Парадокс Ферми - это очевидное противоречие между высокой оценкой вероятности существования внеземных цивилизаций и отсутствием доказательств о существовании таких цивилизаций.
Возраст Вселенной и ее огромное количество звезд показывают, что если Земля - это типичная планета, то внеземная жизнь должна быть обычным явлением для космоса. В 1950 году физик Энрико Ферми поставил вопрос: "Если в галактике Млечный Путь существует множество развитых внеземных цивилизаций, почему мы до сих пор не видим такие их следы, как космические корабли или зонды?" Другой тесно связанный с парадоксом вопрос - Великое Молчание : даже если путешествовать трудно, но внеземная жизнь распространена, почему бы нам не обнаружить их радиовещание? (Заметим, что термин "Великое Молчание" часто используется как синоним "Парадокса Ферми").
Были сделаны попытки объяснения парадокса Ферми путём приведения доказательства существования внеземных цивилизаций и без человеческих знаний (например, частые случаи НЛО).

Контраргументы предполагают, что разумная внеземная жизнь не существует или возникает так редко или на такой короткий промежуток времени, что люди никогда не смогут осуществить с ней контакт.
Желание миллионов доказать, что это не так, заставило человечество приложить много усилий на развитие научных теорий и моделей о возможной внеземной жизни, а парадокс Ферми стал теоретической точкой в осуществлении этой работы. Эта проблема породила также многочисленные научные труды по её решению напрямую.

Суть парадокса

Более полное определение парадокса может быть сделано следующим образом:

Видимый размер и возраст Вселенной показывают, что должны существовать многие технологически развитые инопланетные цивилизации. Однако эта гипотеза кажется провальной в силу отсутствия наблюдаемых доказательств.

Первый аспект парадокса - аргумент масштаба .

Существует приблизительно 200-400 млрд. звезд в галактике "Млечный Путь" и 70 секстиллионов (7х10 22) - в видимой Вселенной. Даже если разумная жизнь встречается только на незначительной части планет вокруг этих звезд, все-равно на них должно до сих пор существовать большое количество цивилизаций. Этот аргумент допускает принцип заурядности, который гласит, что Земля не является уникальной - она всего лишь типичная планета, которая подчиняется тем же законам, эффектам, и, вероятно, результатам, как и любой другой мир.

Второй краеугольный камень парадокса - возражение на аргумент масштаба: способность разумной жизни преодолевать дефицит ресурсов и её склонность к колонизации новых местообитаний. Кажется вполне вероятным, что любая развитая цивилизация будет искать новые ресурсы и колонизировать сначала звезду их собственной звездной системы, а затем и звезды окружающих звездных систем. Поскольку на Земле или в любом другом месте во Вселенной не существует никаких убедительных доказательств о существовании других разумных цивилизаций даже спустя 13,7 млрд. лет истории Вселенной, можно предположить, что разумная жизнь очень редкостна или, что наши предположения об общем поведении разумных видов недостаточны.

«Почему нет пришельцев или их физических артефактов?» Если межзвездные путешествия возможны, даже «медленные», т.е. в пределах досягаемости технологий Земли, то необходимо всего от 5 до 50 миллионов лет, чтобы колонизировать всю галактику. Это относительно небольшое количество времени в геологическом масштабе, не говоря уже о космологическом. Поскольку существует много звезд старших, чем Солнце, или поскольку разумная жизнь могла развиваться ранее в другом месте, возникает вопрос, почему галактика ещё не колонизирована? Даже если колонизация нецелесообразна или нежелательна для всех внеземных цивилизаций, то они могли бы осуществлять крупномасштабное исследование галактики. Тем не менее, каких-либо признаков либо колонизации, либо разведывания не существует.

Конечно же, этот аргумент может не подходить для Вселенной в целом, так как отсутствие физических свидетельств присутствия пришельцев из далеких галактик на Земле может быть объяснён временем путешествий. Однако тогда возникает вопрос: «Почему мы не видим никаких знаков разумной жизни?» , ведь достаточно развитая цивилизация может быть наблюдаемая в рамках огромной области наблюдаемой Вселенной. Даже если такие цивилизации редки, аргумент масштаба указывает, что они должны были бы существовать на каком-то определенном этапе истории Вселенной. Тем не менее, нет никаких признаков таких цивилизаций.

Уравнение Дрейка

С парадоксом Ферми связаны многочисленные теории и принципы, но наиболее тесную связь с ним имеет уравнение Дрейка (см. ).

Уравнение было сформулировано Фрэнком Дрейком в 1960 году, через десять лет после возражений Энрико Ферми, в попытке найти средства систематической оценки многочисленных вероятностей, связанных с внеземными цивилизациями. С его помощью можно подсчитать количество внеземных цивилизаций, с которыми мы можем вступить в контакт. Теоретические переменные уравнения таковы: скорость формирования звезд в галактике; число звезд, имеющих планеты, и число планет, которые пригодны для жизни; количество планет, на которых развивается жизнь и впоследствии становится разумной; ожидаемое время жизни такой цивилизации.

Фундаментальная проблема состоит в том, что последние четыре условия (доля планет с жизнью; вероятность, что жизнь станет умной; вероятность, что разумная жизнь станет коммуникативной; длительность существования такой цивилизации) совершенно неизвестны. Кроме того, сама форма уравнения Дрейка предполагает, что цивилизации возникают и умирают в пределах их солнечной системы. Если межзвездная колонизация возможна, то такое предположение неверно, и необходимо использовать уравнение динамики численности населения.

