Является ли Парадокс Ферми парадоксом на самом деле? Ошеломительная теория: Почему мы не встречаем инопланетян.

Парадо́кс Фе́рми - отсутствие видимых следов деятельности инопланетных цивилизаций , которые должны были бы расселиться по всей Вселенной за миллиарды лет своего развития. Парадокс был предложен физиком Энрико Ферми , который подверг сомнению возможность обнаружения внеземных цивилизаций, и связан с попыткой ответить на один из важнейших вопросов современности: «Является ли человечество единственной технологически развитой цивилизацией во Вселенной?». Попыткой ответа на этот вопрос служит уравнение Дрейка , которое оценивает количество возможных для контакта внеземных цивилизаций. Оно может давать при некоторых значениях неизвестных параметров довольно высокую оценку шансам на такую встречу. На подобные выводы Ферми ответил, что если в нашей галактике должно существовать множество развитых цивилизаций, то надо ответить на вопрос: «Где они? Почему мы не наблюдаем никаких следов разумной внеземной жизни, таких, например, как зонды, космические корабли или радиопередачи?». Допущения, которые легли в основу парадокса Ферми, часто называют Принципом Ферми.

Парадокс можно сформулировать так: С одной стороны, выдвигаются многочисленные аргументы за то, что во Вселенной должно существовать значительное количество технологически развитых цивилизаций. С другой стороны, отсутствуют какие-либо наблюдения, которые бы это подтверждали. Ситуация является парадоксальной и приводит к выводу, что или наше понимание природы, или наши наблюдения неполны и ошибочны. Как сказал Энрико Ферми, «Ну, и где они в таком случае?»

Различными авторами предложено большое число теоретических разрешений или объяснений парадокса Ферми. Спектр этих гипотез весьма широк: от утверждения единственности Земли как обитаемой планеты или невозможности отличить искусственные сигналы от естественных до «гипотезы зоопарка ».

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Парадокс Ферми (рассказывает астрофизик Владимир Липунов)

✪ Парадокс Ферми | Уравнение Дрейка

✪ «Черный аттрактор» как новое решение парадокса Ферми

✪ Парадокс Ферми - Где все пришельцы?(1/2) (Kurzgesagt)

✪ Время и его парадоксы (рассказывает профессор Рувин Фербер)

Субтитры

История

Обсуждение вопроса Циолковским

В известной вселенной можно насчитать миллион миллиардов солнц. Стало быть, мы имеем столько же планет, сходных с Землей. Невероятно отрицать на них жизнь. Если она зародилась на Земле, то почему же не появится при тех же условиях на сходных с Землей планетах? Их может быть меньше числа солнц, но все же они должны быть. Можно отрицать жизнь на 50, 70, 90 процентах всех этих планет, но на всех - это совершенно невозможно. <…>

На чем основано отрицание разумных планетных существ вселенной? <…> Нам говорят: если бы они были, то посетили бы Землю. Мой ответ: может быть, и посетят, но не настало еще для того время. <…> Должно прийти время, когда средняя степень развития человечества окажется достаточной для посещения нас небесными жителями. <…> Не пойдем же мы в гости к волкам, ядовитым змеям или гориллам. Мы их только убиваем. Совершенные же животные небес не хотят то же делать с нами.

К. Э. Циолковский. «Планеты заселены живыми существами»

Дискуссия летом 1950 года

Знаменитый вопрос: «Являемся ли мы единственной разумной и технологически продвинутой цивилизацией во Вселенной?» Ферми задал летом 1950 года в кафетерии Лос-Аламосской лаборатории в ходе неформальной беседы с тремя своими коллегами. Точное содержание беседы по-разному описывается в воспоминаниях её свидетелей. Беседа между Ферми и тремя его коллегами - Эдвардом Теллером , Эмилем Конопинским и Гербертом Йорком - совершенно не предназначалась для записи. Согласно Карлу Сагану , сам факт этого разговора был выдуман , однако расследование Эрика М. Джонса, опубликованное в 1985 году , свидетельствует о том, что подобная беседа действительно имела место. Свидетельства троих участвовавших в ней учёных, а также тех, кто был рядом, представляют собой единственный источник информации об этой беседе. Сам Ферми, по-видимому, впоследствии не высказывался по этому вопросу. Джонс восстановил обстоятельства той встречи, связавшись по почте с коллегами Ферми, а также со всеми, кто мог присутствовать в тот момент в «Ложе Фуллера» (англ. Fuller Lodge ) - столовой персонала лаборатории, где происходила беседа. Наиболее надёжными свидетельствами считаются показания Ханса Марка, хотя тот и не принимал непосредственного участия в разговоре . Герберт Йорк отметил, что беседа состоялась летом 1950 года, во всяком случае, после публикации карикатуры Алана Данна (англ. Alan Dunn ), датированной 20 мая 1950 года .

Эмиль Конопинский в переписке с Джонсом смог очень ясно вспомнить разговор, который в общем был посвящён инопланетянам. Итальянский физик в то время говорил о карикатуре, опубликованной в журнале The New Yorker 20 мая 1950 года. Её автор Алан Данн, чтобы объяснить произошедшие незадолго до этого в Нью-Йорке таинственные исчезновения уличных урн, изобразил инопланетян, выгружающих на своей планете из летающей тарелки земные мусорные урны. Это стало толчком к увлечённой беседе между сидящими за столом мужчинами о возможности существования внеземной жизни и доказательствах такой возможности . Конопинский добавил, что с этого рисунка разговор перешёл на более серьёзную тему : факт того, что мы не наблюдаем никаких следов, ни визуальных, ни радио. Ферми спросил: «Если инопланетяне существуют, где же они?». Конопинский вспоминал, что вопрос Ферми прозвучал, скорее, так: «Вы не задумывались над тем, где все?» . Согласно Ферми, могли бы быть три вида доказательств: наличие зондов, кораблей или радиопередач. Однако ничто из этого человечество не обнаружило. Согласно Мишелю Мишо, в тот момент Ферми предложил раннюю неформальную версию знаменитого уравнения , сформулированного более ясно Фрэнком Дональдом Дрейком несколько лет спустя .

