Fermi paradoksas

Fermi paradoksas – prieštaravimas tarp apskaičiuotų didelių nežemiškų civilizacijų egzistavimo tikimybių ir kontakto su jais ar jų egzistavimo įrodymų nebuvimo. Šį paradoksą 1950 m. neformalioje diskusijoje suformulavo fizikas Enrico Fermi ir detaliau 1975 m. išnagrinėjo Michael H. Hart, todėl kartais tai vadinama Fermi-Hart paradoksu. Kitas glaudžiai susijęs klausimas yra vadinamas didžiąja tyla: „Net jei keliavimas tarp žvaigždžių yra pernelyg sudėtingas, kad juo kas nors užsiiminėtų, bet civilizacija yra dažnas reiškinys, kodėl mes nesugauname jų radijo signalų?“

Grafinė reprezentacija. Jos išsiuntimas buvo pirmasis žmonijos bandymas susisiekti su nežemiška civilizacija naudojantis radijo ryšiu.

Paradoksas

Apskaičiuota, kad Paukščių Take yra 100–400 milijardų žvaigždžių, o regimoje visatoje – 70 sekstilijonų (7 x 10²²). Didelis visatos amžius (13,7 milijardo metų) ir milžiniškas žvaigždžių skaičius, atrodo, turėtų reikšti, kad net jei civilizacijos išsivystymo tikimybė yra ir labai maža, vien Paukščių Take jų turėtų būti daugybė. Bet jei Paukščių Tako galaktikoje gyvena daugybė pažangių civilizacijų, kodėl mes nepastebėjome jokių nežemiškų kosminių laivų arba zondų? Juk atrodo, kad išsivysčiusios civilizacijos, siekdamos naujų resursų, turėtų kolonizuoti savo ir aplinkines žvaigždžių sistemas ar net visą galaktiką. Iškyla klausimas, kodėl visata dar nėra kolonizuota? Jei to daryti dėl kokių nors priežasčių neapsimoka arba neįmanoma, visatos tyrinėjimas vis tiek yra įmanomas. Bet kol kas nėra rasta jokių nei tyrinėjimo, nei kolonizavimo ženklų. Tą galbūt galima paaiškinti dideliais atstumais, kurie skiria kosminius objektus ir galimu tokių kelionių brangumu. Bet tokiu atveju išlieka klausimas, kodėl mes nematome jokių nežemiškų civilizacijų ženklų?

Dreiko lygtis

Pagrindinis straipsnis – Dreiko lygtis.

Buvo pasiūlyta daugybė teorijų ir principų, susijusių su Fermi paradoksu, bet glaudžiausiai susijusi yra Dreiko lygtis, kurią 1960 m. suformulavo , norėdamas rasti sistematinį būdą, kaip vertinti daugybę tikimybių, susijusių su nežemiška gyvybe. Dreiko lygtis atrodo taip:

${\displaystyle N=R^{\ast }\times f_{p}\times n_{e}\times f_{\ell }\times f_{i}\times f_{c}\times L\!}$

kur:

N yra civilizacijų, su kuriomis kontaktas galėtų būti įmanomas, skaičius mūsų galaktikoje.

R^* – vidutinis per metus susiformuojančių žvaigždžių skaičius mūsų galaktikoje.

f_p – dalis žvaigždžių, kurios turi planetų. Pavyzdžiui, jei pusė žvaigždžių turi planetų, tai f_p = 0,5

n_e – vidutinis gyvybę galinčių turėti planetų skaičius vienai planetų turinčiai žvaigždei

f_ℓ – dalis viršuje esančius reikalavimus atitinkančių planetų, kuriose iš tikrųjų išsivysto gyvybė.

f_i – dalis aukščiau esančius reikalavimus atitinkančių planetų, kuriose išsivysto protinga gyvybė.

f_c – dalis civilizacijų, kurios sukuria technologijas, išleidžiančias aptinkamus savo egzistencijos ženklus į kosmosą.

L – laikas, kaip ilgai tokios civilizacijos vidutiniškai leistų aptinkamus signalus į kosmosą.

Fundamentali lygties problema yra ta, kad paskutiniai keturi nariai (gyvybę turinčių planetų dalis, gyvybės tapimo protinga tikimybė, protingos gyvybės noro ir sugebėjimo bendrauti tikimybė ir tokių civilizacijų egzistavimo trukmė) yra visiškai nežinomi. Mes turime tik vieną pavyzdį (save), todėl galime tik spėlioti, kaip dažnai kiekvienas iš šių įvykių nutinka. Be to, lygtis padaro prielaidą, kad civilizacijos atsiranda ir miršta savo originalios saulės sistemos ribose, atmesdama tarpžvaigždinės kolonizacijos galimybę.

