Paradoksa Fermî piştî pêleke vedîtinên gerstêrkên deryayî

Li galaksiya RX J1131-1231, tîmeke stêrnasnasên zanîngeha Oklahoma yekemîn koma gerstêrkên naskirî yên li derveyî Rêya Şîrî keşf kirin. Tiştên ku ji hêla teknîka mîkrolensîza gravîtasyonê ve têne "şopandin" xwedî girseyên cihê ne - ji heyvê heya Jupiter-ê. Gelo ev vedîtin paradoksa Fermî paradoksîtir dike?

Di galaksiya me de bi qasî heman hejmara stêrkan (100-400 mîlyar), li Gerdûna xuyayî jî bi heman hejmarê galaksiyan hene - ji ber vê yekê ji bo her stêrkek di Riya Şîrî ya meya mezin de galaksiyek tev heye. Bi gelemperî, ev 10 sal in²² 10²⁴ stars. Zanyar li ser çend stêrk dişibin Rojê me (ango ji hêla mezinahî, germahî, şewqê ve dişibin hev) lihevhatinek tune - texmîn ji% 5 heya 20% diguhere. Girtina nirxa yekem û hilbijartina herî kêm hejmara stêran (10²²), em 500 trîlyon an mîlyar milyar stêrk wek Rojê distînin.

Li gorî lêkolîn û texmînên PNAS (Proceedings of National Academy of Sciences), bi kêmî ve %1 stêrkên gerdûnê li dora gerstêrkek ku karibe piştgiriyê bide jiyanê dizivirin - ji ber vê yekê em behsa hejmara 100 mîlyar mîlyar gerstêrkên xwedan taybetmendiyên wekhev dikin. ber bi Erdê ve. Ger em bihesibînin ku piştî bi mîlyaran salên hebûna xwe, tenê %1 ji gerstêrkên cîhanê dê jiyan pêş bixin, û %1 ji wan jî dê bi rengekî jîr bi jîyana evolusyonê re hebe, ev tê wê wateyê ku heye. gerstêrkek bîlardo bi şaristaniyên jîr di gerdûna xuya.

Ger em tenê behsa galaksiya xwe bikin û hesaban dubare bikin, hejmara rast a stêrkên Riya Şîrî (100 mîlyar) bihesibînin, em digihîjin wê encamê ku di Galaksiya me de belkî herî kêm mîlyar gerstêrkên mîna erdê hene. û 100 XNUMX. şaristaniyên jîr!

Hin astrofizîknasan şansê ku mirovahî bibe cureyên pêşkeftî yên teknolojîk di 1 ji 10 de destnîşan dikin.²²yanî bêqîmet dimîne. Ji aliyê din ve, gerdûn nêzî 13,8 mîlyar sal e. Ger şaristanî di çend mîlyar salên pêşîn de çênebin jî, hê demek dirêj mabû ku ew xuya bibin. Bi awayê, heke piştî tasfiyekirina dawîn "tenê" hezar şaristanî di Riya Şîrî de hebûna û ew ê bi qasî şaristaniyên me (heta niha nêzî 10 sal in) hebûna xwe bibûna, wê hingê bi îhtîmalek mezin ew ê berê wenda bibûna, bimirana. an jî komkirina kesên din ên ku ji pêşkeftinên asta me re negihîştî ne, ku di derheqê wan de hinekî paşê.

Bala xwe bidinê ku şaristaniyên heyî jî "hemdem" bi dijwarî diaxivin. Heger tenê ji ber vê sedemê ku eger tenê 10 hezar salên ronahiyê hebin, dê 20 hezar salên ronahiyê ji wan re bipirsin û paşê bersiv bidin. years. Dema mirov li dîroka Dinyayê mêze bike, mirov nikare ji holê rabike ku di heyameke weha de şaristanîyek çêbibe û ji ser rûyê erdê winda bibe...

Wekhevî tenê ji nenasan

Di hewldana nirxandinê de gelo şaristaniyek biyanî dikare bi rastî hebe, Frank Drake di salên 60-an de wî hevkêşeya navdar pêşniyar kir - formulakek ku peywira wê ew e ku "memanolojîkî" hebûna nijadên jîr di galaksiya me de diyar bike. Li vir em têgehek ku gelek sal berê ji hêla Jan Tadeusz Stanisławski ve hatî çêkirin, satirîst û nivîskarê radyo û televizyonê "dersên" li ser "manolojiya sepandî" bikar tînin, ji ber ku ew peyv ji bo van ramanan guncan xuya dike.

