Экзоплангийн нээлтийн давалгааны дараа Ферми парадокс

RX J1131-1231 галактикаас Оклахомагийн их сургуулийн астрофизикчдийн баг Сүүн замын гадна байгаа анхны мэдэгдэж буй бүлэг гаригуудыг илрүүлжээ. Таталцлын микро линзийн техникээр "хөшөөгдсөн" биетүүд сарнаас эхлээд Бархасбадь шиг өөр өөр масстай байдаг. Энэ нээлт Ферми парадоксыг илүү парадокс болгож байна уу?

Манай галактикт ойролцоогоор ижил тооны одод (100-400 тэрбум), харагдахуйц орчлон ертөнцөд ойролцоогоор ижил тооны галактикууд байдаг тул манай өргөн уудам Сүүн зам дахь од бүрт бүхэл бүтэн галактик байдаг. Ерөнхийдөө 10 жил²² 10 рүү²⁴ одод. Эрдэмтэд манай нартай хэдэн одтой төстэй (хэмжээ, температур, гэрэл гэгээ зэрэгтэй төстэй) талаар зөвшилцөлд хүрээгүй байна - тооцоолол 5% -аас 20% хооронд хэлбэлздэг. Эхний утгыг авч, хамгийн бага тооны одыг сонгох (10²²), бид нар шиг 500 их наяд эсвэл тэрбум тэрбум од авдаг.

PNAS (Үндэсний Шинжлэх Ухааны Академийн эмхтгэл)-ийн судалгаа, тооцооллоор орчлон ертөнцийн оддын дор хаяж 1% нь амьдралыг тэтгэх чадвартай гаригийн эргэн тойронд эргэлддэг тул бид ижил төстэй шинж чанартай 100 тэрбум гаригийн тухай ярьж байна. Дэлхий рүү. Хэрэв бид хэдэн тэрбум жил оршин тогтносны дараа дэлхийн гарагуудын ердөө 1% нь амьдрал бий болж, тэдгээрийн 1% нь ухаалаг хэлбэрээр хувьслын амьдралтай болно гэж үзвэл энэ нь оршин тогтнох болно гэсэн үг юм. нэг бильярд гариг үзэгдэх орчлон дахь ухаалаг соёл иргэншилтэй.

Хэрэв бид зөвхөн манай галактикийн тухай ярьж, тооцооллыг давтвал, Сүүн зам дахь оддын нарийн тоог (100 тэрбум) гэж үзвэл манай Галактикт дор хаяж тэрбум дэлхийтэй төстэй гаригууд байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүрнэ. болон 100 XNUMX. ухаалаг соёл иргэншил!

Зарим астрофизикчид хүн төрөлхтөн технологийн хувьд анхны дэвшилтэт төрөл зүйл болох магадлалыг 1-ын 10 гэж үздэг.²²өөрөөр хэлбэл ач холбогдолгүй хэвээр байна. Нөгөөтэйгүүр, орчлон ертөнц 13,8 тэрбум жилийн турш оршин тогтнож байна. Соёл иргэншил эхний хэдэн тэрбум жилд бий болоогүй байсан ч үүсэхээс өмнө маш их хугацаа байсан. Дашрамд хэлэхэд, Сүүн замд эцсийн устгасны дараа "ердөө" мянган соёл иргэншил байсан бөгөөд тэдгээр нь манайхтай ижил хугацаанд (одоогоор 10 XNUMX жил) оршин тогтнох байсан бол тэд аль хэдийн алга болсон байх магадлалтай. үхэх эсвэл бидний түвшинд хүрэх боломжгүй бусад хүмүүсийг цуглуулах талаар дараа нь хэлэлцэх болно.

"Нэг зэрэг" одоо байгаа соёл иргэншлүүд ч гэсэн бэрхшээлтэй харьцдаг гэдгийг анхаарна уу. Хэрэв 10-хан мянган гэрлийн жил байсан бол асуулт асууж, хариулахад 20 мянган гэрлийн жил шаардагддаг байсан бол. жил. Дэлхийн түүхийг харахад ийм хугацаанд соёл иргэншил үүсч, газрын гадарга дээр алга болохыг үгүйсгэх аргагүй ...