Уравнение Дрейка было использовано как оптимистами, так и пессимистами, но с дико разными результатами. Доктор Карл Саган, используя оптимистичные цифры, в 1966 г. предположил о существовании более чем 1 миллиона коммуникативных цивилизаций в нашей галактике. Скептики, такие как Фрэнк Типлер, использовали пессимистические цифры и пришли к выводу, что среднее число цивилизаций в галактике гораздо меньше, чем единица.

Сам Фрэнк Дрейк согласился, что уравнение Дрейка вряд ли сможет решить парадокс Ферми.

Практические попытки решения парадокса

Очевидный способ решить парадокс Ферми- это найти убедительные доказательства существования внеземных цивилизаций. Попытки найти такие доказательства осуществляются с 1960 года, ряд из них совершаются на постоянной основе. Поскольку человеческая цивилизация не имеет возможности межзвездных путешествий, такие поиски в настоящее время осуществляются удаленно и опираются на анализ очень тонких факторов. Поэтому маловероятно, что с Земли в ближайшем будущем будут обнаружены нетехнологические цивилизации.

Одна из трудностей в поиске - это чрезмерно антропоцентрическая точка зрения. Поиски нацелены на обнаружение таких доказательств внеземных цивилизаций, которые использует человечество сейчас или могло бы использовать при более высоком уровне развития. Разумные инопланетяне могли бы избегать таких "ожидаемых" видов деятельности или осуществлять такие виды деятельности, которые совершенно незнакомы для человека.

Существует два способа, с помощью которых астрономия может найти свидетельства внеземной цивилизации.

1. Один из них заключается в том, что обычные астрономы, изучая звезды, планеты и галактики, могут интуитивно обнаруживать явления, которые не смогут быть объяснены без позиционирования разумной цивилизации в качестве источника явлений. Такое случалось несколько раз - пульсары , когда их только обнаружили, называли LGMs (Little Green Men - маленькие зелёные человечки) из-за ритмичного повторения их импульсов. Кроме того, галактики Сейферта считались несчастными случаями на инопланетных заводах, так как их огромная и целенаправленная энергия не была первоначально объяснена. В конце концов, разумеется, для всех этих явлений были найдены естественные объяснения, не связанные с разумной жизнью, - пульсары в настоящее время объясняются нейтронными звездами, а галактики Сейферта - это последний взгляд на разрастание вещества внутри черных дыр. При этом всём возможность дальнейшего открытия необъяснимых явлений остаётся.

2. Поиск явлений, специально созданных инопланетными цивилизациями для поиска других цивилизаций.

Радиоизлучение

Радиотехнологии и возможность построить радиотелескоп являются теми средствами, с помощью которых внеземная цивилизация может генерировать и принимать радиоволны, которые могут передаваться на большие межзвездные расстояния. Восприимчивые наблюдатели в какой-нибудь солнечной системе заметили бы необычайно интенсивные радиоволны для звезды типа (наше Солнце). Всё это - наше теле- и радиовещание. Именно из-за них внеземные наблюдатели могут сделать вывод о существовании нашей цивилизации.

Таким образом, тщательный поиск радиоизлучений в космосе, которые не являются естественными сигналами, может привести к обнаружению внеземных цивилизаций (рис. 1). Такие сигналы могут быть либо "случайным" побочным продуктом цивилизации (например, радиовещание), либо преднамеренной попыткой коммуникации, наподобие наших посланий внеземным цивилизациям (см. послание Аресибо).

Ряд астрономов и обсерваторий пытались и пытаются обнаружить такие сигналы в основном за счет организации SETI .

Рис. 1. Радиотелескопы, которые часто используются в рамках программы SETI

За несколько десятилетий исследований SETI не было обнаружено никаких звезд с необычно яркими или выразительно повторяющимися радиосигналами, хотя и было несколько сигналов-кандидатов. 15 августа 1977 г. радиотелескопом «Большое Ухо» (см. ) был подхвачен так называемый "сигнал wow" (рис. 2). Тем не менее, повторные обследования того же участка неба ничего не дали (см. ). В 2003 г. появился новый кандидат - радиоисточник SHGb02+14а (см. - на укр. языке ).

(нажмите для просмотра в оригинальном мастштабе)

Рис. 2. Wow-сигнал

Прямые планетарные наблюдения

Определение и классификация экзопланет (планет за пределами Солнечной системы) основывается на последних усовершенствованиях астрономических инструментов и анализов. Это - новое направление в астрономии - первая опубликованная работа, которая утверждала, что учёные обнаружили экзопланету, была выпущена в 1989 году, но вполне возможно, что в ближайшем будущем будут найдены планеты, которые могут быть подходящими для поддержания жизни.

Прямые доказательства существования жизни могут быть найдены, например, из-за обнаружения ключевых биотических газов (метана и кислорода) или даже промышленного загрязнения воздуха в технологически развитой цивилизации - всё с помощью спектрального анализа . По мере улучшения наших наблюдательных возможностей, в конце концов, может стать возможным обнаружение таких прямых доказательств, таких как это (рис. 3):

(нажмите для просмотра в оригинальном масштабе 800х400)

Рис. 3. Человечество наблюдаемо из космоса

Но что бы там ни было, экзопланеты редко предоставляют возможность для непосредственного наблюдения, а их существование, как правило, обнаруживается из-за их влияния на орбиту звезды (звезд). Это означает, что можно определить лишь массу и орбиту экзопланеты. Эта информация, наряду со звездной классификацией её светила, а также обоснованные предположения относительно её состава (которые обычно базируются на основе массы планеты, а также её расстояния до светила) позволяют делать лишь грубую оценку планетарной среды. До 2009 г. методы обнаружения экзопланет не предоставляли возможности для выявления миров, имеющих жизнь. Такие методы, как гравитационное микролинзирование, могут детектировать присутствие «малых» миров, возможно даже меньших, чем земной мир, но лишь на протяжении небольших промежутков времени без возможности дальнейшего исследования. Другие методы, такие как метод радиальной скорости (метод Доплера), астрометрия и транзитный метод, позволяют длительное обследование эффектов экзопланет, но работают только с планетами, которые во много раз превышают массу Земли. А такие планеты считаются маловероятными кандидатами в пристанища внеземной жизни.

