Abat15

Что позже позволит разъяснить аксиомы парадокса, носящего его имя: "если нам предшествовали технологически передовые инопланетные цивилизации, и если хотя бы одна из них приступила к планетарной колонизации, то фронт колонизации продвигается достаточно быстро, чтобы заполнить нашу Галактику в очень короткое время по сравнению с ее возрастом. Но мы не видим следов такой цивилизации. Поэтому в Галактике никогда не было передовых цивилизаций." Очень печальный вывод для рассуждений, которые выглядят безупречно. Но действительно ли можно оценить продолжительность, необходимую для колонизации галактики?

Для того, чтобы завоевать галактику, требуется стратегия : отправиться в космическое пространство со своей материнской планеты до заранее обнаруженной обитаемой планеты. Затем колонизировать ее и развивать в ней полноценное общество, прежде чем использовать ее в качестве отправной точки для нового скачка в космосе. Этот процесс колонизации может быть смоделирован как уравнениями, определяющими динамику популяций, которые, например, отражают изменения в населении серебристых лисиц на большом Севере, так и уравнениями, описывающими диффузию материала, которые используются для описания того, как капля чернил рассеивается в стакане воды.

Это моделирование уже успешно применялось к описанию эпидемии бубонной чумы 1347 года, которая охватила значительную часть Европы, а также к прогрессированию современных эпидемий. В этом контексте темп галактической колонизации зависит от трех параметров: времени, затраченного на полёт между двумя соседними звездами, скорости, с которой путешествуют межзвездные корабли, и времени, которое отделяет прибытие первых поселенцев от вылета нового корабля в космос. Давайте попробуем оценить эти три параметра.

Время, необходимое для перелёта от одной звезды к другой, очевидно, зависит от расстояния между ними, а также от скорости используемого межзвездного корабля. В нашей Галактике среднее расстояние между двумя звездами зависит от региона, где они находятся. В диске Млечного Пути это расстояние меньше 0,4 светового года, а в Солнечной окрестности скорее порядка 4. Но наиболее важным расстоянием является то, которое отделяет две звезды с обитаемыми планетами. Это труднее оценить, потому что мы все еще только догадываемся, сколько таких планет. Ближайшая потенциально пригодная для жизни планета была обнаружена в 2011 году французскими астрономами. Она вращается вокруг звезды Gliese 581, на удалении около 20 световых лет. Итак, давайте возьмем 10 световых лет в качестве вероятного значения.

Межзвездное путешествие в одну десятую скорости света технологически можно себе представить, даже если практически это дело не завтрашнего дня.

Для того, чтобы достичь этой планеты в разумное время, необходимо, конечно, чтобы скорость корабля была соответствующей, намного выше, чем у наших сегодняшних зондов. Voyager 1 в настоящее время находится на расстоянии более 21 миллиарда километров от Солнца, продвигается в пространстве со скоростью 17 км / с, что составляет едва 0,006% от скорости света. С такой скоростью она достигнет Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды, через 70 тысяч лет. Поэтому для того чтобы посетить Gliese 581 потребуется более 350.000 лет.

Для повышения рабочих характеристик не требуется никакой новой физики. Межзвездное путешествие в одну десятую скорости света технологически мыслимо, даже если практическая реализация не дело завтрашнего дня, проект амбициозен с учетом текущих стандартов. С такой скоростью, время перемещения составляет порядка столетия. Как только они прибудут на место, остается надеяться, что колонизаторы поселятся и что новая волна вылетит позже, чтобы достичь другого мира. Для оценки продолжительности этого этапа следует отметить, что за последние два столетия население мира увеличилось в 7 раз-с примерно одного миллиарда в 1800 году до семи миллиардов в 2011 году. Таким образом, первоначальная колония из 1000 человек достигнет населения миллиарда человек всего за 1400 лет. Такая произвольная выборка населения позволяет нам осознать, что «инкубационное» время, необходимое для подготовки нового полёта к звездам, составляет порядка одного-двух тысячелетий.

