CE ESTE PARADOXUL FERMI? MISTERUL SAU MOTIVUL STRANIU PENTRU CARE NU ÎI PUTEM GĂSI PE EXTRATEREȘTRI

Publicat Un comentariuPublicat în 2017, teascience

Astăzi avem cât de cât o idee mai realistă despre vastitatea sau dimensiunea uriașă a universului. Cum este posibil ca într-un univers atât de mare – dată fiind expansiunea chiar a galaxiei noastre – să nu îi fi contactat până în prezent pe extratereștri? Aceasta este esența Paradoxului Fermi.

Ideea este următoarea: nu ar trebui exclusă ipoteza existenței mai multor civilizații sofisticate în galaxia noastră. Dată fiind vârsta de 13,21 miliarde ani a galaxiei Calea Lactee, chiar și o fracțiune de timp (cum ar fi 10 milioane de ani) ar trebui să fie de ajuns pentru ca un anumit tip de contact să se producă.

Fizicianul italian Enrico Fermi este creditat cu mobilizarea acestei întrebări în atenția și câmpul științei. Conform legendelor, geneza Paradoxului Fermi s-a produs în 1950 în timpul unei discuții la cină împreună cu colegii săi. Toți considerau că este rezonabil să speculezi că nu suntem singura planetă cu viață inteligentă și că, cel mai probabil, avem foarte multă companie în galaxie. Iar Fermi a început să se minuneze: dacă acest lucru este adevărat, unde este toată lumea, unde sunt extratereștrii?

Haideți să ne gândim la această problemă în termenii propriilor achiziții și dezvoltări spațiale ale umanității. Ne aflăm foarte aproape de călătoria spațială interstelară și este foarte posibil ca primele sonde interstelare să fie trimise în misiune câteva decenii începând de acum. Asta înseamnă mai puțin de un secol de la prima călătorie în spațiu a omului. În sute, mii, dacă nu milioane de ani, ce vom putea face?
Acest argument nu a fost pierdut din vedere de către Fermi și amicii săi, cu ani buni înainte ca oamenii să se întrebe același lucru în spațiul cosmic. O rasă extraterestră nu ar trebui să aibă probleme în colonizarea galaxiei, având la dispoziție o cantitate decentă de tehnologie a rachetelor și alte mijloace imperiale – în special în 10 milioane de ani.

Însă oamenii de știință au nevoie de dovezi, și există foarte puține dovezi, dacă există, acceptate științific, care să susțină că nu suntem singuri în univers. Chiar și așa, utilizând fizica pentru a scuza limitarea vitezei oricărei nave spațiale extraterestre, tot nu se leagă lucrurile în ce-i privește pe extratereștri.

Să luăm ca exemplu, Proxima Centauri. Chiar dacă ar călători cu 1/4 din viteza luminii, o navă extraterestră ar putea să parcurgă distanța până la Terra în 16 ani, iar dacă ar pleca de pe planetele din jurul sistemului Gliese, 60 de ani. Cât ar dura călătoria de la planetele potențial locuibile din jurul sistemului Trappist 1? Cam 160 de ani. Da, este o perioadă lungă, însă departe de cei aproape 10 milioane de ani despre care povesteau Fermi și colegii săi și o picătură într-o găleată, comparat cu vârsta galaxiei noastre Calea Lactee.

Ecuația lui Drake. Să schimbăm uneltele, pentru a înțelege pe mai departe de ce Paradoxul Fermi oferă astrofizicienilor argumente. Ecuația Drake este o formulă matematică simplă propusă de astronomul Frank Drake în 1961. Pe scurt, încearcă să estimeze numărul societăților avansate tehnologic cu posibilități de comunicare prezente în galaxie. Această ecuație cuantifică rata medie a formării stelare, fracțiunea stelelor bune care au sisteme planetare, numărul planetelor din jurul acestor stele din zona de aur propice vieții, fracțiunea acelor planete unde viața se dezvoltă, fracțiunea unor specii vii inteligente, fracțiunea unor specii inteligente cu tehnologie de comunicare, durata de viață a ”fazei comunicative”.

