشفير الأطروحة العاطفية "الصيغة لا تدور حول أي شيء" على النحو التالي: منطقة المشكلة في المشكلة غير محددة لدرجة أنه يبدو من غير المجدي استخلاص أي صيغة: نحصل على دقة زائفة على أرضية مهزوزة للغاية.

هذا صحيح، ولكن هذه هي بالضبط الطريقة التي يتم بها طرح المهمة: إعطاء تقدير معقول لقيمة معينة في ظل ظروف غير مؤكدة للغاية تؤثر عليها. وهذا الوضع ليس فريدا على الإطلاق. في كثير من الأحيان في العلوم، وفي علم الفلك على وجه الخصوص، في المرحلة الأولية من البحث، من الضروري وضع افتراضات في ظل ظروف عدم اليقين الشديد. والمثير للدهشة أنه من الاعتبارات العامة يمكن استخلاص استنتاجات صحيحة والحصول على تقديرات عددية لا تبتعد كثيرًا عن الحقيقة.

• كم عدد الشعرات الموجودة في رأس رئيس فنزويلا؟
• ما هي كتلة أنثى بوركيولا سالفانيا؟
• ما هي اللزوجة في الغلاف الضوئي للشمس؟

يمكن الإجابة على مثل هذه الأسئلة من خلال اعتبارات عامة ويمكن الحصول على رقم لا يختلف بشكل كارثي عن الرقم الصحيح. في ظروف سوء الفهم الكامل للشروط الأولية، فإن الخطأ الذي يبلغ حجمه بضعة أوامر هو بالفعل نتيجة جديرة بالاهتمام!

هذا هو بالضبط الوضع الذي كان فيه دريك، حيث قدم صيغته المبتذلة بشكل عام. لقد اختصر مشكلة غير مفهومة تمامًا (تحديد العدد حضارات خارج كوكب الأرض) إلى مجموعة من المشاكل الفرعية التي يمكن تقييمها. قد نكون مخطئين من حيث الحجم، ولكن في وضعنا هذا أمر جيد بالفعل!

هذه هي صيغة دريك في صيغتها الأصلية:

N = R * f p n e f l f i f c L ,

• R* - معدل تكوين النجوم (النجوم في السنة)
• f p - جزء من النجوم ذات الأنظمة الكوكبية
• ن ه - متوسط ​​عدد الكواكب في النظام المناسبة للحياة من الناحية البيئية
• f l - احتمالية ظهور الحياة على مثل هذا الكوكب
• و ط - احتمال التطور إلى معقول
• و ج - احتمال تكوين الحضارة
• لام - زمن وجود الحضارة (بالسنوات).

وينبغي تقديم بعض التعليقات.

أولاً، ناقش دريك نفسه البحث الراديوي عن حضارات خارج كوكب الأرض، وبالتالي كان يعني الحضارات المتقدمة تقنيًا باستخدام الاتصالات الراديوية، وقدّر المعلمة L خصيصًا لها. دون فقدان العمومية، يمكنك تعريف الحضارة حسب تقديرك الخاص، وبالتالي تقدير عمرها الافتراضي.

على سبيل المثال

... يمكن للمرء أن يفهم الحضارة في أقصى صورها منظر عامكبنية اجتماعية وثقافية متميزة عن القبائل المعزولة. في هذه الحالة، تبدأ الحضارة الأرضية مع السومريين وتمتد اليوم إلى حوالي 5 آلاف سنة.

... باتباع ياسبرز، ابدأ العد من الزمن المحوري، عندما شكلت البشرية القيم التي ما زلنا موجودين فيها (من المفترض أن هذه قيم ضرورية للتطور الحضاري). في هذه الحالة لدينا ألفين ونصف.

...يمكننا أن نقتصر على الحضارات التقنية التي لا يتجاوز عمرها بضعة قرون.

ثانيًا، يبدو الاعتماد على معدل تكوين النجوم غير واضح إلى حد ما. للوهلة الأولى، من المفارقة أن عدد الحضارات خارج كوكب الأرض لا يعتمد على عدد النجوم في المجرة، ولكن فقط على وتيرة تكوين النجوم. في الواقع، يتم تضمين حجم المجرة ضمنيًا في هذه المعلمة، لأنه كلما زاد حجم النظام النجمي، زاد عدد النجوم الجديدة التي تولد فيه. ومع ذلك، في تعديلات الصيغة، يمكن أيضًا استخدام عدد النجوم في المجرة، ولكن بعد ذلك يتعين على المرء استخدام المعلمة الغامضة "عمر المجرة". النسخة الأصلية من النموذج أكثر دقة.

سأشرح ما أتحدث عنه.

من الواضح أن f = f p n e f l f i f c هو احتمال ظهور حضارة عند نجم عشوائي عشوائي. نجوم R* يولدون سنويًا. وبعد المدة المطلوبة ستنشأ على هذه النجوم حضارات n=R*f. خلال وجود الحضارة (L سنة) سيكون معاصروها غير الحضارات الأخرى. وهذا يعني على وجه الخصوص أن R * هو معدل تكوين النجوم ليس في الوقت الحالي، ولكن تقريبًا عند ولادة الشمس. (تحدث دريك نفسه عن متوسط ​​معدل تكوين النجوم على مدار عمر المجرة، وهو أمر غير صحيح بشكل عام.) وفي حدود الدقة المقبولة، يمكن إهمال هذه التفاصيل.

هناك عوامل خطيرة لا يتم ذكرها عادةً عند الحديث عن صيغة دريك والتي يمكن أن ترتبط بالنتيجة بشكل جدي. بعضهم يعمل على الزيادة، والبعض الآخر - لتقليل الاحتمال.

سأبدأ بالمرارة.

"الصلاحية البيئية للسكن" تعتمد في المقام الأول على درجة حرارة السطح، أي على درجة حرارة النجم المركزي وبعده. ومن المهم ألا يتجاوز نظام درجة الحرارة الحدود المقبولة خلال الفترة بأكملها من ظهور الحياة إلى موت الحضارة. باستخدام مثالنا، يجب أن نتحدث عن 4-5 مليار سنة، مما يعني التخلص من النجوم الساخنة جدًا والنجوم غير المستقرة والنجوم فوق تسلسل هيرتزسبرونج-راسل الرئيسي (لحسن الحظ ليس هناك الكثير منهم). بشكل عام، قد يكون من المفيد إعادة تعريف المعلمة f p على أنها "جزء من النجوم المستقرة ذات الأنظمة الكوكبية"، حيث تم شرح معنى "الاستقرار" أعلاه.

وهنا شيء جميل.

تشير الصيغة إلى أن الحضارة هي ظاهرة لمرة واحدة في تاريخ الكوكب. أي أن السيناريو هو كما يلي: ظهرت الحياة على الكوكب، وتطورت إلى حياة ذكية، وتشكلت حضارة، وماتت الحضارة. هذا كل شئ.

هذا كل شئ؟ لماذا لا يمكن أن تنشأ حضارة جديدة مبنية على نفس العقل؟ لماذا لا ينشأ عقل جديد (ويخلق حضارة) إذا مات العقل القديم؟ لماذا لا يمكن أن يحدث؟ حياة جديدة، إذا تم تدمير القديم، على سبيل المثال، نتيجة لكارثة، تتطور إلى الذكاء، وما إلى ذلك؟ إن "قابلية التصرف" للحضارة هي قيد قوي للغاية ولا أساس له من الصحة على الإطلاق في صيغة دريك. إذا كانت الحضارة شيئًا متجددًا، فإن الصيغة في شكلها الحالي غير دقيقة إلى حد كبير: يجب ضرب المعلمة L بعدد التناسخات n r ، وسيؤدي نموها إلى اللاخطية عندما يصبح إجمالي الوقت L n r مرتبطًا بعمر النجم.

