Ekzoplanet kəşfləri dalğasından sonra Fermi Paradoksu

RX J1131-1231 qalaktikasında Oklahoma Universitetindən olan astrofiziklər qrupu Süd Yolundan kənarda məlum olan ilk planetlər qrupunu kəşf ediblər. Qravitasiya mikrolinzinq texnikası ilə "izlənən" obyektlər müxtəlif kütlələrə malikdir - Aydan Yupiterə bənzər. Bu kəşf Fermi paradoksunu daha paradoksal edir?

Qalaktikamızda təxminən eyni sayda ulduz (100-400 milyard), görünən kainatda təxminən eyni sayda qalaktika var - deməli, bizim nəhəng Süd Yolumuzda hər bir ulduz üçün bütöv qalaktika var. Ümumiyyətlə, 10 ildir²² 10-a qədər²⁴ ulduzlar. Elm adamları Günəşimizə nə qədər ulduzun bənzədiyi (yəni ölçüsü, temperaturu, parlaqlığı oxşar) ilə bağlı konsensusa malik deyillər - təxminlər 5% -dən 20% -ə qədərdir. İlk dəyəri götürmək və ən az ulduzu seçmək (10²²), Günəş kimi 500 trilyon və ya milyard milyard ulduz alırıq.

PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) araşdırmalarına və təxminlərinə görə, kainatdakı ulduzların ən azı 1%-i həyatı dəstəkləyə bilən planetin ətrafında fırlanır - beləliklə, söhbət oxşar xüsusiyyətlərə malik 100 milyard planetin sayından gedir. Yerə. Milyardlarla il mövcud olduqdan sonra Yer planetlərinin yalnız 1%-də həyat inkişaf edəcəyini və onların 1%-ində ağıllı formada təkamül həyatı olacağını fərz etsək, bu o deməkdir ki, bir bilyard planeti görünən kainatda ağıllı sivilizasiyalarla.

Yalnız qalaktikamız haqqında danışsaq və Süd Yolunda olan ulduzların dəqiq sayını (100 milyard) fərz etsək, hesablamaları təkrar etsək, qalaktikamızda yəqin ki, ən azı bir milyard yerə bənzər planetin olduğu qənaətinə gələrik. və 100 XNUMX. ağıllı sivilizasiyalar!

Bəzi astrofiziklər bəşəriyyətin texnoloji cəhətdən inkişaf etmiş ilk növ olma şansını 1-da 10-ə qoyurlar.²²yəni əhəmiyyətsiz olaraq qalır. Digər tərəfdən, kainat təxminən 13,8 milyard ildir var. Sivilizasiyalar ilk bir neçə milyard ildə meydana çıxmasalar belə, onların yaranmasına hələ çox zaman var idi. Yeri gəlmişkən, əgər Süd Yolunda son aradan qaldırıldıqdan sonra "cəmi" min sivilizasiya var idisə və onlar bizimlə eyni vaxtda (indiyə qədər təxminən 10 XNUMX il) mövcud olsaydılar, çox güman ki, onlar artıq yox olublar, ölmək və ya bizim səviyyəmizin inkişafı üçün əlçatmaz olan başqalarını toplamaq, daha sonra müzakirə ediləcək.

Qeyd edək ki, hətta "eyni zamanda" mövcud sivilizasiyalar da çətinliklə ünsiyyət qururlar. Kaş ona görə ki, cəmi 10 min işıq ili olsaydı, onlara sual vermək və sonra cavab vermək üçün 20 min işıq ili lazım olardı. illər. Yer kürəsinin tarixinə nəzər salsaq, belə bir dövrdə bir sivilizasiyanın yaranıb yer üzündən yoxa çıxa biləcəyini istisna etmək olmaz...

Yalnız naməlumlardan tənlik

Yadplanetli sivilizasiyanın həqiqətən mövcud olub olmadığını qiymətləndirməyə çalışarkən, Frank Drake 60-cı illərdə o, məşhur tənliyi təklif etdi - vəzifəsi qalaktikamızda ağıllı irqlərin mövcudluğunu "memanoloji" olaraq təyin etmək olan bir düstur. Burada biz satirik və radio və televiziyada "tətbiqi manologiya" mövzusunda "mühazirələr"in müəllifi Yan Tadeusz Stanisławski tərəfindən illər əvvəl işlədilən termindən istifadə edirik, çünki bu söz bu mülahizələrə uyğun görünür.

