Paradoks Fermi setelah gelombang penemuan planet ekstrasurya

Di galaksi RX J1131-1231, tim astrofisikawan dari Universitas Oklahoma telah menemukan kelompok planet pertama yang diketahui di luar Bima Sakti. Objek yang "dilacak" dengan teknik pelensaan mikro gravitasi memiliki massa yang berbeda - dari bulan hingga mirip Jupiter. Apakah penemuan ini membuat paradoks Fermi semakin paradoks?

Ada sekitar jumlah bintang yang sama di galaksi kita (100-400 miliar), jumlah galaksi yang hampir sama di alam semesta yang terlihat - jadi ada seluruh galaksi untuk setiap bintang di Bima Sakti kita yang luas. Secara umum, selama 10 tahun²² ke 10²⁴ bintang. Para ilmuwan tidak memiliki konsensus tentang berapa banyak bintang yang mirip dengan Matahari kita (yaitu serupa dalam ukuran, suhu, kecerahan) - perkiraan berkisar antara 5% hingga 20%. Mengambil nilai pertama dan memilih jumlah bintang paling sedikit (10²²), kita mendapatkan 500 triliun atau satu miliar miliar bintang seperti Matahari.

Menurut studi dan perkiraan PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), setidaknya 1% dari bintang-bintang di alam semesta berputar di sekitar planet yang mampu mendukung kehidupan - jadi kita berbicara tentang jumlah 100 miliar miliar planet dengan sifat serupa. ke bumi. Jika kita berasumsi bahwa setelah miliaran tahun keberadaan, hanya 1% dari planet Bumi yang akan mengembangkan kehidupan, dan 1% di antaranya akan memiliki kehidupan evolusioner dalam bentuk yang cerdas, ini berarti ada satu planet biliar dengan peradaban cerdas di alam semesta yang terlihat.

Jika kita hanya berbicara tentang galaksi kita dan mengulangi perhitungan, dengan asumsi jumlah pasti bintang di Bima Sakti (100 miliar), kita menyimpulkan bahwa mungkin ada setidaknya satu miliar planet mirip bumi di galaksi kita. dan 100 XNUMX. peradaban cerdas!

Beberapa ahli astrofisika menempatkan peluang umat manusia menjadi spesies berteknologi maju pertama pada 1 dari 10.²²yaitu, itu tetap tidak signifikan. Di sisi lain, alam semesta telah ada selama sekitar 13,8 miliar tahun. Bahkan jika peradaban tidak muncul dalam beberapa miliar tahun pertama, masih ada waktu yang lama sebelum mereka muncul. Ngomong-ngomong, jika setelah pemusnahan terakhir di Bima Sakti "hanya" ada seribu peradaban dan mereka akan ada sekitar waktu yang sama dengan kita (sejauh ini sekitar 10 XNUMX tahun), kemungkinan besar mereka telah menghilang, sekarat atau mengumpulkan orang lain yang tidak dapat diakses oleh perkembangan level kita, yang akan dibahas nanti.

Perhatikan bahwa bahkan "secara bersamaan" peradaban yang ada berkomunikasi dengan susah payah. Jika hanya karena alasan bahwa jika hanya ada 10 ribu tahun cahaya, mereka akan membutuhkan 20 ribu tahun cahaya untuk mengajukan pertanyaan dan kemudian menjawabnya. bertahun-tahun. Melihat sejarah Bumi, tidak dapat dipungkiri bahwa dalam kurun waktu seperti itu sebuah peradaban bisa muncul dan menghilang dari permukaan...

Persamaan hanya dari yang tidak diketahui

Dalam mencoba menilai apakah peradaban alien benar-benar ada, Frank Drake pada tahun 60-an ia mengusulkan persamaan yang terkenal - sebuah formula yang tugasnya adalah "secara memanologis" menentukan keberadaan ras cerdas di galaksi kita. Di sini kami menggunakan istilah yang diciptakan bertahun-tahun yang lalu oleh Jan Tadeusz Stanisławski, seorang satiris dan penulis "ceramah" radio dan televisi tentang "manologi terapan", karena kata itu tampaknya cocok untuk pertimbangan ini.

Menurut persamaan Drake – N, jumlah peradaban ekstraterestrial yang dapat berkomunikasi dengan umat manusia, adalah produk dari:

R_* adalah laju pembentukan bintang di Galaksi kita;

f_p adalah persentase bintang dengan planet;

n_e adalah jumlah rata-rata planet di zona layak huni sebuah bintang, yaitu planet tempat kehidupan dapat muncul;

f_l adalah persentase planet di zona layak huni tempat kehidupan akan muncul;

f_i adalah persentase planet berpenghuni di mana kehidupan akan mengembangkan kecerdasan (yaitu, menciptakan peradaban);

f_c - persentase peradaban yang ingin berkomunikasi dengan umat manusia;

L adalah umur rata-rata peradaban tersebut.

