Парадокс Ферми. Великое Молчание Вселенной
Иногда нужно анализировать гипотезы, присматриваясь к личностям их авторов. Поняв, кто именно выдвигает то или иное предположение, какими могут быть его мотивы и почему теория становится знаменитой, можно ответить на вопрос древних римлян «кому выгодно?» и таким образом уловить проблеск истины. Парадокс Ферми, сформулированный ещё в середине двадцатого века, как раз и является объектом, подходящим для подобного исследования.
Итальянский физик Энрико Ферми (Enrico Fermi) был посвящён в масоны в возрасте всего лишь двадцати двух лет, в 1923-м. Даже если вы не верите в тайные правительства и в теории заговоров, то уж наверняка не станете сомневаться в том, что масонские ложи пристраивают своих «вольных каменщиков» на хлебные места. Уже через два года молодой учёный преподавал сразу в двух университетах, в Римском и Флорентийском. Причём, столь успешная карьера началась — попрошу внимания! — до того, как он разработал свою теорию о фермионах (элементарных частицах, названных его именем) и хоть как-то прославился.
Как говорится, дальше — больше. 1926-й год — уже профессор Римского университета (в 25 лет). 1929-й — иностранный член-корреспондент АН СССР (в 28 лет). Нобелевская премия по физике в 1938-м. В 1939-м — бегство из Италии в Швецию, поскольку Муссолини страсть как не любил масонов. Далее — США, где Ферми пригласили работать сразу в пять университетов.
Конечно, братцы-каменщики (то бишь масоны) изрядно помогали, но учёный был действительно талантливым. Занимался проблемами ядерной физики. Благодаря его работам удалось синтезировать шесть с лишним десятков радиоактивных изотопов. Его именем назван сотый элемент — фермий. Но власть имущие решили, что для народонаселения планеты наиболее полезным будет так называемый парадокс Ферми. И принялись раскручивать сей бренд с такой страшной силой, что он остаётся на слуху по сей день.
Это произошло после Розуэлла, когда мир захлестнула тема летающих тарелок. Широким народным массам нужно было срочно промывать мозги — убеждать, что жизни во Вселенной, вероятно, гораздо меньше, чем хотелось бы энтузиастам, готовым искать братьев по разуму.
Итак, суть парадокса Ферми нормальным, доступным языком. Но начнём с основы — уравнения Дрейка. Что это такое? Очень просто: уравнение. со всеми неизвестными. Ведь мы не можем знать точно ни количества зарождающихся в галактике звёзд (свет от них дойдёт нескоро), ни присутствия наличия светил с годными планетами, ни вероятности зарождения жизни, ни соотношения разумных к неразумным (вроде нас). Не говоря уж о том, какой процент оных цивилизаций жаждет контакта.
То есть, что-либо вычислить с помощью такого уравнения невозможно в принципе. Самая настоящая лапша на ушах. Но для массового потребления сойдёт, решили правители.
И вот Ферми, используя свой авторитет учёного-вундеркинда, юного академика и профессора, на основе вышеописанной лапши формулирует парадокс. Мол, если Вселенная образовалась десять миллиардов лет назад (хотя и этого наверняка никто не знает), то на различных планетах уже давно должна была возникнуть разумная жизнь. А поскольку таких планет очень много (о чём говорит уравнение с лапшой), то велика вероятность того, что некоторые цивилизации обогнали нас в развитии и могли бы уже к нам прилететь. Или как минимум не отстали, поэтому им следовало бы наполнить космическое пространство излучением своих радиостанций, транслирующих «мыльные» сериалы, реалити-шоу, курсы биржевых акций и, конечно, рекламу.
Поскольку инопланетный шоу-бизнес наши радиотелескопы не принимают, а летающие тарелки пришельцев не приземляются посреди городов, нарушая правила движения и создавая автомобильные пробки, то вот вам и парадокс, называемый также «Великое Молчание Вселенной». Мол, цивилизаций, как гласит лапша, должно быть очень много, но их почему-то не видать и не слыхать.
Кто поумнее, те предположили, что инопланетяне не молчат, но мы изобрели радио не так уж давно, чтобы принять сигналы от далёких островков разумной жизни. К нам попросту ещё не дошли радиоволны от планет, расположенных в сотнях световых лет от нас. Это если говорить о цивилизациях, находящихся на примерно таком же уровне уровне развития, как и наша.