وبطبيعة الحال، فإن مسألة عامل n r هي مسألة تخمينية إلى حد كبير. على وجه الخصوص، يعتمد الأمر على سيناريو موت الحضارة، وهذا مجال مستقبلي خالص، وليس توقعات علمية جادة على الإطلاق.

إن عدد الحضارات خارج كوكب الأرض التي ترغب في الاتصال بحضارتنا أمر يمكن التنبؤ به.

بشكل عام، عدد قليل كبير اكتشافات علميةمؤرخة بدقة - ليس فقط حسب السنة، ولكن أيضًا حسب الشهر والتاريخ. ومع ذلك، يمكن تأريخ واحد منهم على الأقل بالدقيقة حرفيًا. في ليلة 1-2 نوفمبر 1961، جلس العديد من العلماء الذين كانوا يحضرون مؤتمرًا عُقد في جرين بانك، فيرجينيا، الولايات المتحدة الأمريكية، في وقت متأخر من إحدى الحانات يناقشون مقالًا كتبه الفيزيائي فيليب موريسون (مواليد 1915)، وجوزيبي كوكوني (مواليد 1915). .1914). لقد جادلوا حول ما إذا كان علماء الأرض، الذين بدأوا للتو في بناء تلسكوبات راديوية جادة، يمكنهم بالفعل اكتشاف الإشارات الراديوية التي ترسلها حضارات خارج كوكب الأرض من الفضاء السحيق. إذا كان هناك بالفعل في مكان ما في أعماق الكون حضارة واحدة على الأقل خارج كوكب الأرض تسعى للاتصال بنا، فمن المحتمل أنها ترسل لنا إشارات لاسلكية، ونحن بحاجة فقط إلى التقاطها، كما يعتقدون. في الوقت نفسه، تمت صياغة مهمة اليوم التالي للمؤتمر: تقدير العدد المحتمل للحضارات خارج كوكب الأرض المستعدة للاتصال بنا.

تم طرح السؤال، وتم اقتراح الإجابة في اليوم التالي من قبل عالم الفلك الراديوي الأمريكي فرانك دريك. وفقا لصيغته، عدد الحضارات خارج كوكب الأرض نيكون:

أين ص-عدد النجوم التي تتشكل سنوياً في الكون؛ ص -احتمالية وجود نجم لديه نظام كوكبي؛ ن ه -احتمال وجود كوكب شبيه بالأرض بين الكواكب حيث يمكن أن تكون الحياة ممكنة؛ ل—احتمالية الأصل الحقيقي للحياة على هذا الكوكب؛ مع -احتمالية أن تكون الحياة الذكية قد اتبعت مسارًا تكنولوجيًا للتطور، وقد طورت وسائل اتصال وترغب في إجراء اتصالات، وأخيرًا، ت- متوسط ​​الوقت الذي ترسل فيه الحضارة الراغبة في الاتصال إشارات راديوية إلى الفضاء للاتصال بنا. إن معنى صيغة دريك، إذا أردت، هو عدم الخلط التام بين كل شيء، ولكن إظهار المدى الكامل للجهل البشري فيما يتعلق بالحالة الحقيقية للكون، وعلى الأقل تقريبًا، لتجزئة تقييم تخميني بحت. الرقم الإجماليالحضارات فيها إلى عدة تقديرات احتمالية. على الأقل بهذه الطريقة بدأت الأمور تبدو أقل غموضا.

في وقت انعقاد مؤتمر جرين بانك، كان الرقم الوحيد المعروف إلى حد ما على الجانب الأيمن من الصيغة هو عدد النجوم التي تتشكل سنويًا ر.أما بالنسبة للأعداد الأخرى فإلى الكواكب الأرضية ( ن ه) حتى في نظامنا الشمسي، كان من الممكن التصنيف من واحد (الأرض فقط) إلى خمسة (الزهرة، الأرض، المريخ، وواحد من كل من الأقمار الصناعية الكبيرة لكوكب المشتري وزحل) أجسام فضائية من النوع الكوكبي. وبتوقعات متفائلة من هذا النوع، اتضح أن المجرة كانت تعج حرفيًا بملايين الحضارات المتقدمة تقنيًا ( ن)، ونحن في الأساس صغار في "دوري المجرة" هذا. هذه المعلومات غمرت وسائل الإعلام على الفور وسائل الإعلام الجماهيريةومن خلالهم - الوعي الجماعي، وتوقف الناس ببساطة عن الشك في أن وجود ذكاء خارج كوكب الأرض هو حقيقة ثابتة.

ومع ذلك، فقد مر أكثر من عقد منذ عام 1961، وكلما ذهبنا أبعد من ذلك، أصبحنا مقتنعين بأنه من الضروري التخفيف من التفاؤل الذي ولدته في البداية صيغة دريك في الوعي الجماعيأبناء الأرض يتوقون للأخوة في الاعتبار. نحن نعلم اليوم، على سبيل المثال، على النقيض من الأعضاء المفرطين في التفاؤل في مجموعة جرينبانك، أن وجود الحياة داخل مجتمعنا النظام الشمسيخارج الأرض أمر مستبعد للغاية (ما لم يكن موجودًا تحت طبقة جليدية سميكة في محيط رابع أكبر قمر لكوكب زحل، والذي يسمى، في مفارقة غريبة، أوروبا). وعلى الرغم من أننا اكتشفنا بعد عام 1961 العديد من الأنظمة الكوكبية حول نجوم معروفة سابقًا، إلا أنها جميعها لا تشبه نظامنا الشمسي كثيرًا، نظرًا لأن الكواكب هناك، في معظمها، تدور في مدارات إهليلجية ممدودة مع مدارات كبيرة جدًا. الانحرافمما يعني أن الفرق السنوي في درجات الحرارة عليها يبدو غير مقبول من وجهة نظر تطور الحياة البروتينية. في الواقع، اتضح أن الظروف التي تساعد على الاحتفاظ بالمياه على سطح أي جسم كوكبي لمليارات السنين دون تبخرها و/أو تجمدها شديدة للغاية لدرجة أنه، باستثناء الأرض، لم يتم العثور على مثل هذه الكواكب حتى الآن. وهذا ليس مفاجئا، لأنه حتى تغييرات قليلة في نصف قطر مدار الأرض ستؤدي إلى أن يصبح كوكبنا غير صالح للسكن.

لقد حدث أنه في عام 1981، صادفت أنا وزميلي عالم الفلك روبرت رود (مواليد 1942) صيغة دريك وقررنا إعادة التفكير فيها بشكل نقدي في ضوء المعرفة العلمية الحديثة. وبالتعويض عن جميع تقديرات الكميات المتاحة لنا على الجانب الأيمن من الصيغة، حصلنا على القيمة ن، يساوي تقريبًا 0.003. أي أن ثلاثة من أصل ألف (أو ما يقرب من واحد من كل ثلاثمائة) من الأنظمة النجمية تحتوي على حضارة متقدمة تكنولوجيًا تريد التواصل معنا. أو، إذا أردت، فهذا يعني أن الإشارات بين النجوم من الذكاء خارج كوكب الأرض ظهرت في مجرتنا فقط في آخر 1/300 من وجودها. على أية حال، فإن فرصنا في العثور عليهم ضعيفة للغاية: 1:300. وبطبيعة الحال، لم يتغير شيء على مدى السنوات العشرين الماضية، ولم تظهر الحضارات خارج كوكب الأرض أي علامات على الحياة. لقد استمر بحثهم لعقود من الزمن، بتمويل من النفقة العامة ومن خلال المؤسسات الخاصة. للأسف... حتى يومنا هذا لم نجد في أذهاننا الإخوة سيئي السمعة من خارج الأرض، ناهيك عن محاولة الاتصال بهم. تمام. لكننا جمعنا الكثير من البيانات الموثوقة تمامًا فيما يتعلق بما هو موجود لا.