Seperti yang Anda lihat, persamaan terdiri dari hampir semua yang tidak diketahui. Lagi pula, kita tidak tahu rata-rata durasi keberadaan sebuah peradaban, atau persentase mereka yang ingin menghubungi kita. Dengan memasukkan beberapa hasil ke dalam persamaan "kurang lebih", ternyata mungkin ada ratusan, bahkan ribuan, peradaban seperti itu di galaksi kita.

Persamaan Drake dan pengarangnya

Bumi langka dan alien jahat

Bahkan dengan mengganti nilai konservatif untuk komponen persamaan Drake, kita berpotensi mendapatkan ribuan peradaban yang mirip dengan kita atau lebih cerdas. Tetapi jika demikian, mengapa mereka tidak menghubungi kami? Ini disebut Paradoks Fermi. Dia memiliki banyak "solusi" dan penjelasan, tetapi dengan keadaan teknologi saat ini - dan terlebih lagi setengah abad yang lalu - semuanya seperti menebak dan menembak buta.

Paradoks ini, misalnya, sering dijelaskan hipotesis tanah jarangbahwa planet kita unik dalam segala hal. Tekanan, suhu, jarak dari Matahari, kemiringan sumbu, atau medan magnet pelindung radiasi dipilih agar kehidupan dapat berkembang dan berevolusi selama mungkin.

Tentu saja, kami menemukan semakin banyak eksoplanet di ekosfer yang bisa menjadi kandidat planet yang layak huni. Baru-baru ini, mereka ditemukan di dekat bintang terdekat kita - Proxima Centauri. Namun, mungkin, terlepas dari kesamaannya, "Bumi kedua" yang ditemukan di sekitar matahari asing tidak "sama persis" dengan planet kita, dan hanya dalam adaptasi seperti itulah peradaban teknologi yang membanggakan dapat muncul? Mungkin. Namun, kita tahu, bahkan melihat ke Bumi, bahwa kehidupan tumbuh subur di bawah kondisi yang sangat "tidak pantas".

Tentu saja, ada perbedaan antara mengelola dan membangun Internet dan mengirim Tesla ke Mars. Masalah keunikan dapat dipecahkan jika kita dapat menemukan suatu tempat di luar angkasa sebuah planet yang persis seperti Bumi, tetapi tanpa peradaban teknologi.

Saat menjelaskan paradoks Fermi, seseorang terkadang berbicara tentang apa yang disebut alien jahat. Ini dipahami dengan cara yang berbeda. Jadi alien hipotetis ini bisa "marah" bahwa seseorang ingin mengganggu mereka, campur tangan dan mengganggu - sehingga mereka mengisolasi diri, tidak menanggapi duri dan tidak ingin ada hubungannya dengan siapa pun. Ada juga fantasi alien "jahat alami" yang menghancurkan setiap peradaban yang mereka temui. Mereka yang sangat berteknologi maju sendiri tidak ingin peradaban lain melompat ke depan dan menjadi ancaman bagi mereka.

Perlu juga diingat bahwa kehidupan di luar angkasa mengalami berbagai bencana yang kita ketahui dari sejarah planet kita. Kita berbicara tentang glasiasi, reaksi keras bintang, pemboman oleh meteor, asteroid atau komet, tabrakan dengan planet lain atau bahkan radiasi. Bahkan jika peristiwa seperti itu tidak mensterilkan seluruh planet, itu bisa menjadi akhir dari peradaban.

Juga, beberapa tidak mengecualikan bahwa kita adalah salah satu peradaban pertama di alam semesta - jika bukan yang pertama - dan bahwa kita belum cukup berkembang untuk dapat melakukan kontak dengan peradaban kurang maju yang muncul kemudian. Jika demikian, maka masalah pencarian makhluk cerdas di luar angkasa masih belum terpecahkan. Selain itu, peradaban "muda" hipotetis tidak mungkin lebih muda dari kita hanya beberapa dekade untuk dapat menghubunginya dari jarak jauh.

Jendelanya juga tidak terlalu besar di depan. Teknologi dan pengetahuan peradaban berusia milenium mungkin tidak dapat dipahami oleh kita seperti sekarang ini bagi orang dari Perang Salib. Peradaban yang jauh lebih maju akan seperti dunia kita bagi semut dari sarang semut pinggir jalan.

