Il-Paradoss ta’ Fermi wara mewġa ta’ skoperti eżopjaneti

Fil-galaxie RX J1131-1231, tim ta’ astrofiżiċi mill-Università ta’ Oklahoma skopra l-ewwel grupp magħruf ta’ pjaneti barra l-Mixja tal-Ħalib. Oġġetti "intraċċati" bl-użu ta 'tekniki ta' microlensing gravitazzjonali għandhom mases differenti, minn Lunar sa bħal Ġove. Din l-iskoperta tagħmel il-Paradoss ta’ Fermi aktar paradossali?

Hemm madwar l-istess numru ta 'stilel fil-galaxie tagħna (100-400 biljun), madwar l-istess numru ta' galaxies fl-Univers viżibbli - għalhekk għal kull stilla fil-Mixja tal-Ħalib enormi tagħna hemm galaxie sħiħa. B'mod ġenerali, diġà 10 snin²² sa 10²⁴ stilel. Ix-xjentisti m'għandhom l-ebda kunsens dwar kemm stilel huma simili għax-Xemx tagħna (jiġifieri simili fid-daqs, temperatura, luminożità) - l-istimi jvarjaw minn 5% sa 20%. Meta tieħu l-ewwel valur u tagħżel l-iżgħar numru ta’ stilel (10²²), niksbu 500 triljun jew biljun stilla bħax-Xemx.

Skont riċerka u stimi minn PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), mill-inqas 1% tal-istilel fl-Univers jorbitaw pjaneta li kapaċi tappoġġja l-ħajja - għalhekk qed nitkellmu dwar 100 biljun biljun pjaneta bi proprjetajiet simili għad-Dinja. Jekk nassumu li wara biljuni ta’ snin ta’ eżistenza, 1% biss tal-pjaneti terrestri se jiżviluppaw il-ħajja, u 1% minnhom ikunu evolvew il-ħajja f’forma intelliġenti, dan ikun ifisser li hemm pjaneta waħda tal-biljard b'ċiviltajiet intelliġenti fl-univers viżibbli.

Jekk nitkellmu biss dwar il-galaxie tagħna u nirrepetu l-kalkoli, billi nassumu n-numru eżatt ta 'stilel fil-Mixja tal-Ħalib (100 biljun), aħna nikkonkludu li probabbilment hemm mill-inqas biljun pjaneta simili tad-dinja fil-galaxie tagħna. u 100 XNUMX. ċiviltajiet intelliġenti!

Xi astrofiżiċi jistmaw il-probabbiltà li l-umanità ssir l-ewwel speċi teknoloġikament avvanzata li tkun 1 minn kull 10.²²jiġifieri, jibqa insinifikanti. Min-naħa l-oħra, l-Univers ilu jeżisti għal madwar 13,8 biljun sena. Anki jekk iċ-ċiviltajiet ma qamux fl-ewwel ftit biljuni ta’ snin, kien għad fadal żmien twil qabel ma dehru. Mill-mod, jekk wara l-likwidazzjoni finali kien hemm "biss" elf ċiviltà fil-Mixja tal-Ħalib u kienu jeżistu bejn wieħed u ieħor sakemm tagħna (s'issa madwar 10 snin), allura x'aktarx li jkunu diġà sparixxew, imutu. jew ġbir oħrajn inaċċessibbli għall-iżviluppi livell tagħna, li dwarhom ftit aktar tard.

Innota li anke ċiviltajiet eżistenti "fl-istess ħin" għandhom diffikultà biex jikkomunikaw. Kieku biss għar-raġuni li kieku kienu biss 10 elf sena dawl bogħod, kienu jieħdu 20 elf sena dawl biex jagħmlu mistoqsija u mbagħad iwieġbuha. snin. Meta wieħed iħares lejn l-istorja tad-Dinja, ma jistax jiġi eskluż li f’tali żmien iċ-ċiviltà tista’ tqum u tisparixxi mill-wiċċ...

Ekwazzjoni biss minn mhux magħrufa

Jipprova jevalwa jekk ċiviltà aljena tistax fil-fatt teżisti, Frank Drake fis-snin 60, huwa ppropona l-ekwazzjoni famuża - formula li l-kompitu tagħha huwa li "memanoloġikament" tiddetermina l-eżistenza ta 'razez intelliġenti fil-galaxie tagħna. Hawnhekk nużaw terminu li nħoloq ħafna snin ilu minn Jan Tadeusz Stanislawski, satirista u awtur ta’ “lectures” tar-radju u tat-televiżjoni dwar il-“manoloġija applikata”, għax il-kelma tidher xierqa għal dawn il-kunsiderazzjonijiet.