أثناء عمله في مختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو عام 1950، سأل الفيزيائي إنريكو فيرمي زملائه السؤال الشهير الآن: "أين هم؟" . ولاحظ الحائز على جائزة نوبل هذا التناقض الذي وجده غريبا. باعتبار ذلك عدد كبير منالنجوم في مجرتنا، حتى الاحتمال الضئيل لوجود الحياة بالقرب من أي نجم معين يعني وجود عدد كبير من الحضارات الفضائية. علاوة على ذلك، بافتراض وجود احتمالات معقولة حول قدرة الكائنات الفضائية على السفر بين النجوم، أو تغيير الفضاء المحيط جسديًا أو التواصل، يجب أن نرى بالفعل دليلاً على وجودهم. لكننا لا نرى. أصبح هذا التناقض معروفًا باسم مفارقة فيرمي، وعادة ما يسمى الغياب المقابل للحياة في الكون المرئي ملاحظة فيرمي.

لقد حاولت العديد من الفرضيات تفسير مفارقة فيرمي. على سبيل المثال، أن الحضارات الأخرى تتعمد إخفاء نفسها أو تدمير نفسها قبل أن تتعلم السفر بين النجوم أو إقامة اتصالات بعيدة المدى. المشكلة الرئيسية في مثل هذه الفرضيات هي أن الآلية المقترحة لإخفاء وجود المرء أو تدميره لذاته لابد أن تكون جديرة بالثقة إلى حد كبير: فإذا كانت 99% فقط من الحضارات تدمر نفسها، فإن هذا لا يساعد كثيراً في حل هذه المفارقة.

وبالتالي، تظل كل هذه الفرضيات تخمينية إلى حد كبير وتعتمد إلى حد كبير فقط على افتراضات حول بعض الدوافع العالمية أو الديناميكيات الاجتماعية للكائنات الفضائية، في حين لا يمكننا ادعاء معرفة مماثلة حول عالمنا. لا يتم أخذ هذه الفرضيات في الاعتبار بسبب معقوليتها العلمية المستقلة، ولكن فقط لأنها تقدم حلاً لمفارقة فيرمي.

نشر علماء من معهد مستقبل الإنسانية بجامعة أكسفورد ورقة علمية أظهروا فيها أن "التعامل الصحيح مع الشكوك العلمية يذيب مفارقة فيرمي". بمعنى آخر، فإن تفردنا في الكون وغياب الحياة الغريبة التي يمكن ملاحظتها لا يصبح "مفارقة" أو حدثًا غير محتمل.

المؤلفون عمل علميإنهم ينتقدون حقيقة أن صيغة دريك تستخدم عادةً مع تقديرات النقاط. ومع ذلك، فإن تقديرات النقاط هذه "تتضمن معرفة حول العمليات (خاصة تلك المتعلقة بأصل الحياة) التي لا يمكن الدفاع عنها في ظل الوضع الحالي للعلم". وفقا للعلماء البريطانيين، مع الأخذ في الاعتبار عدم اليقين الواقعي، ينبغي استبدال تقديرات النقاط التوزيعات الاحتماليةوالتي تعكس الفهم العلمي الحالي. وبعد ذلك، وفقًا لصيغة دريك، تظهر صورة مختلفة تمامًا - ويختفي أي سبب للتأكد من أن المجرة (أو الكون المرئي) تحتوي على حضارات أخرى.

النتيجة الثانية للعمل العلمي: أظهر العلماء أنه بالنظر إلى الحدود الملحوظة لهيمنة الحضارات الأخرى، فإن "احتمالاتنا المحدثة تشير إلى وجود احتمال كبير بأننا وحدنا". وجد المؤلفون نتائج متشابهة نوعيًا باستخدام طريقتين مختلفتين: استخدام تقديرات المؤلفين للمعرفة العلمية الحالية ذات الصلة بالمعلمات الرئيسية، واستخدام تقديرات متباينة لهذه المعلمات في الأدبيات الفلكية الحيوية كبديل لعدم اليقين العلمي الحالي.

أظهرت الحسابات باستخدام هذه الطريقة احتمالًا كبيرًا إلى حد ما بأن تكون البشرية وحدها في مجرتها الأصلية درب التبانة (53−99.6%) أو حتى في الكون المرئي بأكمله (39-85%). وعليه، على السؤال الشهير «أين هم؟» يجيب مؤلفو العمل العلمي: "ربما يكون بعيدًا جدًا، ومن المحتمل جدًا أن يكون خارج الأفق الكوني ولا يمكن تحقيقه إلى الأبد".

ومن كل ما سبق، يترتب على الاستنتاج الثالث أن التشاؤم بشأن بقاء البشرية، القائم على مفارقة فيرمي، لا أساس له من الصحة. بعبارة أخرى، الإنسانية لديها فرصة جيدة للبقاء على قيد الحياةولا يمكن استخلاص استنتاجات حول حتمية التدمير الذاتي للحضارة بناءً على حقيقة أنه لا توجد حضارة واحدة متطورة بما فيه الكفاية في الكون الذي يمكن ملاحظته. ربما تكون هذه هي النتيجة الأكثر تفاؤلاً من عمل علمي منشور.

تم نشر المقال في 6 يونيو 2018 على موقع النسخة المطبوعة arXiv.org (arXiv:1806.02404v1).

استجاب إيلون موسك لحسابات المتخصصين البريطانيين. "غريب جدا"، -

مصنع أوليانوفسك للسيارات

حاشية. ملاحظة:

يعرض هذا المقال بطريقة جديدة مسألة البحث عن حضارات خارج كوكب الأرض. تعميم مفارقة فيرمي ومعادلة دريك البحوث الحديثةناسا على تلسكوب كيبلر ونظرية آدم فرانك، وودروف سوليفان. ويكشف المقال العلاقة بين درجة تطور الحضارة ووجود موجات الراديو التي تولدها. الفكرة الرئيسية- في مرحلة معينة من التطور، يجب أن تستخدم الحضارة الذكية بالضرورة الاتصالات الراديوية. يعبر المقال عن فكرة أن المادة الحية ستصل عاجلاً أم آجلاً إلى جميع الكواكب الخارجية وستتطور حيث توجد الظروف المناسبة. ويقدر المقال عدد الأنظمة النجمية في مجرتنا التي يبلغ عمرها 4 مليارات عام والتي تحتوي على كواكب خارجية، كما يوفر عددًا تقريبيًا للحضارات الذكية الموجودة في مجرتنا. يتم تقديم دليل على وجود الحضارات في مجرتنا. تظهر مشكلة بحث SETI بطريقة جديدة.

يعرض هذا المقال بشكل جديد البحث عن حضارات خارج كوكب الأرض. يلخص مفارقة فيرمي و المعادلة دريك مع أبحاث ناسا الحديثة حول تلسكوب كيبلر ونظرية آدم فرانك وودروف سوليفان. ويكشف المقال العلاقة بين درجة تطور الحضارة ووجود موجات الراديو التي تولدها. الفكرة الرئيسية - في مرحلة معينة من التطور، يجب أن تستخدم الحضارة المعقولة الاتصالات الراديوية. يعبر المقال عن فكرة أن المادة الحية ستنتهي عاجلاً أم آجلاً على جميع الكواكب الخارجية وستتطور حيث توجد الظروف المناسبة. ويقدر المقال عدد الأنظمة النجمية في مجرتنا بـ 4 مليارات سنة، والتي توجد عليها كواكب غريبة، بالإضافة إلى عدد تقريبي للحضارات الذكية الموجودة في مجرتنا. يتم تقديم الدليل على وجود الحضارات في مجرتنا. تظهر مشكلة بحث SETI في شكل جديد.