Li gorî Wekheviya Drake - N, hejmara şaristaniyên derveyî erdê yên ku mirovahî dikare pê re têkilî daynin berhema:

R_* - rêjeya pêkhatina stêran di Galaxy me de;

f_p - rêjeya stêrkên bi gerstêrkan;

n_e - Hejmara navînî ya gerstêrkên li herêma ku stêrk lê dijîn, ango yên ku jiyan li ser wan çêdibe;

f_l - rêjeya gerstêrkên li herêma ku jiyan lê çêdibe;

f_i - rêjeya gerstêrkên niştecîh ên ku jiyan dê li ser îstîxbaratê pêş bikeve (ango şaristaniyê biafirîne);

f_c - rêjeya şaristaniyên ku dixwazin bi mirovahiyê re têkilî daynin;

L temenê navînî yên şaristaniyên wiha ye.

Wekî ku hûn dibînin, hevkêş hema hema ji hemî nenasan pêk tê. Jixwe, em ne dirêjahiya hebûna şaristaniyê, ne jî rêjeya kesên ku dixwazin bi me re têkilî daynin nizanin. Li şûna hin encaman di hevkêşeya "kêm-zêde" de, derdikeve holê ku di galaksiya me de dibe ku bi sedan, ne bi hezaran, şaristaniyên weha hebin.

Wekheviya Drake û nivîskarê wê

Erdên kêm û biyaniyên xerab

Tewra nirxên muhafezekar ji bo pêkhateyên hevkêşeya Drake biguhezînin, em potansiyel bi hezaran şaristaniyên mîna yên me an jî aqilmendtir digirin. Lê heke wusa be, çima ew bi me re têkilî nakin? Ev bi navê Paradoksa Fermî. Gelek "çareser" û ravekirinên wî hene, lê ji ber rewşa teknolojiya heyî - û hêj bêtir nîv sedsal berê - ew hemî texmîn in û kor gulebaran dikin.

Ev paradoks, wek nimûne, pir caran tê ravekirin hîpoteza erdê kêmku gerstêrka me bi her awayî yekta ye. Zext, germahî, dûrbûna ji Rojê, tilta eksê, an qada magnetîkî ya parastinê ya tîrêjê têne hilbijartin da ku heya ku gengaz dibe jiyan pêş bikeve û pêş bikeve.

Bê guman, em di ekosferê de her ku diçe zêdetir gerstêrkên gerstêrk ên ku dikarin bibin berendamên gerstêrkên bijûndar vedîtin. Herî dawî, ew li nêzî stêrka herî nêzê me - Proxima Centauri hatin dîtin. Belkî, lêbelê, tevî hemanheviyan, "Erdên duyemîn" ên ku li dora tavên biyaniyan têne dîtin ne "temam eynî" wekî gerstêrka me ne, û tenê di adaptasyonek wusa de dikare şaristaniyek teknolojîk a serbilind çêbibe? Belkî. Lêbelê, em dizanin, tewra li Erdê dinêrin, ku jiyan di bin şert û mercên pir "neguncaw" de pêş dikeve.

Bê guman, di navbera rêvebirin û avakirina Înternetê û şandina Tesla ya Marsê de cûdahî heye. Pirsgirêka taybetmendiyê dikare were çareser kirin, ger em li cîhek fezayê gerstêrkek tam mîna Dinyayê bibînin, lê ji şaristaniya teknolojîk bêpar.

Dema ku mirov paradoksa Fermî rave dike, carinan behsa vê tê gotin biyaniyên xerab. Ev bi awayên cuda tê fêmkirin. Ji ber vê yekê ev biyaniyên hîpotetîk dikarin "hêrs" bibin ku kesek bixwaze wan aciz bike, mudaxele bike û aciz bike - ji ber vê yekê ew xwe îzole dikin, bersivê nadin barbaran û naxwazin ku tiştek bi kesî re hebe. Di heman demê de xeyalên biyaniyên "xwezayî xirab" hene ku her şaristaniya ku ew pê re rû bi rû dimînin wêran dikin. Yên ku di warê teknolojîk de pir pêşkeftî bixwe jî naxwazin şaristaniyên din bi pêş ve biçin û ji bo wan bibin xeter.