Skond ekwazzjoni Drake – N, in-numru ta’ ċiviltajiet extraterrestri li magħhom l-umanità tista’ tikkomunika huwa l-prodott ta’:

R_* – ir-rata tal-formazzjoni tal-istilel fil-Galaxy tagħna;

f_p – persentaġġ ta' stilel bil-pjaneti;

n_e – in-numru medju ta’ pjaneti fiż-żona abitabbli ta’ stilla, jiġifieri dawk li fuqhom tista’ tqum il-ħajja;

f_l – il-perċentwal ta' pjaneti fiż-żona abitabbli li fuqha se tqum il-ħajja;

f_i – il-perċentwal ta’ pjaneti abitati li fuqhom il-ħajja se tiżviluppa l-intelliġenza (jiġifieri toħloq iċ-ċivilizzazzjoni);

f_c – il-perċentwal taċ-ċiviltajiet li jridu jikkomunikaw mal-umanità;

L hija l-ħajja medja ta 'ċiviltajiet bħal dawn.

Kif tistgħu taraw, l-ekwazzjoni tikkonsisti kważi minn dawk kollha mhux magħrufa. Wara kollox, ma nafux la t-tul medju tal-eżistenza ta 'ċiviltà u lanqas il-persentaġġ ta' dawk li jridu jikkuntattjawna. Meta tissostitwixxi xi riżultati fl-ekwazzjoni "aktar jew inqas", jirriżulta li jista 'jkun hemm mijiet, jew saħansitra eluf ta' ċiviltajiet bħal dawn fil-galaxie tagħna.

ekwazzjoni Drake u l-awtur tagħha

Art rari u aljeni ħżiena

Anke nissostitwixxu valuri konservattivi għall-komponenti tal-ekwazzjoni Drake, potenzjalment niksbu eluf ta 'ċiviltajiet simili għal tagħna jew aktar intelliġenti. Imma jekk iva, għaliex ma jikkuntattjawna? Dan huwa l-hekk imsejjaħ paradoss Fermi. Huwa għandu ħafna "soluzzjonijiet" u spjegazzjonijiet, iżda minħabba l-istat attwali tat-teknoloġija - u aktar u aktar nofs seklu ilu - huma kollha suppożizzjonijiet u sparar bl-addoċċ.

Dan il-paradoss, pereżempju, spiss jiġi spjegat ipoteżi terrestri rarili l-pjaneta tagħna hija unika f'kull mod. Il-pressjoni, it-temperatura, id-distanza mix-Xemx, l-inklinazzjoni axjali, jew il-kamp manjetiku li jipproteġi r-radjazzjoni jintgħażlu sabiex il-ħajja tkun tista 'tiżviluppa u tevolvi għall-itwal żmien possibbli.

Naturalment, qed niskopru aktar u aktar exoplanets fl-ekosfera li jistgħu jkunu kandidati għal pjaneti abitabbli. L-aktar reċentement, instabu ħdejn l-eqreb stilla tagħna, Proxima Centauri. Forsi, madankollu, minkejja x-xebh, it-"tieni Earths" skoperti madwar xemx aljeni mhumiex "eżatt l-istess" bħall-pjaneta tagħna, u f'tali adattament biss tista 'tqum ċiviltà teknoloġika kburija? Jista 'jkun. Madankollu, nafu, anke nħarsu lejn id-Dinja, li l-ħajja tiffjorixxi anke f'kundizzjonijiet "mhux xierqa" ħafna.

Naturalment, hemm differenza bejn it-tħaddim u l-bini tal-Internet u li tibgħat Tesla lil Mars. Il-problema tal-uniċità tista 'tiġi solvuta jekk nistgħu nsibu pjaneta x'imkien fl-ispazju eżattament bħall-Dinja, iżda mingħajr ċiviltà teknoloġika.

Meta jispjegaw il-paradoss Fermi, xi drabi jitkellmu dwar l-hekk imsejjaħ aljeni ħżiena. Dan huwa mifhum b'modi differenti. Allura dawn l-aljeni ipotetiċi jistgħu “irrabjaw” li xi ħadd irid ifixkelhom, jindaħalhom u jiddisturbahom – u għalhekk jiżolaw lilhom infushom, ma jirrispondux għal barbs u ma jridux x’jaqsmu ma’ ħadd. Hemm ukoll fantasiji ta’ aljeni “inerentiment ħżiena” li jeqirdu kull ċiviltà li jiltaqgħu magħhom. Dawk stess teknoloġikament avvanzati ma jridux li ċiviltajiet oħra jieħdu qabża 'l quddiem u jsiru theddida għalihom.

