Fermi- paradoxen är frånvaron av synliga spår av utomjordiska civilisationers aktiviteter som skulle behöva bosätta sig i hela universum under miljarder år av dess utveckling. Paradoxen föreslogs av fysikern Enrico Fermi , som ifrågasatte möjligheten att hitta utomjordiska civilisationer, och är förknippad med ett försök att svara på en av de viktigaste frågorna i modern tid: "Är mänskligheten den enda tekniskt avancerade civilisationen i universum?" . Ett försök att besvara denna fråga är Drake-ekvationen , som uppskattar det möjliga antalet utomjordiska civilisationer som kan ta kontakt. För vissa värden av de okända parametrarna kan det ge en ganska hög uppskattning av chanserna för ett sådant möte. Till sådana slutsatser svarade Fermi att om det skulle finnas många avancerade civilisationer i vår galax , så måste frågan besvaras: "Var är de? Varför ser vi inga bevis på intelligent utomjordiskt liv, såsom sonder, rymdfarkoster eller radiosändningar?” [1] . De antaganden som ligger till grund för Fermi-paradoxen kallas ofta för "Fermi-principen" .
Paradoxen kan formuleras på följande sätt. Å ena sidan finns det många och välgrundade argument för att det borde finnas ett betydande antal tekniskt avancerade civilisationer i universum. Å andra sidan finns det inga observationer som skulle bekräfta detta. Situationen är paradoxal och leder till slutsatsen att antingen vår förståelse av naturen eller våra observationer är ofullständiga och felaktiga. Som Enrico Fermi sa: "Var är de då?" .
Ett stort antal teoretiska resolutioner eller förklaringar till Fermi-paradoxen har föreslagits av olika författare. Omfånget av dessa hypoteser är mycket brett: från att hävda jordens unika karaktär som en beboelig planet eller omöjligheten att särskilja artificiella signaler från naturliga till " zoohypotesen ".
Två år före sin död formulerade K. E. Tsiolkovsky , i en filosofisk anteckning som inte hade publicerats på länge, denna paradox och föreslog djurparkshypotesen som en lösning [2] .
Det finns en miljon miljarder solar i det kända universum. Därför har vi samma antal planeter som liknar jorden. Det är otroligt att förneka livet på dem. Om det har sitt ursprung på jorden, varför visas det då inte under samma förhållanden på planeter som liknar jorden? De kan vara mindre än antalet solar, men ändå måste de vara det. Du kan förneka liv på 50, 70, 90 procent av alla dessa planeter, men på alla - det är absolut omöjligt. <…>
Vad är grunden för förnekandet av intelligenta planetväsen i universum? <...> Vi får höra: om de var det skulle de besöka jorden. Mitt svar är: de kanske kommer på besök, men det är ännu inte dags för det. <...> Tiden måste komma då mänsklighetens genomsnittliga utvecklingsgrad kommer att vara tillräcklig för att vi ska få besök av himmelska invånare. <...> Vi kommer inte att besöka vargar, giftiga ormar eller gorillor. Vi dödar dem bara. Himlens perfekta djur vill inte göra detsamma mot oss.
- K. E. Tsiolkovsky. Planeterna är bebodda av levande varelserStrax före andra världskrigets utbrott emigrerade Enrico Fermi till USA. Den 2 januari 1939 bosatte han sig i New York med sin familj . Han undervisade först vid Columbia University med sin kollega Leo Szilard . Efter det gick de tillsammans till University of Chicago för att arbeta med Chicago Woodpile- projektet, den första kärnreaktorn . Den 2 december 1942 kunde de utföra den första kontrollerade kärnkedjereaktionen . Efter det blev Fermi involverad i Manhattan-projektet och började arbeta på Los Alamos National Laboratory , där han stannade till slutet av kriget. Sedan - 1945 - som belöning för sitt arbete med atombomben fick han amerikanskt medborgarskap [3] [4] .