Гипотеза уникальной Земли

Одна из современных гипотез, названная гипотезой уникальной Земли, утверждает, что многоклеточная жизнь может быть чрезвычайно редкой из-за возможной исключительности и редкости планет земного типа. В ней утверждается, что целый ряд невероятных совпадений сделали возможным возникновение сложных форм жизни на Земле. Несколько примеров таких совпадений приведены ниже.

Спиральные витки галактики содержат много сверхновых звёзд, радиация которых, как считается, делает высшие формы жизни невозможными. Наша Солнечная система находится на особенной орбите внутри Млечного Пути : она является почти идеальной окружностью такого радиуса, что она движется с той же скоростью, что и гравитационные ударные волны, формирующие спиральные рукава. Земля пребывала между спиральными рукавами Галактики на протяжении сотен миллионов лет, или три полных галактических оборота, то есть практически всё время, пока на Земле существуют высшие формы жизни.

Другой необходимый элемент - Луна. Популярная гипотеза гигантского столкновения утверждает, что она сформировалась вследствие редкого столкновения молодой Земли с планетой размером с Марс примерно 4,45 миллиарда лет назад. Столкновение с образованием Луны должно было произойти лишь под определённым углом: прямой угол уничтожил бы Землю, более пологий угол привёл бы к тому, что другая планета просто отрикошетила бы от Земли. Приливы, вызванные Луной, стабилизировали земную ось: без влияния Луны колебания оси (прецессия) были бы намного больше и привели бы к громадным изменениям климата, которые могли регулярно уничтожать развивающуюся жизнь и откатывать её назад к простым формам. Лунные приливы, вероятно, разогрели земное ядро [ ] , которое должно быть расплавленным, чтобы генерировать магнитное поле , существенно ослабляющее влияние солнечного ветра .

Сторонники противоположной точки зрения настаивают, что требование наличия земных условий для существования жизни свидетельствуют об узком видении природы, поскольку исключает из рассмотрения формы жизни, принципиально отличные от земных (См. углеродный шовинизм).

Уравнение Дрейка

Сторонники предложенных Карлом Саганом более оптимистических оценок параметров уравнения Дрейка утверждают, что разумная жизнь является распространённым явлением во Вселенной. Некоторые из них считают, что приняв обоснованные, по их мнению, параметры уравнения Дрейка, мы приходим к выводу, что наличие большого количества внеземных цивилизаций не только возможно, но «практически гарантировано». Тем не менее сторонники принципа Ферми считают, что в связи с отсутствием доказательств в пользу обратного, человечество - единственная технологически развитая цивилизация как минимум в нашей части Млечного Пути.

Другим объяснением отсутствия сигналов служит предположение, что цивилизация становится технологически развитой одновременно с возможностью самоуничтожения - например, ядерная война или экологическая катастрофа. Таким образом, у цивилизации или очень мало времени, чтобы её заметили, или его нет вовсе.

Существующие данные

Оппоненты, однако, говорят об отсутствии инструментов для обработки всех сигналов как о возможной причине отсутствия разумных сигналов. Например, главный астроном из Сет Шостак ?! утверждает, что в галактике может существовать большое количество радиопередатчиков от сотен миллиардов звёзд, но чтобы уловить и обработать все сигналы, понадобятся большие вычислительные мощности, на данный момент недоступные человеку . Кроме того, по их мнению, внеземные цивилизации могут просто использовать способы связи, отличные от радиоволн, или по каким-либо причинам скрывать сам факт радиопередач. Их оппоненты в то же время указывают, что это может действительно быть так, но только в случае, если существует/существовало очень малое количество цивилизаций, и если бы их было столько, сколько прогнозировали Саган и Дрейк, то даже при условии, что только часть из них использовала радио во время своего развития, этого было бы достаточно, чтобы заметно повлиять на радиоспектр части звёзд.

Заявление об отсутствии инструментов для обработки всех сигналов как о возможной причине отсутствия разумных сигналов также применимо для восприятия человека, как биологического существа. Поскольку в основе аппарата восприятия лежит интерпретация сигналов от рецепторов посредством нейронной сети, известна её особенность: невозможно распознавание образа без обучения. То есть для распознавания следов инопланетных цивилизаций, нужно чтобы на них указали и объявили их следами инопланетных цивилизаций. Однако, данное действие противоречит принципу Поппера и отвергается наукой, в особенности, если образ уже имеет устойчивое сопоставление с традиционной культурой. Поэтому, определенный интерес представляют находки, технологические свойства которых не соответствуют официальной истории.

Антропный принцип

Подобно гипотезе уникальной Земли, антропный принцип утверждает, что Вселенная «тонко настроена» на известную нам форму жизни. Он утверждает, что поскольку жизнь на Земле была бы невозможна, если какой-либо из многих параметров физической Вселенной был даже в незначительной мере изменён, то похоже, что люди имеют преимущество над любой другой формой разумной жизни, делая допущение о том, что люди - единственный разумный вид, вероятным. Ещё более убедительным является ряд работ Стивена Хокинга , опубликованных в 2004 году, в которых утверждается, что вероятность того, что вследствие Большого взрыва возникнет вселенная того же типа, что мы наблюдаем сегодня, составляет 98 %.

Критики возражают, объявляя это утверждение тавтологией : в изменённой Вселенной жизнь в известной нам форме, возможно, не существовала бы, но могла бы существовать в другой форме.

Вклад Фримена Дайсона

Доктор Фримен Дайсон популяризировал концепцию Сферы Дайсона - оболочки вокруг звезды, которая может быть создана развитой цивилизацией, стремящейся максимально полно использовать энергию её излучения. Подробное строение оболочки не описывалось, были предложены разные варианты её конструкции. Такая сфера поглотила бы большую часть видимого диапазона звезды и излучала бы чётко определяемый спектр чёрного тела с вероятным максимумом в инфракрасном диапазоне и отсутствующими сильными спектральными линиями , свойственными раскалённой плазме . Он предложил астрономам искать необычно окрашенные звёзды, наличие которых, как он предположил, может быть объяснено только существованием высокоразвитой цивилизации. На сегодняшний день не удалось выявить ни одной звезды с указанными характеристиками.

Некоторые сторонники принципа Ферми также утверждают, что высокоразвитая цивилизация должна стремиться максимально полно использовать энергию собственной звезды, изменяя её электромагнитную сигнатуру.