Зөвхөн үл мэдэгдэхээс үүссэн тэгшитгэл

Харь гарагийн соёл иргэншил үнэхээр оршин тогтнох боломжтой эсэхийг үнэлэхийг оролдохдоо Фрэнк Дрейк 60-аад онд тэрээр алдартай тэгшитгэлийг санал болгов - манай галактикт ухаалаг арьстнуудын оршин тогтнохыг "меманологийн хувьд" тодорхойлох зорилготой томъёо. Энд бид олон жилийн өмнө хошигнол зохиолч, радио, телевизийн "хэрэглээний арга зүй"-ийн "лекц"-ийн зохиолч Ян Тадеуш Станиславскийн зохиосон нэр томъёог ашиглаж байна, учир нь энэ үг эдгээр бодолд тохирсон мэт санагдаж байна.

Дагуу Дрейкийн тэгшитгэл – N, хүн төрөлхтний харилцаж болох харь гаригийн соёл иргэншлийн тоо нь:

R_* манай Галактик дахь од үүсэх хурд;

f_p гаригтай оддын хувь;

n_e одны амьдрах боломжтой бүс дэх гарагуудын дундаж тоо, өөрөөр хэлбэл амьдрал үүсч болох гарагууд;

f_l амьдрах боломжтой бүсэд амьдрал үүсэх гарагуудын эзлэх хувь;

f_i Амьдрал нь оюун ухааныг хөгжүүлэх (өөрөөр хэлбэл соёл иргэншлийг бий болгох) оршин суудаг гаригуудын хувь хэмжээ юм;

f_c - хүн төрөлхтөнтэй харилцах хүсэлтэй соёл иргэншлийн хувь;

L нь ийм соёл иргэншлийн дундаж наслалт юм.

Таны харж байгаагаар тэгшитгэл нь бараг бүх үл мэдэгдэх зүйлээс бүрддэг. Эцсийн эцэст бид соёл иргэншлийн оршин тогтнох дундаж хугацаа, бидэнтэй холбоо барихыг хүссэн хүмүүсийн хэдэн хувийг мэдэхгүй байна. Зарим үр дүнг "их бага" гэсэн тэгшитгэлд орлуулж үзвэл манай галактикт ийм соёл иргэншил хэдэн зуу, мянгаараа байж болох юм.

Дрейкийн тэгшитгэл ба түүний зохиогч

Ховор газар ба харь гаригийн хорон санаатнууд

Дрейкийн тэгшитгэлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг консерватив утгыг орлуулж ч гэсэн бид манайхтай төстэй эсвэл илүү ухаалаг мянга мянган соёл иргэншлийг олж авах боломжтой. Гэтэл тийм бол яагаад бидэнтэй холбоо барихгүй байгаа юм бэ? Энэ гэж нэрлэгддэг Фермиегогийн парадокс. Түүнд олон "шийдэл" болон тайлбар бий, гэхдээ технологийн өнөөгийн байдал, тэр ч байтугай хагас зуун жилийн өмнөх үед тэд бүгд таамаглал, харалган буудлагатай адил юм.

Жишээлбэл, энэ парадоксыг ихэвчлэн тайлбарладаг ховор газрын таамаглалМанай гараг бүх талаараа өвөрмөц юм. Даралт, температур, нарнаас хол зай, тэнхлэгийн хазайлт эсвэл цацрагаас хамгаалах соронзон орон зэргийг сонгосон бөгөөд ингэснээр амьдрал аль болох урт хугацаанд хөгжиж, хөгжих боломжтой.

Мэдээжийн хэрэг, бид байгальд амьдрах боломжтой гаригуудад нэр дэвшигч байж болох илүү олон экзопланетуудыг нээж байна. Саяхан тэд бидэнд хамгийн ойр орших од болох Проксима Центавригийн ойролцоо олдсон. Гэсэн хэдий ч, ижил төстэй талуудыг үл харгалзан харь гаригийн нарны эргэн тойронд олдсон "хоёр дахь дэлхий" нь манай гарагтай "яг адилхан" биш бөгөөд зөвхөн ийм дасан зохицох үед л бардам технологийн соёл иргэншил үүсч болох уу? Магадгүй. Гэсэн хэдий ч бид дэлхийг хараад ч гэсэн амьдрал маш "тохиромжгүй" нөхцөлд цэцэглэн хөгжиж байгааг мэддэг.