Ta 'min jiftakar ukoll li l-ħajja fl-ispazju hija suġġetta għal diversi diżastri, li nafu mill-istorja tal-pjaneta tagħna. Qed nitkellmu fuq glaċjazzjoni, reazzjonijiet vjolenti ta’ stilla, bumbardament minn meteori, asterojdi jew kometi, ħabtiet ma’ pjaneti oħra jew saħansitra radjazzjoni. Anke jekk avvenimenti bħal dawn ma sterilizzawx il-pjaneta kollha, jistgħu jkunu t-tmiem taċ-ċiviltà.

Huwa possibbli wkoll għal xi wħud li aħna waħda mill-ewwel ċiviltajiet fl-univers – jekk mhux l-ewwel – u li għadna ma evolvejnax biżżejjed biex inkunu nistgħu niġu f’kuntatt ma’ ċiviltajiet inqas avvanzati li qamu aktar tard. Kieku dan kien hekk, allura l-problema tat-tiftix għal ħlejjaq intelliġenti fl-ispazju extraterrestri xorta tkun insolubbli. Barra minn hekk, iċ-ċiviltà ipotetika "żagħżugħa" ma tistax tkun biss ftit għexieren ta 'snin iżgħar minna sabiex tkun tista' tikkuntattjaha mill-bogħod.

It-tieqa wkoll mhix kbira wisq fuq quddiem. It-teknoloġija u l-għarfien ta 'ċiviltà elf sena ilu jistgħu jkunu inkomprensibbli għalina daqs kemm huma għal raġel mill-Kruċjati llum. Ċiviltajiet ferm aktar avvanzati jixbħu d-dinja tagħna għal nemel minn nemel fit-triq.

Spekulattiv hekk imsejħa Skala Kardashevoli l-kompitu tagħhom huwa li jikkwalifikaw livelli ipotetiċi ta 'ċiviltà skond l-ammont ta' enerġija li jikkonsmaw. Skontha, għadna lanqas ċiviltà tip I, jiġifieri, wieħed li ħakmu l-abbiltà li juża r-riżorsi tal-enerġija tal-pjaneta tiegħu stess. Ċiviltà tip II huwa kapaċi juża l-enerġija kollha madwar stilla, pereżempju, billi juża struttura msejħa "sfera Dyson." Ċiviltà tip III Skont dawn is-suppożizzjonijiet, jaqbad l-enerġija kollha tal-galaxie. Ftakar, madankollu, li dan il-kunċett inħoloq bħala parti minn ċiviltà tal-Livell I mhux mitmuma, li sa ftit ilu kienet immaġinata pjuttost b'mod żbaljat bħala ċiviltà li qed tfittex avvanz tat-Tip II biex tibni sfera Dyson madwar l-istilla tagħha (anomalija ta 'starlight). KIK 8462852).

Kieku kien hemm ċiviltà tat-tip II, u aktar u aktar III, żgur li narawha u niġu f'kuntatt magħna - xi wħud minna jaħsbu hekk, aktar irraġunaw li peress li ma narawx jew inkella nsiru midħla ta' aljeni avvanzati bħal dawn, huma sempliċement ma jeżistux. Skola oħra ta’ spjegazzjoni għall-Paradoss ta’ Fermi, madankollu, tgħid li ċ-ċiviltajiet f’dawn il-livelli huma inviżibbli u mhux rikonoxxibbli għalina – biex ma nsemmux li huma, skont l-ipoteżi taż-żoo spazjali, ma jagħtux kas lil ħlejjaq daqshekk sottożviluppati.

Wara t-testijiet jew qabel?

Minbarra diskussjonijiet dwar ċiviltajiet żviluppati ħafna, il-paradoss Fermi ġieli jiġi spjegat mill-kunċetti filtri evoluzzjonarji fl-iżvilupp taċ-ċiviltà. Skonthom, hemm stadju fil-proċess tal-evoluzzjoni li jidher impossibbli jew improbabbli ħafna għall-ħajja. Huwa msejjaħ Il-Filtru l-Kbir, li hija l-akbar avvanz fl-istorja tal-ħajja fuq il-pjaneta.

