Академічна наука зацікавилась питанням про існування розумних форм життя в Космосі відносно недавно: з середини 50-х років минулого століття. Поштовхом послужив експеримент із відправлення на навколоземну орбіту живої істоти. Над розв’язанням цього завдання працювали фахівці всього світу.
Американські вчені, віддавали перевагу приматам, як найближчим “родичам” людини (перша макака Йорік благополучно повернулася на Землю у 1951 році).
Дослідники із Франції покладалися на допомогу котів (кішка Фелісетт, після успішної посадки у 1963 р. благополучно дожила до своєї “котячої старості”).
Але ці польоти мали суборбітальний характер. Через недосконалість технологій, спроби повернути тварину живою з навколоземного простору закінчувалися невдачею: заважали технічні несправності, підвищені перевантаження, займання під час проходження щільних шарів атмосфери.
Нарешті, у 1960 році радянський космічний апарат “Супутник-5” з Білкою та Стрілкою на борту, благополучно повернувся з навколоземної орбіти. За 25 годин польоту дворняги облетіли Землю 17 разів, чім здобули світову славу.
Якщо живий організм вижив в умовах Космосу, значить у Всесвіті може існувати хтось окрім людства, і, можливо, ці “хтось” розумні. Але чому вони не дають про себе знати та не відповідають на запити Землян? Це питання ї лягло в основу “парадоксу Фермі”.
Що таке парадокс Фермі
Суть парадоксу Фермі полягає не у запереченні існування позаземних цивілізацій, а у відсутності науково обґрунтованих доказів цього факту.
Вік Всесвіту, обчислений з використанням теорії Великого Вибуху, становить близько 14 млрд років — достатній період для виникнення та розвитку кількох паралельних гілок розумного життя.
З використанням методу радіометричного датування було встановлено приблизний вік Землі — 4,5 млрд років.
Згідно з науковими даними, Homo sapiens, або сучасний людський вид, існує приблизно 300 000 років.
Отже, як планета, так і людство є досить молодими утвореннями у Всесвіті. Тому висока ймовірність наявності більш давніх та технологічно розвинених цивілізацій, здатних здійснювати міжзоряні подорожі. Такі цивілізації, розширюючись знаходять найближчі, придатні для життя планети і починають їх колонізацію, тому, як вважав Фермі, Землю мали вже неодноразово відвідати “брати по розуму”. Але, оскільки їх досі немає, значить вони не існують. У цьому вся ідея парадоксу Фермі.
Хто такий Фермі
29 вересня 1901 року у сім’ї звичайного Римського залізничника народився хлопчик, якого назвали Енріко. З дитинства маленький Енріко дивував викладачів глибиною знань у галузі фізики та математики.
Вступивши у 1918 році до Вищої нормальної школи міста Піза, він паралельно навчається у Пізанському університеті. На рівних спілкуючись із професорами Енріко одночасно пише дві дипломних роботи на теми: “Дифракція рентгенівських променів” та “Теорія відносності”. У 1923 р. виходить у світ його робота “Маса у теорії відносності”, в якій розглядається можливість вивільнення ядерної енергії.
Вивчення теоретичної фізики триває в Геттінгенському університеті під керівництвом Макса Борна (Німеччина), потім слідує переїзд до Голландії — навчання продовжується вже в Лейденському університеті, де його наставником стає Пауль Еренфест.
1925 р. — молодому вченому надходить запрошення від Флорентійського університету прочитати цикл лекцій з математичної фізики та механіки.
1926 р. — Фермі представляє науковому світу новий напрямок у статистичній механіці, який дозволяє розширити розуміння теорії електропровідності металів.
1928 р. — молодий професор очолює кафедру теоретичної фізики Римського університету, через два роки його приймають до Королівської академії Італії.
1933 р. — процеси, що відбуваються в атомному ядрі Фермі пояснює за допомогою власної теорії бета-розпаду, а в 1935 р. передбачає відкриття нової елементарної частинки: пі-мезона (піона).
