RW Space

В 1949 году знаменитый математик и физик Джон фон Нейман выступил с серией выступлений в Университете Иллинойса, где представил концепцию «универсального конструктора».

Теория была подробно описана в книге 1966 года Теория самовоспроизводящихся автоматов, сборнике сочинений фон Неймана, составленных и дополненных его коллегой после его смерть.

В последующие годы ученые, участвовавшие в проекте Поиск внеземного разума (SETI), размышляли о том, как развитые цивилизации могут полагаться на самовоспроизводящиеся зонды для исследования галактики.

Как показали многие теоретические исследования, самовоспроизводящиеся зонды (выпущенные с одной планеты) могут размножаться и исследовать всю галактику в течение нескольких лет. эонов.

По теме: Почему межзвездная комета 3I/ATLAS выглядит так странно – и почему это не инопланетяне

Согласно новому исследованию профессора Алекса Эллери из Карлтонского университета, эти зонды, возможно, уже побывали в Солнечной системе, а некоторые могут работать здесь прямо сейчас.

Как он рекомендует в недавней статье, будущие исследования SETI следует искать контрольные техносигнатуры, которые будут создавать эти зонды.

Алекс Эллери — профессор инженерных наук в Центре исследований самовоспроизведения (CESER) и факультете машиностроения и аэрокосмической техники Карлтонского университета.

В прошлом Эллери исследовал концепцию зондов фон Неймана и их потенциал как жизнеспособного метода межзвездные исследования развитыми цивилизациями, а также последствия, которые это имеет для SETI.

В этой последней статье он пересматривает обоснование таких зондов, их последствия для парадокса Ферми и то, как потребности в ресурсах будут влиять на их поведение, создавая в процессе заметные техносигнатуры.

Как исследователь CESER, Эллери хорошо разбирается в концепции зондов фон Неймана и технологических инновациях, которые пойдут на создание

В предыдущем исследовании Эллери подробно рассказал, как 3D-печать, самовоспроизведение и робототехника позволят людям создавать зонды фон Неймана раньше, чем ожидалось.

Он также провел подробное исследование того, как инженеры-люди могут установить ограничения на количество раз, когда каждый зонд может воспроизводить себя, тем самым гарантируя, что они не выйдут из-под контроля (согласно Берсеркеру) Гипотеза).

В этой и других статьях Эллери также утверждает, что поиск зондов фон Неймана и техносигнатур, которые они будут производить, является приоритетом, который исследователи SETI должны уделять приоритетное внимание, а не традиционная практика поиска в ночном небе признаков радиопередач.

Эти поиски, как он указал, должны рассматривать Солнечную систему как хорошую отправную точку, что перекликается с аналогичными рекомендациями, сделанными Профессор Грегори Л. Мэтлофф в своей статье «Зоны фон Неймана: время межзвездного перемещения с рациональным движением».

Как он рассказал Universe Today на момент публикации статьи:

Солнечная система огромна и по большей части неисследована, а зонды могут быть очень маленькими. Зонды могут быть повсюду: в кратерах на Луне или в поясах астероидов и поясе Койпера. Только в поясе Койпера насчитывается 100 миллионов объектов, и мы исследовали только два, один из которых был очень аномальным по своей форме.

Аналогичным образом Эллери размышляет о том, как исследователи SETI и будущие исследователи могли бы искать доказательства присутствия внеземных зондов посредством специального поиска. Он утверждает, что первым шагом является рассмотрение обоснования отправки самовоспроизводящихся зондов.

Мотивации

Как он указал в своей статье, наиболее очевидной причиной участия вида в межзвездных исследованиях является выживание.

Это может быть мотивировано желанием жить за пределами фазы главной последовательности своей звезды, угрозой разрушения от рук более развитой цивилизации или страхом, что технологические достижения в конечном итоге поставят под угрозу существование его создатели.

Как сообщил Эллери журналу Universe Today по электронной почте, во всех случаях самовоспроизводящиеся зонды предлагают наиболее эффективные и правдоподобные средства для обеспечения выживания развитой цивилизации:

Инопланетные зонды будут ориентированы на выживание их местной среды, будь то жизнь звезд главной последовательности, тектоническая активность и т. д., а также военная разведка для оценки угроз и альянсов.

Хотя многие из нас таковы, мотивированная [стремлением] к знаниям (одним из которых является военная разведка), наука сама по себе не является движущей силой. Не является и инстинкт исследования: обычно в основе исследования лежит жадность или бегство. Колумб хотел найти путь к богатствам Катая, но Америка мешала ему.

Более того, он продолжает показывать, что таким исследованиям не будут препятствовать те же ограничения, что и биологическим организмам.

Это справедливо и в отношении движения, поскольку современные зонды смогут выдерживать ускорение, превышающее 9,8 м² (сила земного шара). гравитация) и не потребует экзотических методов движения.

Кроме того, межзвездные зонды не потребуют расходных материалов, биорегенеративных систем жизнеобеспечения или беспокойства об утилизации отходов. Все материалы, которые им понадобятся, можно будет собрать по пути.

Это будет включать в себя извлечение ресурсов из звездных систем (таких как пояса астероидов и/или более мелкие каменисто-металлические тела) или из объектов, обнаруженных в межзвездной среде, включая астероиды, кометы и планеты-изгои.

Это стремление к исследованию и оценке угроз в сочетании с потребностью в ресурсах приведет к предсказуемому поведению, которое может помочь в поиске межзвездных объектов. зонды.

Деятельность

Из вопроса о мотивах Эллери приходит к выводу, что деятельность межзвездных самовоспроизводящихся зондов будет следовать основной схеме, которую можно разбить на шесть вероятных этапов.