Тем не менее, с 1988 по 2010 обнаружено 424 планеты, а первая возможно земная планета была найдена в 2007 году. Новые усовершенствования методов обнаружения экзопланет, а также использование существующих методов в космосе (таких как миссия Кеплера , начатая в 2009) могут обнаружить и охарактеризовать планеты с земными размерами. (Для дополнительной информации см. Список экзопланет).

Инопланетные объекты

Зонды, колонии и другие артефакты

Как уже отмечалось, с учетом размеров и возраста Вселенной, а также относительной скорости, с которой может возникнуть разумная жизнь, могут быть обнаружены следы колонизаций, осуществляемых инопланетными цивилизациями. Также это касается следов исследований, которые не содержат внеземную жизнь, например, датчики и устройства сбора информации.

Некоторые теоретические технологии исследования и поиска сырья, такие как , могут исчерпывающе исследовать галактику размером в Млечный Путь всего за 1 миллион лет при небольших инвестициях в создание зондов по сравнению с результатами их работы (рис. 4). Если хотя бы одна цивилизация в Млечном Пути использует (использовала) такие зонды, они могут быть распространены по всей галактике. Свидетельства таких зондов могут быть найдены в Солнечной системе - возможно, в поясе астероидов, где много легкодоступного сырья.

Еще один вариант контакта с инопланетным зондом - попытка инопланетной цивилизации найти жизнь на других планетах, например, инопланетный (рис. 4). Такое устройство может быть автономным космическим зондом, целью которого является поиск и общение с инопланетными цивилизациями (в отличие от зонда фон Неймана, который обычно характеризуется как чисто исследовательский).

Рис. 4. Иллюстрации Зонда Фон Неймана (слева) и Зонда Брейсуэлла (справа) (источник - daviddarling.info )

С 1950-х годов проводятся прямые исследования на небольшом участке Солнечной системы, но до сих пор нет никаких доказательств, что этот участок когда-либо посещали инопланетные колонисты или зонды. Детальная разведка областей Солнечной системы, где находится много ресурсов, - таких как астероиды пояса Койпера , облако Оорта и системы планетарных колец - всё ещё могут теоретически предоставить доказательства инопланетных исследований, несмотря на то, что эти регионы огромны и их трудно обследовать. Первые шаги в этом направлении были осуществлены в виде проектов SETA и SETV (см. официальный сайт SETV), предназначенных для поиска внеземных артефактов или других доказательств внеземного посещения в пределах Солнечной системы. Были также осуществлены попытки послать сигнал, привлечь, или активировать зонд Брейсвелла.

Инопланетные структуры, соизмеримые с размерами звезд

В 1959 году д-р Фримен Дайсон исследовал, что в каждой развивающейся человеческой цивилизации постоянно увеличивается потребление энергии, и, теоретически, цивилизация достаточного уровня развития, в конце концов, будет испытывать необходимость в энергии, вырабатываемой её звездой. - это пример решения такой потребности: корпус или облако из различных объектов, окружающих эту звезду со всех сторон, используется для улавливания лучей энергии звезды (рис. 5). Такой шедевр астроинженерной мысли мог бы существенно изменить наблюдаемый спектр задействованной звезды, меняя его от линий излучения для нормальной звездной атмосферы до излучения абсолютно черного тела, вероятно, с максимумом в инфракрасном диапазоне. Дайсон сам предположил, что развитые внеземные цивилизации могут быть обнаружены путем изучения спектров звезд в поисках такого изменения.

Уравнение Дрейка: вероятность встречи

Уравнение Дрейка - созданная в 1960 году профессором астрономии и астрофизики Фрэнком Дрейком математическая формула, которая позволяет в теории определить число внеземных цивилизаций Млечного пути. Выглядит эта формула следующим образом: N = R х Fp х Ne х Fl х Fi х Fc х L. Уравнение Дрейка учитывается множество факторов:

Количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт (N),

Число звезд, образующих год в Млечном пути ® ,

Долю светил с планетами (Fp),

Среднее количество планет и спутников с подходящими для зарождения цивилизации условиями (Ne),

Вероятность зарождения жизни (Fl),

Вероятность возникновения разумных форм жизни (Fi),

Отношение количества планет, жители которых ищут себе подобных, и планет, жители которых этого не делают (Fc)

Продолжительность существования цивилизации (L).

По современным оценкам, число контактеров в нашей галактике составляет 0,002275, - то есть, их попросту нет. Тем не менее, это не означает, что их нет и в соседней галактике Андромеды, для которой использовать такую формулу мы пока не можем.

Фрэнк Дрейк не предполагал, что его детище обеспечит сторонникам поиска внеземной жизни SETI финансированием на десятилетия вперед, однако именно так и произошло. Автор знаменитого парадокса Ферми, итальянский физик и создатель первого в мире ядерного реактора Энрико Ферми тоже вплотную подошел к созданию подобной формулы, - однако прославился благодаря высказанному случайно парадоксальному наблюдению, лишь опосредованно связанному с ней.

Парадокс Ферми: вселенское одиночество

Парадокс Ферми - удивительное утверждение: он описывает сомнение в существовании инопланетян и при этом сам долго подвергался сомнению. Никому доподлинно неизвестно, в какой именно форме имело место высказывание, позже ставшее парадоксом: Мишель Ферми произнес эту фразу в университетском кафетерии, в компании нескольких коллег, и для записи она не предназначалась.