1938 р.— чергове дослідження Фермі, яке присвячене питанням опромінювання нейтронами радіоактивних елементів удостоєно Нобелівської премії з фізики. Цього ж року через посилення впливу на суспільство італійського фашизму вчений переїжджає до США, де отримує посаду професора фізики Колумбійського Університету.
1939 р. — пропонує ідею створення нової зброї на основі ланцюгової ядерної реакції. Проект отримує федеральне фінансування та на початку 1942 р. під трибунами стадіону університету Чикаго починається будівництво першого в світі ядерного реактора.
Помер Енріко Фермі 30 листопада 1954 року у віці 53 років. Відкритий через рік після його смерті 100-й елемент періодичної системи отримав назву “Фермій”.
Історія виникнення парадоксу
Згідно з легендою Енріко Фермі обідав із колегами за “Манхеттенським проектом” у їдальні Лос-Аламоської Національної лабораторії. Надворі йшов 1950 рік, розмова зайшла про НЛО, обговорювалася світлина, опублікована у “New Yorker Magazine” із зображенням космічних прибульців та літаючої тарілки. Тема розмови вже змінилася, коли Фермі несподівано запитав: “Де всі?”. Питання викликало вибух сміху, учасники дискусії одразу зрозуміли, що йдеться про інопланетні цивілізації.
Фермі пред’явив присутнім розрахунки ймовірності виникнення придатних для життя планет, докази ймовірності зародження на них життя, появи розумних істот та наявності у них високих технологій. У результаті виходило, що відвідування нашої планети представниками інших цивілізацій вже мали неодноразово відбутися.
Відсутність слідів таких відвідувань Фермі пояснював недосяжністю для інопланетян можливостей далеких перельотів у міжзоряному просторі, їх недоцільністю чи недостатнім розвитком позаземних технологій.
Таким чином, Фермі не заперечував існування інопланетян та вважав, що якщо і немає слідів прибульців, це не означає, що вони не існують. Парадоксу немає, є питання: “Де всі?”.
У парадокс проблема перетвориться пізніше — у 1975 році астроном Майкл Гарт публікує статтю “Пояснення відсутності інопланетян на Землі”. Короткий зміст цієї роботи: “У разі виникнення в Галактиці досить розвиненої цивілізації, вона неминуче залишить сліди спроб колонізації на сусідніх придатних для життя планетах, а якщо їх не існує, то не існує і прибульців “. Постулат Фермі був повною протилежністю: “За час існування Всесвіту освоєння багатьох планет уже завершено”. Ситуація увійшла до історії під назвою “Парадокса Фермі”.
Тлумачення парадоксу
Низка наукових робіт ставить під сумнів саме поняття “парадоксу Фермі”.
З того часу, як він був сформульований спроби його вирішення здійснюються регулярно.
Офіційних підтверджень існування позаземних цивілізацій немає, тому що ці цивілізації не існують. Наявність умов, необхідних для зародження життя, не означає його обов’язкової появи. Для зародження життя з подальшою його еволюцією має збігтися безліч чинників.
У 1961 р. Френк Дрейк на науковій конференції, присвяченій пошуку позаземного розуму, вперше спробував математично описати ймовірність наявності позаземних цивілізацій, шляхом обчислення їхньої приблизної кількості. Запропонована формула отримала назву “Рівняння Дрейка”, і містить безліч змінних, значення яких може існувати лише у вигляді припущень.
- N – кількість цивілізацій у галактиці Чумацький Шлях, з якими можливий зв’язок (тобто які перебувають на поточному світловому конусі минулого);
- R* – середня швидкість зореутворення в нашій Галактиці.
- fp – частка тих зірок, які мають планети.
- ne – середня кількість планет, на яких потенційно може підтримуватися життя, на одну зірку, що має планети.
- fe – частка планет, на яких могло б підтримуватися життя, на яких у якийсь момент дійсно з’явилося життя.
- fi – частка планет із життям, на яких розвивається розумне життя (цивілізації).
- fc – частка цивілізацій, які розробили технологію, що вивільняє в космос ознаки їхнього існування, що виявляються.
- L – тривалість часу, протягом якого такі цивілізації випромінюють виявлені сигнали в космос.
Не дивно, що з такою кількістю змінних, що мають приблизний характер, результат виявляється у діапазоні від 0.000125 до 500.
