Люди могут быть одними из первых разумных существ во Вселенной
Принцип Коперника, названный в честь Николая Коперника (предложившего гелиоцентрическую модель Вселенной), гласит, что Земля и люди не занимают особого или привилегированного места во Вселенной.
В космологических терминах это по существу означает, что Земля является представителем нормы, и жизнь, вероятно, будет существовать на протяжении всей Вселенной. космос.
Хотя наши усилия по поиску внеземной жизни (область исследований, известная как астробиология), пока не принесли результатов, масштабы этих усилий ограничены. В результате ученые вынуждены строить предположения, основываясь на единственной известной планете, на которой существует жизнь, – то есть на Земле.
По теме: Инопланетные цивилизации могут быть слишком развитыми, чтобы мы могли их обнаружить
Благодаря огромному количеству открытий экзопланет было обнаружено несколько каменистых планет, вращающихся в обитаемых зонах (HZ) звезд красных карликов. На протяжении десятилетий ведутся споры о том, могут ли эти системы стать лучшим выбором для поиска доказательств существования жизни за пределами Земли.
В недавнем исследовании профессор Дэвид Киппинг обращает внимание на два ключевых факта, которые могут означать, что человечество является исключением. Основываясь на возрасте Вселенной и относительно редкой природе нашего Солнца, он приходит к выводу, что астробиологи, изучающие красные карликовые планеты, возможно, ищут не в том месте.
Профессор Киппинг — доцент астрономии Колумбийского университета, бывший научный сотрудник Карла Сагана и Идины Мензель в Гарварде и руководитель Колумбийской лаборатории холодных миров.
Эта группа занимается исследованием внесолнечных планетных систем с упором на потенциально обитаемые (или «холодные») планеты и разработкой новых методологий и методов для выявления признаков потенциальной технологической деятельности (так называемых техносигнатур).
Как отмечает Киппинг, идея о том, что Земля является «будничной» и типичным примером планет во Вселенной, глубоко укоренилась в общественном сознании. Это можно объяснить влиянием Карла Сагана и космологов, начиная с Константина Циолковского (1857–1935), чьи работы о космических полетах и возможности существования внеземных цивилизаций оказали значительное влияние на ученых и инженеров в 20-м веке.
Но, как сообщил Киппинг Universe Today по электронной почте, корни лежат глубже:
У этого явления долгая история, берущая свое начало во времена Коперниканской революции. Теология исторически часто представляла человечество (и, соответственно, Землю) как имеющее центральное значение, но современная наука последовательно понижала наше привилегированное положение, например, осознавая, что Земля вращается вокруг Солнца, Солнце — одна из миллиардов звезд в нашей галактике, и наша галактика тоже одна из миллиардов.
Таким образом, существует тенденция предполагать, что все, что касается нас, является типичным, поскольку, похоже, это было повторяющейся темой последних четырех столетия астрономии.
Удалив Землю как центр Вселенной, Коперник спровоцировал революцию в астрономии и в том, как люди воспринимают свое место во Вселенной.
Карл Саган подчеркнул это достижение в своей основополагающей статье «Солипсистский подход к внеземному разуму», написанной в ответ на гипотезу Харта и Типлера о том, что инопланетян не существовало.
«Одним из отличий и триумфов развития науки стала депровинциализация нашего мировоззрения», — писал он, ссылаясь на многочисленные научные революции, которые показали, что ни человечество, ни Земля не являются уникальными или исключительными во Вселенной.
Обращаясь к отсутствию доказательств внеземной жизни, Саган, как известно, ответил: «Но отсутствие доказательств не является доказательством существования внеземной жизни».
Эта мысль легла в основу астробиологических исследований и всех усилий по поиску внеземного разума (SETI) за последние шестьдесят лет.
Однако есть два существенных вопроса, которые создают проблему для этой точки зрения, как подчеркнул Киппинг в своем последнем исследовании. Как он объяснил:
В моей статье рассматриваются две загадки, которые, несомненно, необычны. Около 80% звезд — это M-карлики, звезды, которые, по-видимому, часто содержат каменистые планеты в своих обитаемых зонах, но мы не живем вокруг них, что я назвал парадоксом красного неба в предыдущей статье.
Во-вторых, звездный период Вселенной простирается до 10 000 миллиардов лет назад, но здесь мы живем в первых 0,1% этого окна, когда размер Вселенной составляет всего 13,8 миллиардов лет. старый.
Для тех, кто с оптимизмом смотрит на то, что внеземной разум (ETI) существует и человечество однажды сможет установить с ним контакт, нет недостатка в благоприятных аргументах.
Во-первых, Млечный Путь является домом для от 100 до 200 миллиардов звезд (хотя по некоторым оценкам это число выше), что означает бесконечные возможности для возникновения жизни.
