Парадокс Ферми

«Absence of evidence is not evidence of absence».  Carl Edward Sagan.

 («Отсутствие доказательства не является доказательством отсутствия») . Карл Саган.

Глядя на звездное небо, мы непроизвольно задумываемся о вселенских масштабах. Осенними ночами, когда небо становится прозрачным, мы можем увидеть вот это:

Но такая апокалиптическую бесконечность граничит с противоположной бесконечностью – созерцаемая нами часть реальной Вселенной предельно  мала. Например, мы видим лишь порядка 2500 звезд, в то время как Млечный Путь (или наша Галактика) по разным оценкам состоит из 200-400 миллиардов звезд. 

Млечный путь (в центр координат находится наша Солнечная Система)

Один миллиард - это очень большое число.  31 год земной жизни содержит чуть меньше миллиарда секунд, а жизнь человека, прожившего более 62 лет, едва достигает 2 миллиардов секунд. Поэтому 200 миллиардов звезд содержащихся только в нашей Галактике – сложно представляемое число. Однако таких галактик как наша – множество. Согласно данным Вселенная содержит в себе не менее 100 миллиардов различных Галактик, а суммарное количество звезд в обозримой Вселенной равняется 10²² (десять в двадцать второй степени).  То есть на каждую песчинку планеты Земля, округленно, приходится по 10000 звезд.

Люди часто испытывают экзистенциональный кризис, начиная задумываться о бесконечности Вселенной. Беспредельное множество звезд и галактик, неопределенность смысла существования всей этой многоликой и таинственной Вселенной, оказывают на человека известное влияние. Ведь, в конечном итоге, размышляя не приземленно, мы еще больше запутываемся в вопросах  ценности не только нашей собственной жизни, но и жизни всей нашей цивилизации, которая с этого ракурса выглядит  не такой многозначительной и важной, как мы можем себе это представлять.

До определённого времени некоторые религии, в частности христианство, утверждали, что Земля – единственная «жилая» планета во Вселенной. Догмат берет свое начало с  канонических рукописей, ведь в Священном Писании не упоминается о жизни на других планетах, но при этом слово «звезда» или «звезды» употребляются сравнительно часто.

Однако, тот факт, что наша цивилизация все же  существует, может в некотором смысле служить поводом к поиску других теоретически-возможных цивилизаций. Ведь  среди 10²² звезд могут быть планеты аналогичные нашим, и даже со схожей историей развития. Наличие других солнечных систем, со сходными условиями для возникновения жизни, является серьезной предпосылкой для гипотез о внеземной жизни.

Академик В. А. Амбарцумян писал: «Если только в одной нашей Галактике насчитываются миллиарды планет и миллионы миллиардов планет во Вселенной, то, несомненно, вопрос о том, могут существовать там другие цивилизации или нет, будет приобретать всё большую актуальность».

Посмотрим на это с точки зрения науки.

Научные круги утверждают, что во Вселенной существует примерно 500 триллионов «солнцеподобных» звезд. Это очень приблизительная цифра, однако, положим ее в начало наших расчетов.  Если учесть, что жизнь возможна лишь на планетах аналогичных по удаленности от Солнца нашей, то во Вселенной (опять таки, по неоднородному мнению ученых) существует не менее 22 % планет на которых теоретически могла развиваться такая же цивилизация, как и наша. В пересчете это примерно 100 триллионов планет. Теперь представим, что лишь в 1 % (одном) от всех случаев, жизнь действительно получила все необходимое для своего развития, что привело к возникновению цивилизации подобной нашей. 

Таким образом, даже исходя из самых  консервативных подсчетов, в наблюдаемой Вселенной может быть не менее 10 квадриллионов разумных цивилизаций. Если подобную аналогию спроецировать непосредственно на нашу Галактику, по соседству с нами должно быть примерно 100000 (сто тысяч) теоретически разумных цивилизаций на том или ином уровне развития.

Мы можем наблюдать на примере нашей планеты, смены эпох, возникновение и полное исчезновение целых цивилизаций и отдельных видов животных и растений.  И не смотря на процессы, влияющие на  глобальные перемены, жизнь сохранилась и дошла до наших дней, несколько раз переливаясь в различные формы. Археологи всего мира могут рассказать о существовании на нашей планете доисторических животных и растений, многие из которых сегодня покажутся нам удивительными. В действительности для жизни динозавров и гигантских папоротников сегодняшний состав воздуха не подходит – возможно, смена химического состава воздуха и является причиной их вымирания.  А дискуссии о событии, способном повилять на смену экологической картины планеты открыты и по сей день.  Словом, история развития любой цивилизации, выглядит как стечение положительных факторов в одной и той  же точке Вселенной на протяжении достаточного количества времени. Что это за факторы, и о каком количестве времени идет речь можно рассуждать на примере нашей известной истории и накопленных знаний.