Den berömda frågan "Är vi den enda intelligenta och tekniskt avancerade civilisationen i universum?" frågade Fermi sommaren 1950 i cafeterian på Los Alamos-laboratoriet under ett informellt samtal med tre av sina kollegor. Det exakta innehållet i samtalet beskrivs på olika sätt i dess vittnenas memoarer. Samtalet mellan Fermi och hans tre kollegor – Edward Teller , Emil Konopinski Herbert York – var helt off the record. Enligt Carl Sagan var själva faktumet i detta samtal påhittat [5] , men en undersökning av Eric M. Jones publicerad 1985 [6] indikerar att ett sådant samtal faktiskt ägde rum. Vittnesmålen från de tre forskarna som deltog i det, såväl som de som var i närheten, representerar den enda informationskällan om detta samtal. Fermi själv har tydligen inte uttalat sig i denna fråga. Jones återställde omständigheterna för det mötet genom att kontakta Fermis kollegor per post, samt med alla som kunde vara närvarande i det ögonblicket i "Fuller Lodge" ( eng. Fuller Lodge ), laboratoriepersonalens matsal, där samtalet tog plats. Det mest tillförlitliga beviset anses vara Hans Marks vittnesmål, även om han inte deltog direkt i samtalet [6] . Herbert York noterade att samtalet ägde rum sommaren 1950, i alla fall efter publiceringen av tecknad serie av Alan Dunn , daterad den 20 maj 1950 [7] [8] .
Emil Konopinski kunde i korrespondens med Jones mycket tydligt minnas en konversation som i allmänhet handlade om utomjordingar. En italiensk fysiker vid den tiden pratade om en tecknad serie som dök upp i The New Yorker den 20 maj 1950. Dess författare Alan Dunn, för att förklara de mystiska försvinnandena av gatukärl som inträffade kort tidigare i New York, avbildade utomjordingar som lastade av jordbundna soptunnor på sin planet från ett flygande tefat. Detta var drivkraften till ett entusiastiskt samtal mellan männen som satt vid bordet om möjligheten av existensen av utomjordiskt liv och bevis på en sådan möjlighet [9] . Konopinski tillade att från denna teckning övergick konversationen till ett mer allvarligt ämne [6] [10] . Framför allt diskuterades det faktum att vi inte observerar några spår, varken visuella eller radio. Fermi frågade: "Om utomjordingar finns, var är de?" Konopinski påminde om att Fermis fråga lät mer så här: "Har du tänkt på var alla är?" [11] . Enligt Fermi kan det finnas tre typer av bevis: sonder, fartyg eller radiosändningar. Men ingenting av detta har upptäckts av mänskligheten. Enligt Michel Michaud föreslog Fermi vid det tillfället en tidig informell version av Drake-ekvationen , formulerad tydligare av Frank Donald Drake några år senare [12] .
En av de moderna hypoteserna, kallad "den unika jordhypotesen", hävdar att flercelligt liv kan vara extremt sällsynt på grund av den möjliga exklusiviteten och sällsyntheten hos jordiska planeter. Den hävdar att en serie otroliga tillfälligheter möjliggjorde uppkomsten av komplexa livsformer på jorden. Några exempel på sådana matcher ges nedan.
I galaxens spiralspolar blossar ofta supernovor upp , vars strålning , enligt författarna till hypotesen, gör utvecklingen av högre livsformer omöjlig. Enligt författarna till hypotesen befinner sig vårt solsystem i en speciell galaktisk bana inuti Vintergatan : det är en nästan regelbunden cirkel med en sådan radie som gör att det kan röra sig med samma hastighet som gravitationschockvågorna som bildar spiralen galaxens armar. Jorden har funnits mellan galaxens spiralarmar i många hundra miljoner år, eller tre hela galaktiska år – det vill säga nästan hela tiden som högre former av liv har funnits på jorden.
Ett annat väsentligt element är månen. Den populära jättenedslagshypotesen säger att månen bildades i en sällsynt kollision mellan en ung jord och en planet i storleken Mars för cirka 4,45 miljarder år sedan. Kollisionen som ledde till bildningen av månen borde bara ha inträffat i en viss vinkel - en rät vinkel skulle förstöra jorden, en mildare vinkel skulle leda till att planeten som kolliderar med jorden helt enkelt skulle rikoschettera bort från jorden . Tidvatten som orsakades av månen stabiliserade jordens axel – utan månens inflytande skulle precessionen av jordens axel bli mycket större och provocera fram ogynnsamma klimatförändringar som regelbundet skulle kunna förstöra livet under utveckling och rulla tillbaka det till enkla former. Månens tidvatten värmde förmodligen upp jordens kärna , som måste smältas för att generera ett magnetfält som avsevärt försvagar solvindens inflytande ( magnetisk dynamohypotes ) .
Förespråkare av motsatt synpunkt insisterar på att kravet på existensen av jordiska förhållanden för livets existens vittnar om den så kallade kolchauvinismen - en alltför snäv syn på livets natur, med undantag för livsformer som bygger på en olika biokemi .