Доктор Дайсон также предложил тип прибора, который, как он считал, с большой вероятностью должен появиться на протяжении жизни каждой высокоразвитой цивилизации, и отсутствие которого, похоже, подтверждает принцип Ферми. Он сказал, что по его мнению, в ближайшее время будет возможно построить космический аппарат для поиска внеземной жизни, источником питания для которого стала бы окружающая среда, и который был бы способен по прибытии в другую систему построить значительное количество своих копий для расширения области поиска. Количество таких поисковых аппаратов вырастало бы в геометрической прогрессии, поскольку каждый из новопостроенных аппаратов по прибытии на место назначения строил бы снова свои копии, что позволило бы охватить поиском значительную часть галактики, даже с учётом ограничения на скорость полёта. Даже за ограниченое время до миллиарда лет, копии такого аппарата были бы уже на всех планетах Галактики, чего не наблюдается.

Инопланетная колонизация

Сторонники принципа Ферми также отмечают, что из того, что нам известно о способности жизни на нашей планете распространяться даже в области с экстремальными условиями и ограниченностью ресурсов, следует надеяться, что развитая внеземная цивилизация почти наверняка ищет новые ресурсы и начнёт колонизацию космоса. Несколько авторов дали свои оценки того, сколько времени заняло бы у такой цивилизации колонизировать всю Галактику, их оценки колеблются между 5 и 50 миллионами лет - относительно малый промежуток времени в космологических масштабах.

Однако здесь перед нами снова встаёт вопрос: «Ну и где они в таком случае?»

Подсчитано, что поперечник нашей Галактики составляет около 100 тыс. световых лет. И если в Галактике существует хотя бы одна цивилизация, способная передвигаться между звёздами со скоростью в 1000 раз меньше скорости света, за 100 млн лет она распространилась бы по всей Галактике. Так почему же мы не видим её представителей на Земле?

Считается (см. Массовое вымирание), что за последние 500 млн лет существования жизни на нашей планете, она, как минимум, пять раз была почти полностью уничтожена в результате космических катастроф.

Возраст Вселенной, исчисляемый миллиардами лет, а также то огромное количество звёзд, которые находятся в ней, невольно наводят на мысль о том, что земная цивилизация далеко не единственная, и непременно должны существовать внеземные формы жизни.

Именно на эту тему в далёком 1950 году за ленчем в кафетерии обсерватории в Лос-Аламосе (штат Нью-Мексико, США) беседовал итальянский физик Энрико Ферми со своими коллегами. Внимательно выслушав их доводы и умозаключения по поводу того, что галактика наполнена великим множеством высокоразвитых цивилизаций, он, немного подумав, задал свой знаменитый вопрос: «Ну и где же они в таком случае?». И этот вопрос впоследствии получил название парадокса Ферми.

О парадоксе Ферми

Если дать этому термину более конкретное определение, то можно сказать, что парадокс Ферми представляет собой видимое противоречие между высоким процентом вероятности существования цивилизаций внеземного происхождения и практически полным отсутствием доказательств, свидетельствующих о каких-либо контактах с инопланетянами. Энрико Ферми интересовался: почему, если внеземные цивилизации существуют, то до сих пор (на то время) не было обнаружено абсолютно никаких их признаков, таких, например, как космические корабли, зонды, разведывательные аппараты или какие-либо радиопередачи? Ведь за миллиарды лет, на протяжении которых существует Вселенная, они непременно должны были бы появиться и проявиться.

Учёные подсчитали, что наша Галактика «Млечный Путь» составляет в поперечнике примерно 100 тысяч световых лет. И если допустить, что в ней есть хотя бы одна цивилизация, технологическое развитие которой позволяет передвигаться в пространстве между звёздами со скоростью хотя бы в 1000 раз меньшей скорости света, то за 100 миллионов лет эта цивилизация могла бы распространиться уже по всему Млечному Пути. Но почему же и по сей день человечество никого не встретило?

Мнения учёных по поводу внеземной жизни

С того момента, как Ферми задал свой вопрос, прошло уже более 60 лет. И за это время ответить на этот вопрос пытались по-разному. Одни говорили, что инопланетяне уже давно побывали на Земле, а люди являются их потомками, другие утверждали и продолжают утверждать, что человек как вид одинок не только в своей галактике, но и во всей Вселенной вообще. Однако не так давно была предложена ещё одна любопытная гипотеза, в которой говорится о том, что любая галактика время от времени проходит через процесс так называемой «стерилизации». Эта гипотеза была высказана американским астрофизиком Джеймсом Эннисом в его статье для «Журнала Британского межпланетного общества».

Эннис утверждает, что упомянутая «стерилизация» происходит за счёт сверхмощной вспышки гамма-лучей, что служит причиной тому, что многие цивилизации просто не успевают выйти в дальний Космос, т.к. погибают. Эти мощнейшие гамма-всплески возникают, по всей видимости, из-за того, что в пространстве сталкиваются Чёрные дыры и нейтронные звёзды. При столкновениях за считанные секунды происходит высвобождение такого количества энергии, которое сравнимо лишь с излучениями сверхновой звезды в течение нескольких недель. И эти столкновения и вспышки происходят примерно каждые 100 миллионов лет во всех галактиках.

Согласно утверждению этого учёного, одна такая гамма-вспышка способна уничтожить во всей галактике любые проявления жизни, кроме тех, что являются одними из самых примитивных и живут под многокилометровой толщей воды. Джеймс Эннис говорит, что если бы подобная вспышка произошла сейчас в самом центре Млечного Пути, то даже на нашей планете, расположенной далеко от центра галактики в Солнечной системе, за один миг исчезла бы вся наземная жизнь. Некоторые теории также говорят и о том, что раньше вспышки происходили с большей регулярностью – раз в несколько миллионов лет. Если это применительно и к нашей галактике, то любая внеземная, но такая же молодая по космическим меркам цивилизация ещё просто не успела создать средства для передвижения между звёздами или же добраться до Солнечной системы.

Но у гипотезы Джеймса Энниса есть как сторонники, так и противники. Например, Пол Дэвис – физик из Англии ссылается на то, что продолжительность гамма вспышки — всего лишь несколько секунд, а значит, она может уничтожить жизнь только на той стороне планеты, которая находится под прямым воздействием гамма-лучей. Эннис же, в свою очередь, опровергает это заявление тем, что на «облучённной» стороне планеты не останется ни следа от озонового слоя, что крайне отрицательно и разрушающе скажется на планете в целом.

