Мы появились рано и из-за жадных инопланетян [Rational Animations]
[музыка] Приветствую! Наша сегодняшняя тема - Инопланетяне. Мы с вами поговорим о модели распространения разумной жизни во Вселенной. Мы можем оценить переменные модели через результаты наблюдений и сделать множество предсказаний. Например, мы можем попробовать предсказать, когда мы встретим инопланетян, получим возможность услышать их сообщения и когда сами станем межпланетной цивилизацией.
Также эта модель объясняет, почему мы еще не видели инопланетян, хотя звезд и галактик очень много. Гипотеза интереснейшая в своем роде появилась относительно недавно и пока мало кому известно ее главный автор - Робин Хенсон. Возможно, вам известно, что в 96 году Хенсон выдвинул идею Великого фильтра. В 21 вместе с коллегами опубликовал работу, где подробно описал свою новую модель.
Он предположил, что некоторые цивилизации во Вселенной в какой-то момент становятся жадными. Они, во-первых, распространяются по Вселенной со скоростью меньше скорости света, которых производят заметные изменения везде, где появляются, и, в-третьих, существуют долгое время. Но есть ли у нас основания полагать, что такие цивилизации вообще есть?
Отметим, что в основе модели лежит… Да, и по сути объясняет необходимость модели. Вопрос: почему люди появились так рано? Чтобы понять, откуда они взялись, нужно сделать шаг назад и задать другой вопрос: Какова вероятность того, что мертвая материя породит цивилизацию, подобную нашей? Хенсон использует простую статистическую модель, которую разработал физик Брендан Картер и развивали многие другие ученые.
Итак, жизнь должна пройти через ряд этапов, начиная с момента, когда планета становится для нее пригодной, и заканчивая зарождением цивилизации. Такие этапы можно назвать трудными переходами или шагами. Это, например, появление первых самовоспроизводящихся молекул, переход от прокариотических клеток к эукариотическим, многоклеточность или создание определенных комбинаций из частей тела. Каждый этап имеет с большой вероятностью завершение за единицу времени.
Эта же модель используется в биологии, чтобы описать, как возникает рак. Прежде чем превратиться в раковую клетку, много раз мутирует. Каждая мутация возникает с некоторой вероятностью за единицу времени. Вероятность того, что полный набор мутаций произойдет в одной клетке, достаточно мала, поэтому все клетки организма раковыми точно стать не успеют.
Но в нашем теле достаточно клеток, чтобы несколько из них мутировали и в итоге превратились в раковые. Обычно требуется 6-7 мутаций, но иногда достаточно всего двух.
Посчитаем, сколько шагов пришлось совершить жизням на Земле. Хенсон за все время существования планеты отмечает минимум два периода, которые можно считать трудными переходами. Первый - между настоящим и тем моментом, когда Земля станет непригодной для жизни, то есть через одну целую и одну десятую миллиарда лет. Второй - с момента, когда Земля стала пригодной для жизни, до зарождения живого, это 400 миллионов лет.
Если один шаг занимает один и одну десятую миллиарда лет, значит, Земля преодолела 3,9 этапа. Если же 0,4 миллиарда лет, значит, можно насчитать 12,5 шагов. В среднем же у нас получится около шести. Эту идею можно экстраполировать и на пространство с большим количеством звезд.
Число шагов - это параметр функции, которая на основе времени T позволяет вычислить вероятность того, что развитая жизнь возникнет в это время в определенном пространстве. Попробуем выяснить, насколько рано появились люди. Всю формулу можно не разбирать, но запомним, что m - это предполагаемое число трудных переходов, а L с черточкой - максимальное время жизни тех планет, на которых может появиться развитая цивилизация.
Изменяя два этих параметра, можно по-разному оценить, насколько рано появилась развитая жизнь на Земле по сравнению с другими организациями существования.
