W poszukiwaniu rozwiązania Paradoksu Fermiego

Fizyk noblista, Enrico Fermi, zadał w 1950 roku pytanie - „Gdzie oni są?”. Miał tu na myśli obce, zaawansowane technologicznie cywilizacje, które powinny być w kosmosie powszechne, jeśli weźmiemy pod uwagę wiek Wszechświata oraz liczbę zawartych w nim gwiazd. Fermi pytał, dlaczego nie znaleźliśmy dotąd żadnych ich śladów, jeśli w naszej galaktyce istnieje wiele pozaziemskich cywilizacji.

Gdzie oni są?

Od 1950 roku podjęto wiele prób rozwiązania tego paradoksu. Nieustannie publikowane są nowe prace naukowe, które próbują ów paradoks wytłumaczyć, a entuzjaści eksploracji kosmosu na całym świecie dyskutują, czy ludzkość jest jedyną zaawansowaną cywilizacją we Wszechświecie, czy też nie.

Osoby uważające, że ludzie nie są jedyną zaawansowaną cywilizacją we Wszechświecie powiedzą, że posiadanie innego zdania w tej kwestii jest zwyczajną ignorancją, a Wszechświat jest zbyt wielki, abyśmy byli sami. Przeciwnicy zaś stwierdzą, iż obcy nigdy nie istnieli lub inteligentne życie samo doprowadza do swojej zagłady.

Jedna i druga strona przerzuca się tymi i wieloma innymi argumentami. Ciężko nie przyznać, że obecność tylko jednej zaawansowanej technologicznie cywilizacji w Drodze Mlecznej byłaby niesamowitym marnotrawstwem przestrzeni, a co dopiero w całym obserwowalnym Wszechświecie. 300 tryliardów gwiazd, 350 miliardów dużych galaktyk, 3,5 biliona galaktyk karłowatych. Oni muszą gdzieś tam być, prawda? A może skupiamy nasz wzrok w złym miejscu? Być może zaawansowane cywilizacje opuszczają swoje planety, układy planetarne i żyją w przestrzeni międzygwiezdnej, gdzie narażone są na mniej niebezpieczeństw.

Całkiem możliwe, że życie jest obecne w innych miejscach Układu Słonecznego. Woda w sporych ilościach obecna jest pod lodową skorupą Enceladusa i Europy. Przeprowadzone badania i analizy nie wykluczają istnienia prostych organizmów w tych zbiornikach wodnych. Szczególnie obiecujące wydają się być możliwe rejony występowania kominów geotermalnych na dnie tych pozornie zimnych oceanów. Odkrycie życia w innym miejscu Układu Słonecznego pozwoliłoby nam sądzić, że proste życie jest powszechne we Wszechświecie. Znaleźliśmy je przecież w naszym kosmicznym, najbliższym sąsiedztwie. Paradoks Fermiego traktuje jednak o zaawansowanych technologicznie cywilizacjach, których śladu do tej pory nie dostrzegliśmy. W 1950 roku mogliśmy wytłumaczyć to tym, że szukamy zbyt krótko. Minęło niemal 70 lat, technologia i zdolności eksploracji przestrzeni kosmicznej posunęły się daleko naprzód, a w SETI wciąż cisza.

First in, last out

W maju 2018 roku Aleksander Berezin - rosyjski fizyk teoretyczny, zaproponował ciekawe rozwiązanie paradoksu, które nazwał “First in, last out”. Z opublikowanej pracy naukowej dowiadujemy się, że rozwiązanie zagadki może wymagać kontrowersyjnych i trudnych do zaakceptowania założeń, ponieważ, jak sam naukowiec mówi, przewiduje dla naszej cywilizacji przyszłość jeszcze gorszą niż wyginięcie.Berezin zauważa, że większość proponowanych rozwiązań paradoksu definiuje obcą inteligencję zbyt ściśle. Według naukowca mogą to być biologiczne organizmy, takie jak my, ale również sztuczna inteligencja, która zbuntowała się swoim twórcom lub rozproszone we Wszechświecie umysły rozmiarów planet, takie jak te opisane przez Stanisława Lema w “Solaris”.