Мэдээжийн хэрэг, интернетийг удирдах, бүтээх, Теслаг Ангараг руу илгээх хоёрын хооронд ялгаа бий. Сансар огторгуйн хаа нэгтээгээс Дэлхийтэй яг адилхан, гэхдээ технологийн соёл иргэншилгүй гаригийг олж чадвал өвөрмөц байдлын асуудал шийдэгдэх болно.

Фермигийн парадоксыг тайлбарлахдаа заримдаа энэ гэж нэрлэгддэг зүйлийн тухай ярьдаг муу харь гарагийнхан. Үүнийг янз бүрээр ойлгодог. Тиймээс эдгээр харь гарагийнхан таамаглаж буй хүмүүс хэн нэгэн тэднийг зовоож, хөндлөнгөөс оролцож, зовоохыг хүсч байгаад "уурлаж" болно - тиймээс тэд өөрсдийгөө тусгаарлаж, өргөстэй харьцдаггүй, хэн нэгэнтэй ямар ч холбоо барихыг хүсдэггүй. Мөн тааралдсан соёл иргэншил бүрийг устгадаг "байгалийн хорон муу" харь гарагийнхны уран зөгнөл байдаг. Технологийн хувьд маш өндөр хөгжилтэй хүмүүс бусад соёл иргэншлүүд урагшилж, тэдэнд аюул учруулахыг хүсдэггүй.

Сансар огторгуй дахь амьдрал нь манай гаригийн түүхээс бидний мэддэг янз бүрийн гамшигт өртдөг гэдгийг санах нь зүйтэй. Бид мөстөлт, одны хүчтэй урвал, солир, астероид эсвэл сүүлт одны бөмбөгдөлт, бусад гаригуудтай мөргөлдөх, бүр цацрагийн тухай ярьж байна. Хэдийгээр ийм үйл явдал дэлхийг бүхэлд нь ариутгаагүй ч соёл иргэншлийн төгсгөл болж магадгүй юм.

Түүнчлэн, зарим нь бид орчлон ертөнцийн анхны соёл иргэншлүүдийн нэг гэдгийг үгүйсгэхгүй - анхны биш юмаа гэхэд бид хожим үүссэн бага хөгжсөн соёл иргэншилтэй холбоо тогтооход хангалттай хувьсан хөгжөөгүй байна. Хэрэв тийм байсан бол харь гаригийн орон зайд оюун ухаант амьтан олох асуудал шийдэгдэхгүй хэвээр байх байсан. Түүгээр ч зогсохгүй, "залуу" соёл иргэншилтэй алсаас холбоо тогтоохын тулд биднээс хэдхэн арван жилээр залуу байж болохгүй.

Цонх нь урд талд нь тийм ч том биш юм. Мянган жилийн соёл иргэншлийн технологи, мэдлэг нь бидний хувьд өнөөгийн загалмайтны аян дайнаас ирсэн хүний ​​хувьд ойлгомжгүй байж болох юм. Илүү өндөр хөгжилтэй соёл иргэншил нь замын хажуугийн шоргоолжны үүрнээс шоргоолж шиг бидний ертөнцтэй адил байх болно.