Uyğun olaraq Drake tənliyi – N, bəşəriyyətin ünsiyyət qura biləcəyi yerdənkənar sivilizasiyaların sayı aşağıdakıların məhsuludur:

R_* bizim Qalaktikamızda ulduzların əmələ gəlmə sürətidir;

f_p planetlərlə ulduzların faizidir;

n_e bir ulduzun yaşayış zonasındakı planetlərin, yəni həyatın yarana biləcəyi planetlərin orta sayıdır;

f_l yaşayış zonasında həyatın yaranacağı planetlərin faizidir;

f_i həyatın zəka inkişaf etdirəcəyi (yəni sivilizasiya yaradacaq) məskunlaşmış planetlərin faizidir;

f_c - bəşəriyyətlə ünsiyyət qurmaq istəyən sivilizasiyaların faizi;

L belə sivilizasiyaların orta ömrüdür.

Göründüyü kimi, tənlik demək olar ki, bütün naməlumlardan ibarətdir. Axı nə sivilizasiyanın mövcudluğunun orta müddətini, nə də bizimlə əlaqə saxlamaq istəyənlərin faizini bilmirik. Bəzi nəticələri “az-çox” tənliyi ilə əvəz etdikdə belə çıxır ki, qalaktikamızda yüzlərlə, hətta minlərlə belə sivilizasiyalar ola bilər.

Drake tənliyi və onun müəllifi

Nadir torpaq və pis yadplanetlilər

Drake tənliyinin komponentləri üçün mühafizəkar dəyərləri əvəz etsək belə, potensial olaraq bizimkinə bənzər və ya daha ağıllı minlərlə sivilizasiya əldə edirik. Bəs belədirsə, niyə bizimlə əlaqə saxlamırlar? Bu sözdə Fermi paradoksu. Onun çoxlu "həllləri" və izahatları var, lakin texnologiyanın hazırkı vəziyyəti ilə - və hətta yarım əsr əvvəl - bunların hamısı fərziyyə və kor-koranə atışma kimidir.

Məsələn, bu paradoks tez-tez izah olunur nadir torpaq hipoteziplanetimizin hər cəhətdən unikal olduğunu. Təzyiq, temperatur, Günəşdən məsafə, eksenel meyl və ya radiasiyadan qoruyan maqnit sahəsi elə seçilir ki, həyatın mümkün qədər uzun müddət inkişaf edə və təkamül edə bilsin.

Təbii ki, biz ekosferdə yaşayış üçün əlverişli planetlərə namizəd ola biləcək getdikcə daha çox ekzoplanet kəşf edirik. Bu yaxınlarda onlar bizə ən yaxın ulduzun - Proxima Centauri-nin yaxınlığında tapıldı. Bəlkə, buna baxmayaraq, oxşarlıqlara baxmayaraq, yadplanetli günəşlərin ətrafında tapılan "ikinci Yerlər" bizim planetlə "tam olaraq eyni" deyil və yalnız belə uyğunlaşmada qürurlu texnoloji sivilizasiya yarana bilər? Ola bilər. Halbuki biz Yerə baxsaq belə bilirik ki, həyat çox “uyğun olmayan” şəraitdə inkişaf edir.

Təbii ki, interneti idarə etmək və qurmaqla Teslanın Marsa göndərilməsi arasında fərq var. Kosmosda tam olaraq Yer kimi, lakin texnoloji sivilizasiyadan məhrum olan bir planet tapa bilsək, unikallıq problemi həll edilə bilər.

Fermi paradoksunu izah edərkən bəzən sözdə olandan danışılır pis yadplanetliler. Bu müxtəlif cür başa düşülür. Beləliklə, bu hipotetik yadplanetlilər kiminsə onları narahat etmək, müdaxilə etmək və narahat etmək istəməsinə "qəzəbli" ola bilər - buna görə də özlərini təcrid edirlər, tikanlara cavab vermirlər və heç kimlə əlaqəsi olmaq istəmirlər. Qarşılaşdıqları hər bir sivilizasiyanı məhv edən “təbii olaraq pis” yadplanetlilərin fantaziyaları da var. Texnoloji cəhətdən çox inkişaf etmiş insanlar başqa sivilizasiyaların irəli atılmasını və onlar üçün təhlükə olmasını istəmirlər.