F’dak li għandu x’jaqsam ma’ l-esperjenza umana tagħna, ma nafux żgur jekk aħniex lura, quddiem jew f’nofs il-filtrazzjoni kbira. Jekk irnexxielna negħlbu dan il-filtru, seta' kien ostaklu insormontabbli għall-biċċa l-kbira tal-forom ta 'ħajja fl-ispazju magħruf, u aħna uniċi. Filtrazzjoni tista 'sseħħ mill-bidu nett, pereżempju, waqt it-trasformazzjoni ta' ċellula prokarjotika f'ċellula ewkarjotika kumplessa. Jekk dan kien hekk, il-ħajja fl-ispazju tista 'saħansitra tkun pjuttost ordinarja, iżda fil-forma ta' ċelloli mingħajr nuklei. Forsi aħna biss l-ewwel li għaddejjin mill-Filtru l-Kbir? Dan iġibna lura għall-problema diġà msemmija, jiġifieri d-diffikultà li nikkomunikaw mill-bogħod.

Hemm ukoll il-possibbiltà li avvanz fl-iżvilupp għadu quddiemna. Ma jista' jkun hemm ebda diskors ta' xi suċċess allura.

Dawn huma kollha konsiderazzjonijiet spekulattivi ħafna. Xi xjenzati joffru spjegazzjonijiet aktar mundani għan-nuqqas ta 'sinjali aljeni. Alan Stern, xjenzat ewlieni ta’ New Horizons, jgħid li l-paradoss jista’ jkollu soluzzjoni sempliċi. qoxra tas-silġ ħoxnali jdawwar l-oċeani fuq korpi ċelesti oħra. Ir-riċerkatur jiġbed din il-konklużjoni bbażata fuq skoperti reċenti fis-sistema solari: oċeani ta 'ilma likwidu jinsabu taħt il-qxur ta' ħafna qmar. F'xi każijiet (l-Ewropa, Enceladus), l-ilma jiġi f'kuntatt mal-ħamrija tal-blat u hemm irreġistrata attività idrotermali. Dan għandu jikkontribwixxi għall-emerġenza tal-ħajja.

Qoxra tas-silġ ħoxna tista 'tipproteġi l-ħajja minn fenomeni ostili fl-ispazju. Qed nitkellmu hawn, fost affarijiet oħra, bi flares stellari qawwija, impatti asteroid jew radjazzjoni ħdejn ġgant tal-gass. Min-naħa l-oħra, jista 'jirrappreżenta ostaklu għall-iżvilupp li huwa diffiċli biex jingħeleb anke għal ħajja intelliġenti ipotetika. Ċiviltajiet akkwatiċi bħal dawn jistgħu lanqas biss jafu xi spazju lil hinn mill-qoxra tas-silġ ħoxna. Huwa diffiċli li anke toħlom li tmur lil hinn mill-konfini tagħha u l-ambjent akkwatiku - ikun ħafna aktar diffiċli minn għalina, li għalihom l-ispazju ta 'barra, apparti l-atmosfera tad-dinja, lanqas ma huwa post faċli ħafna.

Qegħdin infittxu l-ħajja jew post xieraq fejn ngħixu?

Fi kwalunkwe każ, aħna l-artijiet irridu naħsbu wkoll fuq dak li verament qed infittxu: ħajja bħala tali jew post addattat għall-ħajja bħal tagħna. Jekk nassumu li ma rridu niġġieldu gwerer spazjali ma 'ħadd, dawn huma żewġ affarijiet differenti. Pjaneti li huma vijabbli iżda li m'għandhomx ċiviltajiet avvanzati jistgħu jsiru żoni għal kolonizzazzjoni potenzjali. U qed insibu aktar u aktar postijiet promettenti bħal dawn. Diġà nistgħu nużaw għodod ta’ osservazzjoni biex niddeterminaw jekk pjaneta hijiex iddur f’dik li tissejjaħ orbita. żona tal-ħajja madwar stillajekk hux blat u f'temperatura adattata għall-ilma likwidu. Dalwaqt se nkunu nistgħu niskopru jekk verament hemmx ilma hemmhekk u niddeterminaw il-kompożizzjoni tal-atmosfera.

Iż-żona tal-ħajja madwar l-istilel skont id-daqs tagħhom u eżempji ta 'eżopjaneti li jixbħu d-Dinja (koordinati orizzontali - distanza mill-istilla (JA); koordinati vertikali - massa tal-istilla (relattiva max-Xemx)).

