Kosmiczna cisza gorsza, niż myśleliśmy. Pokazali przerażające wnioski

Obiad w Los Alamos National Laboratory w 1950 r. przeszedł do historii nauki z jednego powodu. Enrico Fermi, wybitny włosko-amerykański fizyk, rzucił nagle między kęsami legendarne już pytanie: - Gdzie są wszyscy? Chodziło oczywiście o istoty pozaziemskie. Skoro wszechświat jest stary i niewyobrażalnie ogromny, inteligentne życie powinno już dawno skolonizować Drogę Mleczną i zapukać do naszych drzwi.

To właśnie z tej niepewności narodził się jeden z najbardziej znanych problemów współczesnej nauki, określany jako paradoks Fermiego. W kolejnych dekadach jego interpretacja była rozwijana i radykalizowana, aż do sformułowania hipotezy Hart–Tipler, która do dziś budzi kontrowersje w środowisku naukowym.

Obaj ci fizycy na przełomie lat 70. i 80. opublikowali serię głośnych prac udowadniających, że skoro nikogo tu nie ma, to we wszechświecie jesteśmy absolutnie sami. Dziś, dzięki nowym analizom, ta ponura wizja zyskuje zupełnie nowy, jeszcze bardziej niepokojący wymiar, który wykracza daleko poza granice naszej galaktyki. Nowe badanie omawia serwis Universe Today.

Michael Hart i Frank Tipler założyli, że zaawansowana cywilizacja technologiczna prędzej czy później stworzy tzw. sondy von Neumanna, samoreplikujące się maszyny, które podróżując między układami gwiezdnymi, budowałyby swoje kopie z lokalnych surowców i zasiedlały kosmos w postępie geometrycznym.

Przeciwnicy tej teorii, w tym Carl Sagan i William Newman, próbowali gasić ten pesymizm w 1983 r., publikując głośną odpowiedź. Sagan argumentował, że cywilizacje wcale nie muszą dążyć do nieskończonej ekspansji, ich tempo rozprzestrzeniania się może być znacznie wolniejsze, a same kolonie mogą nie przetrwać milionów lat.

Jednak współczesny rozwój druku 3D, autonomicznej sztucznej inteligencji i komercyjnego sektora kosmicznego sprawił, że wizja uniwersalnych konstruktorów przestała brzmieć jak odległa fantastyka naukowa. Wielu komentatorów uważa dziś takie maszyny za nieuniknione.

Profesor David Kipping z Uniwersytetu Columbia, kierujący znanym Cool Worlds Lab, postanowił odświeżyć ten klasyczny spór. W swojej najnowszej pracy opublikowanej w serwisie preprintów arXiv przedstawił model o nazwie Kosmologiczna Hipoteza Harta-Tiplera.

Kipping porzuca jednak romantyczną wizję lśniących statków kosmicznych i zastępuje ją znacznie prostszym, a przez to bardziej bezwzględnym pojęciem - sztuczną infekcją. Może to być klasyczny program kolonizacji, międzygwiezdne patogeny biologiczne czy roje maszyn sterowanych przez AI. Kluczem jest sam mechanizm,coś pojawia się w jednym miejscu i zaczyna niepowstrzymanie rozprzestrzeniać się po kosmosie niczym zaraza.

Więcej na Spider's Web:

Większość dotychczasowych prób rozwiązania paradoksu Fermiego skupiała się niemal wyłącznie na naszej własnej galaktyce. Kipping idzie znacznie dalej, przenosząc matematyczny model na skalę całego widzialnego wszechświata i uwzględniając czynnik, który dotąd ignorowano - ekspansję kosmosu.

Naukowiec zastosował tu podejście inspirowane metodą Richarda Feynmana. W nauce zaczyna się od domysłu (sztuczne infekcje rodzą się w określonym tempie), następnie oblicza się konsekwencje tego domysłu (wszechświat powinien być już w większości zainfekowany) i na końcu zderza się to z obserwacjami (skoro istniejemy w obecnej formie, coś w tym równaniu drastycznie nie gra).

Jego uproszczony model opiera się na zaledwie trzech zmiennych: spontanicznym tempie powstawania inteligentnego życia, prędkości jego rozprzestrzeniania się oraz czasie początkowym obliczeń. Ekspansja wszechświata, opisywana przez stałą Hubble’a-Lemaître’a, działa w tym równaniu jak kosmiczne tarcie. Oddala galaktyki od siebie, co teoretycznie powinno utrudniać ich kolonizację cywilizacjom dysponującym wyłącznie napędem podświetlnym.