Yang disebut spekulatif skala Kardashevoyang tugasnya adalah mengkualifikasikan tingkat hipotetis peradaban menurut jumlah energi yang mereka konsumsi. Menurutnya, kita bahkan belum menjadi peradaban. tipe I, yaitu, seseorang yang telah menguasai kemampuan untuk menggunakan sumber daya energi dari planetnya sendiri. Peradaban tipe II dapat menggunakan semua energi yang mengelilingi bintang, misalnya, menggunakan struktur yang disebut "bola Dyson". Peradaban tipe III Menurut asumsi ini, ia menangkap semua energi galaksi. Ingat, bagaimanapun, bahwa konsep ini dibuat sebagai bagian dari peradaban Tingkat I yang belum selesai, yang sampai saat ini agak keliru digambarkan sebagai peradaban Tipe II untuk membangun bola Dyson di sekitar bintangnya (anomali cahaya bintang). KIK 8462852).

Jika ada peradaban tipe II, dan terlebih lagi III, kami pasti akan melihatnya dan melakukan kontak dengan kami - beberapa dari kami berpikir demikian, lebih jauh dengan alasan bahwa karena kami tidak melihat atau mengenal alien yang begitu maju, mereka hanya tidak ada. . Aliran penjelasan lain untuk paradoks Fermi, bagaimanapun, mengatakan bahwa peradaban pada tingkat ini tidak terlihat dan tidak dapat dikenali oleh kita - belum lagi mereka, menurut hipotesis kebun binatang luar angkasa, tidak memperhatikan makhluk terbelakang seperti itu.

Setelah pengujian atau sebelumnya?

Selain alasan tentang peradaban yang sangat maju, paradoks Fermi terkadang dijelaskan oleh konsep filter evolusioner dalam perkembangan peradaban. Menurut mereka, ada tahapan dalam proses evolusi yang tampaknya mustahil atau sangat tidak mungkin bagi kehidupan. Itu disebut Filter yang bagus, yang merupakan terobosan terbesar dalam sejarah kehidupan di planet ini.

Sejauh menyangkut pengalaman manusiawi kita, kita tidak tahu persis apakah kita berada di belakang, di depan, atau di tengah penyaringan yang hebat. Jika kita berhasil mengatasi filter ini, itu mungkin menjadi penghalang yang tidak dapat diatasi bagi sebagian besar bentuk kehidupan di ruang yang dikenal, dan kita unik. Filtrasi dapat terjadi sejak awal, misalnya selama transformasi sel prokariotik menjadi sel eukariotik kompleks. Jika demikian, kehidupan di luar angkasa bahkan bisa sangat biasa, tetapi dalam bentuk sel tanpa inti. Mungkin kita hanya yang pertama melewati Filter Hebat? Ini membawa kita kembali ke masalah yang telah disebutkan, yaitu sulitnya berkomunikasi jarak jauh.

Ada juga opsi bahwa terobosan dalam pembangunan masih di depan kita. Tidak ada pertanyaan tentang kesuksesan saat itu.

Ini semua adalah pertimbangan yang sangat spekulatif. Beberapa ilmuwan menawarkan penjelasan yang lebih biasa tentang kurangnya sinyal alien. Alan Stern, kepala ilmuwan di New Horizons, mengatakan paradoks itu dapat diselesaikan dengan sederhana. kerak es tebalyang mengelilingi lautan di benda langit lainnya. Peneliti menarik kesimpulan ini berdasarkan penemuan baru-baru ini di tata surya: lautan air cair terletak di bawah kerak banyak bulan. Dalam beberapa kasus (Eropa, Enceladus), air bersentuhan dengan tanah berbatu dan aktivitas hidrotermal tercatat di sana. Ini harus berkontribusi pada munculnya kehidupan.

Kerak es yang tebal dapat melindungi kehidupan dari fenomena berbahaya di luar angkasa. Kita berbicara di sini, antara lain, dengan suar bintang yang kuat, dampak asteroid atau radiasi di dekat raksasa gas. Di sisi lain, ini mungkin merupakan penghalang perkembangan yang sulit diatasi bahkan untuk kehidupan cerdas yang hipotetis. Peradaban akuatik seperti itu mungkin tidak mengenal ruang sama sekali di luar kerak es yang tebal. Sulit bahkan untuk bermimpi melampaui batasnya dan lingkungan perairan - itu akan jauh lebih sulit daripada bagi kita, yang luar angkasa, kecuali atmosfer bumi, juga bukan tempat yang sangat ramah.

Apakah kita mencari kehidupan atau tempat yang cocok untuk ditinggali?

Bagaimanapun, kita penduduk bumi juga harus memikirkan apa yang sebenarnya kita cari: kehidupan itu sendiri atau tempat yang cocok untuk kehidupan seperti kita. Dengan asumsi kita tidak ingin berperang antariksa dengan siapa pun, itu adalah dua hal yang berbeda. Planet-planet yang layak tetapi tidak memiliki peradaban yang maju dapat menjadi daerah kolonisasi potensial. Dan kami menemukan semakin banyak tempat yang menjanjikan seperti itu. Kita sudah dapat menggunakan alat observasi untuk menentukan apakah sebuah planet berada di tempat yang dikenal sebagai orbit. zona kehidupan di sekitar bintangapakah itu berbatu dan pada suhu yang cocok untuk air cair. Segera kita akan dapat mendeteksi apakah benar-benar ada air di sana, dan menentukan komposisi atmosfer.