Но радужные прогнозы Энниса говорят о том, что гамма-всплесков не было уже очень давно. Поэтому есть вероятность того, что в данное время несколько цивилизаций как раз находятся в процессе своего распространения по нашей галактике, что говорит о перспективе возможного скорейшего контакта.

В это же время, исследователи из немецкого Института астрофизики в Гархинге, изучая осадки с морского дна, обнаружили в них некоторую долю изотопа Fe-60, возникающего, главным образом, в результате взрыва звёзд. Наибольшее количество этого элемента сосредоточено в пластах земли, возраст которых достигает от 4 до 6 миллионов лет. И из этого следует вывод, что где-то 5 миллионов лет назад на расстоянии примерно в 90 световых лет от Солнечной системы, что не очень далеко, взорвалась сверхновая звезда. Благодаря этой вспышке на небосклоне нашей планеты можно было наблюдать звезду, сияние которой было в 10 раз ярче сияния Луны. А после того как она потухла, ещё около тысячи лет можно было различить остатки произошедшего взрыва — светящееся облако, размеры которого в 20 раз превышали размеры Луны. Взрыв произошёл не на таком близком расстоянии, чтобы вызвать глобальное вымирание организмов на Земле. И воздействие этого взрыва не обладало таким энергетическим потенциалом, о котором утверждает Эннис. Чтобы найти доказательства своей гипотезе, немецкие учёные сейчас пытаются найти в тех же породах земли Pu-244, который, аналогично Fe-60, возникает при подобных взрывах.

Западные учёные, занимающиеся схожими исследованиями, склоняются ещё к одной точке зрения относительно существования внеземной и земной жизни. Они заключают, что планета Земля – это уникальная точка Вселенной, т.к. располагается на достаточном расстоянии от космических катаклизмов, которые практически каждые 12 часов потрясают галактики самых невероятных масштабов. По их словам, вся Вселенная, кроме нескольких изолированных участков, пронизана перманентным гамма-излучением, возникающим в результате взрывов нейтронных звёзд. Кроме того, установлено, что каждый год происходит около 600 схожих взрывов, обладающих таким мощным излучением, что на расстоянии в сотни световых лет от их эпицентров не способна выжить ни одна форма жизни. Земля же располагается на безопасном расстоянии от потенциально опасных нейтронных звёзд, однако вселенские катаклизмы не обошли стороной и её: учёные считают, что за минувшие 500 миллионов лет существования на нашей планете жизни, в результате космических катастроф она была практически полностью стёрта с лица Земли как минимум 5 раз!

Краткое резюме

Таковы мнения различных учёных на тему возможности существования внеземных форм жизни. Верна или ошибочна была позиция Энрико Ферми узнать нам сейчас, к сожалению (а может и к счастью) не дано. Одни люди постоянно приводят доказательства существования инопланетян, показывают снимки и видео их летательных аппаратов, сообщают о контактах различной степени и т.п. Другие, хоть и допускают существование жизни вне Земли, всё же приводят ряд заключений в пользу того, что из-за нестабильности космической активности в других галактиках и Вселенной такая жизнь просто невозможна. Третьи же склоняются к тому, что Ферми многого не учитывал, и с нетерпением ждут, когда же человечество встретит своих инопланетных собратьев. Как бы то ни было, тайна остаётся тайной, а парадокс Ферми можно доказывать и опровергать бесконечно. Но имеет ли это смысл?

Для тех, кто желает более детально углубиться в изучения вопроса о парадоксе Ферми и других интересных теориях и гипотезах, мы предлагаем поискать информацию на тему гипотезы уникальной Земли, уравнения Дрейка, гипотезы зоопарка и других. Возможно, и у вас самих появится какая-нибудь своя гипотеза.

Уравнение Дрейка: вероятность встречи

Уравнение Дрейка - созданная в 1960 году профессором астрономии и астрофизики Фрэнком Дрейком математическая формула, которая позволяет в теории определить число внеземных цивилизаций Млечного пути. Выглядит эта формула следующим образом: N = R х Fp х Ne х Fl х Fi х Fc х L. Уравнение Дрейка учитывается множество факторов:

Количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт (N),

Число звезд, образующих год в Млечном пути ® ,

Долю светил с планетами (Fp),

Среднее количество планет и спутников с подходящими для зарождения цивилизации условиями (Ne),

Вероятность зарождения жизни (Fl),

Вероятность возникновения разумных форм жизни (Fi),

Отношение количества планет, жители которых ищут себе подобных, и планет, жители которых этого не делают (Fc)

Продолжительность существования цивилизации (L).

По современным оценкам, число контактеров в нашей галактике составляет 0,002275, - то есть, их попросту нет. Тем не менее, это не означает, что их нет и в соседней галактике Андромеды, для которой использовать такую формулу мы пока не можем.

Фрэнк Дрейк не предполагал, что его детище обеспечит сторонникам поиска внеземной жизни SETI финансированием на десятилетия вперед, однако именно так и произошло. Автор знаменитого парадокса Ферми, итальянский физик и создатель первого в мире ядерного реактора Энрико Ферми тоже вплотную подошел к созданию подобной формулы, - однако прославился благодаря высказанному случайно парадоксальному наблюдению, лишь опосредованно связанному с ней.

Парадокс Ферми: вселенское одиночество

Парадокс Ферми - удивительное утверждение: он описывает сомнение в существовании инопланетян и при этом сам долго подвергался сомнению. Никому доподлинно неизвестно, в какой именно форме имело место высказывание, позже ставшее парадоксом: Мишель Ферми произнес эту фразу в университетском кафетерии, в компании нескольких коллег, и для записи она не предназначалась.

Чтобы выяснить, что сказал Ферми и сказал ли он это вообще, в 1985 году даже пришлось провести журналистское расследование. Тогда одному из участников разговора - коллеге итальянского физика, Эмилю Конопинскому, - удалось вспомнить, что в ходе жаркого обсуждения инопланетян вообще и серии необъяснимых исчезновений мусорных урн, которая в тот момент взволновала весь Нью-Йорк, в частности, Ферми спросил: «Вы не задумывались над тем, где все?». Затем ученый добавил, что доказать существование других цивилизаций можно по наличию трех «улик»: радиопередач, зондов и кораблей. С момента его высказывания прошло уже 64 года, однако у нас до сих пор нет данных ни о чем из перечисленного Ферми.