De-a lungul anilor, mulți astrofizicieni au încercat să estimeze fiecare dintre valori și iată ce a rezultat. Rata medie a formării stelare poate fi luată și ca număr consistent al stelelor galaxiei noastre, cel de 100 miliarde de stele. Chiar și în formulă optimistă, facțiunea de stele bune cu sisteme planetare este considerat a fi undeva la 20%, iar cele ce dețin atmosfere ce pot susține viața, de dragul argumentării- să spunem că avem o planetă per fiecare stea rămasă. Să continuăm tirada și să admitem că undeva la 10% din cele rămase ar putea într-adevăr dezvolta forme de viață inteligente capabile de comunicare. Am eliminat destul de multe posibilități, de vreme ce avem 10% din 10% din 10%. În sfârșit L – este o fracțiune a timpului în care pe planetă s-a născut viața comunicabilă. Vom asuma că acesia s-au aflat pe planeta lor atâta timp cât s-a aflat și omul, așa încât ajungem la 1/100.000.000. Deci, am fost destul de pesimiști? Care este rezultatul nostru? DOI sau DOUĂ. Deci noi și încă cineva, altcineva. Este greu însă de crezut că alte civilizații nu au rezistat pe planeta lor mai mult decât cea umană. Există probabil multe alte civilizații pre tehnologice cărora ecuația Drake nici măcar nu le ia în considerare. Această ecuație, în loc de un răspuns, produce întrebări suplimentare. Trebuie să menționăm că ecuația Drake a fost utilizată deopotrivă de optimiști și de pesimiști, cu rezultate ce diferă foarte mult. Optimiștii au reușit să extragă un număr între 1.000 și 100.000.000 civilizații doar în galaxia noastră. Însă acest număr uriaș complică și acesta lucrurile pentru că, desigur, nu poate răspunde la întrebarea ”Unde este toată lumea?”

Scara Kardashev. Să adăugăm dezbaterii ceva numit Scara Kardashev. Creată de astronomul rus sovietic Nikolai Kardashev, aceasta clasifică civilizațiile prin cantitatea de energie utilizabilă pe care o valorifică/ Aceste clase sunt: TIPUL I: Această civilizație are abilitatea de a utiliza toată energia disponibilă pe planeta lor; TIPUL II: Această civilizație poate valorifica toată energia radiată de steaua părinte; TIPUL III: Această civilizație poate valorifica energia unei galaxii întregi. Carl Sagan a estimat că omenirea se află undeva la 70% în drumul ei către TIPUL I, și ar putea atinge acest stadiu într-un secol sau două. Calculele estimează că umanitatea ar putea atinge TIPUL II în câteva mii de ani, iar TIPUL III într-o perioadă variabilă, între 100.000 și un milion de ani. O civilizație de tipul II sau III ar trebui să poată accelera de-a lungul galaxiei aproape de viteza luminii sau cu viteze mai mari, dacă au descoperit căi prin care să eludeze legile actuale ale fizicii. Lucrurile devin și mai misterioase.

Deci, care este rezultatul? Problema cu Paradoxul Fermi este că s-ar putea ca niciodată să nu avem capacitatea de a-l confirma sau nega, dacă nu cumva vom obține în viitor tehnologia superioară pentru a scana fiecare planetă din galaxie, găsind extratereștri din inițiativa noastră sau dacă ne vor găsi ei pe noi. Între timp, nu ne rămâne decât să speculăm de ce nu am auzit încă nimic despre vecinii noștri galactici.

MARELE FILTRU. Una dintre explicații poartă numele de MARELE FILTRU. În termeni simplificați, ”Marele Filtru” este un pas evoluționar care este atât de dificil de depășit încât cele mai multe dintre civilizații nu reușesc să-l depășească. Acest filtru previne dezvoltarea capabilităților de zbor spațial de către civilizații, motivul fiind că acestea pur și simplu se autodistrug înainte de a ajunge la pasul zborului spațial. Însă nu există un consens privind localizarea MARELUI FILTRU, pe axa temporală de la originea unei civilizații și până la TIPUL III de pe scara Kardashev. Unii oameni de știință argumentează că umanitatea deja a depășit deja acest filtru sau că, de fapt, există mai multe asemenea filtre. Nu avem cum să știm cât de departe am ajuns, comparativ cu alții, în acest proces, însă am putea fi pur și simplu printre cele mai evoluate specii existente în prezent în galaxie sau în univers.