С учётом выбранных значений, мы можем высчитать, что эффективная скорость выдвижения фронта колонизации составляет порядка 0,5 % от скорости света. С такой скоростью 20 миллионов лет достаточно, чтобы пересечь расстояние, которое отделяет нас от противоположного края Галактики! Играя параметрами-оставаясь в разумном диапазоне-характерная продолжительность этой галактической колонизации колеблется от нескольких десятков до ста миллионов лет. Удивление приходит от того, что эта продолжительность очень мала по сравнению с возрастом нашей Галактики, оцениваемой в 10 миллиардов лет, а также и по сравнению с тем, сколько времени потребовалось для жизни, чтобы эволюционировать до современной человеческой цивилизации, то есть 3,8 миллиарда лет. Наконец, следует отметить, что для перехода человечества от каменного века к космической эре потребовалось всего 10 000 лет. Таким образом, любая цивилизация, появившаяся до нас достаточно давно, должна была иметь время, чтобы полностью колонизировать галактику.

Один из способов объяснить, почему мы еще не сталкивались с инопланетной цивилизацией, - это осознать, что модель рассеянной колонизации, возможно, не является полной. Другой сценарий галактической колонизации основан на теории перколяции, которая позволяет, в частности, описать, как пожары распространяются или вода циркулирует в пористой среде.

Мы предполагаем, что колония не может поселиться в уже занятом мире: достаточно того факта, что путешествовать в космос уже сложно , чтобы исключить любую возможность межзвездного вторжения

Эти модели основаны на трех фундаментальных предположениях. Во-первых, как огонь нуждается в не слишком далеко расположенном топливе для распространения, межзвездное путешествие возможно, но сложно, поэтому существует максимальное расстояние, далее которого невозможно построить колонию. Таким образом, для любой стартовой планетарной системы существует только небольшое количество пригодных для колонизации планет, расположенных на разумном расстоянии. Во-вторых, учитывая расстояния между звездами, материнская цивилизация не сможет осуществлять никакого контроля над своими колониями. Эта ситуация уже имела место в исторических земных колониях, где из-за медленных коммуникаций администрация на месте имела широкую автономию по отношению к метрополии.

В нашей аналогии с огнем это означает, что новый очаг развивается независимо от того, кто родил его. Таким образом, колонии будут развивать свою собственную культуру на протяжении веков, и, возможно, будут иметь разные видения о межзвездном путешествии. В-третьих, поскольку межзвездное путешествие довольно сложное и дорогостоящее мероприятие, можно предположить, что не все будут делать выбор в пользу создания новых колоний либо потому, что они не захотят этого, либо из-за недостатка средств, либо из-за отсутствия подходящих планет в их радиусе действия. Поэтому каждая колония имеет определенную вероятность P, чтобы основать другие. В случае пожара действительно существует вероятность возникновения скачков огня, зависящая от таких факторов, как скорость ветра или свойства топлива. Наконец, поскольку огонь не может попасть на уже сожженную землю, мы предполагаем, что колония не может поселиться в уже занятой среде: достаточно сложно путешествовать в космос, чтобы исключить любую возможность межзвездного вторжения.

Изучение этой новой модели галактической колонизации не ставит под сомнение длительности, рассчитанные Ферми, лишь позволяет уточнить как колонии заполнят галактику и дать два объяснения отсутствия инопланетного визита, не отрицая при этом возможности существования передовых цивилизаций: вероятность того, что одна колония создаст другую слишком мала, и колонизация прекращается ; эта вероятность больше критической вероятности, но Земля находится в одном из не колонизированных районов. Но не всё так просто.... Рассуждения, которые приводят к парадоксу Ферми, в основном базируются на расчете времени, необходимого для изучения Галактики, который само основано на сценарии расширения колониальной волны.

Было показано, что существование передовых инопланетных цивилизаций совместимо с тем фактом, что мы никогда не сталкивались с ними. Но хороший способ узнать, действительно ли они существуют, может быть, самим заняться колонизацией Галактики! В конце концов, это приключение не является полностью недоступным, поскольку, в принципе, нынешние технологии является достаточными, даже если мы пока ещё далеки от реализации. Если мы будем настойчивы и нам повезет, возможно, мы встретимся с галактическими соседями. Если только ужасающее зрелище нашей цивилизации уже не позволяет дать нам ответ на этот вопрос, утверждая, как Кальвин, маленький мальчик из комиксов Кальвин и Хоббс, созерцающий дикую свалку в лесу: "иногда я говорю себе, что лучшим доказательством того, что есть умные виды интеллекта где-то во Вселенной, является тот факт что никто из них еще не пытался связаться с нами.»

Источник

Перевод с французского Parhonf