Уникальная Земля: судьбоносная математика

Сторонники гипотезы уникальной Земли, склонные считать землян одинокими, апеллируют к единичному схождению естественных факторов, сделавших возможным появление разумной жизни на нашей планете. Один из главных аргументов - то, что Солнечная система находится на особенной орбите внутри Млечного пути, представляющей из себя почти идеальную окружность. Это позволяет нам двигаться внутри галактики практически с той же скоростью, что и ее спиральные витки, полные радиоактивных новорожденных сверхновых звезд. Сегодня считается, что их излучение делает невозможным развитие высших форм жизни, однако наша система от него защищена.

Популярная сегодня гипотеза гигантского столкновения, которая объясняет появление Луны, тоже выглядит как судьбоносный момент. Согласно этому предположению, спутник Земли сформировался на ее орбите после того, как 4,45 млрд. лет назад в молодую планету врезалось другое небесное планетарное тело размером с Марс - Тейя. Угол столкновения оказался идеальным: ведь прямое попадание уничтожило бы Землю, а более пологий угол наклона заставил бы Тейю срикошетить. Однако «космическое ДТП» привело к тому, что часть земной массы выбросило на орбиту; это позволило стабилизировать планетарную ось и привело к формированию системы приливов и отливов, которые сегодня управляют массами воды и климатом на Земле.

Гипотеза уникальной Земли предполагает очень низкую вероятность развития другой разумной жизни где-либо еще. Однако ее сторонников обвиняют в углеродном шовинизме: пристрастии к теории универсальности водно-углеродной жизни. Противники этого подхода предполагают, что в нашей Вселенной возможна кремниево-кислородная, азотно-фосфорная и азотно-борная жизнь.

Антропный принцип: вероятность наблюдателя

Антропный принцип тоже настаивает на одиночестве. Он опирается на предположение, что законы природы, которые мы наблюдаем, не являются единственными в мире: то есть, возможно, существуют другие Вселенные или даже места в нашей Вселенной, где эти законы выглядят по-другому. Всемирно известный британский физик-теоретик Стивен Хокинг в своей книге «Краткая история времени» сформулировал его так: «Мы видим Вселенную так, как мы ее видим, потому что мы существуем».

«Антропный принцип существует в двух вариантах - слабом и сильном, - пишет Хокинг. - Слабый антропный принцип утверждает, что во Вселенной, которая велика или бесконечна в пространстве или во времени, условия, необходимые для развития разумных существ, будут выполняться только в некоторых областях, ограниченных в пространстве и времени. Поэтому разумные существа в этих областях не должны удивляться, обнаружив, что та область, где они живут, удовлетворяет условиям, необходимым для их существования. Так богач, живущий в богатом районе, не видит никакой бедности вокруг себя.

Мало кто возражает против справедливости и применимости слабого антропного принципа. Некоторые же идут значительно дальше, предлагая его сильный вариант. Он заключается в том, что существует либо много разных вселенных, либо много разных областей одной вселенной, каждая из которых имеет свою собственную начальную конфигурацию и, возможно, свой собственный набор научных законов. В большей части этих вселенных условия были непригодны для развития сложных организмов; лишь в нескольких, похожих на нашу, вселенных смогли развиваться разумные существа, и у этих разумных существ возник вопрос: «Почему наша Вселенная такая, какой мы ее видим?» Тогда ответ прост: «Если бы Вселенная была другой, здесь не было бы нас!»».

По сути, антропный принцип лежит на границе физики и метафизики. Американский физик-теоретик, автор терминов «черная дыра» и «кротовая нора» Джон Уиллер отмечал, что «наблюдатели необходимы для обретения Вселенной бытия», - то есть, Вселенные без наблюдателей не обретают статус реальности. Однако нельзя отрицать, что в «другой» Вселенной вместо нас вполне могла бы сформироваться «другая» разумная жизнь (и здесь мы вновь утыкаемся в понятие «шовинизма»).

Молчание Вселенной: все ищут, но никто не излучает

Как же найти обитаемую планету, если она находится по-настоящему далеко? Ведь на данном этапе развития техники мы не сможем ни рассмотреть ее в телескоп, ни отправить к ней зонд или экспедицию. Сегодня единственный вариант поиска в пространстве - это изучение радиоволн. Однако в этом плане окружающий нас космос пока выглядит пустым.

Сегодня существуют предположения, что если цивилизации-соседи ведут себя так же, как мы: вкладывают больше сил в поиски, а не в отправление радиопосланий. Так что объяснение звучит довольно просто: «Все ищут, но никто не излучает». С Земли, и правда, пока было отправлено всего несколько сообщений в разных форматах: радиопослание внеземным цивилизациям «„Мир“, „Ленин“, „СССР“» в 1962 году, пластинки «Пионера» в 1973 (две одинаковые пластинки из анодированного алюминия с информацией о человеке и Земле), радиосигнал «Аресибо» в 1974 и золотая пластинка «Вояджера» во второй половине 70-х (позолоченная пластинка с записью звуковых и видеосигналов, упакованная в алюминиевый футляр и закрепленная на корпусе космического аппарата). Ни на одно из них пока, как мы знаем, не последовало ответа. При этом радиоизлучение Земли падает из-за того, что мы в последние годы стали использовать кабельные и спутниковые сигналы, а первые радиопередачи, созданные в 1895 году, прошли расстояние всего в 119 световых лет.

Слепота землян: нейтрино вместо радиоволн

«Одиночество» человеческой расы может объясняться еще и тем, что люди ищут в космосе чужие сообщения в форме радиоволн, в то время как прочие цивилизации, возможно, используют для связи другие средства: лазеры, нейтрино или даже другие частицы, неизвестные нам. Также есть предположения, что неизвестные нам жители Вселенной уже достигли этапа технологической сингулярности, когда прогресс науки и техники становится настолько быстрым и сложным, что мы на данном этапе развития не можем его понять. Признаки присутствия такой цивилизации могут быть неотличимы от природных явлений, так что она остается незамеченной.