Niestety, śladów obecności obcej inteligencji w wymienionych formach również nie dostrzegamy.
Dla rozwiązania paradoksu Berezin proponuje, abyśmy skupili się na jednym parametrze, którym jest fizyczny próg, po przekroczeniu którego cywilizacja staje się dostrzegalna we Wszechświecie. Jedyną zmienną, którą możemy obiektywnie zmierzyć, jest prawdopodobieństwo, że życie stanie się wykrywalne z kosmosu w określonym zasięgu od Ziemi, wyjaśnia Berezin i dla uproszczenia nazywa zmienną “parametrem A”.
Jeśli obca cywilizacja nie osiągnie w jakiś sposób parametru A - czy to poprzez rozwijanie podróży międzygwiezdnych, nadawanie komunikatów w przestrzeni kosmicznej, czy to w inny sposób - może ona nadal istnieć, ale nie pomoże nam rozwiązać tego paradoksu.

“First in, last out” zakłada dość ponury scenariusz, w którym pierwsze życie, które osiąga zdolność do podróży międzygwiezdnych, koniecznie eliminuje całą konkurencję, by napędzać własną ekspansję.
Niekoniecznie oznacza to, że wysoko rozwinięta cywilizacja pozaziemska świadomie wymazałaby inne formy życia - ale być może nie zauważa tego, tak samo jak ekipa budowlana niszczy mrowisko, aby wybudować nieruchomość, ponieważ nie posiada żadnej motywacji, aby je chronić.

Berezin nie sugeruje jednak, że to właśnie my jesteśmy tymi mrówkami. Naukowiec przewiduje, że ludzkość jest niszczycielem światów, których od dawna poszukujemy. Według tego scenariusza, ludzie są pierwszym życiem, które osiągnie zdolność do podróży międzygwiezdnych oraz ostatnim, które wyginie. Dlatego też nie znajdujemy we Wszechświecie oznak innych cywilizacji. Zwyczajnie nie osiągnęły one jeszcze wystarczającego poziomu technologicznego, a gdy tak się stanie, zostaną przez nas unicestwione, niekoniecznie celowo.

Obcy unikają z nami kontaktu

Hipoteza zoo jest przeciwieństwem hipotez głoszących, że przedstawiciele obcych cywilizacji dążą do kontaktu z nami. Zamiast tego, obcy mieliby obserwować naszą cywilizację z daleka, podobnie jak my obserwujemy zwierzęta w zoo. Ewentualny kontakt mógłby zostać nawiązany po osiągnięciu odpowiedniego poziomu rozwoju technicznego przez ludzkość.

W przypadku hipotezy zoo spełnione muszą zostać trzy warunki, aby mogła ona być brana pod uwagę w kwestii rozwiązania paradoksu Fermiego. Jeśli chociaż jeden z warunków okaże się nieprawdziwy, hipoteza zoo nie ma prawa bytu.

1. Życie pojawia się wszędzie, gdzie wystąpią do tego odpowiednie warunki.
2. We Wszechświecie jest wiele miejsc, w których życie może istnieć.
3. Nie jesteśmy świadomi istnienia obcych.

Statystycznie nieprawdopodobne wydaje się, że w Drodze Mlecznej istnieje cywilizacja na podobnym poziomie rozwoju, co ludzkość. Bardziej prawdopodobne jest to, że odkryjemy prymitywne formy życia, podobne do tych, które zasiedlały Ziemię miliardy lat temu, albo niezwykle zaawansowaną technologicznie cywilizację, być może na poziomie, który my osiągniemy za miliony lat. Taka cywilizacja dysponowałaby trudną dla nas do zrozumienia technologią i mogłaby kontrolować całą galaktykę, w tym nas.

Autor pracy naukowej uważa, że jedynym wytłumaczeniem braku kontaktu z obcą cywilizacją jest fakt, że obca inteligencja zwyczajnie nas unika, być może stworzyła pewien obszar we Wszechświecie, w którym żyjemy podobnie do zwierząt w zoo.

Dlaczego Nick Bostrom ma nadzieję, że nie znajdziemy śladów życia na Marsie?