الكلمات الدالة:

فضاء؛ وقت؛ سرعة؛ إشارات الراديو؛ الحضارة؛ تطور؛ galaxy

فضاء؛ وقت؛ سرعة؛ إشارات الراديو؛ الحضارة؛ تطور؛ galaxy

يو دي سي 52-54

مقدمة

بعد أن فهم الحجم الهائل للكون ووقت وجوده، تساءل الإنسان قسراً: هل هناك مخلوقات مشابهة لنا في مساحاتها الشاسعة؟
وبدأت البشرية، باستخدام أحدث إنجازات العلوم، في البحث بشكل مكثف عن الحضارات الأخرى. على الرغم من أن الناس فكروا في البحث عن الإخوة في ذهنهم مرة أخرى العصور القديمةلقد بدأنا مؤخرًا فقط في استخدام العلم لحل هذه المشكلة.

دعونا ننظر في مشكلة البحث عن حضارات خارج كوكب الأرض منذ ستينيات القرن العشرين وحتى يومنا هذا، ونلخص أبحاث العلماء المعاصرين، أي مفارقة فيرمي ومعادلة دريك مع أبحاث ناسا الحديثة في تلسكوب كيبلر ونظرية الكون. آدم فرانك، وودروف سوليفان.

مفارقة فيرمي ومعادلة دريك. النظرية الكلاسيكية

مفارقة فيرمي - عدم وجود آثار واضحة لنشاط الحضارات الغريبة التي كان من المفترض أن تستقر في جميع أنحاء الكون على مدى مليارات السنين من تطورها. المفارقة اقترحها الفيزيائي إنريكي فيرمي، الذي شكك في إمكانية اكتشاف حضارات خارج الأرض هنا على الأرض، وترتبط بمحاولة الإجابة على أحد أهم الأسئلة في عصرنا: “هل الإنسانية هي الحضارة الوحيدة المتقدمة تقنيًا في الكون؟ ؟" محاولة للإجابة على هذا السؤال هي المعادلة دريك الذي يقدر عدد الحضارات خارج كوكب الأرض الممكن الاتصال بها. فهو يعطي، في ضوء بعض الاختيارات ذات المعلمات غير المعروفة، تقديرًا مرتفعًا إلى حد ما لفرص عقد مثل هذا الاجتماع.

يمكن افتراض المفارقة على النحو التالي: من ناحية، تم طرح العديد من الحجج القائلة بأنه يجب أن يكون هناك عدد كبير من الحضارات المتقدمة تقنيًا في الكون. ومن ناحية أخرى، لا توجد ملاحظات تؤكد ذلك. الوضع متناقض ويؤدي إلى استنتاج مفاده أن فهمنا للطبيعة أو ملاحظاتنا غير مكتملة وخاطئة. وكما قال إنريكو فيرمي: "حسنًا، أين هم إذن؟"

معادلة دريك

ن = ر * فب * ني * فلوريدا * فاي * نادي * ل، أين:

ن

ر

فب

ني

فلوريدا

فاي

نادي- نسبة عدد الكواكب التي تستطيع أشكال الحياة الذكية عليها الاتصال بها والبحث عنها، إلى عدد الكواكب التي توجد عليها أشكال حياة ذكية على الإطلاق

ل

شرح مفارقة فيرمي وتعديل معادلة دريك

سنحاول الآن شرح مفارقة فيرمي بشكل بسيط، يمكن لأي شخص عادي أن يفهمه، عن طريق تغيير معادلة دريك. ولتبسيط الإدراك، سنقيس المسافات بمليارات السنين الضوئية، والزمن بمليارات السنين.

وهكذا، وفقا لحسابات مختلفة، يتم الحصول على قيم مختلفة ن - عدد الحضارات الذكية الموجودة في مجرتنا درب التبانة .

الأرقام التي استخدمها دريك في عام 1961:

R = 10/سنة (تتشكل 10 نجوم في السنة)

fp = 0.5 (نصف النجوم بها كواكب)

ne = 2 (في المتوسط ​​هناك كوكبان صالحان للسكن)

fl = 1 (إذا كانت الحياة ممكنة فستظهر حتماً)

fi = 0.01 (احتمال 1% أن تتطور الحياة إلى حياة ذكية)

fc = 0.01 (1% من الحضارات يمكنها وترغب في إقامة اتصال)

L = 10,000 سنة (حضارة متقدمة تقنيًا موجودة منذ 10,000 سنة)

معادلة دريك تعطي ن = 10 * 0,5 * 2 * 1 * 0,01 * 0,01 * 10 000 = 10 .

تعطي الافتراضات الأخرى قيمًا لـ N قريبة جدًا من الصفر، لكن هذه النتائج غالبًا ما تصطدم بنسخة من المبدأ الأنثروبي: بغض النظر عن مدى ضآلة احتمال ظهور حياة ذكية، يجب أن تكون مثل هذه الحياة موجودة، وإلا فلن يسأل أحد مثل هذا السؤال .

بعض النتائج لافتراضات مختلفة:

R = 10/سنة، fp = 0.5، ne = 2، fl = 1، fi = 0.01، fc = 0.01، وL = 50000 سنة.

ن = 10 * 0,5 * 2 * 1 * 0,01 * 0,01 * 50,000 = 50 (في أي وقت هناك حوالي 50 حضارة قادرة على الاتصال)

لكن التقييمات المتشائمة تقول إن الحياة نادرا ما تتطور إلى حد الذكاء، والحضارات المتقدمة لا تعيش طويلا:

R = 10/سنة، fp = 0.5، ne = 0.005، fl = 1، fi = 0.001، fc = 0.01، وL = 500 سنة.

ن = 10 * 0,5 * 0,005 * 1 * 0,001 * 0,01 * 500 = 0,000125 (نحن على الأرجح وحدنا)

تزعم التقديرات المتفائلة أن 10٪ قادرون وراغبون في إقامة اتصال وما زالوا موجودين لمدة تصل إلى 100000 عام:

R = 20/سنة، fp = 0.1، ne = 0.5، fl = 1، fi = 0.5، fc = 0.1، وL = 100000 سنة.

ن = 20 * 0.1 * 0.5 * 1 * 0.5 * 0.1 * 100.000 = 5000 (سنقوم بالاتصال على الأرجح).

البحوث الحديثةناسا ونظرية فرانك سوليفان

آخر أبحاث وكالة ناسا حول البحث عن الكواكب الخارجية (كواكب ذات ظروف مناسبة للحياة) باستخدام تلسكوب كيبلر واحتمال وجود حياة ذكية عليها تتلخص في مقال "حد تجريبي جديد على وفرة الأنواع التكنولوجية في العالم" الكون" للعلماء العالميين آدم فرانك وودروف سوليفان، المنشور في مجلة علم الأحياء الفلكي في مايو 2016 . ويرى المؤلفون أن العدد الفعلي للكواكب الخارجية في مجرتنا أكبر بكثير مما افترضه دريك، لكن احتمال ظهور حياة ذكية لا يكاد يذكر. ووفقا للمؤلفين، فإن احتمال ظهور حياة ذكية على كوكب خارجي مناسب هو 10 -22. تشير هذه القيمة الفلكية الصغيرة إلى أننا وحدنا، ليس فقط داخل مجرتنا، ولكن حتى داخل الكون المرئي. هنا صورة شعبية من المقال ، وهو مليء بالإنترنت بالكامل (الشكل 1).

الشكل 1: تعديل معادلة دريك في مقالة آدم فرانك وودروف سوليفان.

في هذه الحالة، يتم تقليل معادلة دريك إلى عاملين فقط بدلاً من خمسة.

أ = ن * فت, أين:

أ- عدد الحضارات الذكية

ن - عدد الكواكب الخارجية

ف بت - احتمال الحياة الذكية

نحن نحصل

ن - 100 مليار - 10 11

ف بت - عشرة أس سالب 22 قوة - 10 -22

أ= 10 11 *10 -22 = 10 -11، أي 1 في 100 مليار.

بشكل عام، لم يقم العالمان آدم فرانك ووودروف سوليفان بتعديل معادلة دريك، بل استنتجا معادلة خاصة بهما دون الأخذ في الاعتبار عددًا كبيرًا من العوامل. تعتمد النظرية بأكملها على حساب احتمالية ظهور أشكال الحياة الذكية.

