Сколько внеземных цивилизаций могут общаться в нашей галактике прямо сейчас? Ответ: больше, чем одна

Астрономы говорят, что новый способ подсчета числа развитых инопланетных культур предполагает, что мы не одиноки, но при этом мы никогда не сможем никого встретить.

Принцип Коперника – идея, что Земля не в центре Вселенной и не является особенной. Когда Николай Коперник впервые заявил об этом в 16 веке, это привело к совершенно новому взгляду на нашу планету.

С тех пор, ученые стали использовать принцип более широко и предположили, что у людей нет особых привилегий во Вселенной. Мы просто обычные наблюдатели, сидящие на обычной планете в обычной части обычной галактики.

Данная форма мышления имела серьезные последствия. Это привело Коперника к идее, что Земля вращается вокруг Солнца, а Эйнштейна – к общей теории относительности. И она регулярно направляет мышление физиков, астрономов и космологов о природе Вселенной.

Художественное представление потенциально обитаемой экзопланеты

Сейчас Том Уэстби и Кристофер Конселис из Ноттингемского университета в Великобритании использовали принцип Коперника, чтобы по-новому взглянуть на существование внеземных цивилизаций. Они считают, что принцип подразумевает отсутствие особенных условий на Земле, которые позволили бы разумной жизни эволюционировать. Поэтому, где бы ни существовали эти условия, разумная жизнь, вероятно, будет развиваться примерно в том же масштабе времени, что и здесь.

У «астробиологического принципа Коперника» важное значение для того, чтобы астрономы смогли оценивать количество внеземных цивилизаций, способных общаться с нами. На самом деле, Уэстби и Конселис сократили числа и говорят, что, учитывая самые строгие ограничения, которые они могут установить для чисел, то вероятно, прямо сейчас существует около 36 цивилизаций с такой возможностью. Но цифры приводят с существенным предостережением, которое также проливает свет на парадокс Ферми, который известен предположением, что, если бы существовали разумные инопланетяне, мы наверняка должны были бы их уже увидеть.

Немного предыстории. Еще в 1961 году американский астрофизик Фрэнк Дрейк записал уравнение, которое оценивает число взаимодействующих внеземных цивилизаций в нашей галактике.

Уравнение Дрейка

Астрофизик Фрэнк Дрейк

Уравнение Дрейка начинается с оценки количества звезд в галактике, а затем вычисляет долю планет в обитаемой зоне. Затем он оценивает долю, на которой развивается жизнь, и затем те, на которых жизнь становится разумной и способной общаться.

Последнее выражение – отрезок времени, в течении которого эта цивилизация передает сигналы, которые мы могли бы обнаружить. Результатом является количество цивилизаций, с которыми мы могли бы общаться сегодня.

Выглядит формула следующим образом:

N=R\cdot f_{p}\cdot n_{e}\cdot f_{l}\cdot f_{i}\cdot f_{c}\cdot L

где:

$N$ — количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
$R$ — количество звёзд, образующихся в год в нашей галактике;
$f_p$ — доля солнцеподобных звёзд, обладающих планетами;
$n_{e}$ — среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
$f_{l}$ — вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
$f_{i}$ — вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
$f_{c}$ — отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;
$L$ — время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна и хочет вступить в контакт).

За прошедшие годы астрофизики по-разному интерпретировали эти числа, пересматривая свои оценки по мере того, как появляются новые идеи и данные наблюдений. И за последние несколько лет появилось много новых данных наблюдений, которые могут подтвердить некоторые цифры.

В частности, астрономы подтвердили существование экзопланет и начали понимать, насколько они распространены в обитаемых зонах по всей галактике. И это дает некоторые твердые числа, чтобы начать решать уравнение Дрейка. Уэстби и Консилис должным образом обновили уравнение с последними данными.

Но они также значительно продвинулись, используя астробиологический принцип Коперника. Это идея, что если планета находится в обитаемой зоне системы, которая богата более тяжелыми элементами, необходимыми для жизни, то разумная жизнь возникнет в промежутке времени от 4,5 до 5,5 миллиардов лет.

Перед вами схема планетарной системы у звезды GJ 357. Планета выполняет орбитальное вращение внутри зоны обитаемости и может располагать жидкой водой. Ученым теперь нужно подтвердить, что GJ 357 d располагает атмосферным слоем

Обосновано тем, что разумная жизнь возникла на Земле более 5 миллиардов лет назад, и в нашем уголке Вселенной нет ничего особенного. Таким образом, то же самое произойдет за этот же период времени в других аналогичных местах.

Тем не менее, это гораздо более строгое предположение, чем воображение жизни, которое может появиться в любое время после того, как планете 5 миллиардов лет (многим звездам 10 миллиардов лет). Вот почему исследователи называют это сильным условием.

Когда астрономы вводят эти числа в уравнение Дрейка, то число цивилизаций становится огромно. Но есть еще один ограничивающий фактор – продолжительность времени, в течение которого эти цивилизации общаются – столетия, тысячелетия или даже дольше. Очевидно, что чем дольше они могут общаться, тем больше вероятность того, что мы с ними пересекаемся.

Тем не менее, Уэстби и Конселис ставят на 100 лет. «Мы знаем, что у нашей цивилизации уже была радиосвязь», - говорят они. Так что это нижний предел, на котором они основывают свои расчеты.

И результаты делают для более интересного чтения. «В сильных условиях мы нашли, что в нашей галактике должно быть не менее 36 цивилизаций», - говорят Уэстби и Конселис, хотя их число может достигать, как и 211, так и всего четыре.

Галактическое скопление Abell 1703

Это может показаться значительным числом, но в галактике много места. По словам исследователей, если бы они равномерно распространились по всей галактике, эти цивилизации были бы на большом расстоянии друг от друга. «Ближайшие находились бы на максимальном расстоянии, указанном в 17 000 световых лет, что делало бы невозможной связь или даже обнаружение этих систем с существующей технологией», - говорят они.

Парадокс Ферми

Энрико Ферми

И это отрицает парадокс Ферми, который иногда используется, чтобы предположить, что мы должны быть одни во вселенной. Дело не в том, что там нет никаких разумных цивилизаций, а в том, что они распределены по всей галактике настолько тонко, что мы не можем их обнаружить.

Как заметил Дуглас Адамс: космос велик. И количество, которое мы искали для признаков разумной жизни чрезвычайно мало. Уэстби и Конселис указывают на расчеты, согласно которым объем, по которому производится поиск, эквивалентен всего лишь 7700 литрам Земных океанов.

Конечно, исследователи хорошо знают об ограниченности своих аргументов. Они признают хорошо известное предупреждение о том, что нельзя делать какие-либо выводы из одного образца. Но это не мешает им спекулировать.

Исследователи также приходят к другим интересным выводам. Они указывают на то, что, если они предполагают, что примитивная жизнь возникает там, где условия проходят достаточно долго, тогда вселенная должна изобиловать этим. «Такие щедрые предположения приводят к предполагаемому количеству мест обитания примитивной жизни в Млечном Пути, которые достигают десятков миллиардов», - говорят они.

Единственный вопрос сейчас заключается в том, как скоро мы увидим доказательства.