O altă versiune a Marelui Filtru argumentează că umanitatea nici măcar nu a ajuns încă la aceste bariere și că suntem destinați destrugerii, ca și ”restul”, ca și ceilalți. Descoperirea unor forme de viață complexe fosilizate pe alte planete ar putea da apă la moară acestei teorii – însă acest lucru nu s-a întâmplat încă.

EXISTĂ UN MOTIV PENTRU ACEASTĂ TĂCERE COSMICĂ. O altă direcție de speculație a liniștii arată că Marele Filtru nu este neapărat cauza, putând fi vorba de o gazdă sau alte motive pentru care nu am auzit încă de extratereștri. Aici sunt câteva posibilități:
– EXTRATEREȘTRI SUNT DEJA AICI. Este posibil ca extratereștrii să fi vizitat Terra cu mii de ani în urmă și noi să nu avem vreo posibilitate de a afla asta. Oamenii preistorici nu aveau nici o cale pentru a descrie ceea ce noi experimentăm în timpurile noastre. În fapt, ei ar putea asocia prezența extratereștrilor cu cea a lui Dumnezeu însuși. Dar această teorie merită menționată, întrucât unele structuri construite de omul timpuriu sunt atât de extraordinar de complexe, încât desfid orice explicație chiar și în societatea noastră modernă.
-EXTRATEREȘTRII SUNT FOARTE AVANSAȚI ȘI NU LE PASĂ DE NOI. Societățile ce practică zborurile spațiale avansate ar putea să știe de existența noastră, dar să considere că Terra nu are nimic de oferit. Și ne vor ignora până când vom deveni interesanți pentru ei.
-TRĂIM ÎNTR-O VERSIUNE GALACTICĂ A UNUI GHETOU. Alte porțiuni ale galaxiei ar putea fi colonizate deja, însă Terra și sistemul solar se află într-o zonă îndepărtată, marginală. Acesta ar fi un motiv destul de bun pentru ca Terra să fie greu de găsit și extratereștrii, de asemenea.
-MOTIVE DE SIGURANȚĂ. Chatul interestelar ar putea atrage atenția unor specii agresive ce doresc dominația galactică – gen Borgii din Star Trek. Aceste specii ar fi putut spulbera deja alte specii comunicative, ceea ce este puțin îngrijorător, dacă ne gândim mai bine. Am putea fi următorii.
-SUNTEM PREA PRIMITIVI. Poate că semnalele de la alte civilizații extraterestre sunt deja prezente, însă tehnologiile actuale de comunicație de pe Terra sunt prea primitive pentru a depista acele semnale, sau ascultăm în direcția greșită (aplicarea tehnicilor de comunicare terestre pentru transmisia comunicației către o societate extraterestră care ar putea face lucrurile complet diferit).
– TRĂIM ÎNTR-UN MATRIX. Probabil că cea mai deprimantă explicație este că nimic din această realitate nu este cu adevărat real, fiind doar o simulare. Teoria a căpătat ceva reputație în ultimele două decenii și ar indica că suntem ”singuri în Univers”, pentru că de fapt reprezentăm doar un experiment pentru curiozitatea științifică a unei civilizații mult mai avansate.

Așa cum se poate observa, avem o multitudine de motive – fiecare dintre acestea având o câtime de plauzabilitate – pentru care căutarea vieții extraterestre nu a fost fructificată pe deplin până în prezent. Însă, până ce vom găsi dovezi concrete, Paradoxul Fermi va continua să-i țină ocupați pe astrofizicieni în încercarea de a explica această tăcere galactică.

Sursa: digitaltrends.com, By: Ed. Oswald
Adaptare pentru site și traducere: Ciprian Crișan

UN CAZ DE MODESTIE COSMICĂ – VIAȚA ÎN UNIVERS TREBUIE CĂUTATĂ ÎN TOATE FORMELE POSIBILE

Publicat Lasă un comentariuPublicat în 2017, teascience, U-News

”Sunt multe motive pentru a fi modest”, obișnuia să-mi spună mama în copilărie. Dar după câteva decenii de activitate ca astronom, pot adăuga un alt motiv: bogăția universului din jurul nostru.

