Original: http://www.rochester.edu/news/are-we-alone-in-the-universe/
26 квітня 2016 року
Чи є люди унікальні і одна у величезній всесвіту? Це питання – підсумував у відомому рівнянні Дрейка – вже протягом півстоліття є одним з найбільш важкою і невизначеними в науці.
Але нова робота показує, що недавні відкриття екзопланет в поєднанні з більш широкого підходу до питання дозволяє призначити новий емпірично дійсну ймовірність, чи були коли-небудь існували які-небудь інші передові технологічні цивілізації.
І це показує, що, якщо шанси на передовій життя, які виділяють на населена планета не дивно низький, то людський навіки не буде всесвіту перша технологічна, або просунутий, цивілізації.
Робота, опублікована в Astrobiology, (астробіологія) також показує, у перший раз тільки те, що мається на увазі під поняттями “песимізм” або “оптимізм”, коли мова йде про оцінку ймовірності просунутої позаземного життя.
“Питання про те, чи існують розвинені цивілізації в іншому місці у Всесвіті завжди прикро з трьома великими невизначеностями в рівнянні Дрейка”, – сказав Адам Френк, професор фізики і астрономії в Університеті Рочестера і співавтор статті. “Ми знали протягом тривалого часу існує приблизно скільки зірок. Ми не знаємо, скільки з цих зірок були планети, які потенційно могли б вкривають життя, як часто життя може розвиватися і привести до розумних істот, і як довго будь цивілізації може тривати, перш ніж стати вимерлими”.
Виберіть регіон:
Наш місцевий район в галактиці (куб зі сторонами 1000 світлових років)
Галактика Чумацький Шлях
Видимий Всесвіт
Виберіть імовірність:
ІНТЕРАКТИВНО. Життя на інших планетах? Що за дива?
Наскільки велика ймовірність того, що ми є першою розвиненою цивілізації? Використовуйте цю графіку, щоб дізнатися.
- Виберіть космічний “околиці”, щоб грати в: тільки наш власний місцевий кут, весь Чумацький Шлях, або всієї спостережуваного Всесвіту.
- Виберіть коефіцієнт ймовірності: як оптиміст чи песиміст ви що передові життя може розвиватися на інших населених планет?
“Завдяки супутнику Kepler від НАСА та інших пошуків, тепер ми знаємо, що приблизно одна п’ята частина зірок мають планети в “населених зонах”, де температура може підтримувати життя, як ми її знаємо. Таким чином, одна з трьох великих невизначеностей в даний час стримується”.
Френк сказав, що третій велике питання – як довго цивілізації могли б вижити – до сих пір абсолютно невідома. “Той факт, що люди мали елементарну технологію протягом приблизно десяти тисяч років насправді не говорять нам, якщо інші суспільства триватиме так довго, або, можливо, набагато більше”, – пояснив він.
Але Френк і його співавтора, Вудрафф Салліван із відділу астрономії та програми астробіології в Університеті штату Вашингтон, виявили, що вони могли б усунути цей термін взагалі, просто розширюючи питання.
“Замість того, щоб питати, скільки цивілізацій можуть існувати зараз, ми задаємо” Чи дійсно ми єдині технологічні види, які коли-небудь виникли?”, – Сказав Салліван. “Це змістився фокус усуває невизначеність часу життя цивілізації питання і дозволяє нам вирішувати, що ми називаємо “космічними археологічними запитаннями” – як часто в історії всесвіту життя перетворилося на передове держава?”
Це все ще залишає величезні невизначеності при обчисленні ймовірності для просунутих життя розвиватися на придатних для життя планет. Це тут, що Френк і Салліван фліп питання навколо. Замість того, щоб гадати на шанси просунутої життя розвивається, вони обчислюють шанси проти нього відбувається для того, щоб людство, щоб бути єдиною розвиненою цивілізації у всій історії спостережуваного Всесвіту. З цими словами, Френк і Салліван потім вирахували лінію між Всесвіту, де людство було єдиним експериментом в цивілізації і тієї, де інші прийшли перед нами.
“Звичайно, ми не маємо ні найменшого уявлення, наскільки велика ймовірність, що розумний технологічні види будуть розвиватися на даному населена планета”, – говорить Франк. Але за допомогою нашого методу ми можемо точно сказати, як низько, що ймовірність того, повинна була б бути для нас, щоб бути єдиною цивілізації Всесвіт справила. Ми називаємо це песимізм лінії. Якщо фактична ймовірність більше, ніж песимізму лінії, то технологічні види і цивілізація, швидше за все, сталося раніше”.
Використовуючи цей підхід, Френк і Салліван обчислили, як навряд чи просунутий життя повинна бути, якщо там ніколи не був ще один приклад серед десяти мільярдів трильйонів зірок світобудови, або навіть серед наших власних Чумацький Шлях Галактики сто мільярдів.
Результат? Застосовуючи нові дані екзопланет до Всесвіту 2 х 10 по 22 зірок влади, Френк і Салліван вважають, що людська цивілізація, швидше за все, повинен бути унікальним в космосі тільки тоді, коли шанси цивілізації розвиваються на населеної планеті менше, ніж про одне в 10 мільярдів трильйонів, або однієї частини в 10 до 22-ї потужності.