En hypotes som säger att avancerade civilisationer hittar ett sätt att fly till andra universum (till exempel genom maskhål) och samtidigt förlora lusten att återvända. Formulerad av doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper N. S. Kardashev [13] (som föreslog tre nivåer av civilisation , se även Dyson Sphere ).
Enligt denna hypotes upptäcker civilisationen ganska snabbt (inom flera århundraden efter upptäckten av radiovågor) ett enkelt sätt att få fram farlig teknik (som atombomber eller annan teknik som kan förstöra hela livsmiljön), som några av dess representanter lyckas använda eller skapa (i laboratorier) farliga mikroorganismer som en gång i planetens biosfär lätt sprids över hela planeten och blir orsaken till en dödlig sjukdom som visar sig så sent att civilisationen efter upptäckten inte har tid att utveckla behandlingsmetoder . Därav den stora tystnaden. Av denna anledning tror vissa människor till och med att det är nödvändigt att helt överge den tekniska utvecklingen - gå till noll eller negativ ekonomisk tillväxt - för att sträcka ut så mycket som möjligt. Anledningen till att en sådan "bomb" inte kan döljas för allmänheten är detsamma som omöjligheten att hålla någon annan viktig kunskap från allmänheten tillräckligt länge (se konspirationsteori ).
Ett annat scenario av självförstörelse kan vara bildandet av ett svart hål i en enhet som liknar LHC , som som ett resultat kommer att dra in hela det omgivande utrymmet, inklusive planeten och hela stjärnsystemet. Samtidigt är det extremt svårt att upptäcka ett sådant svart hål, eftersom dess händelsehorisontradie är mycket liten och gravitationsfältet på långa avstånd liknar fältet för en stjärna. Dessutom kan ett svart hål som bildas av en planet som sugs in i det helt enkelt stanna kvar i sin bana runt stjärnan.
Men alla dessa hypoteser innebär att man skaffar något mycket mer komplext än upptäckten av radiovågor, så åtminstone flera decennier av ett "radiovågspår" kan förväntas från sådana civilisationer.
Om vi antar att det finns en miljon beboeliga planeter i vår galax och att en civilisation som kan sända radiosignaler inte har funnits i mer än 4 tusen år, så finns det i vår galax bara en civilisation, förutom vår, som kan sända radio signaler. [fjorton]
Det är möjligt att sannolikheten för uppkomsten av ett virus eller annan mikroorganism med lång inkubationstid, snabb spridning och mycket hög dödlighet är så stor att sannolikheten för att en civilisation ska hålla i minst 100 år är försvinnande liten.
Förespråkare av Carl Sagans mer optimistiska uppskattningar av parametrarna i Drake-ekvationen hävdar att intelligent liv är vanligt i universum. Vissa av dem tror att genom att acceptera parametrarna i Drake-ekvationen som är motiverade, enligt deras åsikt, kommer vi till slutsatsen att närvaron av ett stort antal utomjordiska civilisationer inte bara är möjlig, utan "praktiskt sett garanterad". Ändå anser Fermi-principen att på grund av bristen på bevis för motsatsen är mänskligheten den enda tekniskt avancerade civilisationen i åtminstone vår del av Vintergatan.
En annan förklaring till bristen på signaler är antagandet att civilisationen blir tekniskt avancerad samtidigt som möjligheten till oundviklig självförstörelse - till exempel på grund av kärnvapenkrig eller miljökatastrof. Således har en civilisation antingen mycket kort tid att uppmärksammas, eller så existerar den inte alls.
Vårt solsystem skulle, om det observerades från ett avstånd av flera tiotals ljusår , vara mycket ovanligt på grund av den onormalt höga nivån av radioemission från en oansenlig stjärna. Det kan antas att en så kraftfull radioutsändning från en angränsande stjärna av jordbaserade astronomer också omedelbart skulle identifieras som avvikande. Å andra sidan, ju längre stjärnan och dess planeter är från observatören, desto mer föråldrad information får han om dem. Så, till exempel, bara 150 ljusår från solsystemet, kommer markbundna radiosändningar att vara fundamentalt svårfångade fram till 2045, eftersom radiokommunikation på jorden bara har funnits sedan 1895 och de första markbundna radiosignalerna ännu inte har färdats motsvarande sträcka.
