Парадокс Ферми - это очевидное противоречие между высокой оценкой вероятности существования внеземных цивилизаций и отсутствием доказательств о существовании таких цивилизаций.
Возраст Вселенной и ее огромное количество звезд показывают, что если Земля - это типичная планета, то внеземная жизнь должна быть обычным явлением для космоса. В 1950 году физик Энрико Ферми поставил вопрос: "Если в галактике Млечный Путь существует множество развитых внеземных цивилизаций, почему мы до сих пор не видим такие их следы, как космические корабли или зонды?" Другой тесно связанный с парадоксом вопрос - Великое Молчание : даже если путешествовать трудно, но внеземная жизнь распространена, почему бы нам не обнаружить их радиовещание? (Заметим, что термин "Великое Молчание" часто используется как синоним "Парадокса Ферми").
Были сделаны попытки объяснения парадокса Ферми путём приведения доказательства существования внеземных цивилизаций и без человеческих знаний (например, частые случаи НЛО).

Контраргументы предполагают, что разумная внеземная жизнь не существует или возникает так редко или на такой короткий промежуток времени, что люди никогда не смогут осуществить с ней контакт.
Желание миллионов доказать, что это не так, заставило человечество приложить много усилий на развитие научных теорий и моделей о возможной внеземной жизни, а парадокс Ферми стал теоретической точкой в осуществлении этой работы. Эта проблема породила также многочисленные научные труды по её решению напрямую.

Суть парадокса

Более полное определение парадокса может быть сделано следующим образом:

Видимый размер и возраст Вселенной показывают, что должны существовать многие технологически развитые инопланетные цивилизации. Однако эта гипотеза кажется провальной в силу отсутствия наблюдаемых доказательств.

Первый аспект парадокса - аргумент масштаба .

Существует приблизительно 200-400 млрд. звезд в галактике "Млечный Путь" и 70 секстиллионов (7х10 22) - в видимой Вселенной. Даже если разумная жизнь встречается только на незначительной части планет вокруг этих звезд, все-равно на них должно до сих пор существовать большое количество цивилизаций. Этот аргумент допускает принцип заурядности, который гласит, что Земля не является уникальной - она всего лишь типичная планета, которая подчиняется тем же законам, эффектам, и, вероятно, результатам, как и любой другой мир.

Второй краеугольный камень парадокса - возражение на аргумент масштаба: способность разумной жизни преодолевать дефицит ресурсов и её склонность к колонизации новых местообитаний. Кажется вполне вероятным, что любая развитая цивилизация будет искать новые ресурсы и колонизировать сначала звезду их собственной звездной системы, а затем и звезды окружающих звездных систем. Поскольку на Земле или в любом другом месте во Вселенной не существует никаких убедительных доказательств о существовании других разумных цивилизаций даже спустя 13,7 млрд. лет истории Вселенной, можно предположить, что разумная жизнь очень редкостна или, что наши предположения об общем поведении разумных видов недостаточны.

«Почему нет пришельцев или их физических артефактов?» Если межзвездные путешествия возможны, даже «медленные», т.е. в пределах досягаемости технологий Земли, то необходимо всего от 5 до 50 миллионов лет, чтобы колонизировать всю галактику. Это относительно небольшое количество времени в геологическом масштабе, не говоря уже о космологическом. Поскольку существует много звезд старших, чем Солнце, или поскольку разумная жизнь могла развиваться ранее в другом месте, возникает вопрос, почему галактика ещё не колонизирована? Даже если колонизация нецелесообразна или нежелательна для всех внеземных цивилизаций, то они могли бы осуществлять крупномасштабное исследование галактики. Тем не менее, каких-либо признаков либо колонизации, либо разведывания не существует.

Конечно же, этот аргумент может не подходить для Вселенной в целом, так как отсутствие физических свидетельств присутствия пришельцев из далеких галактик на Земле может быть объяснён временем путешествий. Однако тогда возникает вопрос: «Почему мы не видим никаких знаков разумной жизни?» , ведь достаточно развитая цивилизация может быть наблюдаемая в рамках огромной области наблюдаемой Вселенной. Даже если такие цивилизации редки, аргумент масштаба указывает, что они должны были бы существовать на каком-то определенном этапе истории Вселенной. Тем не менее, нет никаких признаков таких цивилизаций.

Уравнение Дрейка

С парадоксом Ферми связаны многочисленные теории и принципы, но наиболее тесную связь с ним имеет уравнение Дрейка (см. ).

Уравнение было сформулировано Фрэнком Дрейком в 1960 году, через десять лет после возражений Энрико Ферми, в попытке найти средства систематической оценки многочисленных вероятностей, связанных с внеземными цивилизациями. С его помощью можно подсчитать количество внеземных цивилизаций, с которыми мы можем вступить в контакт. Теоретические переменные уравнения таковы: скорость формирования звезд в галактике; число звезд, имеющих планеты, и число планет, которые пригодны для жизни; количество планет, на которых развивается жизнь и впоследствии становится разумной; ожидаемое время жизни такой цивилизации.

Фундаментальная проблема состоит в том, что последние четыре условия (доля планет с жизнью; вероятность, что жизнь станет умной; вероятность, что разумная жизнь станет коммуникативной; длительность существования такой цивилизации) совершенно неизвестны. Кроме того, сама форма уравнения Дрейка предполагает, что цивилизации возникают и умирают в пределах их солнечной системы. Если межзвездная колонизация возможна, то такое предположение неверно, и необходимо использовать уравнение динамики численности населения.

