A Fermi - paradoxon az idegen civilizációk tevékenységének látható nyomainak hiánya, amelyeknek az univerzumban kellene megtelepedniük a fejlődésének több milliárd évében. A paradoxont Enrico Fermi fizikus javasolta , aki megkérdőjelezte a földönkívüli civilizációk megtalálásának lehetőségét, és a modern idők egyik legfontosabb kérdésének megválaszolására tett kísérlethez kapcsolódik: "Vajon az emberiség az egyetlen technológiailag fejlett civilizáció az Univerzumban?" . A kérdés megválaszolására a Drake-egyenlet próbálja megválaszolni , amely megbecsüli azon földönkívüli civilizációk lehetséges számát, amelyek kapcsolatba léphetnek egymással. Az ismeretlen paraméterek bizonyos értékei esetében meglehetősen magas becslést adhat egy ilyen találkozás esélyére. Ezekre a következtetésekre Fermi azt válaszolta, hogy ha sok fejlett civilizációnak kellene lennie galaxisunkban , akkor meg kell válaszolni a kérdést: „Hol vannak ezek? Miért nem látunk bizonyítékot az intelligens földönkívüli életre, például szondákra, űrhajókra vagy rádióadásokra? [1] . A Fermi-paradoxon alapját képező feltevéseket gyakran "Fermi-elvnek" nevezik. .
A paradoxon a következőképpen fogalmazható meg. Egyrészt számos és megalapozott érv szól amellett, hogy az Univerzumban jelentős számú technológiailag fejlett civilizációnak kellene lennie. Másrészt nincsenek olyan megfigyelések, amelyek ezt megerősítenék. A helyzet paradox, és arra a következtetésre jut, hogy vagy a természetről alkotott felfogásunk, vagy megfigyeléseink hiányosak és hibásak. Ahogy Enrico Fermi mondta: "Nos, akkor hol vannak?" .
A Fermi-paradoxonra számos elméleti megoldást vagy magyarázatot javasoltak különböző szerzők. Ezeknek a hipotéziseknek a köre igen széles: a Föld mint lakható bolygó egyediségének állításától vagy a mesterséges jelek természetestől való megkülönböztetésének lehetetlenségétől az „ állatkerti hipotézisig ”.
Két évvel halála előtt K. E. Ciolkovszkij egy régóta nem publikált filozófiai jegyzetében megfogalmazta ezt a paradoxont, és az állatkerti hipotézist javasolta megoldásként [2] .
Az ismert univerzumban milliómilliárd nap található. Ezért a Földhöz hasonló bolygóink száma ugyanannyi. Hihetetlen megtagadni tőlük az életet. Ha a Földről származik, akkor miért nem jelenik meg ugyanolyan körülmények között a Földhöz hasonló bolygókon? Lehet, hogy kevesebb, mint a napok száma, de akkor is annak kell lennie. Az összes bolygó 50, 70, 90 százalékán megtagadhatja az életet, de ez teljesen lehetetlen. <…>
Mi az alapja az univerzum intelligens bolygólényeinek tagadásának? <...> Azt mondják nekünk: ha lennének, meglátogatnák a Földet. A válaszom: talán meglátogatják, de ennek még nem jött el az ideje. <...> El kell jönnie annak az időnek, amikor az emberiség átlagos fejlettségi foka elegendő lesz ahhoz, hogy a mennyei lakosok meglátogassanak bennünket. <…> Nem megyünk farkasokhoz, mérges kígyókhoz vagy gorillákhoz. Csak megöljük őket. A menny tökéletes állatai nem akarják ugyanezt tenni velünk.
- K. E. Ciolkovszkij. A bolygókat élőlények lakjákNem sokkal a második világháború kitörése előtt Enrico Fermi az Egyesült Államokba emigrált. 1939. január 2-án New Yorkban telepedett le családjával . Először a Columbia Egyetemen tanított kollégájával, Leo Szilárddal . Ezt követően együtt mentek a Chicagói Egyetemre, hogy a Chicago Woodpile projekten, az első atomreaktoron dolgozzanak . 1942. december 2-án tudták végrehajtani az első irányított nukleáris láncreakciót . Ezt követően Fermi bekapcsolódott a Manhattan Projectbe , és a Los Alamos National Laboratory -ban kezdett dolgozni , ahol a háború végéig tartózkodott. Majd - 1945-ben - az atombombával kapcsolatos munkája jutalmául amerikai állampolgárságot kapott [3] [4] .