Таамаглал гэж нэрлэгддэг Кардашевой масштабТэдний даалгавар бол тэдний хэрэглэж буй эрчим хүчний хэмжээгээр соёл иргэншлийн таамаглалын түвшинг тогтоох явдал юм. Түүний хэлснээр бид соёл иргэншил болоогүй байна. I төрөл, өөрөөр хэлбэл, өөрийн гарагийн эрчим хүчний нөөцийг ашиглах чадварыг эзэмшсэн хүн. Соёл иргэншил II төрөл одыг тойрсон бүх энергийг ашиглах чадвартай, жишээлбэл, "Дайсон бөмбөрцөг" гэж нэрлэгддэг бүтцийг ашиглан. Соёл иргэншил III төрөл Эдгээр таамаглалын дагуу галактикийн бүх энергийг өөртөө шингээдэг. Гэсэн хэдий ч энэ үзэл баримтлал нь дуусаагүй I түвшний соёл иргэншлийн нэг хэсэг болгон бүтээгдсэн гэдгийг санаарай, үүнийг саяхан болтол одныхоо эргэн тойронд Дайсон бөмбөрцөг (одны гэрлийн гажиг) бүтээх II төрлийн соёл иргэншил гэж буруугаар дүрсэлж байсан. KIK 8462852).

Хэрэв II, түүнээс ч илүү III төрлийн соёл иргэншил байсан бол бид үүнийг харж, бидэнтэй холбоо тогтоох нь гарцаагүй - бидний зарим нь тэгж бодож, цаашилбал бид ийм өндөр хөгжилтэй харь гаригийнхныг олж хардаггүй, эсвэл өөр аргаар мэддэггүй тул тэд маргаж байна. зүгээр л байхгүй.. Гэсэн хэдий ч Ферми парадоксыг тайлбарлах өөр нэг сургууль нь эдгээр түвшний соёл иргэншил нь бидний хувьд үл үзэгдэх бөгөөд танигдахын аргагүй байдаг - сансрын амьтны хүрээлэнгийн таамаглалын дагуу тэд ийм сул хөгжсөн амьтдад анхаарал хандуулдаггүй гэдгийг дурдахгүй.

Туршилтын дараа эсвэл өмнө нь уу?

Фермигийн парадокс нь өндөр хөгжилтэй соёл иргэншлийн талаархи үндэслэлийг тайлбарлахаас гадна заримдаа ойлголтоор тайлбарлагддаг соёл иргэншлийн хөгжилд хувьслын шүүлтүүр. Тэдний үзэж байгаагаар хувьслын үйл явцад амьдралд боломжгүй юм уу, тийм ч боломжгүй мэт санагдах үе шат байдаг. гэж нэрлэдэг Гайхалтай шүүлтүүр, энэ нь гараг дээрх амьдралын түүхэн дэх хамгийн том нээлт юм.

Бидний хүн төрөлхтний туршлагын хувьд бид хоцрогдсон уу, түрүүлж байна уу, эсвэл агуу шүүлтүүрийн дунд байгаа эсэхээ мэдэхгүй байна. Хэрэв бид энэ шүүлтүүрийг даван туулж чадсан бол энэ нь мэдэгдэж буй сансар огторгуйн ихэнх амьтдын хувьд даван туулах боломжгүй саад бэрхшээл байсан байж магадгүй бөгөөд бид өвөрмөц юм. Прокариот эсийг цогц эукариот эс болгон хувиргах үед шүүлтүүр нь эхнээсээ тохиолдож болно. Хэрэв тийм байсан бол сансар огторгуй дахь амьдрал нэлээд энгийн, гэхдээ бөөмгүй эсийн хэлбэртэй байж болно. Магадгүй бид хамгийн түрүүнд Их шүүлтүүрээр дамжсан болов уу? Энэ нь биднийг аль хэдийн дурьдсан асуудал, тухайлбал алсаас харилцах бэрхшээл рүү буцаан авчирдаг.

Хөгжил дэвшил бидний өмнө байгаа гэсэн хувилбар бас бий. Тэр үед амжилтын тухай асуудал байгаагүй.

Эдгээр нь бүгд маш их таамаг дэвшүүлсэн дүгнэлт юм. Зарим эрдэмтэд харь гарагийн дохио байхгүйн талаар илүү энгийн тайлбаруудыг санал болгодог. "New Horizons"-ын ахлах эрдэмтэн Алан Стерн энэхүү парадоксыг энгийн байдлаар шийдэж болно гэж хэлэв. зузаан мөсөн царцдасбусад селестиел биетүүд дээр далайг хүрээлдэг. Судлаач нарны аймгийн сүүлийн үеийн нээлтүүдийн үндсэн дээр ийм дүгнэлт хийжээ: олон сарны царцдас дор шингэн устай далай оршдог. Зарим тохиолдолд (Европ, Энцеладус) ус чулуурхаг хөрстэй харьцдаг бөгөөд тэнд гидротермаль идэвхжил ажиглагддаг. Энэ нь амьдрал үүсэхэд хувь нэмэр оруулах ёстой.