نظرية الكسندر بانوف(الحساب النظري للكمية عوالم ذكيةفي مجرتنا)

إذا أخذنا في الاعتبار عوامل مثل معدل تكوين الأنظمة النجمية في فترة زمنية معينة من وجود مجرتنا، والمسافات إلى الكواكب ذات الحضارات الذكية، والعمر المحدود للنجوم، وكثافة توزيع الحضارات الذكية في جميع أنحاء المجرة بالإضافة إلى النقطة الزمنية التي نحدد فيها عدد الحضارات الذكية، يتم الحصول على أعداد أقل بكثير. تم استخدام نظرية تأخذ في الاعتبار جميع المعاملات في مقالته "التعميمات الديناميكية لصيغة دريك: النظريات الخطية وغير الخطية" بقلم أ.د.بانوف، حيث استخدم الصيغ المعقدة والتبعيات اللوغاريتمية. كاتب المقال لا يعطي أرقاماً دقيقة عن عدد الحضارات الذكية، لكنه يقدم فقط رسوماً بيانية “من” و”إلى”، فإليك النظرية الخطية [ 3، من 117 ] في لحظة معينة من الزمن هناك حوالي 900 إلى 1000 حضارة ذكية، ووفقا للخط غير الخطي [ 3، ص 119 ] - من 3300 إلى 3400.

أهداف و غايات

أهداف وغايات هذا المقال هي تلخيص الأبحاث واستنتاجات النظريات الموضحة أعلاه، وتقديم هذا التعميم بلغة مفهومة دون صيغ وحسابات معقدة ("كل شيء عبقري بسيط، كما قال أينشتاين").

تصحيح المعاملات وتعديل معادلة دريك

دعونا نحلل معامل fc (دريك) - عدد الحضارات التي يمكنها وتريد إقامة اتصال. في جميع خيارات الحساب، تكون هذه القيمة 0.01، أي 1٪ فقط. لماذا؟

دعونا نفكر في هذا المفهوم "يريد"إقامة اتصال: أي حضارة أكثر أو أقل تطوراً (حتى لو كانت في العصر الحجري) تريد إقامة اتصال. بعد كل شيء، هذه هي طبيعة تطور الحضارة، أي التطور، وهذه هي الرغبة في توسيع مجالات النفوذ، والحصول على تقنيات وموارد جديدة من أجل وضع استراتيجية لمزيد من الوجود والتنمية والبقاء على قيد الحياة. وفقط من باب الفضول. وبالمناسبة، فإن حضارتنا تقوم بذلك أيضاً: كما يتضح من وجود المسبارين فوييجر 1 وفوييجر 2 اللذين يحملان معلومات عن الحضارة الإنسانية التي غادرت النظام الشمسي. إذا كانت الحضارة على مستوى أعلى بكثير منا، فمن المرجح أيضًا أن تقيم اتصالاً، وهو ما سيمثل غزو مستعمرة جديدة، تمامًا كما غزا العالم القديم في أوروبا مستعمرات في أفريقيا والهند وأمريكا في وقت واحد. .

"ربما"للتأسيس: نحن لا نعرف بالضبط متى بدأت الحياة على كوكبنا، لأننا نتحدث عن مليارات السنين، خاصة عندما بدأت الحياة الذكية. وبشكل عام، هل نشأت على كوكبنا؟ استناداً إلى نظرية تشارلز داروين، فإن الإنسان الذي ينحدر من القردة، ركض الملايين على الأرض بالحجارة والهراوات. لكن الوقت قد حان واستغرق الأمر 10000 عام فقط (هذه لحظة من وجهة نظر تطور كوكبنا) للانتقال من تكنولوجيا الفأس الحجرية إلى الاتصالات اللاسلكية وأجهزة الكمبيوتر والقنبلة النووية. ومنذ تلك اللحظة بدأت موجات الراديو تدخل الفضاء الخارجي، حاملة معلومات عنا، ومنتشرة بسرعة الضوء، ولن تتمكن حضارتنا، مثل أي حضارة أخرى، من إزالة هذه الآثار من وجودها بأي حال من الأحوال. والاتصالات الراديوية، وبالتالي موجات الراديو، هي علامات على تطور أي حضارة تكنولوجية، بالطبع، إذا كانت الحضارة أكثر تقدما من الناحية الفنية من حضارتنا، فإنها لا تستخدم الاتصالات القائمة على نقل موجات الراديو، لأن هذا الاتصال غير مناسب للفضاء السحيق (تطير إشارة الراديو من المريخ إلى الأرض لمدة 40 دقيقة). لكن في الماضي، عندما تطورت الحضارة، تركت بلا شك آثارًا على شكل إشارات الراديو.

لذلك يمكننا أن نستنتج أن قيمة المعامل fc أشار إليها Draiko بشكل غير صحيح وأي حضارة (100٪) يمكنها وتريد إقامة اتصال، بما في ذلك حضارتنا، وبالتالي فإن المعامل نادييساوي 1، والضرب في 1 لا يعطي شيئًا، لذلك يمكن تجاهل هذا المعامل.

لذا، إذا لم نأخذ في الاعتبار المعامل fc، فسنحصل على تعديل جديد لمعادلة دريك.

ن = ص* FP * ني* فلوريدا* فاي* ل، أين:

ن- عدد الحضارات الذكية المستعدة للاتصال

ر- عدد النجوم التي تظهر خلال العام في مجرة ​​درب التبانة

فب- نسبة النجوم التي تدور في مداراتها كواكب

ني- متوسط ​​عدد الكواكب وأقمارها التي تناسب ظروفها نشأة الحياة

فلوريدا- احتمال ظهور الحياة على كوكب مناسب

فاي- احتمالية ظهور أشكال حياة ذكية على كواكب تكون الحياة فيها ممكنة على الإطلاق

ل- الوقت الذي توجد فيه حياة ذكية، يمكنها أن تتصل وتريد أن تفعل ذلك

وفي الوقت نفسه، يزيد عدد الحضارات في جميع إصدارات حسابات معادلة دريك 100 مرة.

تصحيح معاملات فرانك سوليفان وتعديل نظريتها

في مقالتهم، آدم فرانك وودروف سوليفان يزعمون أن احتمال ظهور الحياة الذكية هو 10 -22. وهذه كمية متناهية الصغر. ولكن من أين أتى؟ وتشمل هذه القيمة احتمال ظهور الحياة بشكل عام، على هذا النحو، بدءًا من أبسط أشكالها، على هذا الكوكب الخارجي بالتحديد. ومع ذلك، اكتشف العلماء الآن آثارًا لأبسط أشكال الحياة على المريخ، كما أثبتوا تجريبيًا أن الأشنات والطحالب الخضراء المزرقة تبدو أفضل في الغلاف الجوي المريخي المحاكي مقارنة بالظروف الأرضية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لبعض الكائنات الحية الدقيقة وجراثيمها قضاء فترة لا حصر لها من الوقت في الفضاء الخارجي، وبعد ذلك، عندما تتعرض لظروف مواتية، تبدأ في الحياة. . وهكذا، عند السفر في الفضاء الخارجي من كوكب إلى آخر، يمكن لجراثيم أبسط الكائنات الحية أن تسكن جميع الكواكب الخارجية. لذا، وبكل ثقة، توجد حياة على جميع الكواكب الخارجية، على الأقل في أبسط أشكالها.

الكوكب الخارجي هو كوكب يتمتع بظروف مناسبة للحياة، ويحتوي، من بين أشياء أخرى، على ماء سائل. دعونا نحلل بإيجاز صور الكواكب من الموقع الرسمي لناسا والتي التقطها تلسكوب كيبلر.

الشكل 2 كوكبنا "الأرض". للمقارنة.