Какие выводы можно сделать о человечества? Во-первых, большое количество таких шагов способствует позднему появлению развитой жизни, и, кажется, мы появились относительно рано. Это логично, потому что чем больше надо совершить трудных переходов, тем менее вероятно, что другая цивилизация сможет развиться также быстро, как человечество на Земле.
Это верно и если увеличить максимальное время жизни потенциально обитаемых планет. Дело в том, что век Земли относительно недолог. По оценкам, она станет непригодной для жизни через 1,1 миллиарда лет. А через 5 миллиардов лет солнце закончится водород и оно поглотит Землю. Но некоторым звездам и планетам отмерен гораздо более долгий срок. Они могут жить триллионы лет, в тысячи раз больше, чем Земля.
А возраст самой Вселенной всего 13,8 миллиарда лет. Можно сделать следующий вывод: если на планетах с большим сроком жизни есть цивилизации, значит, мы появились рано, ведь большинство цивилизаций на таких планетах только будут существовать в ближайшие триллионы лет. Но остается открытым вопрос о том, возможно ли развитая жизнь у долгоживущих звезд? Их масса меньше массы Солнца, а кроме того, количество трудных переходов может отличаться.
Но, несмотря на это, какие данные не подставляет формулу, получается, что наша цивилизация одна из самых ранних. Покажем это на графике. Горизонтальная ось - это максимальное время существования звезд с подходящими для жизни планетами, выраженная в миллиардах лет. Вертикальная ось - число трудных переходов. Подставляя уравнение, разные значения, можно оценить, насколько рано появилась на Земле наша цивилизация.
Судя по расчётам, холодные цвета означают, что это произошло не так уж и рано, а теплые - что очень рано. Теперь обратимся к числам. Здесь процентов указана вероятность появления развитой цивилизации, вычисленные с помощью приведенного выше уравнения. Запутались? Вот пример: видите один процент на этой линии. Каждая комбинация N и L означает, что люди входят в один процент всех развитых видов жизни, которые появятся во Вселенной. Значение, которое выпадает слева от этой линии, означает, что мы появились позже, а значение справа - что мы появились раньше, чем 1 процент первых цивилизаций.
Вот еще примеры. Допустим, максимальный срок жизни планеты 10 триллионов лет, трудных переходов тоже 10. Вероятность нашего существования, оказывается, один на 10 квинтиллионов. Тогда что же получается? Что мы появились просто невероятно рано.
Давайте используем среднее число трудных переходов, то есть шесть, и максимальный срок жизни планеты 10 миллиардов лет, то есть примерно срок жизни нашего Солнца. Тогда люди войдут в первые 10 процентов всех развитых форм жизни, которые появятся во Вселенной. Это тоже поразительно. Чтобы выйти за эти рамки, нужно необоснованно ограничить число шагов и максимальный срок жизни потенциально обитаемых планет.
Вернемся к вопросу из начала видео: почему люди появились так рано? Давайте соберем этот пазл. Мы появились рано, а вероятность этого довольно мала. Когда факты не совпадают с моделью, наверное, стоит попытаться найти объяснение. Произошло нечто неожиданное. Если вы обнаружили что-то маловероятное с вашей точки зрения, стоит придать больше значения тем гипотезам, с точки зрения которых это что-то не будет такой уж редкостью.
Согласно Робину Хансону, всё дело в жадных инопланетянах. Гипотеза об их существовании кажется убедительной как раз благодаря приведенным выше расчетам, которые математически указывают на раннее появление жизни на Земле. А благодаря этой гипотезе кажется правдоподобнее и вся модель Хенсона.
Слово "жадные" означает, что инопланетяне со скоростью меньше скорости света распространяются по Вселенной, оставляют после себя заметные изменения везде, где побывали и существуют на протяжении долгого времени. Но как это объясняет раннее появление людей?
Дело в том, что переменные ограничивают сроки появления развитых цивилизаций. Если такие инопланетяне существуют, они скоро займут всю видимую Вселенную, и другие цивилизации не смогут появиться, потому что все планеты окажутся заняты. В этом случае наша ситуация уже не кажется слишком неправдоподобной. Такие цивилизации, как земная, появляются только рано, ведь позднее просто не остается пригодной для жизни планет.