Intuicja podpowiada, że rozszerzanie się przestrzeni powinno skutecznie odizolować poszczególne galaktyki. Wyniki okazały się jednak zaskoczeniem dla samego autora. Nawet przy założeniu, że statki lub sondy poruszają się z prędkością zaledwie 10% prędkości światła, infekcja jest w stanie skutecznie opanować wszechświat. Wszystko dlatego, że nowe ogniska „zarazy” wybuchają niezależnie i losowo w różnych zakątkach kosmosu, tworząc globalną kohortę, której ekspansja przestrzeni nie potrafi zatrzymać.

Model Kippinga zakłada, że galaktyka może znajdować się w jednym z dwóch stanów - czystym lub zainfekowanym. Ta druga sytuacja nie musi oznaczać całkowitej sterylizacji i zniszczenia planet. Oznacza jednak utratę lokalnej zdatności do zamieszkania w sposób, jaki rozumiemy, zainfekowana galaktyka przestaje wykazywać aktywność, którą moglibyśmy zidentyfikować jako naturalne oznaki życia. I to właśnie tutaj pojawiają się najbardziej niepokojące wnioski statystyczne.

Jeśli inteligentne życie zdolne do ekspansji pojawia się częściej niż w jednej na sto tysięcy galaktyk w całej historii kosmosu, to przy prędkości podróży równej 0,1 prędkości światła aż 99,9 proc. wszechświata powinno być już zainfekowane.

Skoro jednak istniejemy i nie widzimy wokół siebie śladów obcej dominacji, rzeczywistość musi być skrajnie inna. Matematyka zmusza nas do radykalnego obniżenia szacunków. Aby obecny stan wszechświata zgadzał się z naszymi obserwacjami, szansa na narodziny takiej cywilizacji musi być mniejsza niż jeden na dziesięć biliardów układów gwiezdnych. To prawdopodobnie najsilniejszy i najbardziej bezwzględny argument statystyczny w całej historii poszukiwań pozaziemskiej inteligencji (SETI).

Jak można wytłumaczyć te liczby, nie popadając w skrajny egzystencjalny nihilizm? Zwolennicy teorii kontaktu, podążający śladami Carla Sagana, mogą twierdzić, że obcych cywilizacji jest mnóstwo, ale prawdopodobieństwo, że którakolwiek z nich zdecyduje się na agresywną, międzygalaktyczną ekspansję i wysyłanie sond, jest astronomicznie małe.

Taki argument ma jednak poważną wadę strukturalną, zakłada jednolitość motywacji wszystkich inteligentnych istot. Jak zauważył pisarz i naukowiec David Brin, wystarczy tylko jedna wyłamująca się z reguły, ekspansywna rasa w całej historii kosmosu, aby cały ten optymistyczny model legł w gruzach.

Z kolei pesymiści zyskują potężny punkt podparcia w postaci teorii Wielkiego Filtra, hipotetycznej bariery ewolucyjnej lub technologicznej, której niemal nikomu nie udaje się przeskoczyć. Jeśli filtr znajduje się za nami, oznaczałoby to, że samo powstanie życia lub inteligencji jest anomalnie trudne. Jednak ziemska biologia uczy nas czegoś przeciwnego, życie na Ziemi pojawiło się bardzo szybko, co sugeruje, że abiogeneza jest procesem stosunkowo łatwym i szybkim.

Jeśli natomiast Wielki Filtr jest przed nami i ludzkość nie przetrwa stulecia potrzebnego na rozwinięcie technologii ekspansji, pojawia się kolejne pytanie. Jak to możliwe, że ta bariera jest tak skuteczna, iż nikt we wszechświecie, nawet cywilizacje dysponujące znacznie większą mądrością niż nasza, nie zdołał jej pokonać bez samozagłady?

Historia literatury science fiction, od Kantyku dla Leibowitza Waltera M. Millera po Fundację Isaaca Asimova, wielokrotnie pokazywała nam wizje upadających i odradzających się imperiów, w których krach technologiczny nie jest stanem permanentnym.

W świecie realnej fizyki i kosmologii brakuje jednak tak poetyckich scenariuszy. Dane, którymi dysponujemy, nie pozwalają na wyciągnięcie ostatecznych wniosków, co otwarcie przyznaje sam profesor Kipping. Badacz stwierdził wprost, że nie ma dobrej odpowiedzi na postawione przez siebie pytania i prawdopodobnie do końca życia będzie się z nimi zmagał w poczuciu frustracji i zachwytu.

Nowe spojrzenie na paradoks Fermiego nie daje nam gotowych odpowiedzi na tacy, ale precyzyjnie definiuje granice naszej niewiedzy. Niezależnie od tego, czy wszechświat jest pusty, czy po prostu niezwykle skutecznie tłumi wszelkie próby wyjścia poza macierzyste układy, jedno pozostaje pewne. Skanując nocne niebo, patrzymy w przestrzeń rządzoną przez prawa, których mechanizmy wciąż głęboko wymykają się naszym najdoskonalszym modelom matematycznym.