الشكل 3: كوكب "كبلر-22ب". ويبلغ حجمه حوالي 4 أضعاف حجم الأرض. لديها الغلاف الجوي والغيوم. الغلاف الجوي أكثر سمكًا وكثافة من الغلاف الجوي للأرض. قد يشير اللون الأزرق والأخضر إلى وجود الطحالب في مياه المحيط العذبة التي تغطي كامل سطح الكوكب. ولكن على الأرجح، فإن سطح الكوكب غير مرئي بسبب كثافة الغلاف الجوي، حيث تظهر الصورة أن الغلاف الجوي له أيضًا لون أزرق مخضر. لذا يمكننا أن نستنتج أن سطح الكوكب مغطى بنوع من الغاز. احتمال نشوء الحياة على مثل هذا الكوكب منخفض جدًا.

الشكل 4: كوكب "كبلر-69ج". ويبلغ حجمه ضعف حجم الأرض تقريبًا. لديها الغلاف الجوي والغيوم. الغلاف الجوي أكثر سماكة وكثافة من الغلاف الجوي للأرض، وهناك عدد أكبر من السحب، وقد يشير اللون الأزرق للسطح، الذي يشبه إلى حد كبير لون محيطات الأرض، إلى أن سطح الكوكب بأكمله مغطى بالمياه السائلة، و ربما الميثان. احتمال نشوء الحياة على مثل هذا الكوكب منخفض جدًا.

الشكل 5: الكوكب "كبلر-62ف". أكبر قليلاً من حجم الأرض. لديها الغلاف الجوي والغيوم. الجو شفاف . تظهر الأرض والمسطحات المائية على السطح. هناك ماء أقل بكثير مما هو موجود على الأرض. على الأرجح، سوف تنشأ الحياة على هذا الكوكب.

الشكل 6: كوكب "كبلر-186ف". أكبر قليلاً من حجم الأرض. لديها الغلاف الجوي والغيوم. في الواقع، الأخ التوأم لأرضنا. على الأرجح، سوف تنشأ الحياة على هذا الكوكب.

من أين أتت هذه الصور؟ وفي الواقع، يُعرض الكوكب في تلسكوب كيبلر على شكل نقطة، حتى على شكل بكسل واحد. من المرجح أن تمثل كل هذه الصور نماذج حاسوبية للكواكب الخارجية. ولكن حتى لو كانت هذه الصور مجرد نماذج حاسوبية، وكانت أجهزة الكمبيوتر الحديثة تتمتع بقوة هائلة لدرجة أنها حتى مع البيانات الضئيلة، على سبيل المثال، حول الحجم ودرجة حرارة السطح والطيف وكثافة الإشعاع، يمكنها إنشاء نموذج حقيقي. ولذلك، هناك احتمال أن تتطور الحياة إلى حياة ذكية خلال مليارات السنين، على الأقل على كوكبي Kepler-452b وKepler-186f. إن العملية المسماة "التطور" ونظرية تشارلز داروين لها تأثير كامل هنا. يمكننا أن نلاحظ ذلك في واقعنا. على سبيل المثال: من الحقائق المعروفة أن بكتيريا المكورات العنقودية المسببة للأمراض التي تسبب الأمراض البشرية تتكيف مع عمل المضادات الحيوية بسرعة كبيرة بحيث لا يتوفر لدى العلماء الوقت لتطوير أدوية جديدة . يجب على الميكروبات أن تبقى على قيد الحياة، وهي تفعل ذلك بنجاح، ويمكننا مراقبة عملية التطور في الوقت الحقيقي. المادة الحية قادرة على التطور باستمرار. تتسارع عملية التطور عندما تتغير بيئة الوجود ويتعين على الكائنات الحية التكيف مع الظروف الجديدة. وهذا ما يؤكده التاريخ الجيولوجي لكوكبنا: العصور الجليديةوالفيضانات وحركات القارات والزلازل وسقوط النيازك العملاقة. ولم تؤد هذه الكوارث التي حدثت على مدى ملايين السنين إلى تدمير الحياة، بل على العكس من ذلك، أدت إلى تطورها وانتقالها إلى شكل ذكي. لذلك، فإن الاستنتاج يشير إلى نفسه: إن عمر مجرتنا درب التبانة كبير جدًا لدرجة أنه يكفي لتطور المادة الحية من أبسط الكائنات وحيدة الخلية إلى حالة ذكية، وليس حقيقة أنه على كوكبنا الظروف الملائمة لنشوء حياة ذكية أفضل من تلك الموجودة على الكواكب الخارجية الأخرى.

لا يأخذ فرانك وسوليفان في معادلتهما في الاعتبار المعلمة L - الوقت الذي توجد فيه حياة ذكية وتكون جاهزة للاتصال، ولكن دون جدوى. وبدون أخذ هذا المعيار في الاعتبار، ليس من الواضح عدد الحضارات الموجودة في وقت معين. يعد عمر الحضارة مؤشرا مثيرا للجدل إلى حد ما، لأنه من الصعب للغاية التنبؤ بالمدة التي ستستمر فيها الحضارة. إذا نفدت جميع الموارد الموجودة على الكوكب الابن، فستموت الحضارة، على سبيل المثال، بعد 10000 عام (مثل دريك). إذا أتقنت حضارة ما استعمار الكواكب الأخرى في نظامها النجمي، بما في ذلك تلك غير الصالحة للحياة، وتنمية الموارد عليها، فيمكن أن توجد لملايين السنين، ويمكن أن تصل آثار وجودها إلى المليارات (حتى نهاية القرن العشرين). تنتهي دورة حياة النجم). وليس من الصعب أن نلاحظ أن حضارتنا قد اقتربت جدًا من مرحلة استعمار الكواكب في نظامنا الشمسي، ولا يزال أمام الشمس 2 مليار سنة للوصول إلى مرحلة العملاق الأحمر. بالإضافة إلى ذلك، عندما تنتهي حياة حضارتنا، ستبقى بعد ذلك الأقمار الصناعية التي تحتوي على معلومات عنا وعن تقنياتنا في مدار الشمس، والتي ستبعث موجات راديو إلى الفضاء الخارجي، وتستقبل الطاقة من الألواح الشمسية.

وهنا توجد علاقة معينة في التطور التكنولوجي للحضارة بين القدرة على استعمار الكواكب ونقل الإشارات الراديوية. هاتان النقطتان في تطور التكنولوجيا في الفترة الزمنية قريبتان جدًا، وعلى المقياس الزمني للكون (مليارات السنين) يمكنك حتى دمجهما وتكوين نقطة واحدة. بالطبع، في هذه المرحلة الزمنية، قد تكون هناك كوارث مختلفة، مثل اصطدام كويكب، أو اصطدام كوكبي، أو انفجارات من إشعاعات جاما، وما إلى ذلك. لكن المادة منتشرة في جميع أنحاء الكون بحيث أن احتمال وقوع هذا الحدث في فترة زمنية معينة لا يكاد يذكر.

ونتيجة لذلك، ومع الأخذ في الاعتبار جميع أنواع القوة القاهرة والافتراضات، فإننا سنأخذ عمر حضارة واحدة متطورة تكنولوجياً قادرة على توليد موجات الراديو لمدة 100 مليون سنة على الأقل.

الآن هل تفهم ما هو المقياس الذي نتحدث عنه؟ مع التعديلات المذكورة أعلاه، فقط وفقًا لبيانات دريك، يجب أن يكون هناك ملايين من الحضارات المتقدمة تقنيًا في مجرتنا، جاهزة وراغبة في إقامة اتصال.

ومع ذلك، قام دريك بتجميع معادلته في عام 1960، ثم في وكالة ناسا

لم يكن هناك تلسكوب كيبلر. والآن، من أجل الحصول على عدد كاف من الحضارات الذكية الموجودة في مجرة ​​درب التبانة في وقت معين، من الضروري استخدام معاملات مختلفة تمامًا، بالاعتماد على بيانات تلسكوب كيبلر.