Ну а высокоразвитые, освоившие межзвёздные перелёты, наверняка отказались от архаичного радио. Если нужно связаться с кораблём, находящимся где-то на другом краю Млечного Пути, то сигналы наверняка передаются через гиперпространство. Чтобы доходили быстро. А нам гиперпространство неведомо, поэтому перехватить их радиопередачи мы не можем никак. Вот вам и кажущееся молчание.
Зачем понадобилось раскручивать бренд «парадокс Ферми», если на самом деле все выводы — лапша, имеющая крайне мало отношения к настоящей науке? Ответ прост: чтобы посеять в мозгах сомнение в существовании внеземных цивилизаций. Мол, не слышно же их, поэтому, наверное, и вовсе никого там нет. Как будто инопланетяне непременно должны пользоваться технологиями, совместимыми с земными, чтобы наши радиотелескопы всё улавливали.
Если бы о молчании заговорили журналисты, то им мало кто поверил бы. Требовалось мнение именитого учёного. И вот Энрико Ферми очень вовремя заинтересовался астрофизикой — в 1951-м году. Правда, проблемы уфологов были ему до лампочки, он исследовал космические излучения, бродящие по Вселенной. Но раз уж братики-масоны попросили высказаться о внеземных цивилизациях и надавить на обывателей своим авторитетом, то отказаться нельзя.
Ну а средства массовой дезинформации уж постарались разнести «благую весть» о парадоксе Ферми по миру. Научные издания, не очень научные, очень ненаучные и совсем жёлтые дружно, по мановению невидимой руки, периодически продолжают удивляться, мол, действительно, как же так, почему никто нам приветы не присылает. Мол, инопланетяне — выдумка, иначе давно уже хотя бы азбукой Морзе нам чего-нибудь пропищали бы.
Итак, самые мощные земные передатчики работают в диапазоне длинных волн (148—408 Кгц). Дальность уверенного приёма — 2000 километров. Благодаря дифракции, такие волны способны огибать препятствия и потому используются для радиовещания на огромные территории в горной местности, в условиях плотных застроек, на Крайнем Севере и в прочих регионах, куда не могут добраться ни FM-радиостанции, ни сотовые операторы.
В отличие от средних ( 300 кГц —3 МГц ) и коротких (3 МГц — 30 МГц) волн, длинные не зависят от состояния ионосферы. Попросту не отражаются от неё. А средние и особенно короткие отражаются вовсю, что позволяет им огибать Землю. Когда всемирная паутина ещё не стала обыденностью, радиолюбители-коротковолновики переговаривались между собой, находясь на разных континентах.
Следовательно, длинные волны, излучаемые мощными передатчиками, способны улетать в космос (ионосфера ведь практически не отражает). Но вот беда: на них очень сильно воздействуют индустриальные помехи. (Действуют на любое вещание с амплитудной модуляцией, но в длинноволновом диапазоне — наиболее ощутимо). А в космосе ведь полно всяких излучений. Поэтому любая радиопередача наверняка исказится до неузнаваемости и растворится в общем фоне.
Частотная модуляция (эфирное аналоговое телевидение, радио FM) защищена от помех гораздо лучше, но передатчики применяются маломощные. Кроме того, такие волны ничего не огибают, распространяются только в пределах видимости. Если передающая антенна расположена высоко, то иногда сигнал проходит километров на сто. Но зона уверенного приёма обычно не превышает пятидесяти километров.
Есть ещё один немаловажный момент. Радиостанциям, расположенным достаточно далеко друг от друга, дают одни и те же частоты в вещательных диапазонах. Поэтому в космос улетает такая каша, настолько искажённая интерференцией и приправленная всякими излучениями, что вряд-ли до звёзд может добраться что-либо осмысленное.
Каша начинается уже на Земле. В тёмное время суток (когда солнечная радиация не мешает дальнему прохождению) включите любой радиоприёмник в диапазоне AM (нынче в дешёвых радио это чаще всего средние волны) и послушайте, сколько далёких и близких станций становятся то громче, то тише, перекрываются другими, теряются и снова пробиваются сквозь мешанину радиоголосов.
Вы услышите только те передатчики, которые расположены в радиусе тысячи километров. (Иногда — полутора-двух тысяч.) А теперь представьте себе, какой хаос вызывается всеми земными станциями!
Да, возразите вы, но общий фон радиоизлучения от Солнечной Системы должен быть выше, чем от звёзд, не имеющих населённых планет. Следовательно, и от цивилизаций, которые изобрели радио, тоже что-то должно доходить до нас. Хотя бы шипение.