Di heman demê de hêjayî bibîrxistinê ye ku jiyana li fezayê rastî felaketên cihêreng ên ku em ji dîroka gerstêrka xwe dizanin re ye. Em li ser cemedê, reaksiyonên tund ên stêrk, bombebarana meteoran, asteroîd an kometan, lihevketina bi gerstêrkên din an jî tîrêjê re diaxivin. Ger bûyerên weha tevahiya gerstêrkê steril nekin jî, ew dikarin bibin dawiya şaristaniyê.

Di heman demê de, hin jê dernakeve ku em yek ji şaristaniyên pêşîn ên gerdûnê ne - heke ne ya yekem be - û ku em hîn ew qas pêşve neçûne ku bikarin bi şaristaniyên kêm pêşkeftî yên ku paşê derketine re têkiliyê deynin. Ger wisa bûya, wê demê pirsgirêka lêgerîna li heyînên jîr ên li qada derveyî erdê dê hîn jî çareser nebe. Wekî din, şaristaniyek "ciwan" a hîpotetîk nikare tenê çend deh salan ji me ciwantir be da ku bikaribe ji dûr ve pê re têkilî daynin.

Pencere jî li pêş ne pir mezin e. Teknolojî û zanîna şaristaniyeke hezarsalî dibe ku ji me re bi qasî ku îro ji mirovekî ji Seferên Xaçperestan re nayê fam kirin. Şaristaniyên pir pêşkeftî dê mîna cîhana me ji mêşhingivên li kêleka rê be.

Spekulatîf bi navê Pîvana Kardashevopeywira wî ew e ku astên hîpotetîk ên şaristaniyê li gorî mêjera enerjiya ku ew dixwin binirxîne. Li gorî wê em hê ne şaristanî ne. tîpa I, ango yê ku jêhatîbûna karanîna çavkaniyên enerjiyê yên gerstêrka xwe bi dest xistiye. Beşerî type II dikare hemû enerjiya derdora stêrkê bi kar bîne, wek nimûne, avahiyek bi navê "Dyson sphere" bikar bîne. Beşerî type III Li gorî van texmînan, ew hemû enerjiya galaksiyê digire. Lêbelê, ji bîr mekin ku ev têgeh wekî beşek ji şaristaniyek Tîra I ya neqediyayî hate afirandin, ku heya van demên dawî bi xeletî wekî şaristaniyek Tîpa II-ya ku ber bi avakirina qadek Dyson li dora stêrka xwe ve diçû (anomaliyên ronahiya stêrkan) dihat xuyang kirin. KIK 8462852).

Ger şaristaniyek ji celebê II, û hêj bêtir III hebûya, em ê teqez wê bidîta û bi me re têkilî bihatana - hin ji me wisa difikirin, bêtir difikirin ku ji ber ku em biyaniyên weha pêşkeftî nabînin an jî wekî din nabînin. ew bi tenê nînin. Lêbelê ekolek din a ravekirina Paradoksa Fermî, dibêje ku şaristaniyên di van astan de ji me re nayên dîtin û nayên naskirin - nebêjin ku ew, li gorî hîpoteza zozanên fezayî, guh nadin mexlûqên weha nepêşketî.

Piştî ceribandinê an berî?

Ji bilî hizirkirina li ser şaristaniyên pir pêşketî, paradoksa Fermî carinan bi têgînan tê ravekirin Parzûnên evolutioner di pêşveçûna şaristaniyê de. Li gorî wan, di pêvajoya pêşketinê de qonaxek heye ku ji bo jiyanê ne mumkun an jî pir ne mumkun xuya dike. Tê gotin Parzûna mezin, ku di dîroka jiyana li ser gerstêrkê de serkeftina herî mezin e.