Кроме того, в вопросах поиска братьев по разуму человек, увы, неизбежно «спотыкается» о свойства своего собственного мозга. Дело в том, что в основе нашей системы восприятия лежит механизм интерпретации исходящих от рецепторов сигналов с помощью нейронной сети, - а в этом случае распознавание образов невозможно без обучения. Для того, чтобы разумное существо с Земли могло опознать нечто как сигнал присутствия существа с другой планеты, на что нечто нужно прямо указать. И здесь, конечно, тоже существуют свои трудности: ведь когда образ уже имеет значение в традиционной культуре (как, например, пирамиды Гизы или достижения цивилизации майя), это значение еще нужно побороть, сменив привычный «код» на новый и нарушив устоявшийся порядок восприятия истории, культуры и даже самоидентичности человечества.

В общем и целом это, конечно же, расширяет границы допустимого для возникновения жизни, однако универсальная концепция «Зоны Златовласки» оказывается жизненно необходимой для оценки параметра n e в формуле Дрейка.

Сравнение «Зоны Златовласки» для Солнца и для более холодной, но тоже имеющей планеты в зоне обитаемости звёздной системы Gliese 581.

Понятно, что нет ничего удивительного в том, что в рамках одной звёздной системы сразу две планеты могут оказаться в потенциальной зоне обитаемости. Так, для нашей Солнечной системы в зоне обитаемости и находятся сразу две планеты — наша Земля и гораздо более далёкий и холодный Марс, а в системе звезды Gliese 581 в зону обитаемости попадают тоже две планеты, с буквенными обозначениями c и d.
А вот Венера в зону обитаемости Солнечной системы, к сожалению, не входит. Поэтому-то все процессы терраформирования Венеры так или иначе привязаны к антипарниковому эффекту — в противном случае излишняя солнечная радиация всё равно погубит даже искусственно индуцированную жизнь в условиях венерианской орбиты.

В целом же, по состоянию на январь 2015 года мы уже достоверно знаем о минимум 30 экзопланетах, которые уверенно попадают в «Зону Златовласки», для того, чтобы иметь условия, сходные с нашими и позволяющими иметь жизнь на основе углеродных соединений и воды:

Безусловно, по сравнению даже с 2,5 миллионами звёзд, попавших в объектив «Кеплера», это кажется просто-таки мизерной величиной, но я надеюсь, что вы понимаете, что отнюдь не все планеты, находящиеся в «Зоне Златовласки» удалось найти за столь краткий промежуток существования эффективных орбитальных проектов по поиску экзопланет и в существующих ограничениях по фиксации наличия планет у исследуемых светил.

Оценка самого Дрека для параметра n e была достаточна оптимистична и составляла 2 (исходя из присутствия в нашей Солнечной системе двух потенциально попадающих в зону обитаемости планет и весьма интересного закона Тициуса-Боде). На сегодняшний день, исходя из проведенных исследований по поиску экзопланет уже известно, что масса спутников других звёзд имеют весьма экзотические, сильноэллиптические орбиты, часть планет («горячие юпитеры») просто-таки погружены во внешние короны своих звёзд, а число планет в обитаемой зоне пока гораздо меньше, нежели изначальная оценка Дрейка. Как я уже сказал, на сегодняшний день известно около 1200 планетарных систем, в которых уверенно обнаружено всего 30 потенциально обитаемых планет. Если базироваться на этих подтверждённых наблюдениях, то мы получим нижнюю оценку для n e , равную 0,025.
Однако, с другой стороны, в случае наблюдения нашей Солнечной системы с расстояний, сравнимых с теми, на которых телескоп«Кеплер» произвёл большую часть своих открытий, наша собственная система, скорее всего, была бы оценена, как состоящая из Солнца, Юпитера и Сатурна, поскольку все остальные планеты было бы весьма трудно технически или затратно по времени зарегистрировать.
Исходя из вышесказанного, можно предположить, что в дальнейшем, на фоне работы проекта «Кеплер» и его последователей, оценка параметра n e будет постепенно расти. В настоящий момент времени большинство исследователей по-прежнему отводят для n e весьма широкий диапазон значений: от 0,05 до 2.

Дальнейшие три параметра формулы Дрейка f l , f i и f c — которые, соответственно, характеризуют вероятности возникновения жизни, возникновения разума или потребности в осуществлении контакта возникшей цивилизацией уже являются достаточно спекулятивными величинами.

Даже первая, наиболее простая к оценке величина, вероятность возникновения жизни f l , является уже достаточно сложной в оценке. Всё дело в том, что на сегодняшний день мы располагаем лишь одним объектом, который достоверно и достаточно подробно рассказывает нам о возникновении и развитии сложной органической жизни — это наша собственная планета Земля.

Все другие концепции о возникновении или развитии ксеножизни так или иначе базируются на массе неявных предположений, которые принимают — либо же отрицают те или иные факторы, как существенные для возникновения и существования сложной жизни на протяжении достаточно длительного периода времени.

И тут, кстати, в рамках объективных, а не спекулятивных исследований, нам очень бы помог наш собственный кандидат, находящийся в «Зоне Златовласки» — с виду пустой и холодный сегодня Марс.

На сегодняшний день, исходя из исследований, уже неоднократно проведенных в рамках нескольких автоматических миссий на Марс, ясно, что никакой сложно органической жизни на Марсе сегодня нет.
Уже сам этот факт вполне ограничивает параметр f l значением 0,5, хотя сам Дрейк считал, что жизнь всегда возникает в подходящих для неё условиях и полагал, таким образом, что f l =1.
С другой стороны, наличие на Марсе даже слабых следов зародившейся, а потом внезапно погибшей жизни, позволит нам гораздо полнее понять уникальность нашей собственной вселенской судьбы, выраженной в интересной гипотезе «уникальности Геи» и, как ни странно, позволит нам значительно поднять нижнюю границу параметра f l .

Если на Марсе, например, найдут остатки строматолитов, которые господствовали на Земле целых 2 миллиарда лет и живы и до сих пор — это позволит точно сказать, в чём состоит уникальность Земли.