Уравнение Дрейка было использовано как оптимистами, так и пессимистами, но с дико разными результатами. Доктор Карл Саган, используя оптимистичные цифры, в 1966 г. предположил о существовании более чем 1 миллиона коммуникативных цивилизаций в нашей галактике. Скептики, такие как Фрэнк Типлер, использовали пессимистические цифры и пришли к выводу, что среднее число цивилизаций в галактике гораздо меньше, чем единица.

Сам Фрэнк Дрейк согласился, что уравнение Дрейка вряд ли сможет решить парадокс Ферми.

Практические попытки решения парадокса

Очевидный способ решить парадокс Ферми- это найти убедительные доказательства существования внеземных цивилизаций. Попытки найти такие доказательства осуществляются с 1960 года, ряд из них совершаются на постоянной основе. Поскольку человеческая цивилизация не имеет возможности межзвездных путешествий, такие поиски в настоящее время осуществляются удаленно и опираются на анализ очень тонких факторов. Поэтому маловероятно, что с Земли в ближайшем будущем будут обнаружены нетехнологические цивилизации.

Одна из трудностей в поиске - это чрезмерно антропоцентрическая точка зрения. Поиски нацелены на обнаружение таких доказательств внеземных цивилизаций, которые использует человечество сейчас или могло бы использовать при более высоком уровне развития. Разумные инопланетяне могли бы избегать таких "ожидаемых" видов деятельности или осуществлять такие виды деятельности, которые совершенно незнакомы для человека.

Существует два способа, с помощью которых астрономия может найти свидетельства внеземной цивилизации.

1. Один из них заключается в том, что обычные астрономы, изучая звезды, планеты и галактики, могут интуитивно обнаруживать явления, которые не смогут быть объяснены без позиционирования разумной цивилизации в качестве источника явлений. Такое случалось несколько раз - пульсары , когда их только обнаружили, называли LGMs (Little Green Men - маленькие зелёные человечки) из-за ритмичного повторения их импульсов. Кроме того, галактики Сейферта считались несчастными случаями на инопланетных заводах, так как их огромная и целенаправленная энергия не была первоначально объяснена. В конце концов, разумеется, для всех этих явлений были найдены естественные объяснения, не связанные с разумной жизнью, - пульсары в настоящее время объясняются нейтронными звездами, а галактики Сейферта - это последний взгляд на разрастание вещества внутри черных дыр. При этом всём возможность дальнейшего открытия необъяснимых явлений остаётся.

2. Поиск явлений, специально созданных инопланетными цивилизациями для поиска других цивилизаций.

Радиоизлучение

Радиотехнологии и возможность построить радиотелескоп являются теми средствами, с помощью которых внеземная цивилизация может генерировать и принимать радиоволны, которые могут передаваться на большие межзвездные расстояния. Восприимчивые наблюдатели в какой-нибудь солнечной системе заметили бы необычайно интенсивные радиоволны для звезды типа (наше Солнце). Всё это - наше теле- и радиовещание. Именно из-за них внеземные наблюдатели могут сделать вывод о существовании нашей цивилизации.

Таким образом, тщательный поиск радиоизлучений в космосе, которые не являются естественными сигналами, может привести к обнаружению внеземных цивилизаций (рис. 1). Такие сигналы могут быть либо "случайным" побочным продуктом цивилизации (например, радиовещание), либо преднамеренной попыткой коммуникации, наподобие наших посланий внеземным цивилизациям (см. послание Аресибо).

Ряд астрономов и обсерваторий пытались и пытаются обнаружить такие сигналы в основном за счет организации SETI .

Рис. 1. Радиотелескопы, которые часто используются в рамках программы SETI

За несколько десятилетий исследований SETI не было обнаружено никаких звезд с необычно яркими или выразительно повторяющимися радиосигналами, хотя и было несколько сигналов-кандидатов. 15 августа 1977 г. радиотелескопом «Большое Ухо» (см. ) был подхвачен так называемый "сигнал wow" (рис. 2). Тем не менее, повторные обследования того же участка неба ничего не дали (см. ). В 2003 г. появился новый кандидат - радиоисточник SHGb02+14а (см. - на укр. языке ).

(нажмите для просмотра в оригинальном мастштабе)

Рис. 2. Wow-сигнал

Прямые планетарные наблюдения

Определение и классификация экзопланет (планет за пределами Солнечной системы) основывается на последних усовершенствованиях астрономических инструментов и анализов. Это - новое направление в астрономии - первая опубликованная работа, которая утверждала, что учёные обнаружили экзопланету, была выпущена в 1989 году, но вполне возможно, что в ближайшем будущем будут найдены планеты, которые могут быть подходящими для поддержания жизни.