“Один в 10 мільярдів трильйонів неймовірно малий”, – говорить Френк. “Для мене це означає, що інші інтелектуальні технології, виробляючи вид досить імовірно, розвинулися до нас. Подумайте про це таким чином. До нашого результату ви б вважати песимістом, якщо ви собі ймовірність еволюції цивілізації на планеті були на ній життя, скажімо, один в трильйон. Але навіть це припущення, один шанс на трильйон, означає, що те, що сталося тут, на Землі з людством, по суті, відбулося близько 10 мільярдів інший час протягом космічної історії!”
Для невеликих обсягів цифри менш екстремальний. Наприклад, ще технологічні види, ймовірно, еволюціонував на населеної планеті в нашій власній галактиці Чумацький Шлях, якщо шанси проти нього розвивається на якій-небудь одній населена планета краще, ніж один шанс в 60 мільярдів доларів.
Але якщо ці цифри, здається, дають патрони до “оптимістів” про існування позаземних цивілізацій, Салліван указує на те, що повне рівняння, яке Дрейк обчислює ймовірність того, що інші цивілізації навколо сьогодні, може дати розраду песимістам.
Історія двох рівнянь
У новому дослідженні, Адам Френк і Вудрафф Салліван пропонують нове рівняння (нижній ряд) для вирішення кілька інше питання: що таке число розвинених цивілізацій, ймовірно, розвивалися протягом історії спостережуваного Всесвіту? Рівняння Френка і Саллівана спирається на Дрейка, але усуває необхідність в L.
Їхній аргумент залежить від недавнього відкриття, скільки планет існують і скільки з них лежать в тому, що вчені називають “зоні життя” – планети, в яких рідка вода, і, отже, життя могло б існувати. Це дозволяє Френк і Саллівана, щоб визначити, що число, яке вони називають Nast. Nast, є результатом N*, загальної кількості зірок; fp, часткою тих зірок, які утворюють планети; а np, є середньою кількістю тих планет в жилих зонах їх зірок.
Потім вони, що вони називають “Археологічна-форма” рівняння Дрейка, який визначає, як “кількість технологічних видів, які коли-небудь сформованих за всю історію існування спостережуваного Всесвіту”.
Їхнє рівняння, A=Nast*fbt, описує A як результат Nast – кількості населених планет в заданому обсязі Всесвіту – помножений на fbt – ймовірність технологічного виду, що виникають на одній з цих планет. Обсяг може бути розглянутий, наприклад, весь Всесвіт, або просто наша Галактика.
“Всесвіт більш 13 млрд років”, – сказав Салліван. “Це означає, що навіть якщо б тисячі цивілізацій в нашій галактиці, якщо вони живуть тільки до тих пір, як ми були навколо, близько десяти тисяч років, то всі вони, ймовірно, вже зникли. І інші не будуть розвиватися, поки ми давно пройшли. Для нас, щоб мати багато шансів на успіх в пошуку іншого “сучасної” активній технологічної цивілізації, в середньому вони повинні тривати набагато довше, ніж нашому нинішньому житті”.
“З огляду на величезні відстані між зірками і фіксованою швидкістю світла, ми ніколи не могли б дійсно бути в змозі мати розмову з іншою цивілізацією в будь-якому випадку”, – сказав Френк. “Якби вони були 20000 світлових років від Землі, то кожен заміна буде потрібно 40000 років, щоб повернутися назад і вперед”.
Але, як Френк і Салліван вказують, навіть якщо немає інших цивілізацій в нашій галактиці, щоб спілкуватися з компанією, новий результат досі надає глибоке наукове і філософське значення. “З фундаментальної точки зору питання полягає в” Траплялося де-небудь раніше?”, – сказав Френк. Наш результат в перший раз хтось зміг налаштувати емпіричний відповідь на це питання, і це дивно, що ми, ймовірно, не тільки час і місце, що передова цивілізація розвивалася”.
За словами Френка і Саллівана їх результат має також і практичне застосування. Оскільки людство стикається зі своєю кризою в галузі сталого розвитку та зміни клімату ми можемо задатися питанням, якщо інші цивілізаційні побудови видів на інших планетах пройшли через подібне вузьке місце і зробив його на іншу сторону. Як Френк висловився: “Ми навіть не знаємо, якщо це можливо, щоб мати високотехнологічну цивілізацію, яка триває більше декількох століть”. З Френк і Саллівана новий результат, вчені можуть почати використовувати все, що вони знають про планетах і клімату, щоб почати моделювання взаємодії енергетично інтенсивних видів з їх рідної світ, знаючи, що велика вибірка з таких випадків вже існує в космосі. “Наші результати говорять про те, що наша еволюція не була унікальна і, ймовірно, багато разів, перш ніж відбулося. Інші випадки можуть включати в себе багато енергоємні цивілізації, що стосуються їх зворотних зв’язків на їх планети, як ростуть їх цивілізації. Це означає, що ми можемо почати досліджувати цю проблему за допомогою моделювання, щоб отримати уявлення про те, що веде до довгоживучих цивілізацій, а що ні”.