Зузаан мөсөн царцдас нь амьдралыг сансар огторгуйн сөрөг үзэгдлээс хамгаалж чадна. Бид энд, бусад зүйлсийн дотор хүчтэй одны дэгдэлт, астероидын нөлөөлөл эсвэл хийн аварга том ойролцоо цацрагийн талаар ярьж байна. Нөгөөтэйгүүр, энэ нь төсөөлөлтэй ухаалаг амьдралын хувьд ч даван туулахад хэцүү хөгжлийн саад тотгорыг илэрхийлж болно. Ийм усны соёл иргэншил зузаан мөсөн царцдасын гадна ямар ч орон зайг огт мэдэхгүй байж магадгүй юм. Түүний хязгаар, усан орчныг давж гарахыг мөрөөдөхөд хэцүү байдаг - энэ нь дэлхийн агаар мандлаас бусад сансар огторгуй нь тийм ч найрсаг газар биш биднийхээс хамаагүй хэцүү байх болно.

Бид амьдрал эсвэл амьдрахад тохиромжтой газар хайж байна уу?

Ямар ч байсан дэлхийн хүмүүс бид үнэхээр юу хайж байгаагаа бодох ёстой: амьдрал өөрөө эсвэл биднийх шиг амьдрахад тохиромжтой газар. Бид хэн нэгэнтэй сансрын дайн хийхийг хүсэхгүй байна гэж үзвэл эдгээр нь хоёр өөр зүйл юм. Амьдрах чадвартай боловч дэвшилтэт соёл иргэншилгүй гаригууд колоничлолын бүс нутаг болж болно. Бид ийм ирээдүйтэй газруудыг улам бүр олдог. Бид аль хэдийн ажиглалтын хэрэглүүр ашиглан гаригийг тойрог замд байгаа эсэхийг тодорхойлох боломжтой. одны эргэн тойрон дахь амьдралын бүсчулуурхаг, шингэн усанд тохирсон температуртай эсэх. Удахгүй бид тэнд үнэхээр ус байгаа эсэхийг илрүүлж, агаар мандлын найрлагыг тодорхойлох боломжтой болно.

Оддын эргэн тойрон дахь амьдралын бүс нь хэмжээ, дэлхийтэй төстэй экзопланетуудын жишээнээс хамаарна (хэвтээ координат - одноос хол зай (JA); босоо координат - одны масс (нартай харьцуулахад)).

Өнгөрсөн жил эрдэмтэд дэлхийн өнцөг булан бүрт ESO HARPS багаж болон олон тооны дуран авайг ашиглан LHS 1140b экзопланетийг амьдралын хамгийн сайн танигдсан нэр дэвшигч гэж нээсэн. Энэ нь дэлхийгээс 1140 гэрлийн жилийн зайд орших улаан одой LHS 18-ийг тойрон эргэдэг. Одон орон судлаачид энэ гарагийг дор хаяж таван тэрбум жилийн настай гэж тооцоолжээ. Тэд бараг 1,4 1140 диаметртэй гэж дүгнэсэн. км - энэ нь дэлхийгээс XNUMX дахин том хэмжээтэй. LHS XNUMX b-ийн масс ба нягтын судалгаагаар энэ нь өтгөн төмрийн цөмтэй чулуулаг байж магадгүй гэж дүгнэсэн. Танил сонсогдож байна уу?