Kosmosdakı həyatın planetimizin tarixindən bildiyimiz müxtəlif fəlakətlərə məruz qaldığını da xatırlamağa dəyər. Söhbət buzlaşmadan, ulduzun şiddətli reaksiyalarından, meteorların, asteroidlərin və ya kometlərin bombardmanından, digər planetlərlə toqquşmalardan və ya hətta radiasiyadan gedir. Belə hadisələr bütün planeti sterilizasiya etməsə belə, sivilizasiyanın sonu ola bilər.

Həmçinin bəziləri istisna etmirlər ki, biz kainatdakı ilk sivilizasiyalardan biriyik - əgər birinci deyilsə - və sonradan yaranan daha az inkişaf etmiş sivilizasiyalarla əlaqə qura biləcək qədər təkamül etməmişik. Əgər belə olsaydı, o zaman yerdənkənar kosmosda ağıllı varlıqların axtarışı problemi hələ də həll olunmaz olardı. Üstəlik, hipotetik “gənc” sivilizasiya bizdən cəmi bir neçə onillik cavan ola bilməz ki, onunla uzaqdan əlaqə saxlaya bilsin.

Pəncərə də qarşısında çox böyük deyil. Minillik sivilizasiyanın texnologiyası və biliyi bizim üçün bugünkü Səlib yürüşlərindən bir adam üçün anlaşılmaz ola bilərdi. Çox daha inkişaf etmiş sivilizasiyalar bizim dünyamız kimi yol kənarındakı qarışqa yuvasından qarışqalara çevrilərdi.

Spekulyativ sözdə Kardaşevo şkalasıonların vəzifəsi istehlak etdikləri enerjinin miqdarına görə sivilizasiyanın hipotetik səviyyələrini təyin etməkdir. Onun sözlərinə görə, biz hələ sivilizasiya deyilik. tip I, yəni öz planetinin enerji ehtiyatlarından istifadə etmək bacarığına yiyələnmiş biri. Sivilizasiya II tip ulduzu əhatə edən bütün enerjidən istifadə edə bilir, məsələn, "Dyson sferası" adlı bir quruluşdan istifadə edərək. Sivilizasiya III növ Bu fərziyyələrə görə, o, qalaktikanın bütün enerjisini tutur. Ancaq unutmayın ki, bu konsepsiya tamamlanmamış I səviyyə sivilizasiyasının bir hissəsi kimi yaradılmışdır, bu yaxın vaxtlara qədər səhv olaraq öz ulduzunun ətrafında Dyson sferasının (ulduz işığı anomaliyaları) qurulması istiqamətində hərəkət edən Tip II sivilizasiya kimi təsvir edilmişdir. KIK 8462852).

II və daha çox III tip sivilizasiya olsaydı, biz onu mütləq görər və bizimlə əlaqə saxlayardıq - bəzilərimiz belə düşünür, daha sonra iddia edirik ki, biz belə qabaqcıl yadplanetliləri görmədiyimizə və ya başqa bir şəkildə tanımadığımıza görə onlar sadəcə mövcud deyil.. Fermi paradoksu ilə bağlı başqa bir izahat məktəbi isə deyir ki, bu səviyyələrdə olan sivilizasiyalar bizim üçün görünməz və tanınmazdır – heç bir söz yox ki, onlar kosmik zoopark fərziyyəsinə görə, belə inkişaf etməmiş canlılara əhəmiyyət vermirlər.

Testdən sonra yoxsa əvvəl?

Fermi paradoksu yüksək inkişaf etmiş sivilizasiyalar haqqında mülahizələrlə yanaşı, bəzən anlayışlarla izah olunur sivilizasiyanın inkişafında təkamül süzgəcləri. Onların fikrincə, təkamül prosesində həyat üçün qeyri-mümkün və ya çox çətin görünən bir mərhələ var. Bu adlanır Əla filtr, bu, planetdəki həyatın tarixində ən böyük sıçrayışdır.