Прямые доказательства существования жизни могут быть найдены, например, из-за обнаружения ключевых биотических газов (метана и кислорода) или даже промышленного загрязнения воздуха в технологически развитой цивилизации - всё с помощью спектрального анализа . По мере улучшения наших наблюдательных возможностей, в конце концов, может стать возможным обнаружение таких прямых доказательств, таких как это (рис. 3):

(нажмите для просмотра в оригинальном масштабе 800х400)

Рис. 3. Человечество наблюдаемо из космоса

Но что бы там ни было, экзопланеты редко предоставляют возможность для непосредственного наблюдения, а их существование, как правило, обнаруживается из-за их влияния на орбиту звезды (звезд). Это означает, что можно определить лишь массу и орбиту экзопланеты. Эта информация, наряду со звездной классификацией её светила, а также обоснованные предположения относительно её состава (которые обычно базируются на основе массы планеты, а также её расстояния до светила) позволяют делать лишь грубую оценку планетарной среды. До 2009 г. методы обнаружения экзопланет не предоставляли возможности для выявления миров, имеющих жизнь. Такие методы, как гравитационное микролинзирование, могут детектировать присутствие «малых» миров, возможно даже меньших, чем земной мир, но лишь на протяжении небольших промежутков времени без возможности дальнейшего исследования. Другие методы, такие как метод радиальной скорости (метод Доплера), астрометрия и транзитный метод, позволяют длительное обследование эффектов экзопланет, но работают только с планетами, которые во много раз превышают массу Земли. А такие планеты считаются маловероятными кандидатами в пристанища внеземной жизни.

Тем не менее, с 1988 по 2010 обнаружено 424 планеты, а первая возможно земная планета была найдена в 2007 году. Новые усовершенствования методов обнаружения экзопланет, а также использование существующих методов в космосе (таких как миссия Кеплера , начатая в 2009) могут обнаружить и охарактеризовать планеты с земными размерами. (Для дополнительной информации см. Список экзопланет).

Инопланетные объекты

Зонды, колонии и другие артефакты

Как уже отмечалось, с учетом размеров и возраста Вселенной, а также относительной скорости, с которой может возникнуть разумная жизнь, могут быть обнаружены следы колонизаций, осуществляемых инопланетными цивилизациями. Также это касается следов исследований, которые не содержат внеземную жизнь, например, датчики и устройства сбора информации.

Некоторые теоретические технологии исследования и поиска сырья, такие как , могут исчерпывающе исследовать галактику размером в Млечный Путь всего за 1 миллион лет при небольших инвестициях в создание зондов по сравнению с результатами их работы (рис. 4). Если хотя бы одна цивилизация в Млечном Пути использует (использовала) такие зонды, они могут быть распространены по всей галактике. Свидетельства таких зондов могут быть найдены в Солнечной системе - возможно, в поясе астероидов, где много легкодоступного сырья.

Еще один вариант контакта с инопланетным зондом - попытка инопланетной цивилизации найти жизнь на других планетах, например, инопланетный (рис. 4). Такое устройство может быть автономным космическим зондом, целью которого является поиск и общение с инопланетными цивилизациями (в отличие от зонда фон Неймана, который обычно характеризуется как чисто исследовательский).

Рис. 4. Иллюстрации Зонда Фон Неймана (слева) и Зонда Брейсуэлла (справа) (источник - daviddarling.info )

С 1950-х годов проводятся прямые исследования на небольшом участке Солнечной системы, но до сих пор нет никаких доказательств, что этот участок когда-либо посещали инопланетные колонисты или зонды. Детальная разведка областей Солнечной системы, где находится много ресурсов, - таких как астероиды пояса Койпера , облако Оорта и системы планетарных колец - всё ещё могут теоретически предоставить доказательства инопланетных исследований, несмотря на то, что эти регионы огромны и их трудно обследовать. Первые шаги в этом направлении были осуществлены в виде проектов SETA и SETV (см. официальный сайт SETV), предназначенных для поиска внеземных артефактов или других доказательств внеземного посещения в пределах Солнечной системы. Были также осуществлены попытки послать сигнал, привлечь, или активировать зонд Брейсвелла.

Инопланетные структуры, соизмеримые с размерами звезд

В 1959 году д-р Фримен Дайсон исследовал, что в каждой развивающейся человеческой цивилизации постоянно увеличивается потребление энергии, и, теоретически, цивилизация достаточного уровня развития, в конце концов, будет испытывать необходимость в энергии, вырабатываемой её звездой. - это пример решения такой потребности: корпус или облако из различных объектов, окружающих эту звезду со всех сторон, используется для улавливания лучей энергии звезды (рис. 5). Такой шедевр астроинженерной мысли мог бы существенно изменить наблюдаемый спектр задействованной звезды, меняя его от линий излучения для нормальной звездной атмосферы до излучения абсолютно черного тела, вероятно, с максимумом в инфракрасном диапазоне. Дайсон сам предположил, что развитые внеземные цивилизации могут быть обнаружены путем изучения спектров звезд в поисках такого изменения.

Объяснением этому может стать ошеломительная теория, которую ученые окрестили «Большим фильтром»:

«Может статься, что все цивилизации на свете просто обречены на исчезновение», — рассказал профессор Джемс Миллер (James D. Miller) газете Aftonbladet.

Вселенная просто кишит звездами и планетами.

Точно осознать, насколько их много, практически невозможно: последние подсчеты указывают на то, что количество звезд выражается непостижимой цифрой в 700 000 триллионов (700 000 000 000 000 000 000 000).