ولنفترض أن تطور الحياة من أبسط الكائنات الحية الدقيقة إلى حضارة ذكية في مستوانا يتطلب في المتوسط ​​4.3 مليار سنة (العمر التقريبي للنظام الشمسي). إن عمر الحضارة التي تستخدم خلالها الاتصالات الراديوية وتولد الإشارات الراديوية هو 100 مليون سنة (كما ذكرنا أعلاه). لذلك، من الضروري تحديد عدد الأنظمة النجمية في المجرة مع الكواكب الخارجية التي يتراوح عمرها بين 4.2 إلى 4.4 مليار سنة. لنفترض 0.0001 (فقط 0.01% من النجوم في مجرتنا تستوفي شروطنا). بناءً على تحليل نماذج الكمبيوتر أعلاه، يمكن لنصف الكواكب الخارجية فقط أن تؤدي إلى حياة ذكية. عدد الكواكب الخارجية 100 مليار نحصل على معادلة بالشكل:

N R = 0.5*O m *N ast= 0.5*10 11*0.0001= 0.005 مليار (أو 5 مليون)، حيث

يا م- عدد الكواكب الخارجية في مجرتنا

ن- لإجمالي عدد الأنظمة النجمية التي تحتوي على كواكب خارجية تتراوح أعمارها بين 3.9 و4.1 مليار سنة.

5 مليون هو العدد التقريبي للحضارات الذكية الموجودة في مجرتنا في لحظة معينة من الزمن، باستثناء الحضارات التي كانت موجودة قبل ذلك بكثير وانقرضت بالفعل.

وفقًا لنظرية ألكسندر بانوف، فإن الأرقام التي تم الحصول عليها أصغر بكثير من الحسابات المذكورة أعلاه (N R = 5 ملايين)، ولكن لا يزال، استنادًا إلى حساباته للحضارة، يوجد حاليًا ما لا يقل عن 900 (وفقًا للنظرية الخطية). ) الحضارات المتقدمة تقنيا في المجرة. في مقالته، أخذ المؤلف في الاعتبار عاملاً مثل المسافة إلى الكواكب ذات الحضارات الذكية، لذلك يمكننا أن نستنتج أن الأرقام الواردة في مقال بانوف أ.د. - هذا هو عدد الحضارات التي يجب أن نستقبل منها إشارات الراديو في الوقت الحالي.

الآن دعونا نقدر: عمر مجرة ​​درب التبانة حسب أحدث بيانات العلماء يبلغ حوالي 11.4 مليار سنة، ويبلغ قطر قرصها 100 ألف سنة ضوئية فقط. عمر النظام الشمسي هو 4.3 مليار سنة. أي أن 4.3 مليار سنة مرت من سحابة الغاز والغبار إلى النظام النجمي بحضارة متطورة للغاية. والآن نكتشف الوقت الذي كان قبل ذلك: 11.4 - 4.3 = 7.1 مليار سنة، وهذا يعادل ضعف عمر النظام الشمسي تقريبًا. وبطبيعة الحال، في بداية ظهور مجرة ​​درب التبانة، كان من الممكن أن تكون هناك ظروف غير مناسبة لنشوء الحياة: مستويات عالية من الإشعاع، وقوى جاذبية هائلة، ودرجات حرارة عالية وبيئة عدوانية في الفضاء بين النجوم نفسه. ولكن هناك ما يكفي من الوقت (7.1 مليار سنة)، لذلك يمكننا أن نقول بثقة أن الحضارات المتطورة للغاية والجاهزة للاتصال نشأت في وقت أبكر بكثير من حضارتنا، وربما حتى قبل ظهور النظام الشمسي.

إذا قمنا بتقدير حجم مجرة ​​درب التبانة وعمرها، فإن إشارات الراديو التي تولدها الحضارات يجب أن تكون قد غادرت مجرة ​​درب التبانة منذ فترة طويلة، ناهيك عن عبورها. كل هذه الحسابات لا تعطى إلا على مقياس مجرتنا، ناهيك عن مقياس الكون...

الآن وصل التطور التكنولوجي للبشرية مستوى عالالتكنولوجيا الحديثة قادرة على استقبال الإشارات الراديوية بأي تردد وسعة وبأي قوة حتى منخفضة للغاية، ويقوم العلماء بمسح الفضاء بأحدث التلسكوبات الراديوية المتقدمة، ولكن، للأسف، لا شيء …. والسؤال الأهم: لماذا؟؟؟ لذلك اتضح أننا وحدنا حقا في هذا العالم الضخم؟ لكن هذا لا يمكن أن يكون، لا يمكنك خداع نظرية الاحتمالية... وبالنظر إلى ما سبق، أصبح سؤال فيرمي أكثر تناقضاً.

حتى لو: اقتباس - "لقد تم استعمار المجرة بأكملها، بما في ذلك النظام الشمسي، منذ فترة طويلة من قبل المفوضية الأوروبية، لكنها لا تظهر وجودها، لأن أخلاقيات المجرة تتطلب منح الحضارات النامية الفرصة لحل مشاكلها بشكل مستقل." نهاية الاقتباس. [ 4] ومع ذلك، عندما كانوا يتطورون إلى النقطة التي نحن فيها الآن، كان عليهم استخدام موجات الراديو والاتصالات القائمة عليها في مرحلة ما.

وهناك شيء آخر كبير ولكن: حتى لو تلقينا هذه الإشارات اللاسلكية، إشارات من الفضاء البعيد من إخواننا في الاعتبار، الذين هم على مستوى التطور الذي نحن فيه، فعندئذ "لا ينبغي لنا أن نتوقع منهم" سفن الفضاءوالمسابير» (كما قال إيجور بروكوبينكو في برنامج «إقليم الأوهام»)، لأنه حتى الحضارات التي استطاعت استعمار كواكب نظامها النجمي لا تستطيع التغلب على المسافات التي تفصل بيننا. ومن أقرب نجم (ألفا سنتوري)، يصل الضوء إلى النظام الشمسي في 4.3 سنة، ولكن لا توجد كواكب صالحة للسكن هناك. يقع أقرب كوكب خارجي في النظام النجمي Gliese 667 على مسافة 22 سنة ضوئية من الأرض. حتى لو تسارعت إلى سرعة الضوء تقريبًا، فإن رحلة الطيران ذهابًا وإيابًا ستستغرق 50 عامًا على الأقل. ومع ذلك، فإن تنفيذ مثل هذه الرحلة مهمة صعبة للغاية من الناحية الفنية، وربما تكون مستحيلة. عند السرعات المنخفضة، لا يكون السفر ذا صلة، لأنه سيستغرق وقتًا مشابهًا لعمر الحضارة نفسها. وبالنظر إلى هذه المسافات الهائلة، فإن الرحلات الجوية بين النجوم حتى بسرعات الضوء ليست ذات صلة.

الاستنتاجات

1. لا شك أن هناك حضارات ذكية ومتطورة للغاية في مجرتنا، وفي لحظة معينة من الزمن يجب أن نستقبل إشارات راديوية تمثل آثارًا لأنشطة ما لا يقل عن تسعمائة حضارة ذكية.

2. لا يمكننا اكتشاف آثار حضارة أخرى في المرحلة الحالية من التطور التكنولوجي إلا من خلال وجود إشاراتها الراديوية.

3. لن نتمكن من الاتصال بإخواننا في الاعتبار عن طريق الاتصال اللاسلكي (الأسرع في الكون)، لأن وقت إرسال واستقبال الرسائل طويل جدًا. يعد الاتصال الجسدي مع حضارة أخرى أكثر استحالة بسبب المسافات الكبيرة.

4. يتطلب الاتصال مبادئ مختلفة للتواصل والحركة في الفضاء عن تلك التي نستخدمها الآن.