Чтобы выяснить, что сказал Ферми и сказал ли он это вообще, в 1985 году даже пришлось провести журналистское расследование. Тогда одному из участников разговора - коллеге итальянского физика, Эмилю Конопинскому, - удалось вспомнить, что в ходе жаркого обсуждения инопланетян вообще и серии необъяснимых исчезновений мусорных урн, которая в тот момент взволновала весь Нью-Йорк, в частности, Ферми спросил: «Вы не задумывались над тем, где все?». Затем ученый добавил, что доказать существование других цивилизаций можно по наличию трех «улик»: радиопередач, зондов и кораблей. С момента его высказывания прошло уже 64 года, однако у нас до сих пор нет данных ни о чем из перечисленного Ферми.

Уникальная Земля: судьбоносная математика

Сторонники гипотезы уникальной Земли, склонные считать землян одинокими, апеллируют к единичному схождению естественных факторов, сделавших возможным появление разумной жизни на нашей планете. Один из главных аргументов - то, что Солнечная система находится на особенной орбите внутри Млечного пути, представляющей из себя почти идеальную окружность. Это позволяет нам двигаться внутри галактики практически с той же скоростью, что и ее спиральные витки, полные радиоактивных новорожденных сверхновых звезд. Сегодня считается, что их излучение делает невозможным развитие высших форм жизни, однако наша система от него защищена.

Популярная сегодня гипотеза гигантского столкновения, которая объясняет появление Луны, тоже выглядит как судьбоносный момент. Согласно этому предположению, спутник Земли сформировался на ее орбите после того, как 4,45 млрд. лет назад в молодую планету врезалось другое небесное планетарное тело размером с Марс - Тейя. Угол столкновения оказался идеальным: ведь прямое попадание уничтожило бы Землю, а более пологий угол наклона заставил бы Тейю срикошетить. Однако «космическое ДТП» привело к тому, что часть земной массы выбросило на орбиту; это позволило стабилизировать планетарную ось и привело к формированию системы приливов и отливов, которые сегодня управляют массами воды и климатом на Земле.

Гипотеза уникальной Земли предполагает очень низкую вероятность развития другой разумной жизни где-либо еще. Однако ее сторонников обвиняют в углеродном шовинизме: пристрастии к теории универсальности водно-углеродной жизни. Противники этого подхода предполагают, что в нашей Вселенной возможна кремниево-кислородная, азотно-фосфорная и азотно-борная жизнь.

Антропный принцип: вероятность наблюдателя

Антропный принцип тоже настаивает на одиночестве. Он опирается на предположение, что законы природы, которые мы наблюдаем, не являются единственными в мире: то есть, возможно, существуют другие Вселенные или даже места в нашей Вселенной, где эти законы выглядят по-другому. Всемирно известный британский физик-теоретик Стивен Хокинг в своей книге «Краткая история времени» сформулировал его так: «Мы видим Вселенную так, как мы ее видим, потому что мы существуем».

«Антропный принцип существует в двух вариантах - слабом и сильном, - пишет Хокинг. - Слабый антропный принцип утверждает, что во Вселенной, которая велика или бесконечна в пространстве или во времени, условия, необходимые для развития разумных существ, будут выполняться только в некоторых областях, ограниченных в пространстве и времени. Поэтому разумные существа в этих областях не должны удивляться, обнаружив, что та область, где они живут, удовлетворяет условиям, необходимым для их существования. Так богач, живущий в богатом районе, не видит никакой бедности вокруг себя.

Мало кто возражает против справедливости и применимости слабого антропного принципа. Некоторые же идут значительно дальше, предлагая его сильный вариант. Он заключается в том, что существует либо много разных вселенных, либо много разных областей одной вселенной, каждая из которых имеет свою собственную начальную конфигурацию и, возможно, свой собственный набор научных законов. В большей части этих вселенных условия были непригодны для развития сложных организмов; лишь в нескольких, похожих на нашу, вселенных смогли развиваться разумные существа, и у этих разумных существ возник вопрос: «Почему наша Вселенная такая, какой мы ее видим?» Тогда ответ прост: «Если бы Вселенная была другой, здесь не было бы нас!»».

По сути, антропный принцип лежит на границе физики и метафизики. Американский физик-теоретик, автор терминов «черная дыра» и «кротовая нора» Джон Уиллер отмечал, что «наблюдатели необходимы для обретения Вселенной бытия», - то есть, Вселенные без наблюдателей не обретают статус реальности. Однако нельзя отрицать, что в «другой» Вселенной вместо нас вполне могла бы сформироваться «другая» разумная жизнь (и здесь мы вновь утыкаемся в понятие «шовинизма»).

Молчание Вселенной: все ищут, но никто не излучает

Как же найти обитаемую планету, если она находится по-настоящему далеко? Ведь на данном этапе развития техники мы не сможем ни рассмотреть ее в телескоп, ни отправить к ней зонд или экспедицию. Сегодня единственный вариант поиска в пространстве - это изучение радиоволн. Однако в этом плане окружающий нас космос пока выглядит пустым.