Как только человек достиг научного и технического прогресса то предпринял и попытки установить контакт с инопланетными цивилизациями, вернее, поиску сигналов от них.  Ведь мы могли бы технически прозреть в мире, где между отдельными цивилизациями, раскиданными по разным концам галактик, идут миллионы зашифрованных друг  другу сообщений, а часть из них – адресованы и вовсе нам. Представим наше удивление, если бы мы вдруг обнаружили, что живем не в изолированной  космической нише, а в громадной системе, где миллионы цивилизаций на протяжении тысяч лет общаются друг с другом и обмениваются научно-техническим опытом между достигшими должного уровня формами разума.

Так в 1959 году стартовал проект  SETI (англ. SETI, Search for Extraterrestrial Intelligence) ставший общим названием различных проектов по поиску внеземных цивилизаций.  Ученными-теоретиками предполагалось, что если во Вселенной существует цивилизация подобная по техническому развитию нашей, то радиосигнал для установления контакта с другими цивилизациями будут осуществляться именно на  универсальной частоте в 1420 МГц ( и обратно – на это же частоте  с соседних галактик можно поймать наши сигналы).

Расскажу лишь о двух  наиболее известных  документально зафиксированных радиосигналах. Один из них, зафиксированный 15 августа 1977 года получил  название «Wow!», так как ученный Джерри Эйман, обнаруживший его, был настолько поражен, что в оригинале распечатки на полях сделал соответствующую запись. Однако повторные попытки поймать этот  радиосигнал на протяжении нескольких лет, успехом не увенчались.

Радиосигнал "Wow!" принятый 15 августа 1977 года ученым Джерри Эйманом

Второй сигнал «SHGb02+14a» обнаруженный в марте 2003 года участниками проекта SETI@home был зафиксирован три раза, общей продолжительностью около минуты. Однако источник сигнала находился между созвездиями Овна и Рыб, где на протяжении более 1000 световых лет не существует ни одной известной звезды (что очевидно не противоречит тому, что там мог находится пролетающий космический корабль, или хотя бы его фрагмент). Сигнал «SHGb02+14a» был изначально зарегистрирован как сигнал с постоянной частотой, которая вскоре резко изменилась от 8 до 37 герц в секунду. На деле это может означать лишь то, что источник сигнала вращался вокруг своей оси со скоростью в 40 раз больше, чем скорость вращения нашей планеты.  Руководитель российского научно-культурного центра SETI, Лев  Гиндилис заявил: «Специалисты SETI давно предполагали, что если представители внеземных цивилизаций захотят с нами связаться, они пошлют сигнал, априори противоречащий законам природы. Справедливости ради надо сказать, что однажды мы уже прокололись. В рамках работы над программой The Search for Extraterrestrial Intelligence один из ведущих специалистов SETI обнаружил объект с красным и фиолетовым спектральным смещением. Все, казалось бы, говорило о том, что он имеет искусственное происхождение. Проще говоря, мы засекли корабль инопланетян, который то приближался к Земле, давая фиолетовое смещение, то удалялся от нее, вызывая красное смещение. Последующие исследования, однако, показали, что загадочный объект является всего лишь звездой, выбрасывающей струи газа в диаметрально противоположных направлениях».

( Стоит упомянуть про проект SETI@home, который на сегодняшний день продолжает набирать все большую популярность среди энтузиастов. 

На сегодняшний день (2014 г) каждый желающий может принять участие в расшифровке радиосигналов принятых с Космоса (и не только ), скачав соответствующий дистрибутив с официального сайта проекта. О том, как работает проект можно узнать подробнее на этом же сайте. Список проектов, в которых вы можете принят участие, достаточно большой: математика, физика, астрономия,  медицина, криптография, исследование окружающей среды  и т.д.)

Оба полученных радиосигнала, в меру своей неинформативности (есть предположения, что оба сигнала связаны с неисправностью работы оборудования), приводят к так называемому парадоксу Ферми, который заключается в том, что несмотря на высокую теоретическую вероятность существования иных цивилизаций,  мы наблюдаем полное отсутствие признаков таковых. 

С другой стороны, возможно, что наше понимание природы не достигло того уровня развития и соответствующих технологий, при которых мы могли бы установить контакт. Сторонники теорий внеземной жизни также утверждают, что по соседству с нами могут находится виды прошедшие этап технологической сингулярности. Технологическая сингулярность – это прорыв в науке, после которого  технологический прогресс становится слишком  сложным и быстрым для человеческого понимания. Данный этап возникает (не доказано) сразу же после создания искусственного интеллекта и интеграции вычислительных систем с обществом.

Отчасти суть проблемы заключается и в том, что Вселенная измеряется предельно-большими расстояниями. Так для того чтобы установить обмен данными с планетой находящейся на расстоянии 25 000 световых лет, нам потребуется не менее 50000 лет ожидания, при условии, что на том конце будет находится цивилизация, которая примет наш сигнал, расшифрует его и захочет ответить. Эффективность такого диалога кажется весьма сомнительной.

С момента появления на Земле радиосвязи в 1859 году, мы беспрерывно шлем в Космос множество сигналов. Наша планета, по сравнению с другими планетами и галактиками издает интенсивное и не на что не похожее радиоизлучение, распространившееся к сегодняшнему дню на расстояние 155 световых лет. Аналогично тому, если на какой-либо планете некая цивилизация использует радиосвязь сравнительно недавно, то существует вероятность, что эти радиосигналы еще не дошли до нас, но однажды будут обнаружены (ровно как эти сигналы могли пройти до того, как мы освоили радиосвязь, и ровно как эти сигналы могут принадлежать уже погибшей цивилизации). 

