Почему мы еще не нашли пришельцев?

Новая статья о парадоксе Ферми убедительно доказывает, почему мы, вероятно, никогда не найдем инопланетян.

Автор: Лив Боирии

Как-то раз летней ночью, когда я был ребенком, мы с матерью рассматривали ночное небо в поисках звезд, метеоров и планет.

Внезапно я увидел светлую точку, которая постоянно пульсировала. У объекта не было обычных красных отсветов самолета, и он шел слишком медленно, чтобы быть звездой.

Очевидно, это были инопланетяне.

Мое волнение было недолгим, так как моя мать объяснила, что это спутник, улавливающий отблески солнца в ходе полёта по орбите. В тот вечер я ложился спать разочарованным: «Секретные материалы» показывали по ТВ два раза в неделю, и мне очень хотелось верить.

Сегодня эта надежда все еще жива в голливудских фильмах, публичном воображении и даже среди ученых. Именно ученые впервые начали поиски сигналов братьев по разуму вскоре после появления радиотехники в начале 20-го века, а команды астрономов по всему миру принимают участие в официальном поиске внеземного интеллекта (SETI) с 1980-х годов.

Но вселенная продолжает оставаться безмолвной.

Теперь команда исследователей из Оксфордского университета привносит новую точку зрения в эту головоломку. В начале июня Андерс Сандберг, Эрик Дрекслер и Тоби Орд из Института Будущего Человечества (FHI) выпустили статью, которая может решить парадокс Ферми — несоответствие между ожидаемым существованием сигналов инопланетян и кажущимся их отсутствием — один раз и для всех.

Используя свежие статистические методы, авторы исследования снова задаются вопросом: «Неужели мы одни во Вселенной?» И делает некоторые принципиальные выводы: «Мы, земляне, не только можем быть единственными разумными существами в галактике Млечный Путь, но есть 50% вероятности того, что мы одиноки во всей наблюдаемой Вселенной.

Хотя выводы полезны для размышления о вероятности появления инопланетян, они могут быть еще более важными для пересмотра нашего подхода к риску исчезновения, с которым может столкнуться жизнь на Земле в ближайшем будущем.

Где же все?

В 1950 году, работая в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, физик Энрико Ферми за обедом со своими коллегами воскликнул: «Где же все?»

Он размышлял над неожиданным отсутствием доказательств другой жизни за пределами нашей планеты. По мнению Ферми, во вселенной, возраст которой составлял около 14 миллиардов лет, и которая включала в себя более миллиарда триллионов звезд, просто обязаны присутствовать другие разумные цивилизации. Так где же они?

Мы все еще не знаем ответ на этот вопрос, и парадокс Ферми со временем только усилился. С 1950-х годов люди побывали на луне, отправляли зонды за пределы нашей солнечной системы и даже вывели электрический спортивный автомобиль на орбиту вокруг солнца – прикола ради. Если мы смогли перейти от рудиментарных деревянных инструментов к этим инженерным подвигам менее чем за миллион лет, неужели в нашей 13,8-миллиардной вселенной не существуют возможности для других цивилизаций выйти на аналогичный уровень — и далеко за его пределы?

И тогда наверняка должны появиться какие-то длинные радиосигналы или визуальные подсказки, достигающие наших телескопов.

Как ученые пытаются решить парадокс Ферми, и почему это исследование отличается от других

Космос — это огромное пространство, и задача точно оценить вероятность существования маленьких зеленых человечков не такая уж простая.

В 1961 году астроном Фрэнк Дрейк предложил формулу для определения числа внеземных цивилизаций в Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт на данный момент времени:

Где:

N — количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;

R — количество звёзд, образующихся в год в нашей галактике;

f_p — доля солнцеподобных звёзд, обладающих планетами;

n_{e} — среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;

f_{l} — вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;

f_{i} — вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;

f_{c} — отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;

L — время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна и хочет вступить в контакт).

Уравнение Дрейка предназначалось в качестве грубого инструмента для стимулирования научной дискуссии вокруг вероятности внеземной жизни. Однако, при отсутствии каких-либо разумных альтернатив, оно осталось для астрономии единственным методом вычисления вероятности внеземного разума. Это проблематично, потому что, хотя некоторые параметры, такие как R * — скорость нового звездообразования в год, относительно хорошо известны, другие остаются крайне неопределенными.

Возьмите L, средний срок жизни обнаруживаемой цивилизации. Если мы посмотрим на среднюю продолжительность существования прошлых цивилизаций здесь, на Земле, было бы неразумно соглашаться с низким значением. С одной стороны цивилизации римлян, инков или египтян просуществовали несколько тысяч лет. С другой, вполне допустимо, что как только цивилизация станет технологически достаточно продвинутой для межзвездного путешествия, она сможет существовать много миллиардов лет.

Эта огромная неопределенность оставляет уравнение Дрейка в конечном счете несовершенным для того, кто его использует. И это отражено в предыдущих научных статьях, результаты которых дают значения N в пределах от 10 до нескольких миллиардов.

Как красноречиво объяснил астроном и соучредитель SETI Джилл Тартер в интервью National Geographic в 2000 году: «Уравнение Дрейка — прекрасный способ организовать наше невежество».

Искренние попытки преодолеть эту уязвимость ранее были сделаны путем выбора нескольких консервативных, средних и лучших оценок для каждого значения параметра, а затем среднего значения по ним.

В своей новой статье под названием «Растворение парадокса Ферми» исследователи FHI оспаривают этот метод, демонстрируя, как он обычно дает значение N намного выше, чем должен, создавая иллюзию парадокса.