Сегодня существуют предположения, что если цивилизации-соседи ведут себя так же, как мы: вкладывают больше сил в поиски, а не в отправление радиопосланий. Так что объяснение звучит довольно просто: «Все ищут, но никто не излучает». С Земли, и правда, пока было отправлено всего несколько сообщений в разных форматах: радиопослание внеземным цивилизациям «„Мир“, „Ленин“, „СССР“» в 1962 году, пластинки «Пионера» в 1973 (две одинаковые пластинки из анодированного алюминия с информацией о человеке и Земле), радиосигнал «Аресибо» в 1974 и золотая пластинка «Вояджера» во второй половине 70-х (позолоченная пластинка с записью звуковых и видеосигналов, упакованная в алюминиевый футляр и закрепленная на корпусе космического аппарата). Ни на одно из них пока, как мы знаем, не последовало ответа. При этом радиоизлучение Земли падает из-за того, что мы в последние годы стали использовать кабельные и спутниковые сигналы, а первые радиопередачи, созданные в 1895 году, прошли расстояние всего в 119 световых лет.

Слепота землян: нейтрино вместо радиоволн

«Одиночество» человеческой расы может объясняться еще и тем, что люди ищут в космосе чужие сообщения в форме радиоволн, в то время как прочие цивилизации, возможно, используют для связи другие средства: лазеры, нейтрино или даже другие частицы, неизвестные нам. Также есть предположения, что неизвестные нам жители Вселенной уже достигли этапа технологической сингулярности, когда прогресс науки и техники становится настолько быстрым и сложным, что мы на данном этапе развития не можем его понять. Признаки присутствия такой цивилизации могут быть неотличимы от природных явлений, так что она остается незамеченной.

Кроме того, в вопросах поиска братьев по разуму человек, увы, неизбежно «спотыкается» о свойства своего собственного мозга. Дело в том, что в основе нашей системы восприятия лежит механизм интерпретации исходящих от рецепторов сигналов с помощью нейронной сети, - а в этом случае распознавание образов невозможно без обучения. Для того, чтобы разумное существо с Земли могло опознать нечто как сигнал присутствия существа с другой планеты, на что нечто нужно прямо указать. И здесь, конечно, тоже существуют свои трудности: ведь когда образ уже имеет значение в традиционной культуре (как, например, пирамиды Гизы или достижения цивилизации майя), это значение еще нужно побороть, сменив привычный «код» на новый и нарушив устоявшийся порядок восприятия истории, культуры и даже самоидентичности человечества.

Гипотеза уникальной Земли

Одна из современных гипотез, названная гипотезой уникальной Земли , утверждает, что многоклеточная жизнь может быть чрезвычайно редкой из-за возможной исключительности и редкости планет земного типа. В ней утверждается, что целый ряд невероятных совпадений сделали возможным возникновение сложных форм жизни на Земле. Несколько примеров таких совпадений приведены ниже.

Спиральные витки галактики содержат много сверхновых звёзд, радиация которых, как считается, делает высшие формы жизни невозможными. Наша Солнечная система находится на особенной орбите внутри Млечного Пути : она является почти идеальной окружностью такого радиуса, что она двигается с той же скоростью, что и гравитационные ударные волны, формирующие спиральные витки. Земля пребывала между спиральными витками Галактики на протяжении сотен миллионов лет, или свыше тридцати полных галактических оборотов, то есть практически всё время, пока на Земле существуют высшие формы жизни.

Другой необходимый элемент - Луна . Популярная теория гигантского столкновения утверждает, что она сформировалась вследствие редкого столкновения молодой Земли с планетой размером с Марс примерно 4,45 миллиардов лет назад. Столкновение должно было произойти лишь под определённым углом: прямой угол уничтожил бы Землю, более пологий угол привёл бы к тому, что другая планета бы просто отрикошетила от Земли. Приливы, вызванные Луной, стабилизировали земную ось: без влияния Луны её колебания (прецессия) были бы намного большими и привели бы к громадным изменениям климата, которые могли уничтожить жизнь на Земле. Лунные приливы, вероятно, разогрели земное ядро , которое должно быть расплавленным, чтобы генерировать магнитное поле , существенно ослабляющее влияние солнечного ветра .

Сторонники противоположной точки зрения настаивают, что требование наличия земных условий для существования жизни свидетельствуют об узком видении природы, поскольку исключает из рассмотрения формы жизни, принципиально отличные от земных (См. углеродный шовинизм).

Уравнение Дрейка

Те, кто верит в предложенные доктором Карлом Саганом более оптимистические оценки параметров уравнения Дрейка, утверждают, что разумная жизнь является распространённым явлением во Вселенной. Некоторые из них считают, что приняв обоснованные, по их мнению, параметры уравнения Дрейка, мы приходим к выводу, что наличие большого количества внеземных цивилизаций не только возможно, но «практически гарантировано». Тем не менее, сторонники принципа Ферми считают, что в связи с отсутствием доказательств в пользу обратного, человечество - единственная технологически развитая цивилизация как минимум в нашей части Млечного Пути. Также они считают, что поскольку мы не имеем надёжных оценок для параметров уравнения Дрейка, то его нельзя использовать как единственный способ для оценки числа внеземных цивилизаций, а следует опираться на данные, которые мы только начинаем систематически накапливать.

Существующие данные

Оппоненты, однако, говорят об отсутствии инструментов для обработки всех сигналов как о возможной причине отсутствия разумных сигналов. Например, главный астроном из института SETI Сет Шостак (Seth Shostak) утверждает, что в галактике может существовать большое количество радиопередатчиков от сотен миллиардов звёзд, но чтобы уловить и обработать все сигналы, понадобятся большие вычислительные мощности, на данный момент недоступные человеку . Кроме того, по их мнению, внеземные цивилизации или инопланетяне могут просто использовать способы связи, отличные от радиоволн, или по каким-либо причинам скрывать сам факт радиопередач. Их оппоненты в то же время указывают, что это может действительно быть так, но только в случае, если существует/существовало очень малое количество цивилизаций, и если бы их было столько, сколько прогнозировали Саган и Дрейк, то даже при условии, что только часть из них использовала радио во время своего развития, этого было бы достаточно, чтобы заметно повлиять на радиоспектр части звёзд.