Вокруг большинства звезд вращаются планеты, и предполагается, что на многих из них теоретически может быть жизнь. Поэтому с точки зрения статистики вселенная должна кишмя кишеть продвинутыми цивилизациями, которым к настоящему моменту уже следовало разгадать загадку межзвездных космических путешествий. Но до сих пор пока так и нет никаких ясных доказательств, что они вообще существуют.

Это поражает многих ученых. Если, например, жизнь есть на всего 0,1% экзопланет в нашей галактике, что считаются потенциально пригодными для возникновения жизни, то это означает примерно миллион планет с жизнью.

Так где же инопланетяне? Почему у нас нет с ними контакта?

Ответ можно найти в теории, настолько же захватывающей, насколько и пугающей:

«В нашей вселенной — множество планет, но мы не наблюдаем жизни ни на одной из них. Вероятно, есть нечто, что практически на всех планетах препятствует возникновению разумной жизни, которая может как-то себя проявить. „Большой фильтр", вот как называется теория, которая пытается найти объяснение этому», — рассказывает Джеймс Миллер, профессор экономики в Колледже Смита в Массачусетсе, США.

Большой фильтр

Понятие «Большой фильтр» впервые возникло в 1996 году в статье американского экономиста Робина Хэнсона (Robin Hanson). Выражаясь просто, идея заключается в том, что есть некий «порог», переступив за который, любая жизнь в нашей вселенной неумолимо прекращается, — некий барьер, который останавливает технически продвинутую цивилизацию, способную колонизировать вселенную, не давая ей в этом преуспеть:

«Все может быть очень просто: жизнь вовсе не возникает на других планетах, либо возникает, но не развивается до достаточно разумного состояния. Либо — и это самый страшный сценарий — бесчисленное количество продвинутых, технологически развитых цивилизаций уже возникало за эти годы на разных планетах. Цивилизаций, которые научились проводить вычисления, которые высаживались на своих лунах, но затем с ними происходило что-то, что не давало им пойти дальше», — говорит Джеймс Миллер.

«Мы тоже обречены»

«Если бы цивилизации вроде нашей собственной были обычным делом, мы бы уже получили какие-то свидетельства этого. Единственное объяснение: нечто привело к тому, что они все исчезли. Так что если бы мы нашли какие-то доказательства существования вымерших внеземных цивилизаций, это было бы чудовищной новостью для нас, землян. Это значило бы, что мы тоже обречены на гибель».

Контекст

Бушующее Солнце и водные ресурсы инопланетян

Новое время страны 11.09.2017

Привет, инопланетяне (пожалуйста, не убивайте нас)!

The New York Times 29.08.2017

Хокинг ошибается

The Guardian 30.09.2016

Как выглядят инопланетяне?

The Conversation 21.08.2016

Что произойдет, если нам позвонят инопланетяне

BBC 20.03.2016 Но что это за неизбежное препятствие? Уничтожение природы, ядерная война или что-то еще, от чего страдают одна цивилизация за другой? И предстоит ли это нам в будущем — а значит, мы скоро, вероятно, перестанем существовать — или же мы стали исключением и уже сумели пройти через «Большой фильтр», сохранив жизнь?

Атомная бомба уничтожила бы атмосферу

«Если мы его уже миновали, это значит, что мы очень необычные. Если же „фильтр" еще у нас впереди, то, вероятно, эта судьба постигнет и нас. По моему мнению, мы должны усилить наши попытки найти доказательства существования внеземных цивилизаций, пусть даже и вымерших. Возможно, мы сможем ответить на вопрос, что с ними случилось. Они, возможно, посылали сигналы незадолго до того, как вымерли, с помощью которых, скажем, рассказывали, что собираются провести высокотехнологичный физический эксперимент», — говорит Джемс Миллер.

«Согласно моей теории, это некое скрытое препятствие. Если бы мы заранее знали, что может уничтожить цивилизацию, мы бы могли избежать этого. Когда разрабатывалась атомная бомба в Лос-Аламосе, некоторые ученые беспокоились, что бомбы уничтожат атмосферу. Этого не случилось, но остается риск, что подобный эксперимент в будущем может запустить цепную реакцию, которая нас уничтожит. Возможно, что-то подобное случалось с другими цивилизациями до нас», — продолжает он.

Жизнь — лишь гигантский компьютерный симулятор

Далеко не все, однако, считают, что концепция «Большого фильтра» хорошо объясняет, почему мы до сих пор не вступили в контакт с инопланетянами.

«Есть те, кто утверждает, что процесс появления жизни просто-напросто намного сложнее, чем многие думают», — говорит Джеймс Миллер.

Мультимедиа

Секреты космической программы СССР

FTD Facts 03.07.2017 Возможно самая странная из всех теорий, связанных с «Большим фильтром», заключается в том, что мы вообще не существуем, а лишь являемся частью гигантского компьютерного симулятора. Это объяснило бы, почему мы не вступаем в контакт с инопланетянами: их просто-напросто нет в симуляторе.

«Если „Большой фильтр" уже остался позади, это было бы в каком-то смысле весьма странно. Это значило бы, что мы просто невероятно уникальны, и тогда можно допустить теорию симулятора. Может, мы — часть симулятора, принадлежащего кому-то, кто хочет посмотреть, как мы будем действовать в дальнейшем?» — говорит Джемс Миллер.