Это связано с тем, что простой выбор нескольких точечных оценок и включение их в уравнение Дрейка неверно отражает состояние наших знаний. В качестве примера представим трех ученых, которые имеют разные мнения о значении L:

Учёный 1: я верю, что значение L находится в промежутке от 1 до 10

Учёный 2: я верю, что значение L находится в промежутке от 10 до 100

Учёный 3: я верю, что значение L находится в промежутке от 100 до 1000

Если вы возьмете нормальное, линейное среднее из всех возможных значений целого от одного до 1000, вы бы неявно определили мнение ученого С в 90 раз больше, чем ученого А, потому что их диапазон веры в 90 раз больше. Если вы используете логарифмическую шкалу для представления вышеизложенного, чтобы диапазон каждого ученого соответствовал одному порядку, все три мнения будут представлены более равномерно.

Поэтому исследователи представили полный диапазон возможных значений в логарифмической шкале и провели миллионы симуляций, чтобы получить более статистически достоверные оценки для N. Затем они применили технику, известную как байесовское обновление этих результатов. Это означает математическое включение информации, которую мы еще не обнаружили (поскольку отсутствие свидетельств о пришельцах — это уже само по себе доказательство!).

Этот двухступенчатый процесс привел к поразительным результатам: исходя из нынешнего состояния астробиологических знаний, вероятность того, что мы являемся единственной цивилизацией в этой галактике, составляет от 53 до 99,6%, а шанс быть единственными в наблюдаемой вселенной — от 39 до 85%.

Это означает, что та жизнь, которую мы знаем, непостижимо редка, и если существуют другие разумные существа, они, вероятно, далеко за пределами космологического горизонта и, следовательно, всегда невидимы для нас.

Но жизнь не может быть такой редкой, не так ли?

Чтобы быть ясными, авторы статьи, по-видимому, не предъявляют каких-либо окончательных утверждений о том, существуют ли инопланетяне или нет; просто наши текущие знания по семи параметрам предполагают высокую вероятность того, что мы останемся одни. По мере поступления новой информации они будут соответствующим образом обновлять эту вероятность. Например, если мы обнаружим второй экземпляр абиогенеза — процесса происхождения жизни из неживой материи — на комете или другой планете, то это значительно уменьшит неопределенность по параметру Fl.

Тем не менее, эти выводы стали предметом горячего обсуждения, особенно после того, как генеральный директор SpaceX Элон Мfск написал их в твиттере:

This is why we must preserve the light of consciousness by becoming a spacefaring civilization & extending life to other planets https://t.co/UDDP8I1zsS

— Elon Musk (@elonmusk) June 25, 2018

«Вот почему мы должны сохранять свет сознания, становясь космической цивилизацией и распространяя жизнь на другие планеты»

Многие отреагировали на выводы этой статьи, назвав ее антропоцентричной и ограниченной, утверждая, что любое заключение, предполагающее, что мы, земляне, чем-то особенны — просто человеческое высокомерие.

Реакция вполне объяснима, потому что идея о том, что разумная жизнь крайне редко встречается во вселенной, кажется совершенно противоречивой. Мы существуем вместе с другой разумной жизнью, такой как дельфины и осьминоги, поэтому предполагаем, что то, что мы видим, должно быть экстраполировано за пределы Земли. Но это само по себе не является доказательством того, что разумные цивилизации повсеместны.

Это явление известно как эффект выбора наблюдателя — предвзятость, которая может возникать при мысли о вероятности события, потому что наблюдатель должен присутствовать на месте, чтобы наблюдать за событием в первую очередь. Поскольку у человека есть только одна точка данных (мы), у нас нет надежного способа предсказать истинную вероятность разумной жизни. Единственный вывод, который мы можем с уверенностью сделать, заключается в том, что она может существовать.

Так что, если мы одни, это хорошо или плохо?

Независимо от того, какую сторону вы принимаете, мысль о том, что мы можем быть одни во Вселенной, вызывает серьезные научные и философские вопросы. Является ли наша редкость чем-то хорошим или разочаровывающим? Что произошло, если бы люди оказались единственными разумными существами во вселенной?

Этот последний вопрос имеет большое значение. Мы не только варварски используем наши экологические ресурсы, но и впервые в истории человечества мы достигли технологической стадии, на которой мы держим все будущее нашего вида в наших руках. В течение нескольких лет мы создали достаточное количество ядерного оружия для многократного истребления каждого человека на Земле и сделали это оружие доступным нашим лидерам. Каждое десятилетие приносило нам новые технологии с постоянно растущим потенциалом огромного разрушения.

В этом году году, Бюллетень ученых-атомщиков переместил стрелку Часов Судного Дня в самое близкое к полуночи положение, чем когда бы то ни было в истории. Между тем, оценки различных специалистов по риску предполагают вероятность полного уничтожения человеческого вида в районе от 5 до 19 процентов, что неприемлемо много.

Мало того, что эта темная игра влияет на 7 миллиардов нас, живущих сегодня; под угрозой находятся миллиарды миллиардов будущих людей, которые также никогда не смогут прожить свою жизнь. Абсолютно ясно, что нам срочно нужно объединить усилия для недопущения катастрофы.

Как сказал Карл Саган в своей речи «Бледная голубая точка» в 1990 году: «Во всей этой необъятности нет намека на помощь извне, которая спасёт нас от нас самих. Земля — ​​единственный известный до сих пор живой мир… Земля — ​​это то место, где мы существуем».

Эти слова особенно верны в свете выводов нового исследования. Если человечество действительно является единственной цивилизацией, которая когда-либо существовала в этой вселенной, тогда мы несем ответственность за истинно астрономический масштаб.

Liv Boeree — научный коммуникатор и телеведущий, специализирующийся в области астрофизики, рациональности и покера.

Оригинал: Vox