Находимся ли мы в «Зоне одиночества» Вселенной?

Являемся ли мы единственной разумной жизнью во Вселенной? Этот вопрос, один из самых фундаментальных для человеческого существования, волнует людей на протяжении тысячелетий. В последнее время, благодаря развитию научных инструментов и знаний, мы получили возможность предпринимать более конкретные попытки оценить наше место в космосе. Исторически эти усилия воплощались в таких знаменитых инструментах, как Парадокс Ферми и Уравнение Дрейка. Однако новая научная работа, опубликованная в журнале Acta Astronautica Анталом Верешем из Венгерского университета сельского хозяйства, вводит более тонкое статистическое понятие — «Зону одиночества».

Содержание

Наследие великих вопросов

Для понимания концепции «Зоны одиночества» необходимо рассмотреть три ключевые идеи, на которых она базируется:

1. Парадокс Ферми: Этот парадокс, сформулированный физиком Энрико Ферми, ставит вопрос: если во Вселенной так много мест, где могла бы развиться жизнь, то почему мы до сих пор не встретили инопланетян?

2. Великие фильтры: Согласно этой идее, для достижения определенного уровня технологического развития форма жизни должна пройти через статистически невероятное событие. Классическими примерами Великих фильтров являются первичное возникновение жизни на Земле и переход от одноклеточных к многоклеточным организмам. Эти фильтры являются коллективными, и, согласно некоторым версиям теории, нас могут ожидать новые фильтры в нашем цикле технологического развития.

3. Шкала Кардашева: Эта шкала, разработанная советским физиком Николаем Кардашевым, оценивает технологический уровень цивилизации по количеству потребляемой ею энергии. Цивилизация Типа I использует мощность, получаемую планетой размером с Землю; Тип II — всю энергию звезды; Тип III — всю энергию целой галактики. Согласно различным оценкам, человечество в настоящее время находится на уровне около 0.7 по этой шкале.

4. Уравнение Дрейка: Разработанное астрономом Фрэнсисом Дрейком, это уравнение пытается рассчитать количество цивилизаций в нашей галактике, достигших уровня технологической сложности, сопоставимого с человеческим.

Определение «Зоны одиночества»

«Зона одиночества» не является физическим местом; это статистическое окно, где вероятность существования ровно одной формы жизни заданной сложности выше, чем ситуация, при которой существует либо несколько форм жизни того же уровня технологического развития, либо ни одной.

Ключевой особенностью этого статистического окна является то, что оно формирует распределение, подобное колоколообразной кривой, а не экспоненциальной функции. Это связано с критическим вторым условием модели: вероятность существования хотя бы одной цивилизации этого технологического уровня должна быть выше, чем вероятность того, что их нет совсем. В сценариях, слишком пессимистичных относительно эволюции биологической жизни, на самом деле более вероятно, что жизнь не возникла бы вообще, нежели в единственном экземпляре.

Четыре принципа модели Вереша

Модель доктора Вереша использует идеи Парадокса Ферми, Великих фильтров и Уравнения Дрейка, опираясь на четыре ключевых принципа:

1. Сложность (Complexity): Позволяет ранжировать формы жизни по шкале от 0 до бесконечности — от простых одноклеточных организмов до «постбиологического интеллекта». Здесь применяется фактор шкалы Кардашева.

2. Вероятность существования (Existence likelihood): Вероятность того, что существует цивилизация по крайней мере определенного уровня сложности.

3. Вероятность возникновения (Emergence probability): Шанс того, что форма жизни этого уровня возникнет только в одной системе.

4. Общее число потенциальных систем: Этот фактор был взят из модифицированной версии Уравнения Дрейка, но распространен на всю Вселенную, а не только на Галактику. В работе это число зафиксировано на уровне 1024 — предполагаемое количество планет земного типа в наблюдаемой Вселенной.

Сценарии и результаты

Доктор Вереш протестировал четыре различных сценария, чтобы определить вероятность нахождения в «Зоне одиночества».

• Сценарий «Астробиологического оптимизма»: Учитывает «легкую» эволюцию на множестве миров. В этом случае шанс, что цивилизация с технологическим потенциалом человечества окажется одна во Вселенной, по сути, равен нулю, поскольку Вселенная будет «кишеть» другими цивилизациями.

• Сценарий «Жесткого эволюционного шага»: Предполагает, что Великий фильтр находится на раннем этапе исторического пути жизни на Земле. Вероятность попадания в Зону одиночества в этом случае также близка к нулю, но по противоположной причине: более вероятно, что не существует вообще никаких форм жизни.

С моделью наилучшим образом согласуется Гипотеза редкой Земли, которая является одним из возможных ответов на Парадокс Ферми. В этом сценарии сложная жизнь встречается крайне редко, хотя и является осуществимой. Условия на ранней Земле должны были быть «идеальными» для развития жизни, и непреднамеренное воссоздание таких условий на другой планете крайне маловероятно.

Согласно Гипотезе редкой Земли, доктор Вереш оценивает шанс того, что человечество находится в Зоне одиночества (на текущем уровне технологического развития), примерно в 29.1%. Он также вводит Гипотезу критической Земли, которая представляет собой «золотую середину» фреймворка и максимизирует эту вероятность до 30.3%.

Выводы

Один из важнейших выводов этого исследования заключается в том, что ни в одном из сценариев вероятность того, что мы существуем в «Зоне одиночества», не превышает 50%. Гораздо более вероятно, что либо существует множество форм жизни нашего технологического уровня, либо их нет вовсе.

Однако, по мере того как повышается оценка цивилизации по Шкале Кардашева, вероятность попадания в эту Зону увеличивается. Для действительно развитых цивилизаций (Тип I и выше) шанс оказаться в одиночестве в любой момент времени может превысить 50%.