Хэсэг хугацааны өмнө нэг одны эргэн тойронд дэлхийтэй төстэй долоон гаригийн систем алдартай болсон. TRAPPIST-1. Тэдгээрийг хостын одноос хол зайд нь "b" -ээс "h" хүртэл тэмдэглэнэ. Эрдэмтдийн хийсэн дүн шинжилгээ, "Nature Astronomy" сэтгүүлийн XNUMX-р сарын дугаарт нийтэлсэн дүн шинжилгээ нь гадаргын дунд зэргийн температур, дунд зэргийн түрлэгийн халалт, хүлэмжийн нөлөөнд хүргэдэггүй цацрагийн хангалттай бага урсгал зэргээс шалтгаалан амьдрах боломжтой гаригуудад хамгийн сайн нэр дэвшигчид гэж "e" харуулж байна. ” объект болон “e”. Эхнийх нь усан далайг бүхэлд нь хамарсан байж магадгүй юм.

TRAPPIST-1 системийн гаригууд

Тиймээс амьдралын таатай нөхцөлийг олж мэдэх нь бидэнд аль хэдийн хүрэх боломжтой юм шиг санагддаг. Харьцангуй энгийн, цахилгаан соронзон долгион ялгаруулдаггүй амьдралыг өөрөө алсаас илрүүлэх нь огт өөр түүх юм. Гэсэн хэдий ч Вашингтоны их сургуулийн эрдэмтэд удаан хугацаанд санал болгож буй олон тооны хайлтыг нөхөх шинэ аргыг гаргаж ирэв. гаригийн агаар мандал дахь хүчилтөрөгч. Хүчилтөрөгчийн санааны сайн тал нь амьдралгүйгээр их хэмжээний хүчилтөрөгч үйлдвэрлэхэд хэцүү байдаг ч бүх амьдрал хүчилтөрөгч үүсгэдэг эсэх нь тодорхойгүй байдаг.

"Хүчилтөрөгчийн үйлдвэрлэлийн биохими нь нарийн төвөгтэй бөгөөд ховор тохиолддог" гэж Вашингтоны их сургуулийн Жошуа Криссансен-Тоттон Science Advances сэтгүүлд тайлбарлав. Дэлхий дээрх амьдралын түүхэнд дүн шинжилгээ хийснээр хийн хольцыг тодорхойлох боломжтой байсан бөгөөд тэдгээр нь хүчилтөрөгчтэй адил амьдрал байгааг илтгэдэг. -ийн тухай ярьж байна нүүрстөрөгчийн дутуу исэлгүй метан ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийн холимог. Яагаад сүүлчийнх нь байдаггүй юм бэ? Хоёр молекул дахь нүүрстөрөгчийн атомууд исэлдэлтийн янз бүрийн түвшинг илэрхийлдэг. Урвалын нөлөөгөөр нүүрстөрөгчийн дутуу исэл үүсэхгүйгээр биологийн бус процессоор исэлдэлтийн зохих түвшинг олж авах нь маш хэцүү байдаг. Жишээлбэл, метан ба CO-ийн эх үүсвэр бол₂ Агаар мандалд галт уулууд байдаг тул нүүрстөрөгчийн дутуу исэл зайлшгүй дагалддаг. Түүнээс гадна энэ хий нь бичил биетэнд хурдан бөгөөд амархан шингэдэг. Энэ нь агаар мандалд байдаг тул амьдрал оршин тогтнохыг үгүйсгэх нь дээр.

2019 онд НАСА хөөргөхөөр төлөвлөж байна Жеймс Уэбб сансрын дуранЭдгээр гаригуудын агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар исэл, метан, ус, хүчилтөрөгч зэрэг хүнд хий байгаа эсэхийг илүү нарийвчлалтай судлах боломжтой болно.

Анхны экзопланетийг 90-ээд онд нээсэн. Түүнээс хойш бид 4 орчим системд бараг 2800. экзопланет, түүний дотор амьдрах боломжтой хорь орчим гаригийг аль хэдийн баталсан. Эдгээр ертөнцийг ажиглах илүү сайн хэрэгслүүдийг хөгжүүлснээр бид тэнд байгаа нөхцөл байдлын талаар илүү мэдээлэлтэй таамаглал дэвшүүлэх боломжтой болно. Үүнээс юу гарахыг харах л үлдлээ.