Вот как раз шипения в космосе полно. Собственно говоря, для его изучения и начали строить радиотелескопы (ещё в тридцатых годах прошлого века). В фоновом шуме пространства уже давно растворились любые волны искусственного происхождения, пролетев множество световых лет, изрядно исказившись и ослабев. Ведь, как сказано выше, помехи ощущаются даже на Земле, где волна проходит жалкие по космическим меркам тысячи километров.
Но если пробить дыру в обычном пространстве и отправить сигнал через гиперпространство, да ещё и со стойкой к помехам модуляцией, то он за считанные мгновения пройдёт без искажений на невообразимые расстояния.
А если сигнал будет цифровым, с интерполяцией и восстановлением частично утерянных данных, то качество связи получится отличным. И зачем, спрашивается, высокоразвитой цивилизации нужно обычное радио? Только для маломощного домашнего вещания, для точек Wi-Fi или что там у них есть.
Вот и весь секрет «Великого Молчания». Говорить о нём как об аргументе против существования внеземных цивилизаций, не имея никакой информации, опираясь на уравнение со всеми неизвестными, — как минимум неразумно. Точно так же в старину человек мог бы сделать вывод, что в двадцать первом веке люди не общаются, поскольку не отправляют друг другу почтовых голубей.
Источник
Scisne ?
| Главная ≫ Инфотека ≫ Астрономия, астрофизика, космология ≫ Физики попытались объяснить «великое молчание Вселенной» с помощью ее модели — матрицы из ста миллионов клеток |
Физики попытались объяснить «великое молчание Вселенной» с помощью ее модели — матрицы из ста миллионов клеток
«Великое молчание Вселенной», то есть отсутствие каких-либо признаков существования в ней Разума, кроме земного, противоречит современным представлениям о мире. Маловероятно, что в однородной и изотропной Вселенной с неисчислимым количеством звезд возникла лишь одна цивилизация, земная. Если же наша цивилизация не единственная и развивается по стандартным законам, то есть со временем все больше познает мир и преобразовывает его, то те внеземные цивилизации (ВЦ), которые родились раньше, должны превосходить нас по технологическим возможностям. И так или иначе обнаружить себя – искусственными сигналами, полетами космических аппаратов, заметными для земного наблюдателя преобразованиями в космосе и так далее. Но мы не видим ни ВЦ, ни их следов. «Ну, и где они в таком случае?» Этот вопрос впервые прозвучал в 1950 году из уст знаменитого физика, Нобелевского лауреата Энрико Ферми в ответ на доводы своих коллег в пользу множества высокоразвитых цивилизаций в нашей Галактике. «Парадокс Ферми» не разрешен, однако на 10 лет позже американский физик Френсис Дрейк вывел формулу, с помощью которой можно определить число цивилизаций в Галактике, с которыми есть шанс вступить в контакт. Формула состоит из произведения различных вероятностей и некоторых других чисел. Его формула, хотя и подвергается критике, и сейчас считается серьезнейшей попыткой сформулировать возможность встречи. Взглянуть на проблему с неожиданной стороны предложили ученые из Украины и России — доктор физико-математических наук, профессор Киевского политехнического института Андрей Снарский и кандидат физико-математических наук, заместитель директора Научно-производственного предприятия «Наука-Сервис», москвич Игорь Безсуднов.
