Исследование показывает низкие шансы на обнаружение инопланетных цивилизаций

Существуют ли развитые инопланетные цивилизации в других частях нашей галактики? Мы не знаем. Мы знаем только, что есть по крайней мере один. Должны ли мы быть оптимистами или пессимистами в отношении поиска других?

В новой статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, утверждается, что мы вряд ли обнаружим другие технологические цивилизации, если соотношение рождаемости и смертности на других мирах, определяемое их несущей способностью, не попадет в относительно узкое окно. Авторы называют это «проблемой тонкой настройки» — соотношение должно быть правильным, чтобы мы могли обнаружить другие развитые цивилизации. Но априори мы понятия не имеем, каково это соотношение.

«Численность развитых цивилизаций в мире зависит от скорости их возникновения и гибели», — говорит Дэвид Киппинг, астрофизик из Колумбийского университета. «Это соотношение — все, что действительно имеет значение, но у нас нет практически никаких ограничений на эти условия. Коэффициент рождаемости может составлять одно появление на мир за тысячелетие или один на триллион миров за триллион лет», и то же самое касается коэффициента смертности.

Вместе с Герайнтом Льюисом из Сиднейского университета в Австралии Киппинг изучил отношение коэффициента рождаемости к коэффициенту смертности. Это соотношение может быть на порядки ниже или выше единицы. Когда это соотношение равно единице, популяция вида — будь то люди, инопланетяне или микробы — достигает устойчивого состояния, и ее численность остается постоянной.

На Земле это соотношение почти никогда не было близко к единице. Возраст планеты составляет 4,6 миллиарда лет, а единственный технологически развитый вид на ней существует всего около 100 лет.

В настоящее время соотношение рождаемости и смертности среди людей чуть больше единицы, но демографы считают, что к концу этого века оно будет стремиться к единице. Однако это соотношение всегда может резко снизиться в результате таких катастроф, как изменение климата, ядерная война, серьезная пандемия или столкновение с астероидами. Таким образом, на Земле интервал, когда соотношение близко к единице, очень ограничен с галактической точки зрения (галактике Млечный Путь около 10 миллиардов лет).

Одинакова ли история соотношения для других развитых технологических цивилизаций? Поскольку мы не нашли других, мы не знаем, но, основываясь на истории Земли, авторы считают соотношение, равное единице, очень маловероятным.

В своей статье они приводят «уравнение Дрейка в устойчивом состоянии», в котором фигурирует отношение числа рождений к числу смертей; затем они делают вывод, что, поскольку в ходе поисков SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) было исследовано всего от тысячи до 10 000 звездных систем и пока не обнаружено ни одной ЭТИ, отношение числа рождений к числу смертей должно быть намного больше, чем обратная величина этого числа, от 0,001 до 0,0001.

Таким образом, для успешного поиска SETI остается узкое окно с соотношением примерно от 0,01 до 0,1, где существуют ЭТИ, которые мы могли бы обнаружить уже сейчас. Именно на этот небольшой диапазон соотношения, или «долину», по мнению авторов, должны надеяться оптимисты SETI, что они называют «проблемой тонкой настройки».

«Мы утверждаем, что тот, кто надеется на успех, сталкивается с проблемой тонкой настройки, — говорит Киппинг, — надеясь, что соотношение числа рождений и смертей не слишком низкое, и признавая, что оно не может быть слишком высоким, но сидит прямо в этой жуткой долине возможностей».

Обследование большего количества миров повышает шансы на успех, но даже увеличение охвата всей галактики, около 100 миллиардов звездных систем, повышает относительную вероятность успеха в 10 миллионов раз, однако абсолютная вероятность успеха, по их расчетам, остается «мизерной» — всего один раз на 10 миллионов триллионов. В конечном итоге это объясняется тем, что соотношение рождений и смертей вполне может быть гораздо меньше единицы и фактически не имеет априорного нижнего предела.

Единственный способ преодолеть эти шансы, пишут они, — это нарушить уравнение Дрейка для стационарного состояния или сделать так, чтобы отношение числа рождений к числу смертей не было близко к единице. В качестве демонстрации последствий они приводят тот факт, что на Земле вероятность спонтанного образования белков из аминокислот , по оценкам Дугласа Д. Экса, составляет порядка ^10-77— бесконечно малое число. И это только первый шаг, необходимый для создания живых существ, не говоря уже о существах с технологическим развитием.

«Требование такой тонкой настройки составляет основу нашего беспокойства, — пишут авторы в своей работе. Мы даже не можем ограничить это соотношение, утверждая, что в наблюдаемой Вселенной есть хотя бы одна технологически развитая цивилизация, поскольку наша Вселенная, согласно измерениям миссии «Планк», является лишь подмножеством гораздо большей Вселенной за пределами наблюдаемой нами ее части, так называемого «объема Хаббла».

Тем не менее, авторы статьи утверждают, что поиски SETI по-прежнему важны и жизненно необходимы, поскольку, хотя шансы на успех невелики, одна успешная находка станет величайшим открытием в истории мира. При этом они отмечают, что есть варианты решения проблемы, которые могут резко увеличить шансы, например, гипотеза о «пришельцах-захватчиках» или о том, что Земля случайно оказалась в относительно спокойном районе галактики. «Есть несколько способов спасти надежду в нашем формализме», — заключают авторы.

Статья была представлена в International Journal of Astrobiology.