Zona kehidupan di sekitar bintang bergantung pada ukurannya dan contoh exoplanet mirip Bumi (koordinat horizontal - jarak dari bintang (JA); koordinat vertikal - massa bintang (relatif terhadap matahari)).

Tahun lalu, dengan menggunakan instrumen ESO HARPS dan sejumlah teleskop di seluruh dunia, para ilmuwan menemukan exoplanet LHS 1140b sebagai kandidat kehidupan yang paling terkenal. Ia mengorbit katai merah LHS 1140, 18 tahun cahaya dari Bumi. Para astronom memperkirakan bahwa planet ini setidaknya berusia lima miliar tahun. Mereka menyimpulkan bahwa diameternya hampir 1,4 1140. km - yang XNUMX kali ukuran Bumi. Studi tentang massa dan kepadatan LHS XNUMX b menyimpulkan bahwa kemungkinan besar itu adalah batuan dengan inti besi yang padat. Kedengarannya akrab?

Beberapa saat sebelumnya, sistem tujuh planet mirip Bumi di sekitar bintang menjadi terkenal. TRAPPIST-1. Mereka diberi label "b" sampai "h" dalam urutan jarak dari bintang induk. Analisis yang dilakukan oleh para ilmuwan dan diterbitkan dalam Nature Astronomy edisi Januari menunjukkan bahwa karena suhu permukaan sedang, pemanasan pasang surut sedang, dan fluks radiasi yang cukup rendah yang tidak menyebabkan efek rumah kaca, kandidat terbaik untuk planet layak huni adalah " e " objek dan "e". Mungkin saja yang pertama menutupi seluruh lautan air.

Planet-planet dari sistem TRAPPIST-1

Jadi, menemukan kondisi yang kondusif bagi kehidupan tampaknya sudah berada dalam jangkauan kita. Deteksi jauh kehidupan itu sendiri, yang masih relatif sederhana dan tidak memancarkan gelombang elektromagnetik, adalah cerita yang sama sekali berbeda. Namun, para ilmuwan di University of Washington telah mengusulkan metode baru yang melengkapi pencarian yang telah lama diusulkan untuk sejumlah besar. oksigen di atmosfer planet. Hal yang baik tentang ide oksigen adalah sulit untuk menghasilkan oksigen dalam jumlah besar tanpa kehidupan, tetapi tidak diketahui apakah semua kehidupan menghasilkan oksigen.

“Biokimia produksi oksigen itu kompleks dan bisa jadi langka,” jelas Joshua Crissansen-Totton dari University of Washington dalam jurnal Science Advances. Menganalisis sejarah kehidupan di Bumi, dimungkinkan untuk mengidentifikasi campuran gas, yang keberadaannya menunjukkan keberadaan kehidupan dengan cara yang sama seperti oksigen. Berbicara tentang campuran metana dan karbon dioksida, tanpa karbon monoksida. Mengapa tidak ada yang terakhir? Faktanya adalah bahwa atom karbon di kedua molekul mewakili tingkat oksidasi yang berbeda. Sangat sulit untuk mendapatkan tingkat oksidasi yang tepat melalui proses non-biologis tanpa pembentukan karbon monoksida yang dimediasi reaksi secara bersamaan. Jika, misalnya, sumber metana dan CO₂ ada gunung berapi di atmosfer, mereka pasti akan disertai dengan karbon monoksida. Selain itu, gas ini cepat dan mudah diserap oleh mikroorganisme. Karena hadir di atmosfer, keberadaan kehidupan sebaiknya dikesampingkan.

Untuk 2019, NASA berencana meluncurkan Teleskop Luar Angkasa James Webbyang akan dapat mempelajari atmosfer planet-planet ini secara lebih akurat untuk mengetahui keberadaan gas yang lebih berat seperti karbon dioksida, metana, air, dan oksigen.

Planet ekstrasurya pertama ditemukan pada tahun 90-an. Sejak itu, kami telah mengkonfirmasi hampir 4. planet ekstrasurya di sekitar 2800 sistem, termasuk sekitar dua puluh yang tampaknya berpotensi layak huni. Dengan mengembangkan instrumen yang lebih baik untuk mengamati dunia ini, kita akan dapat membuat tebakan yang lebih tepat tentang kondisi di sana. Dan apa yang akan terjadi masih harus dilihat.