Šią lygtį naudoja ir optimistai, ir pesimistai, gaudami smarkiai besiskiriančius rezultatus. Karlas Saganas, naudodamas optimistinius skaičius, spėjo, kad Paukščių Take yra apie vieną milijoną reikalavimus atitinkančių civilizacijų, nors vėliau sakė, kad skaičius gali būti smarkiai mažesnis. Skeptikai, kaip , įstatė pesimistinius skaičius ir gavo, kad vidutinis civilizacijų skaičius galaktikoje yra smarkiai mažesnis už vieną.

Bandymai išspręsti paradoksą empiriškai

Nežemiškų civilizacijų paieškoms dažnai yra naudojami radioteleskopai.

Akivaizdus paradokso išsprendimo būdas būtų rasti nežemiškos civilizacijos įrodymų. Tokie ieškojimai yra daromi jau nuo 1960 m. Dabartiniais mūsų metodais galima aptikti tik technologijas naudojančias civilizacijas, kurios keičia savo aplinką nustatomu būdu, pvz., naudodamos radijo signalus ar išleisdamos tam tikras dujas. Ko gero daugiausiai dėmesio yra skiriama radijo signalų paieškoms. Manoma, kad radijo technologija yra natūralaus technologinės civilizacijos progreso dalis. Teoriškai radijo signalai turėtų sukurti efektus, kurie gali būti pastebėti per tarpžvaigždinius atstumus. Tai gali būti šalutiniai kokios nors civilizacijos veiklos produktai ar tyčiniai bandymai bendrauti su kitomis gyvybės formomis.

Taip pat manoma, kad spektografinės analizės dėka ateityje bus įmanoma aptikti su gyvybe susijusias dujas (kaip metanas ir deguonis), ar net kitų civilizacijų oro taršą. Be to, buvo pasiūlytos kelios konstrukcijos, kurias nežemiškos civilizacijos galbūt pastatytų, kaip Daisono sfera ir jų taip pat yra įvairias metodais ieškoma. Be viso to, dar yra ieškoma ateivių kosminių laivų ir zondų.

Vienas iš sunkumų vykdant tokias paieškas yra nesugebėjimas išvengti pernelyg žmogiško požiūrio. Dažniausiai ieškoma tokių ženklų, kokius dabar sukelia žmonės, arba kokius galbūt sukeltume, jei turėtume labiau išvystytas technologijas. Bet gali būti, kad nežemiškos civilizacijos turi visiškai kitokius, mums nesuprantamus tikslus ir būdus jiems pasiekti.

Bandymai paaiškinti paradoksą teoriškai

Dalis teoretikų sutinka, kad nežemiškos civilizacijos egzistavimo ženklų nebuvimas įrodo, jog tokių civilizacijų nėra ir bando paaiškinti kodėl. Kiti bando paaiškinti įrodymų nebuvimą neatmesdami nežemiškų civilizacijų galimybės. Kiekvienas iš šių hipotetinių paaiškinimų yra argumentas sumažinti kurį nors Dreiko lygties elementą. Gali būti, kad tiesa yra kelių apačioje pateiktų paaiškinimų derinys. Pavyzdžiui, gyvybė yra retas reiškinys ir civilizacijos yra linkusios save sunaikinti.

Jokios kitos civilizacijos neatsirado

Gali egzistuoti kažkoks filtras, darantis išsivysčiusios, su kitomis bendrauti galinčios civilizacijos atsiradimą mažai tikėtinu. Riba, kurią peržengti reikalinga sėkmė, gali būti toli praeityje (gyvybės atsiradimas, daugialąsčių atsiradimas, išėjimas į sausumą, proto atsiradimas, technologijų sukūrimas), dabartyje (ekologinės problemos, ginklavimosi varžybos, potencialiai pavojingi eksperimentai greitintuvuose) arba mums nežinomoje ateityje. Pavyzdžiui, Žemė turi santykinai labai didelį Mėnulį, kuris sukuria žymius potvynius ir atoslūgius; galbūt jie buvo reikalingi gyvybei išeiti į sausumą. Dauguma, jei ne visos stebimos kometos kilę iš Orto debesies, nebuvo stebėta tokių orbitų, kurios leistų įtarti jog kometa atskrido iš tarpžvaigždinės erdvės. Tai keista nes kometos iš mūsų Orto debesies turėtų dažnai ištrūkti į tarpžvaigždinę erdvę. Gali būti, šis debesis unikalus mūsų sistemai ir kažkuo prisidėjo prie gyvybės atsiradimo. Tolstant nuo galaktikos centro, šiek tiek keičiasi žvaigždžių bei planetų sudėtis: daugėja helio ir vandenilio, mažėja kitų elementų. Arčiau centro daugiau kosminių spindulių kurie gali būti pavojingi. Tuo remiantis kai kada teigiama, jog galaktikos „gyvenamoji zona“ yra gana siauras žiedas aplink branduolį, ne daugiau kaip 10 % žvaigždžių tokioje galaktikoje kaip mūsų.