İnsan təcrübəmizə gəldikdə, biz böyük bir filtrasiyanın arxasında, qabaqda və ya ortasında olduğumuzu dəqiq bilmirik. Əgər biz bu süzgəcin öhdəsindən gələ bilsəydik, bəlkə də məlum məkandakı əksər canlılar üçün keçilməz bir maneə ola bilərdik və biz unikalıq. Filtrasiya lap əvvəldən, məsələn, prokaryotik hüceyrənin mürəkkəb eukaryotik hüceyrəyə çevrilməsi zamanı baş verə bilər. Əgər belə olsaydı, kosmosda həyat hətta olduqca adi ola bilərdi, ancaq nüvəsiz hüceyrələr şəklində. Bəlkə Böyük Filtrdən keçən ilk bizik? Bu, bizi artıq qeyd olunan problemə, yəni uzaqdan ünsiyyət qurmağın çətinliyinə qaytarır.

Bir variant da var ki, inkişafda sıçrayış hələ qarşıdadır. O zaman heç bir uğurdan söhbət gedə bilməzdi.

Bütün bunlar yüksək spekulyativ mülahizələrdir. Bəzi elm adamları yadplanetli siqnalların olmaması üçün daha adi izahatlar təklif edirlər. New Horizons-un baş alimi Alan Stern deyir ki, paradoksu sadəcə həll etmək olar. qalın buz qabığıdigər göy cisimləri üzərində okeanları əhatə edən. Tədqiqatçı Günəş sistemindəki son kəşflər əsasında belə bir nəticəyə gəlir: maye su okeanları bir çox peyklərin qabıqları altında yatır. Bəzi hallarda (Avropa, Enceladus) su qayalı torpaqla təmasda olur və orada hidrotermal aktivlik qeydə alınır. Bu, həyatın yaranmasına töhfə verməlidir.

Qalın buz qabığı həyatı kosmosdakı düşmən hadisələrdən qoruya bilər. Biz burada başqa şeylər arasında güclü ulduz alovlarından, asteroidlərin təsirindən və ya qaz nəhənginin yaxınlığında radiasiyadan danışırıq. Digər tərəfdən, bu, hətta hipotetik ağıllı həyat üçün də aşılması çətin olan inkişafa maneə ola bilər. Bu cür su sivilizasiyaları qalın buz qabığının xaricində heç bir boşluq tanıma bilər. Onun hüdudlarından və su mühitindən kənara çıxmağı xəyal etmək belə çətindir - bu, yer atmosferi istisna olmaqla, kosmos da o qədər də mehriban yer olmayan bizim üçün daha çətin olardı.

Biz həyat axtarırıq, yoxsa yaşamaq üçün uyğun yer?

İstənilən halda, biz dünyalılar, əslində nə axtardığımızı da düşünməliyik: həyatın özü və ya bizim kimi həyata uyğun bir yer. Biz heç kimlə kosmik müharibələr aparmaq istəmədiyimizi fərz etsək, bunlar iki fərqli şeydir. Həyat qabiliyyəti olan, lakin inkişaf etmiş sivilizasiyalara malik olmayan planetlər potensial müstəmləkəçilik ərazilərinə çevrilə bilər. Və biz getdikcə daha çox belə perspektivli yerlər tapırıq. Bir planetin orbit olaraq bilinən yerdə olub olmadığını müəyyən etmək üçün artıq müşahidə alətlərindən istifadə edə bilərik. bir ulduzun ətrafındakı həyat zonasıqayalı və maye suya uyğun temperaturda olub-olmaması. Tezliklə biz orada həqiqətən suyun olub-olmadığını müəyyən edə və atmosferin tərkibini müəyyən edə biləcəyik.

Ölçülərindən və Yerə bənzər ekzoplanetlərin nümunələrindən asılı olaraq ulduzların ətrafındakı həyat zonası (üfüqi koordinat - ulduzdan məsafə (JA); şaquli koordinat - ulduz kütləsi (günəşə nisbətən)).