Наша цивилизация возникла поздно

Идея о том, что есть некий «фильтр», который мешает разумной жизни развиваться дальше определенной стадии, может показаться мрачной. Но, по мнению Джеймса Миллера, у нас на Земле есть маленькое преимущество — оно касается возраста нашей планеты. По оценкам, возраст нашей вселенной — 13,8 миллиардов лет, но наше собственное солнце появилось «всего лишь» 4,6 миллиардов лет назад.

«Если „Большой фильтр" действительно уничтожил большинство остальных цивилизаций, которые существовали до нас, у нас в любой случае есть преимущество. Если бы мы возникли на очень раннем этапе развития вселенной, было бы не так удивительно, что мы одни. Но наша цивилизация возникла относительно поздно, поэтому весьма странно, что мы не находим никаких доказательств существования внеземной жизни», — полагает Джеймс Миллер.

«Поэтому у нас есть значительный повод больше средств инвестировать в астрономию и в поиски вымерших цивилизаций. Если окажется, что к настоящему времени до нас существовали и вымерли тысячи цивилизаций, у нас есть серьезные причины выяснить, почему это произошло, чтобы нас не постигла та же участь», — продолжает он.

Существует ли «Большой фильтр»? Или это лишь теория без всяких реальных оснований?

Ответ, как говорится, знает лишь небо.

Парадокс Ферми

Теория «Большого фильтра» возникла в ходе попыток объяснить так называемый парадокс Ферми.

Он сводится к описанию противоречия между высокой вероятностью существования внеземной жизни во Вселенной и тем фактом, что мы до сих пор не нашли никаких доказательств этого.

Парадокс Ферми получил свое название по имени итальяно-американского нобелевского лауреата Энрико Ферми (Enrico Fermi), который в 1950 году воскликнул «Ну и где они?» в связи с тем, что люди не нашли никаких свидетельств существования внеземных цивилизаций.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Парадокс Ферми против уравнения Дрейка. Мы одни во Вселенной?

Прошло почти 14 миллиардов лет с момента Большого взрыва, и некоторые из чужеродных цивилизаций должны были стать технологически развитыми и межпланетными, поэтому их обнаружение не составило бы труда.

Like Love Haha Wow Sad Angry

1 1

«Где они?», задавался вопросом физик Энрико Ферми, размышляя о жизни в космосе. Он рассуждал, что, если генезис жизни не сложный, то Вселенная должна изобиловать зелеными существами на триллионах планет. Прошло почти 14 миллиардов лет с момента Большого взрыва, и некоторые из чужеродных цивилизаций должны были стать технологически развитыми и межпланетными, поэтому их обнаружение не составило бы труда. Так почему же мы до сих пор «одиноки»? Есть ответ: отсутствие доказательств внеземной жизни известно как парадокс Ферми.

Энрико Ферми. Итальянский физик, наиболее известный благодаря созданию первого в мире ядерного реактора, внесший большой вклад в развитие ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой и статистической механики. Считается одним из «отцов атомной бомбы».

Парадокс подверг сомнению возможность обнаружения внеземных цивилизаций и связан с попыткой ответить на один из важнейших вопросов современности: «Является ли человечество единственной технологически развитой цивилизацией во Вселенной?». Попыткой ответа на этот вопрос служит уравнение Дрейка, которое оценивает количество возможных для контакта внеземных цивилизаций. Оно может давать при некоторых значениях неизвестных параметров довольно высокую оценку шансам на такую встречу. На подобные выводы Ферми ответил, что, если в нашей Галактике должно существовать множество развитых цивилизаций, то надо ответить на вопрос: «Где они? Почему мы не наблюдаем никаких следов разумной внеземной жизни, таких, например, как зонды, космические корабли или радиопередачи?». Допущения, которые легли в основу парадокса Ферми, часто называют Принципом Ферми.

Уравнение Дрейка: N = R · f p · n e · f l · f i · f c · L , где:

N – количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;

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

f p – доля звезд, 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 вступить в контакт и хочет вступить в контакт).

Фрэнк Дональд Дрейк сформулировал уравнение в 1960 году во время подготовки к телеконференции, на которой собрались ведущие астрономы, физики, биологи, социологи и промышленники, чтобы обсудить возможность обнаружения разумной жизни на других планетах.

Фрэнк Дональд Дрейк. Родился в Чикаго, учился на факультете электроники Корнеллского университета. Прослушав курс лекций прославленного астронома Отто Струве о формировании планетных систем, на всю жизнь загорелся интересом к вопросам внеземной жизни и цивилизаций.

Когда Дрейк выступал со своей формулой, он не предполагал, что она послужит аргументом для сторонников SETI, обеспечившим проекту финансирование на десятилетия вперед.

Парадокс Ферми имеет много других предполагаемых решений, например, что мы действительно одиноки в космосе, или, что Земля изолирована от межзвездного сообщества до тех пор, пока люди не станут «ответственными гражданами галактики». Самое страшное из всех – идея Великого фильтра – некий неизбежный вектор развития, при котором у всех цивилизаций есть относительно короткий срок существования, возможно потому что они развиваются и становятся жертвами саморазрушительных технологий. При таком сценарии шансы на существование двух цивилизаций в непосредственной близости ничтожно малы, и они всегда будут ощущать себя одинокими.

Парадокс Ферми? Нет, не слышали!