Антропный принцип

Подобно гипотезе уникальной Земли, антропный принцип утверждает, что Вселенная «тонко настроена» на известную нам форму жизни. Он утверждает, что поскольку жизнь на Земле была бы невозможна, если какой-либо из многих параметров физической Вселенной был даже в незначительной мере изменён, то похоже, что люди имеют преимущество над любой другой формой разумной жизни, делая допущение о том, что люди - единственный разумный вид, вероятным. Ещё более убедительным является ряд работ Стивена Хокинга , опубликованных в 2004 году, в которых утверждается, что вероятность того, что вследствие Большого взрыва возникнет вселенная того же типа, что мы наблюдаем сегодня, составляет 98 %.

Критики возражают, объявляя это утверждение тавтологией : в изменённой Вселенной жизнь в известной нам форме, возможно, не существовала бы, но могла бы существовать в другой форме.

Вклад Фримена Дайсона

Упоминается в научно-фантастическом произведении Майкла Крайтона «Сфера ».

Неоднократно упоминается в рассказе Фредерика Пола «Ферми и стужа». Парадокс объясняется тем, что как только цивилизация достигает достаточного уровня технологического развития для выхода в космос, она уничтожает себя в ядерной войне .

См. также

Примечания

Ссылки

• Shostak, Seth (25 October 2001). «Our Galaxy Should Be Teeming With Civilizations, But Where Are They?». Space.com. Space.com. Retrieved on April 08, 2006.
• Парадокс Ферми (англ.)
• Наши наблюдения неполны и логические ошибки (англ.)
• Стефан Уэбб. 50 решений парадокса Ферми.
• Язев С. А. Почему все-таки молчит космос? //Земля и Вселенная, 1998. N 1. С. 65-71.
• Шкловский И. С. Существуют ли внеземные цивилизации? // Земля и Вселенная . - 1985, № 3. - С. 76-80.

Внеземная жизнь
События и объекты	ALH 84001 Murchison Близкий контакт Метеорит «Шерготти» Метеорит «Нахла» Радиосигнал SHGb02+14a Сигнал «Wow!» CTA-102 (англ. ) PSR B1919+21 /LGM-1 (англ. ) Вспышки на Глизе 581 g
Астрономические объекты	Венера Марс Европа Каллисто Ганимед Титан Энцелад Глизе 581 c Глизе 581 d Глизе 581 g HD 85512 b Глизе 667C с Kepler-22b Обитаемая зона Список экзопланет в обитаемой зоне Жизнепригодность системы красного карлика Жизнепригодность планеты Список потенциально жизнепригодных экзопланет Индекс обитаемости планеты Индекс подобия Земле Двойник Земли
Связь	METI SETI SETI@home SERENDIP Зонд Брейсвелла Линкос Массив телескопов Аллена Межзвёздная связь Послание «Мир», «Ленин», «СССР» Пластинки «Пионера» Послание Аресибо Проект «Озма» Проект «Феникс» Проект «Циклоп» (англ. ) Cosmic Call
Теории	Аурелия и Голубая луна Антиземля (Глория) Нибиру Великий фильтр Гипотеза зоопарка Гипотеза уникальной Земли Космический плюрализм (англ. ) Неокатастрофизм Обратное загрязнение (англ. ) Палеоконтакт Панспермия Парадокс Ферми Презумпция естественности Принцип заурядности Углеродный шовинизм Уравнение Дрейка Шкала Кардашева
Миссии	«Викинг» ATLAST Mars Astrobiology Explorer-Cacher (англ. ) Mars Sample Return Mission Дарвин Экзомарс
См. также	Альтернативная биохимия Астробиология Астроэкология (англ. ) Биомаркер (англ. ) Внеземная вода Внеземная цивилизация Доклад института Брукингса (

Фрэнк Дрейк (Frank Drake) и его знаменитая формула.

Что такое парадокс Ферми?

Парадокс Ферми  - это суровое противоречие между оценками высокой вероятности существования внеземной жизни и отсутствием доказательств того же. Основные аргументы таковы:

• В нашей галактике около 100 миллиардов звезд, некоторые из них даже старше нашего Солнца.
• Вокруг большинства этих звезд должны быть планеты. Это составляет сотни миллиардов планет. Многие из них являются потенциально пригодными для жизни.
• Некоторые из этих планет могут привести к возникновению Жизни. И также некоторые из них могут породить разумную жизнь. Это составляет потенциально миллионы миров с интеллектуальными цивилизациями.
• Некоторые из этих цивилизаций могут развивать межзвездное путешествие. Даже при медленном темпе !

Поэтому возникает вопрос: если существует так много потенциальных внеземных цивилизаций, то почему ни одна из них до сих пор не связалась с нами? Это предполагаемый парадокс. Полный аргумент Парадокса Ферми можно найти в Wait But Why (на английском языке ) или в Википедии .

Есть, по существу, 2 явных противоречия, которые могут разрушить парадокс Ферми:

1. Оценка числа внеземных цивилизаций, которые могут общаться с нами.
2. Отсутствие каких-либо доказательств контакта с инопланетной цивилизацией.

Очевидно, что пункт 2 не имеет значения, если оценка пункта 1 неверна. Пункт 1 (т. е. Число цивилизаций, с которыми возможно общение ) находится уравнением Дрейка , которое можно резюмировать следующим образом:

Уравнение Дрейка  - формула, предназначенная для определения числа внеземных цивилизаций в Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт. Сформулирована в 1960 году профессором астрономии и астрофизики калифорнийского университета Санта Круз (Santa Cruz ), доктором Фрэнком Дрейком .