Положение Земли и всей Солнечной системы в чём-то уникально, исходя из тех фактов, которые уже накоплены человечеством. Спиральные витки галактики содержат много массивных звёзд, которые заканчивают свой жизненный путь в виде сверхновых. Близкий взрыв сверхновой и её гамма-радиация, как считается, делает высшие формы жизни невозможными и значительно затрудняет восстановление погибших низших жизненных форм. Наша Солнечная система находится на особенной орбите внутри Млечного Пути: она является почти идеальной окружностью среднего радиуса, на которой звёздная система движется с такой же скоростью, что и гравитационные ударные волны, формирующие спиральные витки нашей Галактики.
Солнце и Земля пребывала между спиральными витками Галактики на протяжении последних нескольких сотен миллионов лет, или же свыше тридцати полных галактических оборотов, то есть практически всё время, пока на Земле существуют высшие формы жизни.

Мы — в центре голубого шарика, между галактическими спиральными рукавами Стрельца и Персея. Да и, кстати, внутрь этого шарика попадает 90% видимых нами отдельных звёзд.

Другой возможный необходимый и уникальный элемент нашего окружения — это наша Луна. Популярная гипотеза раннего гигантского столкновения утверждает, что наш естественный спутник, столь непохожий на спутники Марса, сформировался вследствие редкого столкновения ещё молодой Земли с другой планетой, двигавшейся по схожей орбите. Гипотетическая планета размером с Марс, условно названная Тейя , примерно около 4,45 миллиардов лет назад «догнала» Землю, выйдя из удобной и безопасной точки Лагранжа позади Земли на её же орбите. При этом важно, что столкновение двух протопланет с образованием молодой Луны произошло в такой, весьма маловероятной ситуации — оно должно было случиться лишь под определённым углом: прямой угол уничтожил бы Землю, более же пологий угол столкновения привёл бы к тому, что Тейя просто бы отрикошетила от Земли, при этом не создав из осколков столкновения массу обломков, которые и образовали молодую Луну на низкой околоземной орбите.

Согласно всем астрономическим расчётам, именно последующие сильные приливы, вызванные близкой к Земле молодой Луной, стабилизировали земную ось: без влияния Луны колебания земной оси, как и у других, «безлунных» (Меркурий, Венера) или же «малолунных» планет (Марс) были бы намного больше и привели бы к громадным изменениям климата, которые могли регулярно уничтожать развивающуюся жизнь или же откатывать её назад к простым формам.
Кроме того, лунные приливы, вероятно, произвели первоначальный разогрев земного ядра, которое позволило Земле за счёт громадной динамо-машины, заработавшей внутри Земли, обзавестись сильным магнитным полем, которого нет у Меркурия, Венеры или Марса. Это позволило существенно ослабить влияние солнечного ветра, который однозначно бы негативно воздействовал на развитие жизни на Земле.

«Кеплер» перед запуском на орбиту.

Однако здесь, в вопросах уникальности Земли, нам также сможет помочь уже упомянутый космический телескоп «Кеплер»: согласно последним расчётам , он сможет с помощью дополнительных компьютерных программ и обработки данных обнаруживать даже спутники открытых экзопланет, при условии того, что их масса составит не менее 0,2 массы нашей Земли.
Конечно, это пока ещё не Луна, которая меньше Земли в 81 раз, но уже просто неверояно, особенно, если учесть то, что «Кеплер» сможет это делать на расстояниях до 500 световых лет.

В 2002 году американские учёные Чарльз Лайнвивер и Тамара Дэвис оценили параметр f l как >0,13 для планет с более чем миллиардом лет существования в случае попадания их в «Зону Златовласки», в основном, понятное дело, базируясь на основе истории жизни на самой Земле. Лайнвивер в своей более поздней работе 2004 года также определил, что лишь около 10% звёзд в нашей Галактике пригодны для жизни с точки зрения наличия тяжёлых элементов, удаления от спиральных рукавов и характерных для них сверхновых и достаточно стабильны по строению. Такие звёзды не слишком массивны для того, чтобы быстро «перегореть» в новую, но и не слишком лёгкие и холодные, так как в этом случае «Зона Златовласки» оказывается очень близко к центральной звезде, очень узка и порождает, кроме того, за счёт сильных приливных сил материнской звезды весьма специфические условия на планете, на которой принципиально может возникнуть жизнь.
В принципе, если сложить ограничения двух работ, то получится, что f l должно даже в самом худшем случае всё равно быть >0,013 — в 1,3% от всех возможных вариантов и сочетаний «звезда+планета» на искомой планете в зоне обитаемости всё равно возникает жизнь.

Ширина обитаемой зоны звезды в зависимости от её температуры в рамках главной последовательности. Чем холоднее и меньше звезда (а это условие соблюдается на главной последовательности строго) — тем ýже зона обитаемости .

Однако, все эти расчёты и исследования, как я уже упомянул, страдают изрядной долей спекулятивности — например, спутник Юпитера Европа, как полагают, имеет под внешней коркой льда достаточно глубокий водный и сильно разогретый за счёт приливных сил Юпитера подлёдный океан, глубины которого весьма напоминают глубины земных океанов. Существование же на Земле экстремофилов, таких, как тихоходки, делает существование жизни на Европе вполне возможным, несмотря на то, что Европа находится по всем параметрам вне расчётной обитаемой зоны Солнечной системы.

Интересно, что из тех звёзд в нашей Галактике, которые удовлетворяют условиям Лайнвивера, около 75 % оказываются старше нашего Солнца, что очень интересно в рамках нашего дальнейшего рассказа.

В целом же, на сегодняшний день параметр f l обычно принимают в диапазоне от 0,013 до 1, что свидетельствует о том, что жизнь, в общем-то, оказывается достаточно распространённым явлением: единожды возникнув, она в большинстве случаев не хочет умирать — даже история самой Земли, наполненная засухами и наводнениями, извержениями вулканов и столкновениями с астероидами, оледенениями и прочими экологическими катастрофами, тем не менее уверенно, раз за разом, восстанавливает себя после самых жутких, казалось бы — смертельных для всей биосферы катастроф.

Все предыдущие массовые вымирания на Земле, судя по всему, имели чисто биогенную природу: одна жизнь за счёт своей лучшей организованности просто убивала другую, более старую жизнь. Не исключение из этого правила нынешнее вымирание, вызванное уже человеком.

