Парадокс Ферми и уравнение Дрейка, что это такое?

Парадокс Ферми стремится дать ответ на вопрос, если Вселенная полна жизни, почему мы еще не нашли свидетельства инопланетных цивилизаций.

Как гласит история, итальянский физик Энрико Ферми, наиболее известный созданием первого ядерного реактора, выдвинул эту теорию случайным замечанием во время обеденного перерыва в 1950 году.

Парадокс Ферми

«Ферми понял, что любая цивилизация со скромными ракетными технологиями, но нескромным имперским стимулом, может быстро колонизировать всю галактику», — говорится на сайте (SETI).

За десять миллионов лет каждая солнечная система могла бы быть колонизирована этой империей. Десять миллионов лет могут казаться долгим сроком, но на самом деле это довольно мало по сравнению с возрастом нашей галактики, который составляет примерно 13 — 15 млрд лет.

Ферми был первым, кто высказался на эту тему, но в будущем его мысли подхватили другие. Майкл Харт написал статью под названием «Объяснение отсутствия инопланетян на Земле» в журнале «Королевского астрономического общества» (RAS) в 1975 г. Многие говорят, что это была первая статья, в которой исследуется парадокс Ферми, однако это утверждение сложно доказать.

Есть мнение, что любая цивилизация, достигшая высокого уровня технологического развития, имеет большой риск неизбежного самоуничтожения, например, в результате ядерной войны

«На сегодняшний день на Земле нет разумных существ из космоса». «Допускается, что этот факт лучше всего можно объяснить гипотезой о том, что в нашей галактике нет других развитых цивилизаций», — пишет Харт в своей статье.

Однако он отметил необходимость дополнительных исследований в области биохимии, формировании планет и атмосферы, чтобы лучше ответить на этот вопрос.

Хотя Харт больше придерживался мнения, что мы единственная развитая цивилизация в галактике. Он также утверждал, что в истории Земли кто-то бы смог уже посетить нас, если бы начал свое путешествие около двух миллионов лет назад.

Харт изложил четыре аргумента относительно парадокса Ферми:

• Инопланетяне никогда не прилетали из-за физических затруднений, «которые делают космические путешествия невозможными». Они могут быть связаны с астрономией, биологией или техникой.
• Земля не вызвала никакого интереса у инопланетян, они решили ее не посещать.
• Развитые инопланетные цивилизации возникли совсем недавно, чтобы иметь возможность нас достичь.
• Инопланетяне посещали Землю в прошлом, но мы их не наблюдали.

«Возможно, дальние межзвездные путешествия неосуществимы, или никто не решился колонизировать галактику, или, может быть, нас посещали давно, а свидетельства похоронены вместе с динозаврами», — пишет исследователь парадокса Ферми, Роберт Х. Грей в блоге Scientific American.

Сегодня тема внеземного разума является весьма популярной, и каждый год выходит по несколько статей от разных исследователей. Не малую роль в этом играет развитие технологий и открытие множества новых экзопланет. Например, совсем недавно в Китае начал свою работу самый большой радиотелескоп в мире под название FAST, который только за время тестирования обнаружил более 100 пульсаров.

Планеты вне Солнечной системы

Вселенная невероятно обширна и стара. Согласно одной из оценок, Вселенная простирается на 92 миллиарда световых лет, при этом она растет все быстрее и быстрее.

Ферми впервые сформировал свою теорию задолго до того, как ученые стали обнаруживать планеты вне Солнечной системы. С тех пор мы имеем подтвержденными уже более 4000 экзопланет, из которых многие являются «землеподобными». Это дает нам понимание того, что их реальное количество только в нашей галактике исчислят сотнями миллиардов, и жизнь во Вселенной способна существовать в изобилии.

Со временем, с помощью более совершенных телескопов, ученые смогут исследовать химический состав их атмосфер. Конечная цель состоит в том, чтобы понять, как часто скалистые планеты образуются в зонах, пригодных для обитания (области в космосе, в которых планеты имеют условия, как у Земли, где вода может существовать на поверхности в жидкой фазе).

Исследование, проведенное в ноябре 2013 года с использованием данных космического телескопа «Кеплер», показало, что у каждой пятой звезды, подобной Солнцу, есть планета размером с Землю, вращающаяся в зоне обитаемости. Однако эта зона не обязательно является показателем жизни, потому что необходимо учитывать и другие факторы, например, насколько активна звезда и каков состав атмосферы планеты.

Уравнение Дрейка

Уравнение Дрейка имеет целью математически определить количество внеземных цивилизаций в Млечном Пути, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт.

Уравнение Дрейка выглядит так:

N = R * fp * ne * fl * fi * fc * L

Переменные имеют следующие значения:

• N = количество цивилизаций в галактике Млечный Путь, готовых вступить в контакт.
• R = Скорость ежегодного образования звезд, пригодных для развития разумной жизни.
• fp = доля солнцеподобных звёзд, имеющих планеты.
• ne = число планет и спутников с окружающей средой экологически пригодной для возникновения жизни, деленное на количество солнечных систем.
• fl = вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями.
• fi = вероятность зарождения разумных форм жизни на планете, имеющей живые организмы.
• fc = отношение количества планет, разумные обитатели которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, имеющих разумную жизнь.
• L = продолжительность времени, в течение которого разумные формы жизни ищут контакт с другими цивилизациями.

Ни одно из этих значений сейчас точно неизвестно, что не позволяет сделать какое-либо вычисление.

В то время как Фрэнк Дрейк из SETI и другие предположили, что в галактике может быть около 10 000 цивилизаций, которые ищут контакта, исследование, опубликованное в 2011 году в журнале «PNAS», показало, что Земля, вероятно, является «редкой птицей» среди планет.

В свою очередь, исследователи из Принстонского университета Дэвид Шпигель и Эдвин Тернер, полагают, что для развития разумной жизни требуется очень много времени и удачи. Например, Земле на это потребовалось не менее 3,5 миллиардов лет.