Szwedzki filozof, kierownik Future of Humanity Institute na University of Oxford, uważa, że byłoby świetnie, jeśli okazałoby się, iż Mars jest planetą całkowicie sterylną. Według filozofa, jeśli odkryjemy ślady wymarłych bakterii, alg, będzie to zła wiadomość, a odkrycie pozostałości bardziej zaawansowanych form życia, takich jak trylobitów lub małych ssaków, byłoby bardzo złą wiadomością dla ludzkości.

Wiemy, że Wszechświat zawiera wiele gwiazd - około 100 miliardów w samej naszej galaktyce, a obserwowalny Wszechświat zawiera miliardy galaktyk. Dzięki niedawnym odkryciom astronomicznym wiemy, że gwiazdy te często posiadają planety, w tym planety podobne do Ziemi. Wiele z tych systemów solarnych jest znacznie starszych od naszego.Jak dotąd jednak w naszym sąsiedztwie nie pojawiła się żadna cywilizacja pozaziemska. Miliardy potencjalnych miejsc, w których mogło powstać życie i zero cywilizacji, które osiągnęły poziom rozwoju umożliwiający nam ich dostrzeżenie. - Nick Bostrom

Co zatrzymuje pozaziemskie cywilizacje przed osiągnięciem wystarczającego poziomu rozwoju technologicznego, pyta Bostrom. Zauważa, że musi istnieć pewien rodzaj bariery, Wielkiego Filtra, który zapobiega wzrostowi inteligentnego, samoświadomego, zdolnego do kolonizacji przestrzeni kosmicznej życia.
Ważnym dla całej ludzkości pytaniem jest, gdzie się ów Wielki Filtr znajduje? Przed nami, czy za nami? A może występuje więcej niż jeden raz podczas istnienia danego życia?

Załóżmy, że Wielki Filtr jest w przeszłości. Gdzieś pomiędzy powstaniem naszej planety, a wynalezieniem technologii cyfrowych. Być może ewolucja życia nie jest tak prosta i nie zachodzi wszędzie, gdzie występują odpowiednie warunki. Niewykluczone, że powstanie życie jest ekstremalnie trudne i przypadkowe. W takim wypadku wszystkie, potencjalnie przyjazne życiu planety mogłyby utknąć w Wielkim Filtrze, którym jest stopień trudności i liczba rzeczy wymaganych do powstania życia. Filtr mógł wystąpić również później, w trakcie ewolucji życia jednokomórkowego, do którego rozwoju niezbędny był jakiś nieprawdopodobny zbieg okoliczności czy zestaw mutacji.

Tak więc jedną z możliwości jest fakt, że Wielki Filtr jest za nami. Jeśli tak, to właśnie to wyjaśnia brak zaobserwowania pozaziemskich cywilizacji. Zakładając, że powstanie inteligentnego życia jest na tyle mało prawdopodobne, wynika z niego, żejesteśmy prawdopodobnie jedyną taką cywilizacją w naszej galaktyce, a może nawet w całym obserwowalnym Wszechświecie.

Co z możliwością, że Wielki Filtr wciąż jest przed nami? Oznaczałoby to, że istnieje możliwość, iż pewne wydarzenie w przyszłości (Wielki Filtr) uniemożliwi ludzkości - a być może wszystkim innym cywilizacjom technicznym - podróże do innych części galaktyki i zamanifestowanie swojej obecności innym.

W pracy Nicka Bostroma czytamy, że wojna jądrowa, katastrofa ekologiczna czy pandemia nie są dobrymi kandydatami na Wielki Filtr, ponieważ po każdym z wymienionych wydarzeń ludzkość mogłaby się podnieść. Jedynie opóźniłoby to naszą ekspansję we Wszechświecie o setki, albo tysiące lat. Co więcej, taki rodzaj Wielkiego Filtru nie powstrzymałby obcej cywilizacji od kontaktu z nami. Istnieją planety miliardy lat starsze niż Ziemia. Każdy zamieszkujący te planety inteligentny gatunek miałby wystarczająco czasu, aby się odbudować i w końcu dotrzeć do naszej planety nawet setki milionów lat temu.