Tokios teorijos yra dažnai kritikuojamos sakant, kad tai yra argumentas dėl vaizduotės trūkumo ir kad jos supainioja aprašymą, kaip protinga gyvybė atsirado Žemėje, su išvada, kaip protinga gyvybė turi atsirasti.

Civilizacijos yra linkusios save sunaikinti

Gali būti, kad technologijas naudojančios civilizacijos dažniausiai (arba visada) save susinaikina netrukus po to, kai sukuria radiją ar kosminių kelionių technologijas. Susinaikinimas galėtų įvykti, pavyzdžiui, dėl , , netyčinio užteršimo, nanotechnologinės katastrofos, neapgalvotų fizikos eksperimentų, blogai suprogramuoto superintelekto ar pan. Fermi paradokso išsprendimui civilizacija nebūtinai turėtų visiškai išnykti, tik vėl tapti netechnologine.

Viena protinga gyvybė naikina kitas

Teorija jog kažkas (gyvas ar negyvas) tikslingai naikina civilizacijas yra plačiai išnagrinėta tiek mokslinėje fantastikoje, tiek mokslinėje literatūroje. Civilizacijų naikinimas galėtų būti daromas iš ekspansionistinių motyvų, paranojos ar paprasčiausios agresijos. Toli pažengusi civilizacija gali matyti kitas kaip parazitus ar virusus, kurie išnaudoja resursus. Pavojingos gali būti taip pat ir savęs apribojimo keliu pasukusios civilizacijos kurios, saugodamos dabartinę pusiausvyrą, tikslingai ieško ir naikina tas, kurios gali ir sugeba agresyviai plėstis. Ateiviai gali būti „superplėšrūnai“, tokie koks Žemės ekosistemoje yra žmogus. Panašių istorijų būta ir Žemėje: manoma, jog dabartinis žmogus išstūmė ir sunaikino neandertalietį kaip konkuriuojančią rūšį. Naikinimo mechanizmas gali būti ir negyvas, sukurtas ir paliktas civilizacijos, kurios pačios jau seniai nebėra.

Tai paaiškintų, kodėl nematome daugelio civilizacijų – jos arba yra sunaikintos, arba slepiasi, bijodamos dėl savo saugumo. Bet pirmajai civilizacijai ši problema neturėjo iškilti. Kodėl nematome medžiotojų?

Civilizacijos yra pernelyg toli viena nuo kitos erdvėje arba laike

Gali būti, kad nekolonizuojančios, technologijas naudojančios nežemiškos civilizacijos egzistuoja, bet yra paprasčiausiai per toli bet kokiai prasmingai komunikacijai. Jei civilizacijas skiria keli tūkstančiai šviesmečių, abi kultūros gali išnykti dar prieš pradedant kokį nors prasmingą dialogą. Kita galimybė yra, kad civilizacijos periodiškai atsiranda ir išnyksta, bet tai yra toks retas reiškinys, kad dviejų civilizacijų egzistavimas tuo pačiu metu toje pačioje galaktikoje yra labai mažai tikėtinas. Kitaip tariant, gali būti, jog nežemiškos civilizacijos egzistavo prieš išsivystant žmonėms Žemėje ir egzistuos mums išnykus, bet mes esame vienintelė dabar egzistuojanti civilizacija.

Civilizacijos naudoja aptinkamus radijo signalus tik labai trumpą laiką

Jau dabar žmonija pradeda naudoti techniką, kuri technologiniu požiūriu yra ekonomiškesnė, todėl būtų daug mažiau pastebima iš kosmoso daugelio SETI projektų naudojamais metodais. Dėl tokių išradimų kaip skaitmeninė televizija, mūsų matomumo šiais metodais era baigiasi. Jei taip pat nutinka ir su kitomis civilizacijomis, jos išlieka matomos dėl skleidžiamų radijo signalų tik apie šimtą metų. Taigi, galbūt kokia nors civilizacija buvo aptinkama šiais metodais, sakykim, nuo 1325 m. iki 1483 m., bet mes tuo metu negalėjome to pastebėti. Kita galimybė yra, kad nežemiškos civilizacijos bendrauja naudodamos visiškai kitus, mums nesuprantamus fizikos principus.

