Парадокс Ферми — что это такое?

Поисками признаков разумной жизни вне планеты Земля ученые начали заниматься относительно недавно — с середины прошлого столетия, незадолго до первой попытки отправить в космос живое существо (если помните, первыми стали собаки, отправленные на высоту 100 км в 1951 году). Но эти поиски пока не дали обнадеживающих результатов. Неужели мы во Вселенной одни? Почему она не откликается на наши запросы?

Давайте узнаем, что думают по этому поводу ученые, занимающиеся изучением космоса.

Тайна происхождения парадокса Ферми

Парадоксом Ферми в ученом сообществе называют вопрос, связанный с поиском представителей внеземных цивилизаций, суть которого можно описать всего двумя словами: «Где все?». Этот шутливый вопрос был популярным в научной сфере во время обсуждения снимков странных дискообразных объектов над Лос-Аламосом в штате Нью-Мексико (США) в 1950 году.

Появление этого вопроса связывают с именем американского физика итальянского происхождения Энрико Ферми. Этот ученый внес огромный вклад не в астрофизику, а в физику ядерную, стал нобелевским лауреатом и создал первый в мире ядерный реактор. Наравне с Альбертом Эйнштейном его называют «отцом атомной бомбы». Его именем назван также один из химических элементов, имеющий порядковый номер 100 — Fm (Fermium).

Несмотря на то что он не был первым ученым, задавшим публично вопрос о вероятности существования внеземной цивилизации, парадокс «где все?» получил именно его имя.

Источник: indicator.ru

Суть парадокса Ферми

Нашей Вселенной около 14 миллиардов лет, и она практически безгранична. Нет никаких сомнений, что должна существовать иная разумная жизнь, помимо человеческой.

Налицо противоречие: почему за столь долгое время инопланетный разум никак не заявил о себе землянам? Где все эти цивилизации?

Данный парадокс подвергает сомнению идею о том, что внеземной разум в принципе может быть обнаружен. Здесь очень важно понимать, что речь идет не об отсутствии внеземных цивилизаций, а именно о невозможности каким-либо образом обнаружить следы их присутствия.

Противоречие в том, что между собой не увязываются два факта:

• достаточное количество аргументов о неизбежности существования иных цивилизаций, в том числе гораздо более развитых, чем наша;
• нет абсолютно никаких доказанных наблюдениями подтверждений этого существования.

Напрашивается вывод: человечество либо не научилось правильно понимать природу явлений, либо допускает ошибки и неточности в наблюдениях, что-то упуская из виду.

Цивилизация землян находится на начальном этапе развития (если оценивать ее в масштабах Вселенной). Но при этом в изучении космоса мы добились большого прогресса за достаточно маленький промежуток времени: с момента запуска первого искусственного спутника не прошло и ста лет, а человечество уже планирует запуск межзвездных зондов по направлению к тройной звездной системе Alpha Centauri, расположенной ближе других к Земле. Только представьте, каких успехов сможет достигнуть человеческая цивилизация через каких-нибудь несколько сотен лет!

Несмотря на весомые аргументы в пользу того, что мы не единственные представители разумной жизни, ученым все же нужны твердые доказательства, которых до сих пор нет. Конечно, можно оправдать это тем, что скорость космических кораблей ограничивается законами физики, а значит путь их будет чересчур долог. Но эти оправдания вызывают справедливые возражения у многих ученых.

В качестве примера рассмотрим звезду Alpha Centauri C — ближайшую к Солнцу. Расстояние до нее от планеты Земля — 4246 световых лет. Если космический корабль сможет развить скорость, равную четверти скорости света, то он преодолеет это расстояние почти за 17 лет. Долго, но вполне реально при условии, что цивилизация в данной звездной системе существует и является более развитой, чем у землян.