Bi qasî ku ezmûna meya mirovî têkildar e, em bi rastî nizanin ka em li paş in, li pêş in, an di nîvê filtrasyonek mezin de ne. Ger me karibe vê parzûnê bi ser bixîne, dibe ku ew ji bo piraniya formên jiyanê yên li cîhê naskirî bibe astengek bêserûber, û em bêhempa ne. Parzûnkirin dikare ji destpêkê ve pêk were, mînakî, di dema veguheztina şaneyek prokaryotî de di nav şaneyek eukaryotî ya tevlihev de. Ger weha bûya, jiyana li fezayê dikaribû pir asayî be, lê di forma şaneyên bê navok de. Dibe ku em tenê yekem in ku di Parzûna Mezin re derbas dibin? Ev me vedigerîne pirsgirêka ku berê hatî behs kirin, ango dijwariya danûstendina ji dûr ve.

Vebijarkek jî heye ku di pêşveçûnê de serkeftinek hîn li pêşiya me ye. Wê demê pirsa tu serkeftinê tune bû.

Ev hemû nirxandinên pir spekulatîf in. Hin zanyar ji bo nebûna sînyalên biyaniyan ravekirinên dinyayî pêşkêş dikin. Alan Stern, zanyarê sereke li New Horizons, dibêje ku paradoks bi hêsanî dikare were çareser kirin. qeşa qalindku okyanûsan li ser bedenên din ên ezmanî dorpêç dike. Lêkolîner vê encamê li ser bingeha vedîtinên vê dawiyê yên di pergala rojê de derdixe: okyanûsên ava şil di bin qalikên gelek heyvan de ne. Di hin rewşan de (Ewropa, Enceladus), av bi axa kevirî re dikeve têkiliyê û çalakiya hîdrotermal li wir tê tomar kirin. Divê ev yek bibe sedema derketina jiyanê.

Qeşaya qalind dikare jiyanê ji diyardeyên dijminane yên li fezayê biparêze. Em li vir dipeyivin, di nav tiştên din de, bi çirûskên stêrkan ên bihêz, bandorên asteroîd an jî radyasyona li nêzî giantek gazê. Ji hêla din ve, dibe ku ew astengiyek ji pêşkeftinê re nîşan bide ku ji bo jiyana hişmend a hîpotetîk jî dijwar e ku were derbas kirin. Dibe ku şaristaniyên avî yên bi vî rengî li derveyî qalika qeşaya qalind ti cîhekî nas nekin. Zehmet e ku meriv xeyal jî bike ku ji sînorên wê û hawîrdora avê derkeve - ew ê ji me re pir dijwartir be, ku ji bo me cîhê derve, ji xeynî atmosfera erdê, di heman demê de ne cîhek pir dostane ye.

Ma em li jiyanek an cîhek minasib ji bo jiyanê digerin?

Di her rewşê de, divê em erdnigarî li ser tiştê ku em bi rastî lê digerin jî bifikirin: jiyan bi xwe an cîhek ji bo jiyanê mîna ya me. Bifikirin ku em naxwazin bi kesek re şerên fezayê bikin, ew du tiştên cûda ne. Gerstêrkên ku zindî ne, lê ne xwediyê şaristaniyên pêşkeftî ne, dikarin bibin qadên kolonîzasyona potansiyel. Û em bêtir û bêtir cihên wisa hêvîdar dibînin. Em jixwe dikarin amûrên çavdêriyê bikar bînin da ku diyar bikin ka gerstêrkek li cîhê ku wekî orbit tê zanîn heye an na. qada jiyanê li dora stêrkekka ew kevir e û di germahiyek ji bo ava şil de ye. Di nêzîk de em ê karibin bibînin ka bi rastî av li wir heye an na, û pêkhatina atmosferê diyar bikin.

Qada jiyanê ya li dora stêrkan li gorî mezinahiya wan û nimûneyên gerstêrkên mîna Dinyayê (koordînatên asoyî - dûrbûna ji stêrkê (JA); koordînata vertîkal - girseya stêrkê (bi Rojê re têkildar) ve girêdayî ye.