Žemė yra tyčia izoliuota

Nežemiškos civilizacijos, net turėdamos tam technines galimybes, gali paprasčiausiai nenorėti komunikuoti su žmonėmis. Buvo pasiūlyta daug priežasčių, kodėl taip galėtų būti. Viena jų yra zoologijos sodo hipotezė: labiau pažengę ateiviai stebi Žemę studijoms arba izoliuoja ir saugo mus, panašiai kaip mes saugome nacionalinius parkus. Taip pat įmanoma, jog Žemė yra eksperimentas, kurį kontaktas su kita civilizacija sugadintų. Kita teorija teigia, kad ateiviai nenori trukdyti natūraliam nepriklausomam mūsų vystymuisi ir galbūt susisieks su mumis žmonijos rasei pasiekus tam tikrus etinius, politinius ar techninius reikalavimus.

Susijusi teorija teigia, kad mes gyvename simuliuojamoje realybėje. Kažkas mums galėjo susimuliuoti visatą, kurioje paprasčiausiai nebūtų kitų civilizacijų. Pasak vieno iš žymiausių šios teorijos nagrinėtojų , simuliacijoje galėtų egzistuoti ir nežemiška gyvybė, bet ji negalėtų būti labai smarkiai išsivysčiusi, nes tada ją būtų pernelyg sunku susimuliuoti.

Civilizacijos patiria technologinį singuliarumą

Galbūt technologinės civilizacijos patiria technologinį singuliarumą ir tada būna per daug pakitusios, kad galėtų komunikuoti. Tada joms informacija, kurią gali suteikti žmonija, gali atrodyti pernelyg elementari, todėl jos net nebando su mumis komunikuoti, kaip mes net nebandome kalbėtis su skruzdėlėmis. Kita, ekstremalesnė teorija teigia, kad tokios civilizacijos susikuria dirbtinę virtualią aplinką ir persikelia gyventi į ją, visiškai ignoruodamos išorinę visatą.

Ateiviai yra pernelyg skirtingi

Galbūt žmonių teoretikai nepakankamai įvertino, kaip smarkiai nežemiška gyvybė galėtų skirtis nuo Žemės gyvūnų. Ateivių psichologija gali būti tiesiog pernelyg skirtinga, kad jie galėtų komunikuoti su žmonėmis ir jie galbūt net negali ar nenori bandyti tą daryti. Tokie dalykai kaip matematika, įrankių naudojimas, kalba, gebėjimas bendrauti ir kitos žmonių koncepcijos ateiviams gali būti tiesiog nebūdingos.

Ateiviai ne tik egzistuoja, bet jų yra ir Žemėje

Yra manančių, kad nežemiškos civilizacijos ne tik egzistuoja, bet ir yra čia, Žemėje, bet žmonės nesugeba jų aptikti dėl techninių priežasčių arba visuomenė atsisako patikėti ateivių buvimo Žemėje įrodymais (neatpažinti skraidantys objektai, ateivių grobimai ir pan.). Kiti teigia, kad jei civilizacija sugebėjo atkeliauti į Žemę, tai gali būti, kad jie taip pat yra pakankamai technologiškai išsivystę, kad galėtų čia egzistuoti nepastebėti. Dažniausiai spėliojama, kad Žemėje ateiviai stebi arba tyrinėja mus bei mūsų planetą. Taip pat egzistuoja populiari sąmokslo teorija, teigianti, kad politinis elitas slepia nuo visuomenės turimą informaciją apie ateivius.

Kiti galimi paradokso paaiškinimai

• Ieškome nepakankamai ilgai ir (arba) neteisingai
• Civilizacijos bijo komunikuoti, nes tai gali būti pavojinga
• Tarpžvaigždinis keliavimas ir kolonizavimas yra per brangus
• Mes esame unikalūs dieviškajame plane, kaip teigia kai kurios Vakarų religijos