Возраст Млечного Пути (Галактики, в которой находится наша Солнечная система) составляет по подсчетам ученых 1,361E10 лет. Неужели за это время в ней не появилось еще одной высокоразвитой цивилизации, которая смогла бы обнаружить присутствие жизни на нашей планете и дать о себе знать?

Источник: overclockers.ru

К парадоксу Ферми имеют непосредственное отношение формула Дрейка и шкала Кардашева.

Формула Дрейка

Эту формулу (или уравнение, как еще ее называют) предложил в 1960 году американский астроном и астрофизик Фрэнк Дональд Дрейк, профессор в одном из университетов штата Калифорнии, член Национальной академии наук США. С ее помощью ученые пытались подсчитать, с каким количеством гипотетически существующих цивилизаций в нашей Галактике человек может выйти на связь. Разумеется, речь идет о цивилизациях, достигших достаточного уровня технического прогресса и имеющих возможность заявить о себе.

Как выглядит уравнение Дрейка, иллюстрирует картинка ниже.

Источник: mmozg.net

Здесь:

• N — цивилизации нашей галактики, использующие обнаруживаемые способы связи;
• R — средний годовой темп формирования звездных систем в нашей галактике (сколько новых систем появляется за 1 год);
• fp — доля звезд, имеющих планеты;
• ne — количество миров (планет и их спутников) на одну звездную систему с подходящими для жизни условиями;
• f1 — доля обитаемых миров с развившейся в них жизнью;
• fi — вероятность возникновения разумных форм жизни на обитаемых планетах;
• fc — доля цивилизаций, имеющих обнаруживаемые средства связи;
• L — время подачи этими цивилизациями сигнала, который мы способны обнаружить (количество лет).

Точного решения данное уравнение не имеет и не может иметь, несмотря на предпринятые астрофизиками попытки. Просто нереально вычислить каждое из этих значений максимально достоверно.

Ученые до сих пор не пришли к единому мнению по поводу коэффициента R. Есть мнение, что нужно учитывать не звездные системы, а общее число образующихся за год новых звезд.

В 1961 году Дрейк использовал следующие числа:

• R = 1 (предположил, что за год образуется 1 новая звезда);
• fp = ½ (у каждой второй звезды есть планеты);
• ne = 2 (считалось, что на двух планетах в системе есть подходящие для жизни условия);
• f1 = 1 (при подходящих условиях жизнь на планете обязательно возникнет);
• fi = 0,01 (исходим из того, что только в 1 % случаев жизнь сможет развиться до разумной);
• fc = 0,01 (1 % вероятности, что данная цивилизация не только захочет, но и сможет выйти на связь);
• L = 10000 (столько лет существует земная цивилизация).

В результате данная формула принимала следующее значение:

N = 1 * 0,5 * 2 * 1 * 0,01 * 0,01 * 10000 = 1

Получалось, что помимо Земли в нашей Галактике есть единственная цивилизация, способная установить с нами контакт. Уточним, что данная формула учитывает только наличие жизни, развитой технологически. А менее развитые сообщества она не рассматривает.

По последним же данным число искомых цивилизаций N должно быть еще меньше:

• R = 7 (по результатам исследований NASA в год образуется 7 новых звезд);
• fp = ½ (от 20 до 60 % звезд могут иметь планеты);
• ne > 0,014 (что намного меньше, чем первоначально предполагал Дрейк);
• f1 > 0,13 (даже при подходящих условиях возникновение жизни на планете очень маловероятно, так как необходимо одновременное сочетание множества факторов);
• fi = 0,01 (коэффициент не изменился);
• fc = 0,01 (совпадает с оценкой Дрейка);
• L = 10000 (предположительное количество лет, которое существует искомая цивилизация).

И вот что мы имеем:

7 * 0,5 * 0,014 * 0,13 * 0,01 * 0,01 * 10000 = 0,00637

Это говорит о том, что наличие цивилизаций, которые потенциально могут выйти на контакт, крайне маловероятно.