Американский астроном Джейсон Райт, профессор астрономии из Университета штата Пенсильвания, 24 апреля 2017 года опубликовал статью, в которой он перефразировал Ферми так: «Где они были?». Он задается вопросом, возникали ли в прошлом в Солнечной системе и ее окрестностях «коренные» технически развитые цивилизации и какое наследие они могли оставить нам, жителям Земли.

До того, как люди начали бродить по Земле

Исходя из работы Джейсона Райта, Вселенная может быть заполнена остатками мертвых цивилизаций. Ученый не опирается на шансы «созерцать» жизнь где-то за десятки и сотни световых лет, где ее невероятно сложно обнаружить, а рассматривает возможность существования цивилизаций в ранней Солнечной системе, которые пали жертвой Великого Фильтра сотни миллионов, если не миллиардов, лет до того, как люди сделали первые шаги по Земле.

Инопланетная жизнь в представлении Карла Сагана.

Если бы разумная жизнь существовала здесь или на других планетах и лунах, какие следы и где мы должны искать? В разрушительной среде Венеры и агрессивной тектонике Земли любые «рукотворные» сооружения были бы разрушены за столь долгое время. Но на медленно меняющихся Марсе, Луне и, возможно, покрытых вечной мерзлотой спутниках газовых гигантов, города древних цивилизаций могли бы сохраниться под толщей льда и каменных пород. Кроме этого, технически развитые предшественники могли бы оставить после себя радиоизотопные источники энергии, выдающие себя на протяжении миллиардов лет.

Гипотеза уникальной Земли

Одна из современных гипотез, названная гипотезой уникальной Земли , утверждает, что многоклеточная жизнь может быть чрезвычайно редкой из-за возможной исключительности и редкости планет земного типа. В ней утверждается, что целый ряд невероятных совпадений сделали возможным возникновение сложных форм жизни на Земле. Несколько примеров таких совпадений приведены ниже.

Спиральные витки галактики содержат много сверхновых звёзд, радиация которых, как считается, делает высшие формы жизни невозможными. Наша Солнечная система находится на особенной орбите внутри Млечного Пути : она является почти идеальной окружностью такого радиуса, что она двигается с той же скоростью, что и гравитационные ударные волны, формирующие спиральные витки. Земля пребывала между спиральными витками Галактики на протяжении сотен миллионов лет, или свыше тридцати полных галактических оборотов, то есть практически всё время, пока на Земле существуют высшие формы жизни.

Другой необходимый элемент - Луна . Популярная теория гигантского столкновения утверждает, что она сформировалась вследствие редкого столкновения молодой Земли с планетой размером с Марс примерно 4,45 миллиардов лет назад. Столкновение должно было произойти лишь под определённым углом: прямой угол уничтожил бы Землю, более пологий угол привёл бы к тому, что другая планета бы просто отрикошетила от Земли. Приливы, вызванные Луной, стабилизировали земную ось: без влияния Луны её колебания (прецессия) были бы намного большими и привели бы к громадным изменениям климата, которые могли уничтожить жизнь на Земле. Лунные приливы, вероятно, разогрели земное ядро , которое должно быть расплавленным, чтобы генерировать магнитное поле , существенно ослабляющее влияние солнечного ветра .

Сторонники противоположной точки зрения настаивают, что требование наличия земных условий для существования жизни свидетельствуют об узком видении природы, поскольку исключает из рассмотрения формы жизни, принципиально отличные от земных (См. углеродный шовинизм).

Уравнение Дрейка

Те, кто верит в предложенные доктором Карлом Саганом более оптимистические оценки параметров уравнения Дрейка, утверждают, что разумная жизнь является распространённым явлением во Вселенной. Некоторые из них считают, что приняв обоснованные, по их мнению, параметры уравнения Дрейка, мы приходим к выводу, что наличие большого количества внеземных цивилизаций не только возможно, но «практически гарантировано». Тем не менее, сторонники принципа Ферми считают, что в связи с отсутствием доказательств в пользу обратного, человечество - единственная технологически развитая цивилизация как минимум в нашей части Млечного Пути. Также они считают, что поскольку мы не имеем надёжных оценок для параметров уравнения Дрейка, то его нельзя использовать как единственный способ для оценки числа внеземных цивилизаций, а следует опираться на данные, которые мы только начинаем систематически накапливать.

Существующие данные

Оппоненты, однако, говорят об отсутствии инструментов для обработки всех сигналов как о возможной причине отсутствия разумных сигналов. Например, главный астроном из института SETI Сет Шостак (Seth Shostak) утверждает, что в галактике может существовать большое количество радиопередатчиков от сотен миллиардов звёзд, но чтобы уловить и обработать все сигналы, понадобятся большие вычислительные мощности, на данный момент недоступные человеку . Кроме того, по их мнению, внеземные цивилизации или инопланетяне могут просто использовать способы связи, отличные от радиоволн, или по каким-либо причинам скрывать сам факт радиопередач. Их оппоненты в то же время указывают, что это может действительно быть так, но только в случае, если существует/существовало очень малое количество цивилизаций, и если бы их было столько, сколько прогнозировали Саган и Дрейк, то даже при условии, что только часть из них использовала радио во время своего развития, этого было бы достаточно, чтобы заметно повлиять на радиоспектр части звёзд.