A híres kérdés: "Mi vagyunk az egyetlen intelligens és technológiailag fejlett civilizáció a világegyetemben?" – kérdezte Fermi 1950 nyarán a Los Alamos Laboratory kávézójában, egy kötetlen beszélgetés során három kollégájával. A beszélgetés pontos tartalmát különböző módon írják le a tanúk visszaemlékezései. A Fermi és három kollégája – Edward Teller , Emil Konopinski Herbert York – beszélgetése teljesen kizárt volt. Carl Sagan szerint ennek a beszélgetésnek a ténye kitalált [5] , de Eric M. Jones 1985-ben publikált vizsgálata [6] azt jelzi, hogy egy ilyen beszélgetés valóban megtörtént. A beszélgetésben részt vevő három tudós, valamint a közelben tartózkodók vallomásai jelentik az egyetlen információforrást erről a beszélgetésről. A jelek szerint maga Fermi később nem szólalt meg ebben a kérdésben. Jones úgy állította helyre a találkozó körülményeit, hogy levélben felvette a kapcsolatot Fermi kollégáival, valamint mindenkivel, aki abban a pillanatban jelen lehetett a "Fuller Lodge"-ban ( eng. Fuller Lodge ), a laboratórium személyzetének étkezőjében, ahol a beszélgetést folytatták. került sor. A legmegbízhatóbb bizonyítéknak Hans Mark vallomását tartják, bár ő közvetlenül nem vett részt a beszélgetésben [6] . Herbert York megjegyezte, hogy a beszélgetésre 1950 nyarán került sor, mindenesetre Alan Dunn rajzfilmjének 1950. május 20-i megjelenése után [7] [8] .
Emil Konopinski Jonesszal folytatott levelezésében nagyon tisztán tudott felidézni egy beszélgetést, amely általában az idegenekről szólt. Egy olasz fizikus akkoriban egy rajzfilmről beszélt, amely a The New Yorkerben jelent meg 1950. május 20-án. A szerző, Alan Dunn, annak érdekében, hogy megmagyarázza az utcai kukák rejtélyes eltűnését, ami röviddel azelőtt történt New Yorkban, földönkívülieket ábrázolt, amint egy repülő csészealjból földi szemeteskukákat raknak ki bolygójukra. Ez volt a lendület egy lelkes beszélgetéshez az asztalnál ülő férfiak között a földönkívüli élet létezésének lehetőségéről és ennek bizonyítékairól [9] . Konopinski hozzátette, hogy ebből a rajzból a beszélgetés komolyabb témára terelődött [6] [10] . Külön szóba került, hogy semmi nyomot nem észlelünk, sem vizuálisan, sem rádióban. Fermi megkérdezte: "Ha léteznek idegenek, hol vannak?" Konopinski felidézte, hogy Fermi kérdése inkább így hangzott: "Gondoltál arra, hogy hol van mindenki?" [11] . Fermi szerint háromféle bizonyíték létezhet: szondák, hajók vagy rádióadások. Ezek közül azonban semmit sem fedezett fel az emberiség. Michel Michaud szerint Fermi ekkor javasolta a Drake-egyenlet korai informális változatát, amelyet néhány évvel később Frank Donald Drake fogalmazott meg világosabban [12] .
Az egyik modern hipotézis, az úgynevezett "egyedi földi hipotézis" azt állítja, hogy a többsejtű élet rendkívül ritka lehet a földi bolygók esetleges exkluzivitása és ritkasága miatt. Azt állítja, hogy hihetetlen véletlenek sorozata tette lehetővé az élet összetett formáinak megjelenését a Földön. Az alábbiakban bemutatunk néhány példát ilyen mérkőzésekre.