Radio- och visuella data har ackumulerats under flera decennier som en del av Ozma , SETI och andra initiativ som syftar till att hitta beboeliga planeter utanför solsystemet. Hittills har ingen stjärna av soltyp hittats med en onormalt hög intensitet av radioemission - vilket verkar tyda på att vi är den enda arten som använder radiovågor i vår del av galaxen (det enda undantaget är observationen "Wow!" - signal , vars beskaffenhet dock ännu inte är tillförlitligt klarlagd). Dessutom kännetecknas förmodligen de flesta planeter som identifieras utanför solsystemet av alltför hårda förhållanden för bildandet av avancerade livsformer.
Förespråkare av teorin om närvaron av utomjordiskt liv ger följande förklaringar till dessa fakta:
Förespråkare av Fermi-principen hävdar att intensiteten av radiosändningarna från en tillräckligt avancerad civilisation, om den har tillräckligt med tid att utvecklas, så småningom kommer att överstiga strålningen från dess stjärna i detta intervall. Eftersom radiovågor är ett enkelt och billigt kommunikationsmedel kan varje tekniskt avancerad civilisation förväntas använda åtminstone en del av detta spektrum under sin utveckling.
Om alla civilisationer i universum beter sig som en jordisk civilisation, där hundratals gånger mer tid ägnas åt att söka efter interstellära radiomeddelanden än att sända sina egna radiomeddelanden, så är förklaringen till universums tystnad trivial: "alla söker, men ingen släpper ut” - en sådan förklaring är kärnan i ”SETI-paradoxen” [17] .
Motståndare nämner dock bristen på verktyg för att bearbeta alla signaler som en möjlig orsak till den uppenbara bristen på intelligenta signaler. Till exempel hävdar chefsastronomen för SETI-institutet , Seth Szostak , att det i galaxen kan finnas ett stort antal radiosändare nära hundratals miljarder stjärnor, men för att fånga och bearbeta alla signaler behöver du helt enkelt enorm datorkraft, som för närvarande är otillgänglig för en jordisk person [18] . Dessutom, enligt deras åsikt, kan utomjordiska civilisationer helt enkelt använda andra kommunikationsmetoder än radiovågor, eller av någon anledning dölja själva fakta om kommunikationssessioner. Deras motståndare påpekar samtidigt att detta verkligen kan vara fallet, men bara om det finns eller har funnits ett mycket litet antal civilisationer, och om det fanns så många som Sagan och Drake förutspådde, så även om bara en del av dessa använde radio under utvecklingen, skulle detta vara tillräckligt för att märkbart påverka radiospektrumet för vissa stjärnor.
Uttalandet om frånvaron av verktyg för att bearbeta alla signaler som en möjlig orsak till den påstådda frånvaron av intelligenta signaler är också tillämpligt på uppfattningen av människan som en biologisk varelse. Eftersom perceptionsapparaten är baserad på tolkningen av signaler från receptorer med hjälp av ett neuralt nätverk är dess egenhet känd: oförmågan att känna igen en bild utan träning. Med andra ord, för mänskligt erkännande av spår av främmande civilisationer är det nödvändigt att de pekas ut och förklaras vara spår av främmande civilisationer. Sådana indikationer strider dock mot det grundläggande kriteriet om falsifierbarhet och förkastas av akademisk vetenskap, särskilt om den hittade bilden redan har en stabil jämförelse med traditionell kultur. Därför är fynd vars tekniska egenskaper inte överensstämmer med den officiella historien av särskilt intresse. Men det finns inte heller några garantier för att sådana fynd inte kommer att visa sig vara spår av för närvarande okända högteknologiska mänskliga paleocivilisationer.
I början av SETI, i början av 1960-talet, påpekade Sebastian von Horner naiviteten i slutsatserna om frånvaron av utomjordiska civilisationer i det observerbara universum . Enligt hans åsikt, med sådana ofullkomliga och inte speciellt anpassade verktyg för att söka efter artificiella radiosignaler, är det pseudovetenskapligt att förklara att "universums tystnad" är ett experimentellt etablerat faktum. Ett enkelt exempel: Yevpatoriya-radarantennen som används för att sända MRP (interstellära radiomeddelanden) har ett mycket smalt strålningsmönster och upptar en tiomiljondel av det på himlen. Sökningen efter MCI utförs med samma antenner. Därför visar sig sannolikheten att i det ögonblick en utomjordisk civilisation överför sin MCI mot jorden, vi tittar exakt i rätt riktning, vara försumbar, eftersom denna sannolikhet är produkten av de angivna delarna. Dessutom krävs det att "gissa" MCI-sändningstiden och ställa in mottagaren till önskad våglängd. Von Horner noterade att endast människor som är oändligt långt från verkligheten på allvar kan konstatera att frånvaron av signaler är liktydigt med frånvaron av utomjordiska civilisationer.