Шкала Кардашева

Советский астрофизик Николай Кардашев в 1967 году предложил свою шкалу для классификации любых цивилизаций (включая земную) по их типу технологического развития. Он выявил прямую зависимость между технологическим развитием общества и его умением использовать имеющуюся в окружающей среде энергию. Именно сочетанием технологий и энергии, по его мнению, и определяется статус развития общества.

Поэтому за основу шкалы он взял количественную оценку той энергии, которую данная цивилизация научилась использовать для своих нужд.

Шкала эта является достаточно простой и подразделяет цивилизации на 7 уровней развития. Сам Кардашев первоначально выделил 3 типа:

1. Те, кто использует всю доступную на планете полезную энергию.
2. Те, кто полностью использует излучаемую звездой энергию (для землян это солнечная энергия).
3. Те, кто научился применять энергию всей Галактики.

Источник: autogear.ru

Позднее благодаря его последователям шкала была градуирована уже не тремя, а семью типами.

Нулевой уровень

К начальному, нулевому уровню, принято относить тех, кто еще не научился даже энергетический потенциал собственной планеты использовать в полном объеме и рационально. К сожалению, на данном этапе своего развития мы относимся именно к этому типу цивилизации.

Американский астрофизик Карл Эдвард Саган считает, что мы находимся на отметке 0,72, а к первому уровню приблизимся не ранее чем через тысячу лет — в зависимости от скорости развития наших технологий и при условии, что землянам хватит разума не уничтожить к тому времени собственную планету.

Первый уровень

Этого уровня мы достигнем, когда научимся с максимальной выгодой для себя и не в ущерб планете использовать абсолютно всю ее энергию. Хоть и медленно, но процесс в эту сторону двигается. И если землянам этой энергии не будет хватать на удовлетворение своих нужд, им придется научиться добывать солнечную энергию, а возможно, использовать и энергию других планет.

Второй уровень

К этому уровню развития можно отнести те цивилизации, которые научились полностью использовать всю энергию своей звезды. В далекой перспективе это ждет наших потомков, а пока мы крайне непродуктивно используем солнечную энергию. Для того чтобы ситуация изменилась, необходимо достичь такого развития технологий, которые позволят сконструировать и построить сооружения для улавливания абсолютной всей энергии звезды. Возможно, они будут выглядеть как известная сфера Дайсона, которая полностью окружает излучающую энергию звезду.

Источник: livejournal.com

Третий уровень

Здесь уже речь идет о цивилизации, которая сможет использовать не только энергию своей планеты и своей звезды, но и целой галактики, а также перемещаться со скоростью света или даже превышая ее. Нам пока все это представляется фантастическим, но ведь еще совсем недавно мы и представить себе не могли ни мобильных телефонов, ни возможности видеосвязи посредством такого телефона с человеком, находящимся на противоположной стороне планеты. Но технологии не стоят на месте, и теперь мы не понимаем, как люди раньше обходились без этого.

Если подобного типа цивилизация существует или когда-нибудь будет существовать, то она сможет управлять галактикой по своему усмотрению, вплоть до создания новых звезд.

Четвертый уровень

Этого уровня в первоначальной шкале не было. Цивилизация, которая его когда-либо достигнет, сможет эффективно использовать всю энергию нашей Вселенной. Ее представителям не составит труда путешествовать по ней, потребляя энергию разных галактик. Большинство ученых считают уже этот уровень развития утопическим, так как он позволил бы достигнуть бессмертия.

Пятый уровень

Данный уровень, если бы он мог существовать, давал бы возможность пользоваться энергией не одной, а сразу нескольких Вселенных, и при этом совершать манипуляции непосредственно со структурой реальности. Идея о гипотетической возможности такого уровня возникла из популярной теории струн.

Шестой уровень

Если уже пятый уровень невозможно вообразить себе, то что уж говорить о шестом, существующем «вне пространства и времени». Для такой цивилизации не составило бы труда создавать и уничтожать целые Вселенные за счет энергии абсолютно всего бесконечного пространства. Этой цивилизации ученые присвоили тип «Омега». И если она существует, то вероятнее всего наша Вселенная является одним из ее творений.