Musimy mieć nadzieję, że Wielki Filtr jest za nami. Jeśli jest przed nami, będziemy musieli się z nim w przyszłości zmierzyć. Jeśli prawdą jest, że wszystkie cywilizacje wymierają, zanim opanują technologię kolonizacji przestrzeni kosmicznej, powinniśmy oczekiwać, że podobny los czeka ludzkość.

Dlaczego Nick Bostrom ma nadzieję, że nie znajdziemy śladów życia na Marsie? Takie odkrycie mówiłoby nam wprost, że powstanie życia nie jest czymś wyjątkowym we Wszechświecie, doszło do tego przecież dwa razy w naszym kosmicznym ogródku. Oznacza to, że życie musiało powstać w wielu miejscach  w Drodze Mlecznej i Wszechświecie oraz sugeruje, iż Wielki Filtr jest przed nami.

Odkrycie komórkowego życia na Marsie oznaczałoby, że Wielki Filtr występuje gdzieś po  tym etapie ewolucji życia. Byłoby to niepokojące, ale wciąż moglibyśmy mieć nadzieję, że Wielki Filtr miał miejsce w naszej przeszłości. Odkrycie wielokomórkowych organizmów zwiększyłoby prawdopodobieństwo tego, że Wielki Filtr jest wciąż przed nami, a odkrycie skamielin wysoce skomplikowanych organizmów, być może podobnych do ssaków, oznaczałoby, iż prawdopodobieństwo to jest jeszcze większe.

Większość ludzi czytających artykuły o odkryciu pozostałości zaawansowanego życia na Marsie byłaby wsztrząśnięta, ale nie zdawałaby sobie sprawy, jak poważne konsekwencje owe odkrycie ze sobą niesie. Jeśli Wielki Filtr nie jest za nami, jest przed nami i przyjdzie nam się z nim zmierzyć.

Właśnie dlatego Bostrom ma nadzieję, że wszędzie, gdzie ludzie będą poszukiwać życia, zastaną tylko puste i jałowe skały. W takim wypadku moglibyśmy mieć nadzieję na długą i w miarę spokojną przyszłość.

Równanie Drake’a

Inne, opublikowane w 2018 roku wyniki badań również nie napawają optymizmem. Badanie zostało przeprowadzone przez Andersa Sandberga, naukowca z Institute of Humanity i starszego pracownika z Oxford University, Erica Drexlera, znanego inżyniera, który spopularyzował pojęcie nanotechnologii, oraz Toda Orda, australijskiego filozofa moralnego z Oxford University.

Na potrzeby badań zespół na nowo przyjrzał się równaniu Drake’a - wzorowi próbującącemu określić, ile cywilizacji technologicznych istnieje w naszej Galaktyce. Zaproponował je dr Frank Drake w latach 60. XX wieku.

Równanie to zakłada, że liczbę cywilizacji (N) w naszej galaktyce, z jaką moglibyśmy się komunikować, można wyznaczyć poprzez pomnożenie średniej szybkości z jaką powstają gwiazdy w naszej galaktyce (R*), odsetek gwiazd posiadających planety (fp), średniej liczby planet znajdujących się w ekosferze gwiazdy, na których może powstać życie (ne), odsetek planet w ekosferze, na których życie powstanie (fl), odsetek liczby planet, na których inteligentne życie stworzy cywilizację (fi), odsetek cywilizacji, które będą chciały się komunikować z ludzkością (fc) oraz średni czas istnienia takich cywilizacji (L).

W najnowszych badaniach Sandberg, Drexler i Ord zrewidowali parametry równania Drake'a poprzez włączenie do niego modeli chemicznych i genetycznych występujących na drodze do powstania życia.
Ponieważ wiele parametrów dotyczących prawdopodobieństwa istnienia życia i obcej inteligencji we Wszechświecie wciąż pozostaje niewiadomych, naukowcy uwzględnili ich najmniejsze wartości w oparciu o obecny stan naszej wiedzy.