A Galaxis spiráltekercseiben gyakran fellángolnak a szupernóvák , amelyek sugárzása a hipotézis szerzői szerint lehetetlenné teszi a magasabb életformák kialakulását. A hipotézis szerzői szerint Naprendszerünk egy különleges galaktikus pályán áll a Tejútrendszeren belül : ez egy olyan sugarú, szinte szabályos kör, amely lehetővé teszi, hogy ugyanolyan sebességgel mozogjon, mint a spirált alkotó gravitációs lökéshullámok. a galaxis karjai. A Föld sok százmillió éve, vagyis három teljes galaktikus éven át a Galaxis spirális karjai között volt – vagyis szinte mindaddig, amíg magasabb életformák léteztek a Földön.
Egy másik lényeges elem a Hold. A népszerű óriás becsapódási hipotézis szerint a Hold egy fiatal Föld és egy Mars méretű bolygó ritka ütközésekor jött létre körülbelül 4,45 milliárd évvel ezelőtt. A Hold kialakulásához vezető ütközésnek csak egy bizonyos szögben kellett volna bekövetkeznie - a derékszög elpusztítja a Földet, egy enyhébb szög ahhoz vezet, hogy a Földdel ütköző bolygó egyszerűen eltávolodik a Földtől . A Hold okozta árapályok stabilizálták a Föld tengelyét – a Hold befolyása nélkül a Föld tengelyének precessziója sokkal nagyobb lenne, és olyan kedvezőtlen éghajlati változásokat idézne elő, amelyek rendszeresen tönkretehetik a fejlődő életet, és egyszerű formákká gördíthetik vissza. A holdapály valószínűleg felmelegítette a Föld magját , amelyet meg kell olvasztani, hogy olyan mágneses teret hozzon létre, amely jelentősen gyengíti a napszél hatását ( mágneses dinamó hipotézis ).
Az ellenkező álláspont hívei ragaszkodnak ahhoz, hogy az élet létezéséhez szükséges földi feltételek meglétének követelménye az úgynevezett karbonsovinizmusról tanúskodik – az élet természetének túlságosan szűk látásmódja, amely kizárja a figyelembevételből az életforma alapokon nyugvó életformáit . különböző biokémia .
Egy hipotézis, amely szerint a fejlett civilizációk megtalálják a módját, hogy más univerzumokba meneküljenek (például féreglyukakon keresztül), és ezzel egyidejűleg elveszítik a visszatérés vágyát. A fizikai és matematikai tudományok doktora, N. S. Kardashev [13] megfogalmazta (aki a civilizáció három szintjét javasolta , lásd még a Dyson-szférát ).
E hipotézis szerint a civilizáció meglehetősen gyorsan (a rádióhullámok felfedezése után több évszázadon belül) felfedez egy egyszerű módot a veszélyes technológiák (például atombombák vagy más, az egész élőhely elpusztítására alkalmas technológiák) beszerzésére, amelyet egyes képviselőinek sikerül is alkalmazni. , vagy veszélyes mikroorganizmusokat hoznak létre (laboratóriumokban), amelyek a bolygó bioszférájába kerülve könnyen elterjednek az egész bolygón, és egy halálos betegség okozóivá válnak, amely olyan későn jelentkezik, hogy felfedezése után a civilizációnak nincs ideje kezelési módszereket kidolgozni. . Innen a Nagy Csend. Emiatt egyesek azt is hiszik, hogy a technológiai fejlesztéssel teljesen fel kell hagyni - nullára vagy negatív gazdasági növekedésre kell lépni -, hogy minél többet nyújthassunk. Az ok, amiért egy ilyen "bombát" nem lehet eltitkolni a nyilvánosság elől, ugyanaz, mint az, hogy lehetetlen bármilyen más fontos tudást elég hosszú ideig a nyilvánosság elől elzárni (lásd: összeesküvés-elmélet ).
Az önmegsemmisítés másik forgatókönyve lehet egy fekete lyuk kialakulása az LHC -hez hasonló eszközben , amely ennek eredményeként magába vonja az egész környező teret, beleértve a bolygót és az egész csillagrendszert. Ugyanakkor rendkívül nehéz észlelni egy ilyen fekete lyukat, mivel az eseményhorizont sugara nagyon kicsi, és a gravitációs tér nagy távolságra hasonlít egy csillag mezejére. Ráadásul a beszippantott bolygó által létrehozott fekete lyuk egyszerűen a csillag körüli pályáján maradhat.