Во-первых, они будут нацелены на вездесущие астероиды и луны в конкретной системе в поисках легкодоступного сырья, которое требуется для универсального строительства.

Во-вторых, из этих материалов они создаст исследовательские зонды для всестороннего исследования внесолнечной системы на предмет ресурсов и жизнеобеспеченной среды.

В-третьих, они выберут и защитят богатые ресурсами места для создания баз для операций самовоспроизведения. В-четвертых, они начнут копировать больше самих себя, в том числе зонды-геодезисты и часовые.

Пятый шаг будет состоять в долгосрочном и детальном исследовании внесолнечной системы с использованием тех же зондов.

На шестом и последнем этапе зонды будут выполнять конкретные инструкции по заданию, которые могут включать строительство цилиндров О’Нила для будущих поселенцев, не вторгаясь при этом (надеюсь) в потенциально пригодные для жизни планеты.

Еще возможной задачей, и весьма спорной, было бы заселение планет простыми или более сложными организмами (так называемая направленная панспермия). Основываясь на такой разбивке деятельности, самовоспроизводящиеся зонды будут создавать техносигнатуры, которые смогут искать будущие исследования.

Возможные сигнатуры

Помимо возвращения на Луну к концу этого десятилетия и отправки исследовательских миссий с экипажем на Марс в следующем, существуют многочисленные планы по коммерциализации низкой околоземной орбиты (НОО), окололунного космоса и за его пределами.

Мы надеемся, что эти усилия, будет способствовать «Великой миграции» в космос, что, возможно, приведет к поселениям на других телах и «островам в космосе» (а-ля Цилиндр О’Нила и Стэнфордские Тории).

Как объяснил Эллери, для того, чтобы исследование Солнечной системы человеком консолидировалось в коммерческую индустриализацию, мы должны знать, где найти ресурсы, необходимые для осуществления этого перехода.

Во-первых, Эллери рассмотрел ресурсы астероидов, которые, вероятно, будут в изобилии во внесолнечной солнечной системе. системы, как они есть в нашей собственной. Помимо принципа Коперника, который утверждает, что Земля и наша Солнечная система являются типичными для нормы, существует также немало доказательств в поддержку этой идеи.

Это включает в себя исследования досолнечных межпланетных пылевых частиц, которые, как было обнаружено, содержат нитриды металлов, карбиды, оксиды, силикаты и железо-никелевые сплавы – строительные блоки планет, планетезималей и астероидов.

Кроме того, наблюдались внесолнечные планетезимали аккрецирующиеся на белые карлики в радиусе 650 световых лет (200 парсек) от Земли, преимущественно состояли из кислорода, магния, кремния и железа с меньшими концентрациями летучих веществ, таких как углерод, сера и азот – подобно астероидам и лунам в нашей Солнечной системе.

Помимо астероидов, самовоспроизводящиеся зонды, вероятно, будут притягиваться к Луне и подобным каменистым телам из-за их состава (кремний, никель-железо и другие металлы), что отчасти связано с ударами астероидов, произошедшими на протяжении нескольких миллиардов лет.

В конечном итоге Эллери пришел к выводу, что астероидные процессы будет трудно отличить от естественных процессов и что Луна станет идеальной базой для самовоспроизводящихся зондов, которые позволят сосредоточить их производственные операции.

Более того, он предполагает, что ядерные реакторы, скорее всего, будут обеспечивать энергию для этих операций, поскольку они являются высокоэкономичным источником энергии, обеспечивающим практически неограниченную плотность энергии. Сюда могут входить модели Magnox, тип реактора с газовым охлаждением, в котором в качестве теплоносителя используется природный уран, графит и углекислый газ.

Они, заключил он, могут быть построены с использованием лунных ресурсов, и что реакторы оставили бы следы изотопных соотношений тория-232, неодиния-144 и/или бария-137.

«Мы также предполагаем, что в предвосхищающей экономической торговле ресурсы, самовоспроизводящийся зонд мог оставить на Луне артефакты, погребенные вместе с астероидными ресурсами», — написал он.

«Такие дары можно будет обнаружить и получить доступ только после того, как будет достигнут определенный порог технологического совершенства». Все это делает Луну идеальным местом для начала поиска возможных признаков связанных с ней техносигнатур.

Эти поиски могут воспользоваться планами НАСА и других космических агентств по созданию «устойчивой программы исследования и развития Луны». Как он резюмировал:

Я думаю, что на Луне будут измеримые техносигнатуры — необычные соотношения изотопов урана и тория на поверхности и подповерхностные магнитные аномалии. Если мы начнем заселять Луну, мы будем искать ресурсы для использования, в частности никель, кобальт и вольфрам, которые астероиды доставляют в лунные недра.

Я думаю, что, если нас посетили, среди этих астероидных металлов может быть спрятан подарок в обмен на добычу наших ресурсов. Подарком может стать универсальный конструктор, который принесет немедленную и будущую пользу любой цивилизации, заселяющей свою Солнечную систему перед межзвездными приключениями.

Предсказывает, что в ближайшем будущем исследование Солнечной системы человеком уступит место коммерческому развитию и созданию постоянных аванпостов в космосе, а также на других планетах и небесных телах.

Прежде чем мы установим плацдармы за пределами Земли и НОО, возможно, нам следует рассмотреть возможность исследования более чем только ресурсы и строительные площадки. Специальный поиск техносигнатур может выявить нечто гораздо большее, например доказательства того, что человечество не одиноко во Вселенной.

Аналогично, Солнечная система в значительной степени упускается из виду, когда речь идет об усилиях SETI в целом и поисках техносигнатур в частности.

Это исследование доступно в виде препринта на arXiv.

Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите оригинальную статью.