Kiedy badacze połączyli wszystkie wartości oraz niewiadome, nie przypuszczenia i zgadywania, które często wykorzystywane są do znalezienia odpowiedzi na równanie Drake’a, otrzymali dość niedokładny wynik, ze względu na wykorzystanie w badaniach wielu niewiadomych. Naukowcy wyjaśnili jednak, że badanie dostarczyło im szacunkowej oceny prawdopodobieństwa, że ludzkość (biorąc pod uwagę to co wiemy) jest samotna w galaktyce.

Naukowcy tłumaczą, iż może wystąpić sytuacja, w której średnia liczba cywilizacji zamieszkujących galaktyki będzie wysoka - powiedzmy sto - ale wciąż prawdopodobieństwo, że jesteśmy sami w Drodze Mlecznej wynosić będzie 30%. Powodem jest to, że występuje bardzo nierównomierny rozkład prawdopodobieństwa.

Dowiadujemy się dalej, że prawdopodobieństwo powstania życia i inteligencji na planecie posiada bardzo dużo niewiadomych przy obecnym stanie wiedzy.  Nie możemy wykluczać, że dzieje się to niemal wszędzie tam gdzie panują właściwe warunki, ale nie możemy wykluczyć, że jest to rzadkie. Prowadzi to do powstania jeszcze większej liczby niewiadomych co do liczby cywilizacji, co skłania naukowców do wniosku, że istnieje dość duże prawdopodobieństwo, że jesteśmy sami. Jednak nie powinniśmy być zbyt zaskoczeni, jeśli w przyszłości odkryjemy pozaziemską inteligencję.

Ostatecznie wyniki badań nie oznaczają, że ludzkość jest sama we Wszechświecie, ani że prawdopodobieństwo znalezienia dowodów na istnienie cywilizacji pozaziemskich jest mało prawdopodobne. Możemy jednak powiedzieć z większą pewnością siebie - w oparciu o to, co wiemy - że istnieje spore prawdopodobieństwo, iż ludzkość jest obecnie jedynym inteligentnym gatunkiem w Drodze Mlecznej.

Gdzie w tym wszystkim sens?

Czy ludzkość rzeczywiście może być jedyną zaawansowaną technologicznie cywilizacją w Drodze Mlecznej, albo i całym obserwowalnym Wszechświecie? Na pierwszy rzut oka nie ma to zbyt wiele sensu. Wszechświat jest ogromny, liczba galaktyk i gwiazd przekracza nasze pojęcie. Problem w tym, że Wszechświat nie potrzebuje jakiegoś szczególnego sensu, wyższego celu w swoim istnieniu. Jest bo wystąpiły warunki, które umożliwiły jego powstanie, tak samo jak jesteśmy my, ponieważ niecałe 5 miliardów lat temu, na zawieszonej w przestrzeni kosmicznej kulce błota wystąpiły okoliczności umożliwiające powstanie czegoś, co dziś nazywamy życiem.
Nie dowiemy się tego do chwili, w której odkryjemy obcą inteligencję. Jeśli oczywiście taka istnieje.

Podejrzewam, że wszyscy naukowcy, jak i czytelnicy tego bloga głęboko wierzą, iż tam, gdzieś daleko w kosmosie obecne są inne, inteligentne formy życia, z którymi kiedyś się skontaktujemy. Chcę tylko zaznaczyć, iż istnieje prawdopodobieństwo (niezerowe!), że jesteśmy - przynajmniej w tej chwili - jedyną rozwiniętą technologicznie cywilizacją w Drodze Mlecznej. Nie jest to przejaw egoizmu, czy próba przedstawienia naszego gatunku jako wyjątkowy, a próba przyjęcia do wiadomości każdego ze scenariuszy.

Optymistycznie kończąc, pozostaje nam mieć nadzieję, że nabierająca rozpędu eksploracja przestrzeni kosmicznej i przyszła kolonizacja Układu Solarnego zaprowadzą nas daleko do gwiazd. Gwiazd, których orbity goszczą gotowe do zasiedlenia planety i cywilizacje ciekawe nas, tak bardzo jak my jesteśmy ciekawi obcych.

Myślicie, że Oni również wysłali samochód w kosmos?

Tekst został również opublikowany na stronie Kosmiczna Propaganda