خاتمة

لماذا، بعد كل شيء، لا نرصد إشارات الراديو الصادرة عن إخوتنا في أذهاننا؟

يمكننا أن نفترض:

أ) نظرية أينشتاين النسبية غير صحيحة في بعض النواحي:

لا تنتشر موجات الراديو والضوء كما توقع، لذا سيكون من الضروري بشكل عام مراجعة النظرية النسبية بأكملها، وتحول الطيف الأحمر، وبالتالي المسافة إلى النجوم، وعمر المجرات، وما إلى ذلك؛

يمكن أن يمتص الفضاء إشارات الراديو الخاصة بالحضارات ولا تصل إلينا، لأن مصدر الإشارة ضعيف جدًا، والضوء الصادر من مصادر أقوى بكثير من النجوم والكواكب يفعل ذلك؛

يمكن تحييد الإشارات الراديوية للحضارات بواسطة بواعث أكثر قوة: النجوم والكوازارات؛

ب) إشارات الراديو ضعيفة جدًا لدرجة أننا لا نمتلكها بعد الوسائل التقنيةللقبض عليهم.

ج) يتم إخفاء وجود إشارات الراديو عنا.

عن الزمان والمكان

وفقا للنظرية النسبية لأينشتاين، فإن أسرع شيء في الكون هو سرعة الضوء، لكن المسافات هائلة للغاية بحيث نحصل من مراقب خارجي على فترات زمنية هائلة للعمليات التي تجري فيها. هنا لدينا خلل كبير في سرعة الفضاء. هذا الخلل يعطي قدرا هائلا من الوقت، لا يتناسب مع عمر الحضارة الذكية، لذلك ليس لدينا خيار سوى وضع افتراضات، كما فعل أينشتاين عندما كتب نظريته، بالطبع، تم اختبار الكثير من هذا عمليا (مرة أخرى في جزء صغير جدًا من الفضاء المحيط بنا)، لكن يبقى الكثير موضع تساؤل. ما هي النسبية؟ نعم الحقيقة هي أننا لا نستطيع إلا أن نلاحظ العمليات في الكون التي تحدث بسرعة الضوء، ولا نعرف ما هو الوضع في الوقت الراهن، على سبيل المثال: نرى نجما أو حتى مجرة ، أو بالأحرى الضوء المنبعث منه، لكنه في الواقع لم يعد كذلك منذ فترة طويلة. ومرة أخرى، نقيس المسافة بالسنوات الضوئية (المسافة التي يقطعها الضوء خلال سنة)، ولكن في الواقع هو الوقت. يبدو أن الوقت هو الوقت، والمسافة هي في الواقع وقت أيضًا. الوقت هو كمية أساسية في الكون، فهو يتحكم في جميع العمليات. اتضح أنه لا يوجد بعد خامس، ولا يوجد حتى ثلاثة أبعاد للفضاء، ولكن هناك بعد واحد فقط - هذا هو الوقت الذي يشكل الكون من حولنا بلا حدود.

فهرس:

1. أمبارتسوميا في.أ.، كارداشيف إن.إس.، ترويتسكي في.إس. "مشكلة البحث عن الحياة في الكون." وقائع ندوة تالين، تحرير: م. العلوم. 1986. 256 ص.
2. فرانك أ.، سوليفان دبليو. "قيد تجريبي جديد على انتشار الأنواع التكنولوجية في الكون." علم الأحياء الفلكي. مايو 2016، المجلد. 16، لا. 5: ص. 359-362.
3. Panov A. D. "التعميمات الديناميكية لصيغة دريك: النظريات الخطية وغير الخطية." نشرة المرصد الفيزيائي الفلكي الخاص. - 2007. - ت 60. - ص. 111-127.
4. Frolov V. V.، Chernozemova E. N.، Grigorieva T. P.، Lavrenova O. A.، Brovko E. A. "النظرة الكونية للعالم - تفكير جديد في القرن الحادي والعشرين." مواد المؤتمر العلمي والعام الدولي 2003. في 3 مجلدات موسكو. المركز الدولي لRoerichs، 2004. T. 3. - 504 ص.
5. بوخارين أو.في.، أوسفياتسوف بي.يا.، كارتاشوفا أو.إل. م.، "بيولوجيا المكورات المسببة للأمراض"، ايكاترينبرج، الطب، فرع الأورال للأكاديمية الروسية للعلوم، 2002. 282 ص.
6. بخار م. "شائع في علم الأحياء الدقيقة". دار النشر Alpina Nonfiction، 2017. 218 ص.
7. سوشكوف أ. أ. “فيزياء الفضاء: موسوعة صغيرة. الطبعة الثانية."، موسكو، الموسوعة السوفيتية، 1986. 783 ص.
8. ترويتسكي ضد "حول مسألة سكان المجرة" المجلة الفلكية، 58، 1121، 1981، ص. 1121-1130.
9. بوتينيخين ب. "المادة المظلمة في درب التبانة، 2015"، (تناقضات الفرضية حول المادة المظلمة- لم يتمكن منحنى دوران نجوم مجرة ​​درب التبانة من تشكيل أذرع المجرة بالشكل المعروف حاليا)، الرابط: http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/mw_037.shtml (تم الاطلاع في 11 أبريل/نيسان 2017) .
10. جينديليس إل إم، "مشاكل البحث عن حضارات خارج الأرض"، موسكو، ناوكا، 1981، 126 ص.
11. جينديليس إل إم، "SETI: البحث عن ذكاء خارج الأرض". فيزماتليت، موسكو، 2004. 649 ص.
12. الموقع الرسمي لناسا. مهمة كيبلر. نموذج حاسوبي للكوكب الخارجي Kepler-22b. عنوان URL: https://www.nasa.gov/sites/default/files/images/607694main_Kepler22bArtwork_full.jpg (تم الوصول إليه في 11/04/2017).

التعليقات:

22/05/2017، 8:51 دولبنيا نيكولاي فلاديميروفيتش
مراجعة: مراجعة دولبنيا نيكولاي فلاديميروفيتش: المقال يتعلق بمشكلة مهمة للحضارة الإنسانية: هل نحن وحدنا في الكون؟ الغرض من المقال هو التوليف العلمي للبحث في هذا المجال منذ أوائل الستينيات من القرن الماضي وحتى يومنا هذا. لقد حقق المؤلف هذا الهدف، لذلك أعتقد أنه يجب نشر المقال في مجلة SCI-ARTIKLE.

هل يوجد مثل هذا الشاطئ في أي مكان خارج الأرض؟ الجواب على هذا السؤال يأتي من معادلة دريك.

معادلة دريك هي معادلة مصممة لتحديد عدد الحضارات الفضائية التي قد يتواصل معها البشر. تم تطويره في عام 1960 من قبل عالم الفيزياء الفلكية فرانك دريك لتبرير الصحة العلمية لبرنامج SETI، برنامج البحث عن الذكاء خارج كوكب الأرض.

ما هي النقطة؟

الغرض من الصيغة هو إيجاد الرقم N - عدد الحضارات القادرة على التواصل مع بعضها البعض. يتم الحصول عليها عن طريق ضرب ستة عوامل رئيسية:

• R هو عدد النجوم المولودة سنويًا (10، فيما يلي وفقًا لتقديرات دريك الخاصة).
• و ص – نسبة النجوم إلى الكواكب . (0.5)
• ن ه – عدد الكواكب الصالحة للسكن حول النجم. (2)
• و ل - فرصة ظهور الحياة في ظروف مواتية. (1- إذا توفرت الظروف فستظهر الحياة حتماً)
• و مع – نسبة عدد الكواكب التي يوجد بها سكان يبحثون عن الاتصال إلى عدد الكواكب التي توجد عليها الحياة ببساطة. (0.01 أو 1 بالمائة)
• و أنا – فرصة ظهور حياة ذكية حيث توجد حياة ببساطة. (0.01)
• L – عمر الحياة المتقدمة التي تريد الدخول في اتصال بين الكواكب (10 آلاف سنة).

النتيجة النهائية لدريك هي 10. ما يصل إلى عشرة مجتمعات خارج كوكب الأرض يمكنها الاتصال بنا! لكن لماذا يصمتون إذن؟