Выглядит формула следующим образом:

N =R fp Ne fl fi fc L

где:
N  - количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
R  - количество звёзд, образующихся в год в нашей галактике;
fp  - доля звёзд, обладающих планетами;
Ne  - среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
fl  - вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
fi   - вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
fc   - 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 вступить в контакт и хочет вступить в контакт).

Посмотрим на каждый из параметров уравнения Дрейка. Астрофизика достаточно продвинулась, чтобы позволить нам достоверно оценить первые 2 параметра:

1. Средняя скорость образования звезд в галактике: (R *) = 1,5–3 звезды в год.
2. Доля этих звезд с планетами: f (p) = ~ 1 .

Таким образом, первые 2 параметра уравнения Дрейка не представляют проблемы. Однако последующие параметры очень грубо оценены, что означает, что с ними связаны большие неопределенности.

Проблема № 1: (Ne) Наши оценки обитаемых планет предвзяты

Космический телескоп Кеплера (который представляет большую часть нашего прогресса по поиску пригодных для жизни планет) может исследовать только небольшой сектор нашей галактики, показанный выделенной желтой частью на картинке внизу:

1. Это означает, что наш поиск обитаемых миров только начался. Следовательно, наша оценка суммарных обитаемых миров в галактике экстраполируется из небольшого наблюдаемого угла.
2. Наши оценки количества обитаемых миров также предвзяты к условиям жизни в этом наблюдаемом углу. Условия жизни не одинаковы во всей галактике, некоторые части Млечного пути более пригодны для жилья, чем другие. Например, центральные части галактики более подвержены воздействию излучения, чем внешние части, в которых мы живем.
3. Спутники планет (луны) могут не находиться в пригодной для жизни зоне звезды, чтобы иметь возможность производить Жизнь. Гравитационное притяжение газовых гигантов, таких как Юпитер в сочетании с эллиптической орбитой спутника, создает внутренние трения на таких лунах. Это приводит к внутреннему нагреву и доступности энергетических ресурсов, которые могут быть использованы потенциальной формой жизни. Проблема в том, что мы не знаем, как оценить такие обитаемые луны. Мы даже не знаем, как много таких лун, а тем более не знаем об их обитаемости.
4. Мы не знаем, действительно ли планеты на близких орбитах вокруг красных карликовых звезд пригодны для жилья. Одним из таких примеров потенциально пригодной для жизни планеты является недавно обнаруженная Proxima b . Ответ на вопрос, действительно ли пригодны такие планеты, может быть значимым, поскольку звезды красного карлика являются наиболее распространенными звездами в галактике. Но дело в том, что мы пока не знаем этого ответа.

В принципе, мы на самом деле не знаем, какая часть планет (или лун) в галактике пригодна для жизни.

Проблема № 2: Без (Ne) мы не можем достоверно оценить, сколько планет порождает разумную жизнь

Доля планет, на которых развивается жизнь (fl) : Поскольку мы знаем только одну планету с Жизнью на ней, это оценка, которую мы не можем реально сделать в течение длительного времени. Наши поиски пригодных для жизни планет должны существенно расшириться для того, чтобы мы могли использовать (Ne). И тогда, если мы действительно обнаружим некоторые формы чужой жизни, мы можем сказать что-то значимое о том, на скольких потенциально обитаемых планетах действительно может существовать Жизнь.

Доля планет с жизнью, на которых существует разумная форма жизни (fi): Без нахождения множества планет или лун с жизнью сначала, эта оценка бессмысленна.

Проблема #3: Межзвездные сообщения могут быть не так популярны, как мы предполагаем

Доля планет с разумной жизнью, способных к межзвездной коммуникации (fс) : Если мы в конечном итоге найдем много планет с жизнью (и некоторые из них с разумной жизнью) в течение длительных периодов времени, мы будем ближе к ответу на вопрос, сколько на самом деле цивилизаций может использовать межзвездную связь. Только тогда мы можем получить истинную оценку того, является ли межзвездная связь столь же распространенной, как мы предполагаем. Не говоря уже о том, что если до тех пор нам удастся каким-то образом общаться с разумной цивилизацией, то 2-е противоречие парадокса Ферми (отсутствие доказательств какого-либо общения) все равно разваливается.

Проблема № 4: Шкала времени Вселенной слишком велика

Средняя продолжительность существования таких цивилизаций (L) : Подумайте, что мы, люди, появились на Земле в нашей нынешней форме как разумный вид всего лишь 200 000 лет назад. Для сравнения, Земле 4,5 миллиарда лет, а Вселенной 13,7 миллиарда лет! Таким образом, наше существование как разумного вида было просто мигом в сравнении с космическими масштабами.

Точно так же все наши радиосигналы, отправляемые в космос, чтобы показать себя как технологически развитую цивилизацию, даже не достигли 100 световых лет от нас, из-за скорости света, при которой распространяются радиоволны.

Наша сфера радиопередачи в диаметре всего 200 световых лет (маленькая голубая точка внизу справа), тогда как диаметр галактики Млечный Путь составляет 100 000 световых лет.

В разговорах о внеземном разуме часто проносятся две идеи. Одна из них - это уравнение Дрейка, которое оценивает число цивилизаций в нашей галактике, сигналы которых мы могли бы обнаружить - возможно, тысячи, если верить нашим оценкам. Другая - так называемый парадокс Ферми, согласно которому мы должны были бы увидеть разумных инопланетян, если бы они существовали хоть где-нибудь, потому что они бы неизбежно колонизировали галактику - а раз мы их не видим, то и поиск их сигналов не имеет смысла. Независимо от того, какое объяснение вы себе выбрали по нашим многочисленным статьям на тему парадокса Ферми, стоит знать, что лауреат Нобелевской премии по физике никогда не предполагал, что инопланетян не существует.