Mindezek a hipotézisek azonban a rádióhullámok felfedezésénél sokkal bonyolultabb dolgok megszerzését foglalják magukban, így legalább több évtizedes "rádióhullám-nyom" várható az ilyen civilizációktól.
Ha feltételezzük, hogy Galaxisunkban millió lakható bolygó van, és rádiójeleket küldeni képes civilizáció nem létezik több mint 4 ezer éve, akkor a mi Galaxisunkban csak egy civilizáció van, amely képes rádiót küldeni. jeleket. [tizennégy]
Lehetséges, hogy egy hosszú lappangási idővel, gyors terjedéssel és nagyon magas mortalitású vírus vagy más mikroorganizmus megjelenésének valószínűsége olyan nagy, hogy egy civilizáció legalább 100 évig fennmaradásának valószínűsége eltűnőben kicsi.
Carl Sagan a Drake-egyenlet paramétereire vonatkozó optimistább becsléseinek hívei azzal érvelnek, hogy az intelligens élet gyakori az univerzumban. Egyesek úgy vélik, hogy a Drake-egyenlet véleményük szerint indokolt paramétereinek elfogadásával arra a következtetésre jutunk, hogy nagyszámú földönkívüli civilizáció jelenléte nemcsak lehetséges, de "gyakorlatilag garantált". Ennek ellenére a Fermi-elv úgy véli, hogy ennek ellenkezőjére vonatkozó bizonyítékok hiánya miatt az emberiség az egyetlen technológiailag fejlett civilizáció a Tejútrendszer legalábbis a mi részén.
A jelzések hiányának másik magyarázata az a feltételezés, hogy a civilizáció technológiailag fejlettsé válik az elkerülhetetlen önpusztítás lehetőségével egy időben - például atomháború vagy környezeti katasztrófa miatt. Így egy civilizációnak vagy nagyon kevés ideje van észrevenni, vagy egyáltalán nem létezik.
Naprendszerünk, ha több tíz fényév távolságból figyelnénk meg , nagyon szokatlan lenne egy nem feltűnő csillag rendkívül magas rádiósugárzási szintje miatt. Feltételezhető, hogy a földi csillagászok egy szomszédos csillag ilyen erős rádiósugárzását is azonnal rendellenesnek minősítenék. Másrészt minél távolabb vannak a csillag és bolygói a megfigyelőtől, annál elavultabb adatokat kap róluk. Így például a Naprendszertől mindössze 150 fényévre a földi rádióadások 2045-ig alapvetően megfoghatatlanok lesznek, mivel a Földön rádiókommunikáció csak 1895 óta létezik, és az első földi rádiójelek még nem tettek meg megfelelő távolságot.
A rádiós és vizuális adatok több évtizeden keresztül halmozódtak fel az Ozma , a SETI és más kezdeményezések részeként, amelyek célja a Naprendszeren kívüli lakható bolygók felkutatása. Eddig még nem találtak napelem típusú csillagot rendellenesen magas rádiósugárzási intenzitású - ami azt sugallja, hogy mi vagyunk az egyetlen faj, amely rádióhullámokat használ a Galaxis mi részén (az egyetlen kivétel a "Wow!" - jel , amelynek természete azonban még nem tisztázott megbízhatóan). Ráadásul a Naprendszeren kívül azonosított bolygók többségét valószínűleg túlságosan zord körülmények jellemzik a fejlett életformák kialakulásához.
A földönkívüli élet jelenlétére vonatkozó elmélet hívei a következő magyarázatokat adják ezekre a tényekre:
A Fermi-elv hívei azzal érvelnek, hogy ha elegendő időt adnak a fejlődésre, bármely kellően fejlett civilizáció rádiósugárzásának intenzitása végül meg fogja haladni csillagának sugárzását ebben a tartományban. Mivel a rádióhullámok egyszerű és olcsó kommunikációs eszközök, minden technológiailag fejlett civilizáció várhatóan legalább egy részét felhasználja ennek a spektrumnak a fejlődése során.
Ha az univerzum minden civilizációja úgy viselkedik, mint egy földi civilizáció, ahol több százszor több időt töltenek csillagközi rádióüzenetek keresésével, mint saját rádióüzenete továbbításával, akkor az univerzum csendjének magyarázata triviális: „mindenki keres, de senki sem bocsát ki” – ez a magyarázat a „SETI-paradoxon” [17] lényege .