Keçən il ESO HARPS alətindən və bütün dünyada bir sıra teleskoplardan istifadə edərək, elm adamları ekzoplanet LHS 1140b-ni həyat üçün ən tanınmış namizəd kimi kəşf etdilər. O, Yerdən 1140 işıq ili uzaqlıqdakı qırmızı cırtdan LHS 18 ətrafında dövr edir. Astronomlar planetin ən azı beş milyard yaşında olduğunu təxmin edirlər. Demək olar ki, diametri 1,4 1140 olduğu qənaətinə gəldilər. km - Yerdən XNUMX dəfə böyükdür. LHS XNUMX b-nin kütləsi və sıxlığı ilə bağlı araşdırmalar onun sıx bir dəmir nüvəsi olan bir qaya olduğu qənaətinə gəldi. Tanış səslənir?

Bir az əvvəl bir ulduz ətrafında Yerə bənzər yeddi planetdən ibarət sistem məşhurlaşdı. TRAPPIST-1. Onlar ev sahibi ulduzdan məsafəyə görə "b"-dən "h"-ə qədər etiketlənirlər. Alimlər tərəfindən aparılan və Nature Astronomy jurnalının yanvar sayında dərc edilən təhlillər göstərir ki, orta səth temperaturu, mülayim gelgit istiliyi və istixana effektinə səbəb olmayan kifayət qədər aşağı radiasiya axını səbəbindən yaşayış üçün ən yaxşı namizədlər "e"dir. ” obyektləri və “e”. Birincinin bütün su okeanını əhatə etməsi mümkündür.

TRAPPIST-1 sisteminin planetləri

Beləliklə, həyat üçün əlverişli şəraitin kəşfi artıq bizim əlimizdə görünür. Hələ nisbətən sadə olan və elektromaqnit dalğaları yaymayan həyatın özünün uzaqdan aşkarlanması tamam başqa bir hekayədir. Bununla belə, Vaşinqton Universitetinin alimləri uzun müddətdir təklif edilən çoxlu sayda axtarışı tamamlamaq üçün yeni üsul tapıblar. planetin atmosferində oksigen. Oksigen ideyasının yaxşı tərəfi odur ki, həyat olmadan böyük miqdarda oksigen istehsal etmək çətindir, lakin bütün canlıların oksigen istehsal edib-etmədiyi məlum deyil.

“Science Advances” jurnalında Vaşinqton Universitetindən Joshua Crissansen-Totton izah edir: “Oksigen istehsalının biokimyası mürəkkəbdir və nadir ola bilər”. Yerdəki həyatın tarixini təhlil edərək, mövcudluğu oksigenlə eyni şəkildə həyatın varlığını göstərən qazların qarışığını müəyyən etmək mümkün oldu. haqqında danışarkən metan və karbon qazının qarışığı, karbon monoksitsiz. Niyə sonuncu yoxdur? Fakt budur ki, hər iki molekuldakı karbon atomları müxtəlif oksidləşmə dərəcələrini təmsil edir. Reaksiya ilə əlaqəli dəm qazının eyni vaxtda əmələ gəlməsi olmadan qeyri-bioloji proseslərlə müvafiq oksidləşmə səviyyəsini əldə etmək çox çətindir. Məsələn, metan və CO mənbəyidirsə₂ atmosferdə vulkanlar var, onlar istər-istəməz dəm qazı ilə müşayiət olunacaq. Üstəlik, bu qaz mikroorqanizmlər tərəfindən tez və asanlıqla əmilir. Atmosferdə olduğu üçün həyatın varlığını inkar etmək daha məqsədəuyğundur.

2019-cu ildə NASA işə salmağı planlaşdırır James Webb Kosmik Teleskopukarbon qazı, metan, su və oksigen kimi daha ağır qazların olması üçün bu planetlərin atmosferini daha dəqiq öyrənə biləcək.

İlk ekzoplanet 90-cı illərdə kəşf edilib. O vaxtdan bəri biz artıq təxminən 4 sistemdə demək olar ki, 2800. ekzoplanetləri təsdiqləmişik, o cümlədən iyirmiyə yaxın potensial yaşayış üçün yararlıdır. Bu dünyaları müşahidə etmək üçün daha yaxşı alətlər hazırlamaqla biz oradakı şərtlər haqqında daha çox məlumatlı təxminlər edə biləcəyik. Və bunun nə ilə nəticələnəcəyini görmək qalır.