Taip pat skaitykite

• Astrobiologija
• Dreiko lygtis
• Gyvybės zona
• Kriptozoologija
• SETI

Šaltiniai

1. Wesson, Paul (1992 m. birželio mėn.). „Cosmology, extraterrestrial intelligence, and a resolution of the Fermi-Hart paradox“ (PDF). Royal Astronomical Society, Quarterly Journal. 31: 161–170. ISSN 0035-8738. Nuoroda tikrinta 2007-05-06.
2. Brin, Glen David (1983). „The 'Great Silence': The Controversy Concerning Extraterrestial Intelligent Life“ (PDF). Quarterly Journal of Royal Astronomical Society. 24: 283–309.
3. . BBC. Suarchyvuotas originalas 2012-03-02.
4. „How Many Stars in the Milky Way?“. NASA Blueshift. iš originalo 2016-01-25.
5. „Astronomers count the stars“. news.bbc.co.uk. 2003-07-22. iš originalo 2016-06-12. Nuoroda tikrinta 2016-09-01.
6. http://www.pbs.org/wgbh/nova/origins/drake.html PBS NOVA: The Origins – The Drake Equation
7. John D. Barrow ir Frank J. Tipler (1986). The Anthropic Cosmological Principle p588. Oxford Univ. Press. ISBN .
8. . space.com. 2002-12-02. Suarchyvuotas originalas 2010-11-14. Nuoroda tikrinta 2016-09-01.
9. Habitable Planet Signposts, Astrobiology magazine.
10. http://home.fnal.gov/~carrigan/infrared_astronomy/Fermilab_search.htm 2015-11-17 iš Wayback Machine projekto.
11. http://www.setv.org/ 2007-06-26 iš Wayback Machine projekto.
12. Peter Ward ir Donald Brownlee. Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe. Copernicus Books. January 2000. .
13. A formal description of the hypothesis is given in: Lathe, Richard (2004 m. kovo mėn.). „Fast tidal cycling and the origin of life“. . 168 (1): 18–22. Bibcode:2004Icar..168...18L. doi:10.1016/j.icarus.2003.10.018. „tidal cycling, resembling the polymerase chain reaction (PCR) mechanism, could only replicate and amplify DNA-like polymers. This mechanism suggests constraints on the evolution of extra-terrestrial life.“
14. J. C. Brandt & R. D. Chapman, Rendezvous in Space: the Science of Comets, Freeman, New York, 1992, p. 170, quoted in Simon Conway Morris, The Crucible of Creation: The Burgess Shale and the Rise of Animals, Oxford University Press, 1998, p. 224
15. Lineweaver, Charles H.; Fenner, Yeshe; Gibson, Brad K. (2004). (PDF). Science. 303 (5654): 59–62. :astro-ph/0401024. Bibcode:2004Sci...303...59L. doi:10.1126/science.1092322. PMID 14704421. Suarchyvuotas originalas (PDF) 2006-07-12. Nuoroda tikrinta 2011-09-26.
16. Athena Andreadis. "E. T., Call Springer-Verlag! " SETI League Publications, 2000.
17. Nick Bostrom. „Existential Risks Analyzing Human Extinction Scenarios and Related Hazards“ (DOC). Nuoroda tikrinta 2008-07-29. {{}}: line feed character in |title= at position 18 ()
18. Soter, Steven (2005). „SETI and the Cosmic Quarantine Hypothesis“. Astrobiology Magazine. Space.com. Nuoroda tikrinta May 3, 2006. {{}}: Išorinė nuoroda parametre |publisher= ()
19. Archer, Michael (1989). „Slime Monsters Will Be Human Too“. Aust. Nat. Hist. 22: 546–547.
20. Webb, Stephen. If the Universe Is Teeming With Aliens… Where Is Everybody?, Springer, 2002, pp. 62–71
21. Nick Bostrom, 2003, Are You Living In a Computer Simulation? Philosophical Quarterly, 2003, Vol. 53, No. 211, pp. 243–255. Taip pat skaitykite šią interneto svetainę apie simuliuojamos realybės teoriją.
22. Schombert, James. Lectures, University of Oregon.
23. <David Brin. (PDF). Suarchyvuotas originalas (PDF) 2005-03-31. Nuoroda tikrinta 2008-12-10.
24. Wiker, Benjamin D. . crisismagazine.com. Suarchyvuotas originalas 2014-05-22. Nuoroda tikrinta 2009-04-30.

Nuorodos

• Rtn.elektronika.lt – Kur gi jie yra?
• Šiaurės Atėnai: Jonas Grigas – Esame vieninteliai?
• Astronomija.info – Kur slepiasi nežemiškos civilizacijos? 2009-05-07 iš Wayback Machine projekto.
• Balsas.lt – Kodėl ateiviai mūsų vis dar nesurado?

Šis straipsnis yra tapęs savaitės straipsniu.