Антропный принцип

Подобно гипотезе уникальной Земли, антропный принцип утверждает, что Вселенная «тонко настроена» на известную нам форму жизни. Он утверждает, что поскольку жизнь на Земле была бы невозможна, если какой-либо из многих параметров физической Вселенной был даже в незначительной мере изменён, то похоже, что люди имеют преимущество над любой другой формой разумной жизни, делая допущение о том, что люди - единственный разумный вид, вероятным. Ещё более убедительным является ряд работ Стивена Хокинга , опубликованных в 2004 году, в которых утверждается, что вероятность того, что вследствие Большого взрыва возникнет вселенная того же типа, что мы наблюдаем сегодня, составляет 98 %.

Критики возражают, объявляя это утверждение тавтологией : в изменённой Вселенной жизнь в известной нам форме, возможно, не существовала бы, но могла бы существовать в другой форме.

Вклад Фримена Дайсона

Упоминается в научно-фантастическом произведении Майкла Крайтона «Сфера ».

Неоднократно упоминается в рассказе Фредерика Пола «Ферми и стужа». Парадокс объясняется тем, что как только цивилизация достигает достаточного уровня технологического развития для выхода в космос, она уничтожает себя в ядерной войне .

См. также

Примечания

Ссылки

• Shostak, Seth (25 October 2001). «Our Galaxy Should Be Teeming With Civilizations, But Where Are They?». Space.com. Space.com. Retrieved on April 08, 2006.
• Парадокс Ферми (англ.)
• Наши наблюдения неполны и логические ошибки (англ.)
• Стефан Уэбб. 50 решений парадокса Ферми.
• Язев С. А. Почему все-таки молчит космос? //Земля и Вселенная, 1998. N 1. С. 65-71.
• Шкловский И. С. Существуют ли внеземные цивилизации? // Земля и Вселенная . - 1985, № 3. - С. 76-80.

Внеземная жизнь
События и объекты	ALH 84001 Murchison Близкий контакт Метеорит «Шерготти» Метеорит «Нахла» Радиосигнал SHGb02+14a Сигнал «Wow!» CTA-102 (англ. ) PSR B1919+21 /LGM-1 (англ. ) Вспышки на Глизе 581 g
Астрономические объекты	Венера Марс Европа Каллисто Ганимед Титан Энцелад Глизе 581 c Глизе 581 d Глизе 581 g HD 85512 b Глизе 667C с Kepler-22b Обитаемая зона Список экзопланет в обитаемой зоне Жизнепригодность системы красного карлика Жизнепригодность планеты Список потенциально жизнепригодных экзопланет Индекс обитаемости планеты Индекс подобия Земле Двойник Земли
Связь	METI SETI SETI@home SERENDIP Зонд Брейсвелла Линкос Массив телескопов Аллена Межзвёздная связь Послание «Мир», «Ленин», «СССР» Пластинки «Пионера» Послание Аресибо Проект «Озма» Проект «Феникс» Проект «Циклоп» (англ. ) Cosmic Call
Теории	Аурелия и Голубая луна Антиземля (Глория) Нибиру Великий фильтр Гипотеза зоопарка Гипотеза уникальной Земли Космический плюрализм (англ. ) Неокатастрофизм Обратное загрязнение (англ. ) Палеоконтакт Панспермия Парадокс Ферми Презумпция естественности Принцип заурядности Углеродный шовинизм Уравнение Дрейка Шкала Кардашева
Миссии	«Викинг» ATLAST Mars Astrobiology Explorer-Cacher (англ. ) Mars Sample Return Mission Дарвин Экзомарс
См. также	Альтернативная биохимия Астробиология Астроэкология (англ. ) Биомаркер (англ. ) Внеземная вода Внеземная цивилизация Доклад института Брукингса (

Фрэнк Дрейк (Frank Drake) и его знаменитая формула.

Что такое парадокс Ферми?

Парадокс Ферми  - это суровое противоречие между оценками высокой вероятности существования внеземной жизни и отсутствием доказательств того же. Основные аргументы таковы:

• В нашей галактике около 100 миллиардов звезд, некоторые из них даже старше нашего Солнца.
• Вокруг большинства этих звезд должны быть планеты. Это составляет сотни миллиардов планет. Многие из них являются потенциально пригодными для жизни.
• Некоторые из этих планет могут привести к возникновению Жизни. И также некоторые из них могут породить разумную жизнь. Это составляет потенциально миллионы миров с интеллектуальными цивилизациями.
• Некоторые из этих цивилизаций могут развивать межзвездное путешествие. Даже при медленном темпе !

Поэтому возникает вопрос: если существует так много потенциальных внеземных цивилизаций, то почему ни одна из них до сих пор не связалась с нами? Это предполагаемый парадокс. Полный аргумент Парадокса Ферми можно найти в Wait But Why (на английском языке ) или в Википедии .

Есть, по существу, 2 явных противоречия, которые могут разрушить парадокс Ферми:

1. Оценка числа внеземных цивилизаций, которые могут общаться с нами.
2. Отсутствие каких-либо доказательств контакта с инопланетной цивилизацией.

Очевидно, что пункт 2 не имеет значения, если оценка пункта 1 неверна. Пункт 1 (т. е. Число цивилизаций, с которыми возможно общение ) находится уравнением Дрейка , которое можно резюмировать следующим образом:

Уравнение Дрейка  - формула, предназначенная для определения числа внеземных цивилизаций в Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт. Сформулирована в 1960 году профессором астрономии и астрофизики калифорнийского университета Санта Круз (Santa Cruz ), доктором Фрэнком Дрейком .