Is-sena li għaddiet, bl-użu tal-istrument HARPS tal-ESO u għadd ta’ teleskopji madwar id-dinja, ix-xjentisti skoprew l-eżopjaneta LHS 1140b bħala l-iktar kandidat magħruf għall-ħajja. Dan idur mal-istilla nana ħamra LHS 1140, erbgħin sena dawl mid-Dinja. L-astronomi jistmaw li l-pjaneta għandha mill-inqas ħames biljun sena. Huma kkonkludew li għandha dijametru ta 'kważi 18 1,4. km - li hija 1140 darba akbar mid-Dinja. Studji tal-massa u d-densità ta 'LHS b ikkonkludew li huwa probabbli blat b'qalba densa tal-ħadid. Ħsejjes familjari?

Ftit qabel, sistema taʼ sebaʼ pjaneti li jixbħu d- Dinja madwar stilla saret famuża. TRAPPIST-1. Huma indikati b'ittri "b" sa "h" f'ordni tad-distanza mill-istilla ospitanti. Analiżi mwettqa mix-xjenzati u ppubblikati fil-ħarġa ta’ Jannar ta’ Nature Astronomy jissuġġerixxu li, minħabba temperaturi moderati tal-wiċċ, tisħin moderat tal-marea u fluss ta’ radjazzjoni baxx biżżejjed biex ma jwassalx għal effett serra, l-aħjar kandidati għal pjaneti abitabbli huma oġġetti "d" u "f". Huwa possibbli li l-ewwel ikopri l-oċean kollu tal-ilma.

Pjaneti tas-sistema TRAPPIST-1

B’hekk, l-iskoperta ta’ kundizzjonijiet li jwasslu għall-ħajja tidher li tinsab f’idejna. L-iskoperta mill-bogħod tal-ħajja nnifisha, li għadha relattivament sempliċi u ma temettix mewġ elettromanjetiku, hija storja kompletament differenti. Madankollu, xjenzati mill-Università tal-Istat ta 'Washington ipproponew metodu ġdid biex jikkumplimenta t-tfittxija proposta fit-tul għal kwantitajiet kbar. ossiġnu fl-atmosfera tal-pjaneta. L-idea ta 'l-ossiġnu hija tajba għaliex huwa diffiċli li tipproduċi ammonti kbar ta' ossiġnu mingħajr ħajja, iżda mhux magħruf jekk il-ħajja kollha tipproduċix ossiġnu.

"Il-bijokimika tal-produzzjoni tal-ossiġnu hija kumplessa u tista 'tkun rari," jispjega Joshua Chrissansen-Totton tal-Università ta' Washington fil-ġurnal Science Advances. Billi analizzat l-istorja tal-ħajja fid-Dinja, kien possibbli li tiġi identifikata taħlita ta 'gassijiet, li l-preżenza tagħha tindika l-eżistenza tal-ħajja kif ukoll l-ossiġnu. Nitkellmu dwar taħlita ta' metanu u dijossidu tal-karbonju, mingħajr monossidu tal-karbonju. Għaliex mingħajr l-aħħar waħda? Il-fatt hu li l-atomi tal-karbonju fiż-żewġ molekuli jirrappreżentaw stati ta 'ossidazzjoni differenti. Huwa diffiċli ħafna li jinkisbu livelli xierqa ta 'ossidazzjoni minn proċessi mhux bijoloġiċi mingħajr il-produzzjoni ta' akkumpanjament ta 'monossidu tal-karbonju medjat mir-reazzjoni. Jekk, pereżempju, is-sors tal-metan u tas-CO₂ Hemm vulkani fl-atmosfera, inevitabbilment se jkunu akkumpanjati minn monossidu tal-karbonju. Barra minn hekk, dan il-gass jiġi assorbit malajr u faċilment mill-mikro-organiżmi. Peress li hija preżenti fl-atmosfera, l-eżistenza tal-ħajja għandha pjuttost tiġi eskluża.

In-NASA qed tippjana li tniedi fl-2019 Teleskopju Spazjali James Webbli se jkunu jistgħu jistudja b'mod aktar preċiż l-atmosferi ta 'dawn il-pjaneti għall-preżenza ta' gassijiet itqal bħal dijossidu tal-karbonju, metanu, ilma u ossiġnu.

L-ewwel eżopjaneta ġiet skoperta fis-snin 90. Minn dakinhar, diġà kkonfermajna kważi 4. exoplanets f'madwar 2800 sistema, inklużi madwar għoxrin li jidhru li huma potenzjalment abitabbli. Billi niżviluppaw għodod aħjar għall-osservazzjoni ta 'dawn id-dinjiet, inkunu nistgħu nagħmlu guess aktar infurmati dwar il-kundizzjonijiet hemmhekk. U x’se joħroġ minnu għad irid jara.