Соавторы предложили модель появления и взаимодействия цивилизаций во Вселенной, используя обобщение клеточного автомата. В информатике так называют особые динамические системы, виртуальные миры, развивающиеся в пространстве и времени. Они используются учеными для исследований, в том числе, эволюции больших физических систем. Пространство представлено здесь равномерной сеткой, каждая клетка (ячейка) которой содержит несколько битов данных. Есть и время, движущееся вперед дробными шагами. Законы эволюции этого виртуального мира выражаются определенным набором параметров и правил, которые задаются самими исследователями. В соответствии с ними каждая клетка на каждом временном отрезке автоматически вычисляет свое новое состояние по состояниям ее близких соседок. В рамках этой модели соавторы представили Вселенную как матрицу, которая состоит из ста миллионов клеток и функционирует на протяжении 320 тысяч циклов их обновления. Было использовано несколько параметров, в том числе, вероятность зарождения цивилизаций и среднее время их жизни. В результате оказалось, что при одних значениях заданных параметров ВЦ живут, развиваются и погибают «в одиночку», разъединенные непреодолимыми преградами времени или пространства. При других же — получают шанс пересечься. Контакт дает им новую пищу для познания, возможность обмениваться идеями и технологиями, вовлекая в этот процесс соседей. В этом случае происходит смена фазы, принципиальный переход количества в качество. Цивилизации получают бонус в виде продления времени своего существования и проявляют тенденцию к лавинообразному распространению по всей Вселенной. Познакомившись с работой, главный астроном проекта SETI Сет Шостак представил этот процесс в виде дождя на водной глади. Капли-цивилизации падают там и тут, образуя отдельные круги. В соответствии с одним вариантом развития событий капли падают слишком далеко друга от друга или в разные периоды времени, и вызванные ими волны сглаживаются, не успев пересечься. Однако при сильном дожде или случайном совпадении во времени и пространстве круги пересекаются. Модель позволила построить неравенство, при выполнении которого Вселенная рано или поздно должна оказаться полностью «цивилизованной». Но в какой именно Вселенной мы живем? Какие параметры заложены природой? Легкий дождик или ливень? Как отмечают соавторы, сегодня ответа на эти вопросы нет. Корреспондент Pro Science попытался узнать у Андрея Снарского и Игоря Безсудного — возможно ли, что Разум уже начал шагать по пути появления содружества цивилизаций и землянам нужно лишь дождаться заветного часа? Ваша научная тематика? Физические процессы в сильно неупорядоченных средах, теория протекания, теория сложных сетей (у Андрея Снарского) и явления в средах с перколяцией, самоорганизованная критичность, математическое и компьютерное моделирование систем с протеканием (у Игоря Безсуднова). Это довольно далеко от проблемы внеземного разума. Что побудило вас создать модель развития цивилизаций во Вселенной? Статьи известного российского астрофизика Владимира Липунова. Анализируя факт «молчания Вселенной», он выдвинул оригинальную гипотезу — универсальная причина гибели внеземных цивилизаций может быть связана с потерей основной функции разума. Функции познания. Наш мир устроен относительно просто, считает астрофизик, и разумная жизнь, познав за определенный срок его законы, исчерпывает свой познавательный импульс и погибает.
Стоит заметить, что недостатка в предположениях о причинах «великого молчания» ВЦ, если они существуют на самом деле, нет. От непривлекательности Земли для более развитого разума и до закономерной гибели любой цивилизации до того, как она станет способной к межзвездным перелетам. Конечно, наша модель – не решение Парадокса Ферми. Скорее, это некое дополнение к формуле Дрейка. Мы впервые учли ограниченность времени жизни цивилизации, а также эффекты, связанные с контактом ВЦ, их взаимным расположением и с конечным временем распространения сигнала контакта — не больше скорости света. Дрейк говорил о вероятности, а мы – о некоем критическом параметре, который определяет, смогут состояться встречи с ВЦ, которые продлят им время жизни, или нет. По-видимому, сейчас большинство цивилизаций одиноки, но мы надеемся, что наш «бонус» во Вселенной больше критического и, в конце концов, контакт будет найден. Нужно подождать. Правда, неизвестно сколько. Но пока есть те, кто хочет познавать, есть надежда. Не исключено, что со временем обнаружится, что какой-то из заложенных вами параметров не верен. Или нужно ввести дополнительные условия. Конечно. Развивая модель, ученые могут, например, дополнительно учесть возможность не только положительного, но и негативного взаимодействия цивилизаций. Или разброс периодов их жизни. Выводы тоже могут отчасти поменяться. Например, критический бонус — добавочное время жизни, появляющееся при контакте ВЦ, — может оказаться много больше или много меньше. Могут быть другие интерпретации этой модели клеточного автомата, которые учитывают существование бонуса при контакте? Представим, что у нас есть гангстеры и полиция. Гангстерские организации существуют определенное время в зависимости от работы полиции. При хорошей работе полиция раньше или позже их ловит и уничтожает. При плохой работе стражей порядка отдельные гангстерские организации объединяются в синдикаты, которые получают бонус – они будут жить дольше, поскольку обладают большей мощью. То есть от полиции зависит, распространятся ли гангстеры на всю страну или нет. Фокус состоит в том, что это распространение происходит лавинообразно. Стоит только упустить возможность и дать преступным организациям жить большее время, чем критический период, — и через какое-то время эти организации оккупируют всю страну. Это шутливая интерпретация, которая, тем не менее, показывает, что модель может применяться в разных ситуациях. Источник ➤ Adblockdetector |
Андрей Снарский и Игорь Безсуднов
Главный астроном проекта SETI Сет Шостак.