Выглядит формула следующим образом:

N =R fp Ne fl fi fc L

где:
N  - количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
R  - количество звёзд, образующихся в год в нашей галактике;
fp  - доля звёзд, обладающих планетами;
Ne  - среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
fl  - вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
fi   - вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
fc   - 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 вступить в контакт и хочет вступить в контакт).

Посмотрим на каждый из параметров уравнения Дрейка. Астрофизика достаточно продвинулась, чтобы позволить нам достоверно оценить первые 2 параметра:

1. Средняя скорость образования звезд в галактике: (R *) = 1,5–3 звезды в год.
2. Доля этих звезд с планетами: f (p) = ~ 1 .

Таким образом, первые 2 параметра уравнения Дрейка не представляют проблемы. Однако последующие параметры очень грубо оценены, что означает, что с ними связаны большие неопределенности.

Проблема № 1: (Ne) Наши оценки обитаемых планет предвзяты

Космический телескоп Кеплера (который представляет большую часть нашего прогресса по поиску пригодных для жизни планет) может исследовать только небольшой сектор нашей галактики, показанный выделенной желтой частью на картинке внизу:

1. Это означает, что наш поиск обитаемых миров только начался. Следовательно, наша оценка суммарных обитаемых миров в галактике экстраполируется из небольшого наблюдаемого угла.
2. Наши оценки количества обитаемых миров также предвзяты к условиям жизни в этом наблюдаемом углу. Условия жизни не одинаковы во всей галактике, некоторые части Млечного пути более пригодны для жилья, чем другие. Например, центральные части галактики более подвержены воздействию излучения, чем внешние части, в которых мы живем.
3. Спутники планет (луны) могут не находиться в пригодной для жизни зоне звезды, чтобы иметь возможность производить Жизнь. Гравитационное притяжение газовых гигантов, таких как Юпитер в сочетании с эллиптической орбитой спутника, создает внутренние трения на таких лунах. Это приводит к внутреннему нагреву и доступности энергетических ресурсов, которые могут быть использованы потенциальной формой жизни. Проблема в том, что мы не знаем, как оценить такие обитаемые луны. Мы даже не знаем, как много таких лун, а тем более не знаем об их обитаемости.
4. Мы не знаем, действительно ли планеты на близких орбитах вокруг красных карликовых звезд пригодны для жилья. Одним из таких примеров потенциально пригодной для жизни планеты является недавно обнаруженная Proxima b . Ответ на вопрос, действительно ли пригодны такие планеты, может быть значимым, поскольку звезды красного карлика являются наиболее распространенными звездами в галактике. Но дело в том, что мы пока не знаем этого ответа.

В принципе, мы на самом деле не знаем, какая часть планет (или лун) в галактике пригодна для жизни.

Проблема № 2: Без (Ne) мы не можем достоверно оценить, сколько планет порождает разумную жизнь

Доля планет, на которых развивается жизнь (fl) : Поскольку мы знаем только одну планету с Жизнью на ней, это оценка, которую мы не можем реально сделать в течение длительного времени. Наши поиски пригодных для жизни планет должны существенно расшириться для того, чтобы мы могли использовать (Ne). И тогда, если мы действительно обнаружим некоторые формы чужой жизни, мы можем сказать что-то значимое о том, на скольких потенциально обитаемых планетах действительно может существовать Жизнь.

Доля планет с жизнью, на которых существует разумная форма жизни (fi): Без нахождения множества планет или лун с жизнью сначала, эта оценка бессмысленна.

Проблема #3: Межзвездные сообщения могут быть не так популярны, как мы предполагаем

Доля планет с разумной жизнью, способных к межзвездной коммуникации (fс) : Если мы в конечном итоге найдем много планет с жизнью (и некоторые из них с разумной жизнью) в течение длительных периодов времени, мы будем ближе к ответу на вопрос, сколько на самом деле цивилизаций может использовать межзвездную связь. Только тогда мы можем получить истинную оценку того, является ли межзвездная связь столь же распространенной, как мы предполагаем. Не говоря уже о том, что если до тех пор нам удастся каким-то образом общаться с разумной цивилизацией, то 2-е противоречие парадокса Ферми (отсутствие доказательств какого-либо общения) все равно разваливается.

Проблема № 4: Шкала времени Вселенной слишком велика

Средняя продолжительность существования таких цивилизаций (L) : Подумайте, что мы, люди, появились на Земле в нашей нынешней форме как разумный вид всего лишь 200 000 лет назад. Для сравнения, Земле 4,5 миллиарда лет, а Вселенной 13,7 миллиарда лет! Таким образом, наше существование как разумного вида было просто мигом в сравнении с космическими масштабами.

Точно так же все наши радиосигналы, отправляемые в космос, чтобы показать себя как технологически развитую цивилизацию, даже не достигли 100 световых лет от нас, из-за скорости света, при которой распространяются радиоволны.

Наша сфера радиопередачи в диаметре всего 200 световых лет (маленькая голубая точка внизу справа), тогда как диаметр галактики Млечный Путь составляет 100 000 световых лет.