Sala borî, bi karanîna amûra HARPS ya ESO û hejmarek teleskopan li çaraliyê cîhanê, zanyaran gerstêrka derve LHS 1140b wekî berbijara herî naskirî ya jiyanê keşf kirin. Ew li dora stêrka sor LHS 1140, çil salên ronahiyê ji dinyayê dûr digere. Astronoman texmîn dikin ku gerstêrka herî kêm pênc mîlyar sal e. Wan destnîşan kir ku ew qasê 18 1,4 e. km - ku 1140 carî ji dinyayê mezintir e. Lêkolînên li ser girseyek û tîrêjiya LHS b gihîştine wê encamê ku ew îhtîmal e ku ew zinarek bi navika hesinî ya qalind e. Deng nas?

Demek berê, pergalek heft gerstêrkên mîna Dinyayê li dora stêrkekê navdar bû. TRAPPIST-1. Ew bi tîpên "b" heta "h" li gorî dûrbûna ji stêrka mêvandar têne destnîşan kirin. Analîzên ku ji hêla zanyaran ve hatine kirin û di hejmara Çileyê ya Nature Astronomy de hatine weşandin destnîşan dikin ku, ji ber germahiya nerm, germbûna tîrêjê ya nerm û herikîna tîrêjê ya têra xwe kêm ku bibe sedema bandora serayê, namzedên çêtirîn ji bo gerstêrkên bijîjkan "d" ne. û "e". Mimkun e ku ya yekem tevahiya okyanûsa avê bigire.

Gerstêrkên pergala TRAPPIST-1

Ji ber vê yekê, vedîtina şert û mercên guncan ji bo jiyanê jixwe di destê me de xuya dike. Vedîtina ji dûr a jiyanê bi xwe, ku hîn jî nisbeten hêsan e û pêlên elektromagnetîk dernakeve, çîrokek bi tevahî cûda ye. Lêbelê, zanyarên li Zanîngeha Washingtonê rêbazek nû pêşniyar kirin ku lêgerîna dirêj-pêşniyazkirî ya ji bo hejmarên mezin temam dike. oksîjenê di atmosfera gerstêrkê de. Tiştê baş di derbarê ramana oksîjenê de ew e ku dijwar e ku meriv mîqdarên mezin oksîjenê bêyî jiyanê hilberîne, lê nayê zanîn ka hemî jiyan oksîjenê hildiberîne.

Joshua Crissansen-Totton ji Zanîngeha Washingtonê di kovara Science Advances de diyar dike: "Biyokîmya hilberîna oksîjenê tevlihev e û dikare kêm be." Bi analîzkirina dîroka jiyana li ser rûyê erdê, gengaz bû ku tevliheviyek gazan were nas kirin, ku hebûna wan hebûna jiyanê bi heman rengî wekî oksîjenê destnîşan dike. Axaftina tevliheviya metan û karbondîoksîtê, bêyî karbonmonoksîtê. Çima yeka dawî tune? Rastî ev e ku atomên karbonê yên di her du molekulan de dereceyên cûda yên oksîdasyonê temsîl dikin. Pir dijwar e ku meriv bi pêvajoyên ne-biyolojîkî astên guncaw ên oksîdasyonê bêyî avakirina hevdemî ya karbonmonoksîtê bi navbeynkariya reaksiyonê ve bigire. Ger, bo nimûne, çavkaniyek metan û CO₂ di atmosferê de volqan hene, ew ê bi neçarî bi karbonmonoksîtê re bibin yek. Wekî din, ev gaz zû û bi hêsanî ji hêla mîkroorganîzmayan ve tê kişandin. Ji ber ku di atmosferê de heye, divê hebûna jiyanê ji holê bê rakirin.

Ji bo 2019, NASA plan dike ku dest pê bike Teleskopa Fezayê James Webbku dê bikaribe bi awayekî rasttir atmosferên van gerstêrkan ji bo hebûna gazên girantir wek karbondîoksît, metan, av û oksîjenê lêkolîn bike.

Yekem gerstêrka derve di salên 90î de hat dîtin. Ji wê demê ve, me hema hema 4. gerstêrkên gerstêrkên li ser 2800 pergalên piştrast kir, di nav wan de nêzîkê bîst ku xuya dikin ku potansiyel bijîn. Bi pêşxistina amûrên çêtir ên ji bo çavdêriya van cîhanan, em ê karibin di derheqê şert û mercên li wir de texmînên bêtir agahdar bikin. Û wê çi ji wê derkeve dimîne.