Înaintea dezvoltărilor astronomiei moderne, oamenii tindeau să conceapă lumea fizică centrată pe OM. Soarele și stelele erau considerate a se roti în jurul Terrei. Deși era, retrospectiv, o perspectivă naivă, acesta este un punct de start natural. Copiii, la o vârstă fragedă, au tendința de a gândi lumea centrată pe ei. Dezvoltarea lor portretizează cumva o miniatură accelerată a istoriei umane. Pe măsură ce cresc, se maturizează și obțin o perspectivă mult mai complexă.

Similar, observarea cerului ne atrage atenția asupra imaginii de ansamblu și ne învață să fim modești. Acum știm că Terra nu este situată în centrul Universului, pentru că planeta noastră orbitează Soarele, care se rotește în jurul centrului galaxiei Calea Lactee, care și acesta se deplasează cu o viteză bizară de 0,001 din viteza luminii în raport cu restul structurii cosmice.

Cu toate acestea, mulți oameni consideră că ne aflăm, totuși, în centrul Universului biologic; altfel spus, că viața este rară în Univers sau chiar unică, pe Terra. În contrast, ipoteza mea de lucru, creionată pe baza exemplului de mai sus privind universul fizic, este că noi nu suntem generic speciali, nu doar în ceea ce privește coordonatele fizice, dar și ca formă de viață. Adoptând această perspectivă, implicația este că nu suntem singuri în Univers. Ar trebui ca viața să se afle în abundență atât în forme primitive, cât și inteligente. Această concluzie, indusă de principiul ”modestiei cosmice”, are implicații. Dacă viața poate fi prezentă în Univers, atunci ar trebui să o căutăm în toate formele posibile.

Civilizația umană a atins o importantă piatră de temelie. Avem în prezent acces la tehnologii noi ultraperformante pentru căutarea vieții extraterestre, atât primitive, cât și inteligente. Cautarea vieții extraterestre primitive este actuală și bine finanțată, însă căutarea vieții inteligente nu se află în interesul agențiilor federale de finanțare. Nu ar trebui să fie așa, dat fiind faptul că singura planetă cunoscută pentru susținerea vieții – TERRA – prezintă atât viață primitivă, cât și viață inteligentă.

Primele semnale radio emise de om în spațiu au ajuns la o distanță de peste 100 de ani lumină și este posibil ca foarte curând să primim un răspuns. În loc să ne ghidăm după paradoxul Fermi: ”Unde sunt extratereștrii?” sau după argumente filozofice privind raritatea inteligenței în Univers, ar trebui să investim mai mulți bani în observatoare astronomice mai performante și să căutăm o varietate mai largă de semnale artificiale pe cerul de noapte. Civilizațiile situate la nivelul nostru tehnologic ar putea produce cele mai slabe semnale. De exemplu, un război nuclear pe cea mai apropiată planetă din afara sistemului nostru solar nu ar putea fi vizibil de pe Terra nici cu cele mai mari telescoape.

Dar civilizații mult mai avansate tehnologic ar putea fi detectate potențial până la marginea universului observabil, datorită impulsurilor energetice mult mai puternice. Dovada prezenței unei civilizații extraterestre s-ar putea să nu se prezinte în forma tradițională a semnalelor comunicării radio. Mai degrabă, ar putea implica detectarea artefactelor pe planete, via marginile spectrale ale celulelor solare, poluării industriale a atmosferelor, lumini artificiale sau explozii de radiații de la surse artificiale.

Aflarea răspunsului la această întrebare importantă: ”Suntem singuri în Univers?” va schimba perspectiva noastră asupra locului nostru în univers, și va deschide noi câmpuri de cercetare interdisciplinară, precum astro-lingvistica (cum să comunicăm cu extratereștrii), astro-politica (cum să negociem cu ei), astro-sociologia (cum să interpretăm comportamentul lor colectiv), astro-economia (cum să facem schimburi de resurse materiale spațiale) și așa mai departe. Am putea scurta calea progresului uman învățând de la civilizațiile care au beneficiat de un start bun acum câteva miliarde de ani.