Уравнение Дрейка действительно подлинное: его создал астроном и пионер SETI Фрэнк Дрейк. Но парадокс Ферми - это миф. Он носит имя физика Энрико Ферми - но Ферми никогда не делал такого заявления.

Парадокс Ферми ошибочен, поскольку уходит корнями в цитату сенатора Уильяма Проксмайра. В 1981 году парадоксом Ферми он назвал причину для убийства программы NASA по поиску внеземных цивилизаций (SETI); программу возобновили по настоянию Карла Сагана, но снова загубили в 1993 году с подачи сенатора Ричарда Брайана. С тех пор никакие исследования в США на эту тему не привлекают государственных денег, даже если вокруг звезд, похожих на наше Солнце, обнаружили уже тысячи новых планет.

Энрико Ферми, лауреат Нобелевской премии и строитель первого ядерного реактора, не опубликовал ни слова на тему инопланетян. Мы знаем кое-что о его взглядах, поскольку физик Эрик Джонс записал мнения трех людей, присутствовавших за одним столом во время обеда в Лос-Аламосе в 1950 году, откуда и взял начало парадокс Ферми: Эмиля Конопинского, Эдварда Теллера и Герберта Йорка. Ферми умер в 1954 году.

Если верить этим очевидцам, они обсуждали мультфильм, в котором жизнерадостные инопланетяне вылезали из летающих тарелок, перевозящих мусорные баки, украденные на улицах Нью-Йорка, как Ферми вдруг спросил: «Где все?». Каждый понял, что он имеет в виду тот факт, что мы никогда не видели никаких космических кораблей инопланетян, и разговор перешел на возможности межзвездных путешествий. Йорк, похоже, хорошо запомнил события тех дней:

«…он пришел к выводу, что раз нас никто не посещал, то и межзвездные путешествия могут быть невозможными или, если возможны, не стоят затраченных усилий, либо технологическая цивилизация существует недостаточно долго, чтобы это произошло».

Йорк и Теллер, похоже, думали, что Ферми поставил под вопрос возможность межзвездных путешествий - никто не думал, что он задает вопрос о возможном существовании внеземных цивилизаций. Поэтому так называемый парадокс Ферми - который ставит под вопрос существование внеземных цивилизаций - совершенно не отражает взглядов Ферми. Скепсис Ферми на тему межзвездных путешествий не удивителен, поскольку в 1950 году ракета на орбиту еще не выходила, не говоря уж о другой планете или звезде.

Но если Ферми не высказывал эту пессимистическую идею, откуда у нее ноги растут?

Фраза «…их там нет; следовательно, их не существует» впервые появилась в печати в 1975 году, когда астроном Майкл Харт заявил, что если бы разумные инопланетяне существовали, они бы неизбежно колонизировали Млечный Путь. Если бы они существовали везде, они были бы и здесь. А раз их нет, Харт заключил, что люди, вероятно, представляют единственную разумную жизнь в нашей галактике, поэтому поиск разумной жизни где-либо еще «вероятно, пустая трата времени и денег». Его аргумент оспаривали много раз - возможно, звездные путешествия не осуществимы, или никто не решился колонизировать эту галактику, или нас посещали давным-давно и признаки этого похоронены с динозаврами - но он закрепился в мышлении об инопланетных цивилизациях.

В 1980 году Фрэнк Типлер усомнился в аргументах Харта всего с одним очевидным вопросом: откуда кто-нибудь возьмет ресурсы на колонизацию миллиардов звезд? Он предложил «самовоспроизводящийся универсальный конструктор с интеллектом, сопоставимым с человеческим». Достаточно отправить один из таких на ближайшую звезду и поставить задачу создавать копии, используя подручные материалы, а затем отправлять их на другие звезды, пока галактика не наполнится таковыми. Типлер предположил, что отсутствие таких штуковин на Земле доказывает, что наш интеллект - единственный в целой Вселенной (и не только в Млечном Пути).

Харт и Типлер, безусловно, заслуживают похвалы за идею, которая лежит в основе так называемого парадокса Ферми. Но на протяжении многих лет их идею путали с оригинальным вопросом Ферми. Путаница, видимо, началась в 1977 году, когда физик Дэвид Стивенсон использовал фразу «парадокс Ферми» в работе, ссылаясь на идею Харта как на возможный ответ на вопрос Ферми. Парадокс Ферми было бы точнее окрестить «аргументом Харта - Типлера против существования технологически развитых инопланетян», что звучит на порядок менее авторитетней старого названия, но кажется более справедливым.

Что касается парадокса, то его нет, даже в аргументах Харта и Типлера. Нет никакого логического противоречия между заявлением «внеземная жизнь может существовать везде» и заявлением «внеземной жизни тут нет», поскольку никто не знает, возможно ли путешествие от звезды к звезде в принципе.

Аргумент Харта - Типлера, облаченный в авторитет имени Ферми, привел к тому, что некоторые люди стали пессимистично рассматривать наши шансы на обнаружение внеземной жизни. Но предполагать, что мы не должны искать разумную жизнь только потому, что не наблюдаем ее здесь, глупо. Впрочем, все указывает на то, что пессимизм понемногу уходит. Не так давно Юрий Мильнер пообещал вложить 100 миллионов долларов за десять лет в проект Breakthrough Listen. Но поиск сигнала среди миллионов звезд на неизвестных частотах может потребовать больше ресурсов.