Прежде чем стать жадной, каждая цивилизация должна заметить то, что похоже понимаем мы: она зародилась рано. И тогда наши наблюдения объясняются жадными инопланетянами. Поэтому теперь люди не кажутся такими уж уникальными. Человечеству, по сути, типичное не жадная цивилизация.
История науки показывает, что во всем исключительно надо сомневаться. Иными словами, с возникновением гипотезы о жадных инопланетянах. Мы думали, что появились очень рано по сравнению с другими развитыми формами жизни во Вселенной и что это маловероятно. Но данная гипотеза гласит, что в будущем других не жадных цивилизаций ждать совсем не стоит.
Их рождению помешали уже существующие жадные инопланетяне. Они заняли все подходящие планеты, на которых могли бы появиться новые цивилизации. Следовательно, мы не выделяемся на фоне других. Каждая, похожая на нашу цивилизация, появляется рано и со временем потенциально может колонизировать Космос.
Есть и другие аргументы: за жители Земли кажутся жадными во многих отношениях. Вида, культуры и организации занимают новые низшие территории, как только видят такую возможность, и благодаря этому получают доступ к новым ресурсам и увеличивают свою популяцию. Следует ожидать, что эволюционировать будут именно те, кому свойственно демонстрировать подобное поведение.
Допустим, два вида потребляют одни ресурсы. Они живут на разных территориях, разделенных необитаемой землей с массой этих ресурсов. Одни особи не стремятся потреблять больше ресурсов, и их популяция автомобильной численностью продолжает жить на своей территории. Другие, наоборот, занимают необитаемую территорию и размножаются. Поэтому второй вид со временем начнет вытеснять первый.
С каждым захватом его популяция будет увеличиваться, и в ходе эволюции его цивилизация станет жадной. Этот принцип кажется универсальным. Возможно, такое поведение характерно и для обитателей других планет. Экспансия требует поглощать больше ресурсов и менять среду обитания.
Жадные инопланетяне должны оставлять видимые следы на занимаемом пространстве. Например, они могут использовать энергию звезд с помощью сфер или Роев Дайсона, развивать свои технологии и добывать ресурсы на других планетах и астероидах. Вероятно, другие развитые цивилизации во время астрономических наблюдений могут увидеть устройство, которое мы используем сегодня.
Но эта гипотеза основана на том, что возможны межзвездные путешествия. Насколько это вероятно? Мы предполагаем, что люди все-таки займут другие планеты и звёздные системы, но для этого не подходят корабли с человеческим экипажем. Есть способы проще. Например, зонды, которые отправятся на незнакомые планеты и посеют там семя новой цивилизации.
Возможно, когда-нибудь будут разработаны так называемые зонды фон Неймана. Это вполне вероятно. Для них нужны компоненты, которые уже существуют в природе или созданы учеными. Зонды должны воспроизводиться, получать и хранить энергию, иметь искусственный интеллект, производственные возможности и двигатель. Расстояние для них не проблема, можно использовать разные движители, например, солнечные паруса. Эти зеркала отражают свет звезды или лазера, и тело ускоряется под действием силы, которую получает от света.
Так можно разогнаться до хоть сколько-то значимой доли скорости света. По разным оценкам, колонизация Млечного Пути займет от 5 до 900 миллионов лет. Это мало по сравнению с возрастом Вселенной или Земли.
Однако, согласно той же модели, мы не увидим в космосе никаких следов инопланетян, если они перемещаются со скоростью не меньше трети скорости света. Допустим, шансы появления жадных цивилизаций близки к нулю, но они все равно окажут сильное влияние. Если жадные инопланетяне существуют, они скоро распространится по Вселенной. В следующем ролике мы поговорим о том, когда мы их встретим. Если хотите узнать больше, оставайтесь с нами. Переведено и озвучено студией Vertyder.