Unui copil, fără îndoială, imaginea de ansamblu a lumii îi inspiră modestie personală. Similar, sondajul telescopului spațial Kepler asupra stelelor din apropiere, le-a permis astronomilor sugestia existenței mai multor planete locuibile cu masa Terrei, decât numărul grăunțelor de nisip de pe toate plajele de pe Pământ.

Chiar de-a lungul ultimului an, astronomii au descoperit o planetă potențial locuibilă, Proxima b, în jurul celei mai apropiate stele de Soare, Proxima Centauri și alte trei planete potențial locuibile din seria de șapte planete ce evoluează în jurul alte stele apropiate TRAPPIST-1, iar dacă viața s-a format pe una dintre acestea, este probabil să se fi transferat și altora. Aceste stele pitice, ale căror mase echivalează cu 12% și 8% din masa Soarelui nostru, vor continua să existe în această formă încă 10 trilioane de ani, cam de 10 ori mai mult decât Soarele. De aceea, ele oferă material de prospecție pentru viață în viitorul îndepărtat, mult timp după ce Soarele va muri și se va transforma într-o stea pitică rece.

De aceea, eu mi-am invita prietenii să investească într-o proprietate pe Proxima b, doarece valoarea acestea va crește dramatic în viitor. Dar aceasta ridică de asemenea o importantă întrebare științifică: ”Există probabilitatea emergenței vieții într-un timp cosmic prezent aproape de o stea precum Soarele?”. Prin sondarea locuibilității universului prin intermediul istoriei cosmice de la nașterea primelor stele la 30 de milioane de ani după Big-Bang și până la moartea ultimelor stele, peste 10 trilioane de ani, am putea concluziona că, dacă nu cumva locuibilitatea este suprimată în jurul stelelor de masă redusă, viața este foarte probabil să existe aproape de stele pitice roșii precum Proxima Centauri și Trappist-1 mii de miliarde de ani începând de acum.

Chimia ”vieții așa cum o cunoaștem noi” necesită apă în stare lichidă, dar distanța corectă față de steaua părinte, pentru a beneficia de o temperatură confortabilă la suprafața planetei nu este o condiție suficientă pentru viață. Planeta trebuie să aibă de asemenea atmosferă. În absența unei presiuni atmosferice externe, căldura stelară ar transforma gheața direct în gaz, fără faza apei lichide.

Semnalul de alarmă poate fi găsit chiar în apropierea noastră: Marte deține doar o zecime din masa Terrei și și-a pierdut atmosfera inițial prezentă. Dar Proxima b are o atmosferă? Dacă are o atmosferă, atunci aceasta și orice suprafață oceanică ar deține vor modera contrastul de temperatură dintre zi și noapte. Telescopul spațial James Webb, programat pentru lansare în octombrie 2018, va fi capabil să distingă temperatura de contrast așteptată, dacă Proxima b este aridă, comparată cu cazul în care climatul său este moderat de o atmosferă, posibil împreună cu un ocean.

O perspectivă cosmică asupra originilor noastre ar putea de asemenea contribui la o vedere de ansamblu modestă. Elementele grele care s-au asamblat pentru a forma Terra au fost produse în inima unei stele masive din apropiere, care a explodat. O fărâmă din acest material i-a forma corpului nostru în timpul vieții, dar apoi revine în natură.

Ce suntem noi atunci, dacă nu o formă tranzitorie pe care o fărâmă de material a ia pentru un moment foarte scurt al istoriei cosmice pe suprafața unei planete dintre atâtea altele? Cu toate astea, viața rămâne cele mai prețios fenomen pe care îl tezaurizăm pe Terra. Ar fi extrem de grozav să găsim dovezi ale ”vieții așa cum o cunoaștem” la suprafața altei planete, cu atât mai remarcabil dacă telescoapele noastre vor suprinde evidențele unei tehnologii spațiale avansate extraterestre.

By Abraham Loebm, șef departament de astronomie la Universitatea Harvard, director fondator al Inițiativei Black-Hole și director al Institutului pentru Teorie și Calcul al Centrului Smithsonian – Harvard pentru Astrofizică.

Via: Scientific American – Blogs, 28 iunie 2017

Traducere și adaptare: Ciprian Crișan