Возможно ли, что где-то существуют цивилизации с уровнем развития выше первого? Если да, то почему за все время существования нашей Галактики, Вселенной и собственной цивилизации они так и не смогли обнаружить себя для землян? Вопросов на эту тему пока еще больше, чем ответов на них.

Какие решения парадокса Ферми предлагают ученые

Инопланетян не существует

Вывод о том, что помимо землян никого никогда и не было, представлялся бы возможным, не обладай мы современными знаниями о космосе.

Уже давно установлено, что Солнечная система не единственная звездная система в нашей Вселенной, а сама Вселенная — лишь маленькая частичка Млечного пути. С каждым годом мы обнаруживаем все новые и новые звездные системы с планетами, примерно 20 % которых похожи на Землю. Неужели только на одной-единственной из таких планет смогла зародиться жизнь? Какова вероятность такого удачного для нас стечения обстоятельств?

Множество ученых, занимающихся астрофизикой и астробиологией, не согласны с этим предположением. Среди них — американский астроном и астрофизик Адам Франк, проводивший научные исследования экзопланетных атмосфер, а также в области астробиологии. Он в числе прочих считает подобное решение наименее вероятным.

Существуют только простейшие инопланетные формы жизни

Вполне возможно, что в недалеком будущем (например, на Марсе) мы сможем обнаружить признаки существования простейших форм жизни. Под простейшими понимаются представители растительного мира — водоросли, а также микроорганизмы (микробы). Но тогда возникает другой вопрос: почему за столь длительное время молекулы так и не смогли собраться и образовать форму разумной жизни при наличии подходящих для этого условий?

Ответом на данный вопрос могла бы послужить разгадка образования человеческого разума. По общепринятой теории вначале была искра, вызвавшая появление простых клеток, а затем и более сложных организмов, состоящих из множества клеток. Далее в процессе эволюции начали формироваться органы, среди которых был мозг. Не исключено, что какой-то из этапов представлял собой большую сложность для его преодоления. Если учесть, что на Земле из нескольких миллионов разновидностей живых организмов только одному удалось произвести цивилизацию, то возникает гипотеза о неком барьере, мешающем одновременно развиваться сразу большому количеству видов разумных существ.

Возможно, наша цивилизация просто еще не достигла той стадии, на которой ее развитие прекратится, и в будущем она полностью исчезнет с лица Земли, дав возможность развития альтернативным представителям разума на нашей планете.

Разумная жизнь есть, но она не стремится контактировать с нами

Эта гипотеза может объясняться разными причинами.

Возможно, с точки зрения представителей инопланетного разума, человечество является примитивной формой цивилизации, не достойной их внимания. Они просто наблюдают за нами, как мы — за рыбками в аквариуме или животными в зоопарке.

Источник: rbk.ru

Также существует вероятность, что развитые цивилизации не хотят себя обнаруживать, так как мы представляем для них угрозу. Или такую угрозу представляют для них какие-либо агрессивные цивилизации, стремящиеся захватить подходящие для жизни планеты.

Может быть и так, что совершенно случайно наша Солнечная система оказалась в «заброшенном» месте во Вселенной, про которое все давно забыли, и поэтому не беспокоят.

Как видите, существует очень много причин для молчания Вселенной, и нельзя отдать предпочтение какой-либо одной из представленных гипотез. Факты говорят сами за себя: до сегодняшнего дня мы не смогли ничем подтвердить наличие внеземного разума. И до тех пор, пока мы не получим единственно верного объяснения этому, астрономы и астрофизики с астробиологами будут продолжать задаваться одним и тем же вопросом: «Так где же все?».

Не ответим вам на этот вопрос, зато ответим, где найти помощь студенту — у специалистов Феникс.Хелп.