Az ellenzők azonban az intelligens jelek látszólagos hiányának lehetséges okaként az összes jel feldolgozásához szükséges eszközök hiányát említik. Például a SETI Intézet főcsillagásza, Seth Szostak azzal érvel, hogy a galaxisban nagyszámú rádióadó található több százmilliárd csillag közelében, de ahhoz, hogy az összes jelet felfogja és feldolgozza, egyszerűen szüksége lesz hatalmas számítási teljesítmény, amely jelenleg egy földi ember számára elérhetetlen [18] . Ráadásul véleményük szerint a földönkívüli civilizációk egyszerűen használhatnak a rádióhullámoktól eltérő kommunikációs módszereket, vagy valamilyen oknál fogva elrejthetik a kommunikációs munkamenetek tényét. Ellenfeleik ugyanakkor rámutatnak, hogy ez valóban így lehet, de csak akkor, ha nagyon kevés civilizáció van vagy volt, és ha annyi lenne, mint Sagan és Drake jósolta, akkor is, ha csak egy része ezek rádiót használtak fejlesztésük során, ez elég lenne ahhoz, hogy érezhetően befolyásolja egyes csillagok rádióspektrumát.
Az az állítás, hogy az összes jel feldolgozására szolgáló eszközök hiánya az intelligens jelek állítólagos hiányának lehetséges oka, az ember biológiai lényként való felfogására is alkalmazható. Mivel az érzékelési apparátus a receptoroktól érkező jelek neurális hálózat segítségével történő értelmezésére épül, sajátossága ismert: képtelenség képzés nélkül felismerni egy képet. Más szóval, ahhoz, hogy az ember felismerje az idegen civilizációk nyomait, rá kell mutatni, és idegen civilizációk nyomainak nyilvánítani kell. Az ilyen jelzések azonban ellentmondanak a hamisíthatóság alapvető kritériumának, és az akadémikus tudomány elutasítja őket, különösen akkor, ha a talált kép már stabilan hasonlít a hagyományos kultúrához. Ezért különösen érdekesek azok a leletek, amelyek technológiai tulajdonságai nem felelnek meg a hivatalos történetnek. De arra sincs garancia, hogy az ilyen leletek nem bizonyulnak a jelenleg ismeretlen high-tech emberi paleocivilizáció nyomainak.
A SETI hajnalán, az 1960-as évek elején Sebastian von Horner rámutatott a földönkívüli civilizációk megfigyelhető univerzumból való hiányára vonatkozó következtetések naivitására . Véleménye szerint a mesterséges rádiójelek keresésére ilyen tökéletlen és nem speciálisan adaptált eszközök birtokában áltudományos kijelenteni, hogy az „Univerzum csendje” kísérletileg megállapított tény. Egy egyszerű példa: az MRP (csillagközi rádióüzenetek) továbbítására használt Jevpatorija radarantenna nagyon szűk sugárzási mintázattal rendelkezik, ennek egy tízmilliomod részét foglalja el az égbolton. Az MCI keresése ugyanazon antennák használatával történik. Ezért elhanyagolhatónak bizonyul annak a valószínűsége, hogy abban a pillanatban, hogy egy földönkívüli civilizáció az MCI-jét a Föld felé továbbítja, pontosan jó irányba nézünk, hiszen ez a valószínűség a jelzett részek szorzata. Ezenkívül meg kell találni az MCI átviteli idejét, és be kell hangolni a vevőt a kívánt hullámhosszra. Von Horner megjegyezte, hogy csak a valóságtól végtelenül távol álló emberek állíthatják komolyan, hogy a jelek hiánya egyenértékű a földönkívüli civilizációk hiányával.
Az egyedülálló Föld-hipotézishez hasonlóan az antropikus elv is azt állítja, hogy az univerzum az általunk ismert életformára van „ finomra hangolva ”. A hipotézis terjesztője azzal érvel, hogy mivel a Földön az élet lehetetlen lenne, ha a fizikai univerzum számos paramétere közül bármelyiket csak kis mértékben is megváltoztatnánk, úgy tűnik, hogy az emberek előnyben vannak az intelligens élet bármely más formájával szemben. Elfogadhatóvá válik az a feltételezés, hogy az ember az egyetlen intelligens faj a Kozmoszban. Még meggyőzőbbek Stephen Hawking 2004-ben megjelent munkái. Ezek a papírok azt állítják, hogy 98% esély van arra, hogy az Ősrobbanás egy olyan univerzumot hoz létre, mint amilyen ma látható.