У новому дослідженні Адам Френк і Вудрафф Салліван вивели так звану “археологічну форму” рівняння Дрейка, яка визначає A як “кількість технологічних видів, які коли-небудь формувалися протягом історії спостережуваного Всесвіту”.
Їхнє рівняння, A = Nast * fbt, описує A як добуток Nast – кількості придатних для життя планет у певному об’ємі Всесвіту – на fbt – ймовірність виникнення технологічного виду на одній з цих планет. Об’ємом, що розглядається, може бути, наприклад, весь Всесвіт або лише наша Галактика.
“Всесвіту понад 13 мільярдів років, – каже Салліван. “Це означає, що навіть якщо в нашій галактиці існувала тисяча цивілізацій, якщо вони живуть стільки ж, скільки і ми, то всі вони, швидше за все, вже вимерли. А інші не розвинуться, доки нас не стане. Щоб у нас були великі шанси на успіх у пошуку іншої “сучасної” активної технологічної цивілізації, в середньому вони повинні проіснувати набагато довше, ніж наше теперішнє життя”.
“Враховуючи величезні відстані між зірками і фіксовану швидкість світла, ми, можливо, ніколи не зможемо поспілкуватися з іншою цивілізацією, – сказав Френк. “Якби вони були на відстані 20 000 світлових років, то кожен обмін займав би 40 000 років туди і назад”.
Але, як зазначають Френк і Салліван, навіть якщо зараз у нашій галактиці немає інших цивілізацій, з якими можна було б спілкуватися, новий результат все одно має глибоке наукове і філософське значення. “З фундаментальної точки зору питання полягає в тому, “чи відбувалося це десь раніше?”, – сказав Френк. Наш результат – це перший випадок, коли хтось зміг дати емпіричну відповідь на це питання, і напрочуд ймовірно, що ми не єдиний час і місце, де розвинулася розвинута цивілізація”.
Перші радіосигнали представникам інших планет Земляни відправили близько 100 років тому, простий розрахунок показує, що пішли вони на відстань не більш як 100 світлових років. З урахуванням отримання відповіді шлях зменшується вдвічі, і на такій дистанції наразі відомо про існування 1 300 зоряних систем, до складу кожної з яких входять планети (щоправда, не факт, що всі вони мають придатні для виникнення живих істот умови).
Якщо припустити, що сигнал із Землі отримано і розшифровано, відповідь може просто ще не дійти до нашої планети, або рівень розвитку сучасних технологій поки що не дає змоги її виявити.
Одне з припущень ґрунтується на тому, що органічне життя може існувати лише біля зірок, схожих на Сонце. У разі виникнення проблеми виживання (катаклізми, техногенні катастрофи) такій цивілізації доведеться шукати нову планету зі схожими умовами. Якщо за щасливим збігом обставин поблизу виявиться підходяща зоряна система, логічно, що інопланетяни шукатимуть зближення саме з нею — у цьому разі наша Сонячна система не становить для них інтересу.
Якщо припустити, що розумна позаземна цивілізація існує, то, можливо, гуманоїди вже обізнані про наявність у Сонячній системі планети, на якій є життя. Маючи більш високі технології і вивчивши рівень розвитку земної цивілізації, контакт цим прибульцям може виявитися не цікавим: “Навіщо витрачати ресурси на спілкування з грибами?”.
Виходячи з того, що сама наша планета набагато старша за людство, деякі вчені не виключають варіанту, що інопланетяни відвідали Землю ще до появи людей, тому ми просто не в змозі оцінити сліди їхнього перебування.
Джерела:
- Aerobee RTV-A-1
- Félix and Félicette, the space cats
- Homo sapiens evolved 100,000 years EARLIER than thought
- Енріко Фермі
- Elizabeth Howell: Парадокс Фермі: де інопланетяни?
- The Fermi Paradox: An Approach Based on Percolation Theory
- Peter Warrington: The Drake Equation and Extraterrestrial Life, a Brief Overview
- Leonor Sierra: Чи самотні ми у Всесвіті? Повертаючись до рівняння Дрейка