Liksom den unika jordhypotesen säger den antropiska principen att universum är " finjusterat " till den livsform vi känner. Hypotesens förespråkare hävdar att eftersom livet på jorden skulle vara omöjligt om någon av de många parametrarna i det fysiska universum ändrades till och med lite, verkar det som om människor har en fördel framför någon annan form av intelligent liv. Antagandet att människor är den enda intelligenta arten i kosmos görs rimligt. Ännu mer övertygande är verken av Stephen Hawking , publicerad 2004. Dessa tidningar säger att det finns en 98% chans att Big Bang kommer att skapa ett universum av den typ vi ser idag.
Kritiker invänder och förklarar detta uttalande som en tautologi - i ett modifierat universum existerar kanske inte liv i den form som vi känner till, men i en annan form.
Dr. Freeman Dyson populariserade konceptet med Dyson Sphere , ett skal runt en stjärna som kan skapas av en avancerad civilisation som försöker få ut det mesta av sin strålningsenergi. Skalets arkitektur beskrevs inte i detalj - olika alternativ för dess design föreslogs. En sådan sfär skulle absorbera det mesta av stjärnans synliga räckvidd och avge ett väldefinierat svart kroppsspektrum , med ett troligt maximum i det infraröda och frånvarande de starka spektrallinjerna som är karakteristiska för glödande plasma . Dyson föreslog att astronomer skulle leta efter stjärnor med anomala spektra, vars närvaro, som han föreslog, endast kan förklaras av existensen av en högt utvecklad civilisation. Från och med 2021 har inga stjärnor med de angivna anomala egenskaperna ännu hittats.
Vissa förespråkare av Fermi-principen hävdar också att en högt utvecklad civilisation bör sträva efter att maximera energin hos sin egen stjärna genom att ändra sin elektromagnetiska signatur.
Dyson föreslog också en typ av instrument som han trodde sannolikt skulle dyka upp under varje högt utvecklad civilisations livstid, och vars frånvaro verkar bekräfta Fermis princip. Enligt Dyson kommer det inom en snar framtid att vara möjligt att bygga en rymdfarkost för att söka efter utomjordiskt liv, som skulle drivas av miljön, och som skulle kunna skapa ett betydande antal kopior av sig själv vid ankomsten till ett annat system för att utöka sökområdet. Antalet sådana sökfordon skulle växa exponentiellt, eftersom vart och ett av de nyskapade fordonen, vid ankomsten till destinationen, skulle återskapas igen, vilket skulle tillåta sökningen att täcka en betydande del av galaxen, trots den övre gränsen som fysiskt begränsar flyghastigheten. Även under en begränsad tid på upp till en miljard år skulle kopior av en sådan enhet redan finnas på alla planeter i galaxen, vilket ännu inte har observerats.
Förespråkare av Fermi-principen påpekar också att vi, baserat på vad vi vet om livets förmåga på vår planet att spridas även i områden med extrema förhållanden och begränsade resurser, bör förvänta oss att en avancerad utomjordisk civilisation nästan säkert kommer att söka nya resurser och genomföra utrymmesutbyggnad. Flera författare har gett sina uppskattningar av hur lång tid det skulle ta för en sådan civilisation att befolka hela galaxen. Enligt deras antaganden skulle detta ta från 5 till 50 miljoner år [19] - en relativt kort tidsperiod på kosmologisk skala.
Men här står vi återigen inför frågan: "Tja, var är de i det här fallet?"
Det uppskattas att diametern på vår galax är cirka 100 tusen ljusår. Och om det finns åtminstone en civilisation i galaxen som kan röra sig mellan stjärnor med en hastighet som är minst 1000 gånger mindre än ljusets hastighet, skulle den om 100 miljoner år sprida sig över hela galaxen. Så varför ser vi inte dess representanter på jorden?
Man tror (detaljer beskrivs i artikeln " Massutrotning ") att under de senaste 500 miljoner åren av livets existens på vår planet, minst fem gånger förstördes det nästan helt som ett resultat av kosmiska och planetariska katastrofer.
På ryska