A kritikusok kifogásolják, hogy ezt az állítást tautológiának nyilvánítják – egy módosult univerzumban az élet az általunk ismert formában nem létezik, de létezhet más formában.
Dr. Freeman Dyson népszerűsítette a Dyson-gömb koncepcióját , egy csillag körüli héjat, amelyet egy fejlett civilizáció hozhat létre, amely a sugárzási energiájából kíván a legtöbbet kihozni. A héj felépítését nem írták le részletesen - különféle tervezési lehetőségeket javasoltak. Egy ilyen gömb elnyelné a csillag látható tartományának nagy részét, és egy jól körülhatárolható fekete test spektrumot bocsátana ki, valószínűleg maximummal az infravörösben, és hiányoznának az izzó plazmára jellemző erős spektrumvonalak . Dyson azt javasolta, hogy a csillagászok keressenek anomális spektrummal rendelkező csillagokat, amelyek jelenléte – mint javasolta – csak egy magasan fejlett civilizáció létezésével magyarázható. 2021-ig még nem találtak a jelzett rendellenes tulajdonságokkal rendelkező csillagokat.
A Fermi-elv egyes támogatói azzal is érvelnek, hogy egy magasan fejlett civilizációnak törekednie kell saját csillaga energiájának maximalizálására az elektromágneses aláírás megváltoztatásával.
Dyson egyfajta hangszert is javasolt, amelyről úgy vélte, hogy valószínűleg minden magasan fejlett civilizáció élete során megjelenik, és amelynek hiánya megerősíteni látszik Fermi elvét. Dyson szerint a közeljövőben lehetőség nyílik egy földönkívüli élet felkutatására alkalmas űrhajó megépítésére, amelyet a környezet hajtana meg, és amely egy másik rendszerbe érkezve képes lenne jelentős számú másolatot létrehozni magáról. bontsa ki a keresési területet. Az ilyen keresőjárművek száma exponenciálisan növekedne, mivel az újonnan létrehozott járművek mindegyike a célállomásra érkezéskor újra létrejönne, ami lehetővé tenné, hogy a keresés a galaxis jelentős részét lefedje, annak ellenére, hogy fizikailag a felső határ. korlátozza a repülési sebességet. Még korlátozott ideig, akár egymilliárd évig is, egy ilyen eszköz másolata már a Galaxis összes bolygóján megtalálható, amit még nem figyeltek meg.
A Fermi-elv hívei arra is felhívják a figyelmet, hogy annak alapján, amit a bolygónkon élő élet terjedési képességéről tudunk még a szélsőséges feltételekkel és korlátozott erőforrásokkal rendelkező területeken is, arra kell számítanunk, hogy egy fejlett földönkívüli civilizáció szinte biztosan új erőforrásokat keres majd, térbővítést vállalni. Számos szerző becslést adott arra vonatkozóan, hogy mennyi időbe telne egy ilyen civilizáció benépesíteni az egész galaxist. Feltételezéseik szerint ez 5-50 millió évig tartana [19] – ez kozmológiai léptékekben viszonylag rövid idő.
Itt azonban ismét szembe kell néznünk a kérdéssel: "Nos, hol vannak ebben az esetben?"
Becslések szerint galaxisunk átmérője körülbelül 100 ezer fényév. És ha van legalább egy civilizáció a Galaxisban, amely a fénysebességnél legalább 1000-szer kisebb sebességgel képes a csillagok között mozogni, 100 millió év múlva az egész Galaxisban elterjedne. Akkor miért nem látjuk képviselőit a Földön?
Úgy gondolják (a részleteket a „ Tömeges kihalás ” című cikk írja le), hogy bolygónkon az élet létezésének elmúlt 500 millió évében legalább ötször szinte teljesen megsemmisült kozmikus és bolygókatasztrófák következtében.
Oroszul