Другая сторона проблема радиоизлучения заключается в том, что с появлением оптико-волоконных сетей радиоизлучение Земли уменьшилось, и таким образом «звучание» нашей планеты ослабло.  

Человечеством предпринимались попытки посылки радиосигналов в Космос ( METI - англ. Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence — послания внеземным цивилизациям). 

Различают два вида послания – материальные и радиопослания.  

16 ноября 1974 года из обсерватории Аресибо в направлении звездного скопления М13 , находящегося на расстоянии 2500 световых лет, был послано зашифрованное сообщение.

Графическое представление сообщения Аресибо отправленное в 1974 году к звездному скоплению М13 

Сверху вниз в сообщении отражены:

1.  числа от одного до десяти в двоичной системе;

2.  атомные числа (число протонов в ядре атома) элементов водород, углерод, азот, кислород и фосфор;

3.  формулы сахарозы и основания нуклеотидов в дезоксирибонуклеиновой кислоте;

4.  количество нуклеотидов ДНК и другую информацию по ДНК;

5.  человек;

6.  солнечная система;

7. радиотелескоп в Аресибо и размеры передающей антенны.

Звездное скопление М13

Сообщение Аресибо подразумевает, что способная принять такое послание цивилизация уже обладает всеми необходимыми техническими навыками к расшифровке. Например, если бы земляне приняли аналогичное сообщение в 1800 году, то они были бы неспособны расшифровать его (как и принять ).

Через три года, в 1977 году, к космическим аппаратам «Вояджер-1» и «Вояджер-2» были прикреплены позолоченные пластинки с записью звуковых и видеосигналов. 

Позолоченная пластинка с приветствием человека

Предполагалось, что оба аппарата по истечению определенного срока работы покинут Солнечную Систему. «Вояджер-1» на момент написания статьи удалился  от земли на 19,321,103,782  километров, «Вояджер-2» -  15,791,120,042 км. Посмотреть где находятся оба космических аппарата всегда можно на официальном сайте проекта. 

78% данных, записанных на пластинки, составила музыка разных стран и эпох. Сюда вошли произведения Баха, Моцарта, Луи Амстронга, Чака Берри и др.,

22% данных представлены звуками природы и голосов людей. Голоса людей записаны на 55 языках в форме приветствия.

Также пластинка содержит обращение следующего содержания:

«Этот аппарат создан в США, стране с населением 240 млн. человек среди 4-миллиардного населения Земли. Человечество всё ещё разделено на отдельные нации и государства, но страны быстро идут к единой земной цивилизации.
Мы направляем в космос это послание. Оно, вероятно, выживет в течение миллиарда лет нашего будущего, когда наша цивилизация изменится и полностью изменит лик Земли… Если какая-либо цивилизация перехватит „Вояджер“ и сможет понять смысл этого диска — вот наше послание:
Это — подарок от маленького далёкого мира: наши звуки, наша наука, наши изображения, наша музыка, наши мысли и чувства. Мы пытаемся выжить в наше время, чтобы жить и в вашем. Мы надеемся, настанет день, когда будут решены проблемы, перед которыми мы стоим сегодня, и мы присоединимся к галактической цивилизации. Эти записи представляют наши надежды, нашу решимость и нашу добрую волю в этой Вселенной, огромной и внушающей благоговение».

Пластинки были упакованы в футляры содержащие интуитивно-понятные инструкции.

Инструкция выгравированная на футляре пластинок

Надо сказать, что проекты «Воянджер-1» и «Воянджер-2» оказались очень успешными проектами. Благодаря качественно выполненным аппаратам мы получили удивительные снимки соседних планет: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. 

Изображение Юпитера и двух его спутников переданное одним из аппаратов Вояджер

Изображение Большого Красного пятна Юпитера полученное с помощью одного из аппаратов Вояджер

Ученые утверждают, что в течении последующих 20 лет состоится контакт с инопланетными формами разума. При современной научной прогрессии это вполне реальная цифра, хотя и взята, скорее всего, из гипотетических предпосылок. Вопрос в другом:  что бы мы могли рассказать братьям по разуму о себе? Как бы мы им объяснили, что всю сознательную  историю развязываем войны и междоусобицы, что  строим неполноценные семьи, а наши интернаты переполнены ненужными обществу людьми – детьми и инвалидами?  

Возможно, контакт с инопланетным разумом заставил бы нас  взять на себя ответственность за то, что происходит в мире. Ведь все что происходит на планете Земля, не делают только лишь американцы или украинцы. Это делаем мы, и делаем сознательно.

Или быть может парадокс Ферми – это граница воздвигнутая другими цивилизациями достигшими высшего уровня в познании себя,  цивилизациями которые не желают иметь дело с примитивными созданиями только что вырвавшимися из царства животных?

Как бы то не было, пожалуй, сегодня  важно лишь одно – познание продолжается, и будет продолжаться, пока жив человек поспешно назвавший себя "разумным".