Следующий параметр из формулы Дрейка — это вероятность возникновения разумной жизни на планете, f i .
С одной стороны, начав рассужать о параметре f i мы вступаем на совсем уж тонкий лёд, поскольку на сегодняшний день, даже приняв во внимание «условно-разумных» дельфинов и шимпанзе, а также помяную безвременно усопшего неандертальца, мы можем говорить только об одном известном нам разумном виде — Homo Sapiens Sapiens , известном ещё под именем «человек».
Что, в общем-то, тут же помещает нас в смысловые кандалы «антропного принципа» : волей-неволей мы приписываем разум и разумные поступки существам, по факту эволюционировавшим в совершенно иных условиях, возможно — в разительно несхожих с условиями нынешней или исторической Земли.
Например, как вариант, разум вполне может возникнуть и как некий распределённый механизм, схожий с предразумом муравейника или улья, характерным для общественных насекомых.
Что уже, в общем-то, породило и соответствующий пласт чисто научных карикатур на вопрос, заданный в парадоксе Ферми:

«Чёрт, мы обшарили все эти грёбанные плитки в поисках феромонов! Если бы тут была разумная жизнь, мы бы её уже точно нашли!»
Первая разумная муравьиная колония, пытающаяся найти нас.

В любом случае, исходя из принципиальных особенностей жизни и из нашего собственного эволюционного опыта, скорее всего, стоит ожидать, что любая разумная жизнь на протяжении достаточно большого промежутка времени нарастит своё использование энергии до того уровня, чтобы стать заметным уже в галактических масштабах и, попутно, будет идти по пути постоянного развития своих цивилизационных возможностей и пространственной экспансии.

Ученые, занимающиеся проблемой поиска внеземного разума (SETI) так и классифицируют цивилизации — по их способности генерировать и использовать энергию.
Цивилизации типа I (пусть даже это будут и разумные муравьи с Тау Кита) генерируют энергию в объемах, примерно равных объемам энергии, получаемой их планетой от своей звезды, а цивилизации типа II уже оперируют порядками энергии, сравнимыми с энергией излучаемой их собственной центральной звездой.
В рамках этой классификации человечество относится к «типу 0,7» — на Земле сегодня вырабатывается по логарифмической шкале лишь 0,7 от количества энергии, необходимого, чтобы называться цивилизацией типа I.
Сегодня, исходя из астрономических и астрофизических наблюдений уже можно с уверенностью сказать, что цивилизаций типа I нет в радиусе 10 000 световых лет от Земли, а цивилизаций типа II — нет не только в пределах нашей Галактики, но и в сопредельных с нашей галактиках, составляющих с нею единое галактическое скопление.
Предположительно, при совершенствовании техники наблюдений, эти пределы будут расширяться и далее.

Вторым интересным атрибутом разумной жизни, как я уже упомянул, является неистребимая тяга к освоению новых простанств. При этом, в общем-то, не суть важно, занимается ли разумная жизнь тем, что посылает к звёздам колонистов, замороженные яйчеклетки — или же колонии дронов-репликаторов. Речь идёт об экспоненте данного процесса:

За сколько времени разумная цивилизация может колонизировать всю Галактику? Ответ: хватит всего лишь 5 миллионов лет.

Даже сегодня человечество уже имеет все технологии и необходимые мощности, чтобы построить громадные «корабли поколений», которые могут спокойно, на скорости всего в 0,01c (3000 км/секунду) за 500 лет долететь до ближайших с нами звёзд.
Даже не учитывая будущий прогресс, эту колонизацию можно повторять шаг за шагом, и уже на 7500-й итерации данного процесса выйти на границы нашего громадного Млечного Пути.
Промежуток времени в 5 миллионов лет, громадный для нас сегодня — краткий миг в жизни Галактики. Цивилизацию, которая бы смогла гипотетически сделать такой рывок в пространственной экспансии, называют ещё иногда «цивилизацией типа III », подразумевая то, что она способна в одиночку воспользоваться ресурсами всей нашей Галактики.
Кроме того, напомню, 75% подходящих для возникновения жизни звёзд гораздо старше нашего Солнца, что делет наблюдаемую нами картинку ещё более загадочной: многие разумные виды могли возникнуть на планетах, способных к зарождению жизни, за миллиарды лет до того, как вымерли динозавры на Земле:

Сравнение Земли и гипотетической ранней планеты Х: фора в 3,46 миллиарда лет на фоне 5 миллионов лет экспансии на всю Галактику.

И вот тут-то у нас и возникает тот самый возглас Ферми: «Где же они, чёрт возьми?!»

Ведь, если в формуле Дрейка подставить весьма скромные параметры f i (разумности) и f с (желания цивилизации осуществить контакт), сегодня гипотетически принимаемые на весьма скромном уровне в 0,01, то итоговое значение количества цивилизаций N в формуле Дрейка всё равно будет очень большим: сказывается громадный возраст нашей Галактики даже в условиях, весьма отличных от нынешних (для большинства звёзд, пригодных для поддержания жизни по критериям Лайнвивера, этот возраст составляет около 8 миллиардов лет).

Итак, имеем:
N = R * f p * n e * f l * f i * f с * L
L , как я сказал, исходя из чисто физических ограничений по усовиям Галактики, химическому составу звёзд и т.п. у нас составляет около 8 миллиардов лет или 8*10 9 лет. Подставим все остальные параметры в формулу, приняв для последних двух, наиболее неясных сейчас параметров (вероятность возникновения разума и вероятность его способности к контакту) изначальную оценку самого Дрейка, принятую им как 1% в каждом случае (f i =0,01, f c =0,01)

N = 7 * 0,5 * 0,013 * 0,01 * 0,01 * 8*10 9 = 36 400

Таким образом, опираясь на максимально доступный нам сегодня массив исходных данных о нашей Галактике, мы можем, исходя из формулы Дрейка сказать, что сегодня мы бы уже были соседями как минимум для 36 000 уникальных цивилизаций Млечного Пути, многие из которых бы уже опережали нас в развитии на целых три с половиной миллиарда лет.

И вот тут-то мы и подходим к интересной проблеме, которую в космологии и в проблеме SETI называют Великим Фильтром .

Судя по всему — где-то на пути в будущее нас ждёт тот самый Армагеддон о котором так долго и нудно нам рассказывали все пророки.
Хотя, как вариант, Великий Фильтр уже произошёл где-то в нашем биологическом прошлом — и мы просто последние (и первые) из выживших.

продолжение следует.