Во-вторых, существует возраст Сама Вселенная (возраст 13,8 миллиардов лет), что делает нашу Солнечную систему относительным новичком в космосе, поскольку она сформировалась примерно 4,6 миллиарда лет назад. Между этими двумя неоспоримыми фактами статистическая вероятность существования развитой жизни в нашей галактике очень высока.
Однако Киппинг отмечает, что эти два пункта имеют свои недостатки и что современная астрономия открыла более подробную информацию об астрономических объектах, что перемещает стрелку в противоположном направлении.
«Да, Солнце — одна из миллиардов звезд, но несколько свойств явно делают его необычным среди них. образец», — сказал он. «Например, звезды G-карлики составляют лишь несколько процентов от общей численности населения, и даже среди них Солнце несколько странно, поскольку представляет собой довольно спокойную одиночную звездную систему, сопровождаемую двумя планетами размером с Юпитер (только около 10% солнечных аналогов имеют Юпитеры)».
Присутствие Юпитера и других планет-гигантов во внешней части Солнечной системы многие ученые считают необходимым условием. для существования жизни.
Благодаря гравитационному притяжению объекты, направляющиеся во внутреннюю часть Солнечной системы, часто захватываются и даже сталкиваются с этими гигантами, о чем свидетельствует комета Шумейкера-Леви 9, поразившая Юпитер в 1994 году (что стало первым прямым наблюдением столкновения между объектами Солнечной системы).
Затем следует учитывать временную шкалу Вселенной. Хотя почти наверняка можно сказать, что условия а строительные блоки жизни существовали за миллиарды лет до того, как жизнь появилась на Земле (около 4 миллиардов лет назад), пройдут триллионы лет, прежде чем все звезды во Вселенной исчерпают свое топливо и вымрут.
Хотя такие звезды, как наше Солнце, умрут раньше, ожидается, что красные карлики останутся в своей фазе главной последовательности до 10 триллионов лет. Учитывая этот расширенный временной график, «звездный период», о котором упомянул Киппинг, человечество, возможно, на самом деле находится на ранней стадии развития. для партии – возможность, ранее исследованная профессором Гарварда Ави Лебом.
Увы, вопрос о том, могут ли каменистые планеты, вращающиеся в пределах ГЦ звезд красных карликов М-типа, поддерживать жизнь, остается открытым.
Хотя некоторые исследования показали, что планеты земной группы, находящиеся в приливном состоянии, могут получать достаточно тепла на своей обращенной к Солнцу стороне, чтобы поддерживать жидкую воду и условия, благоприятные для жизни, другие исследования показали, что природа звезд М-типа неблагоприятна для обитаемости.
Это включает в себя их нестабильную природу (по сравнению со звездами, такими как Солнце), их склонность к образованию массивных солнечных пятен и склонность к вспышечной активности.
Это включает в себя «супервспышки», которые высвобождают достаточно электромагнитной энергии, чтобы уничтожить планетарные атмосферы, хотя наблюдения показали, что эти события в основном ограничиваются полюса.
Чтобы оценить вероятность того, что звезды M-типа станут хорошим местом для астробиологов, чтобы сосредоточить свои усилия (и возможность того, что Земля может быть исключением), Киппинг провел байесовский статистический анализ двух поднятых им вопросов: редкости звезд G-типа и «звездного периода» Вселенной.
Как он объяснил, его анализ показал, что существование человечества не может быть возможным. быть отнесено на счет «удачи или случайности»:
В моей статье вероятность того, что это так, составляет 1600:1. В науке мы обычно говорим, что все, что выше 10:1, является убедительным доказательством, а 100:1 является «решающим», поэтому 1600:1 — это действительно огромные шансы для сторонника удачи, с которым можно комфортно расположиться.
Я исследую два возможных решения. Во-первых, планеты имеют конечные время жизни для появления таких наблюдателей, как мы, а второй заключается в том, что звезды ниже определенной массы не производят наблюдателей.
Второй вариант гораздо лучше объясняет данные, чему способствует вероятность около 30:1. В результате получается, что звезды с массой ниже 0,34 Солнца не развивают наблюдателей с достоверностью 95 %, что охватывает около 2/3 всех звезд во Вселенной.
Это может быть плохой новостью для тех, кто надеется взглянуть на множество каменистых планет, которые вращаются вокруг близлежащих красных карликов.
В пределах 50 световых лет от Земли есть 30 систем, где были подтверждены скалистые экзопланеты. Из них 28 находятся в системах красных карликов, включая ближайшую каменистую экзопланету за пределами нашей Солнечной системы (Проксима b), расположенную примерно в 4,25 световых годах от Земли. нами.
Хотя Breakthrough Starshot, похоже, застопорился на этапе исследований и разработок, существуют и другие попытки разработать световой парусник, который мог бы путешествовать к Проксиме Центавра в течение человеческой жизни — например, концепция Swarming Proxima Centauri.
Тем не менее, эти результаты не исключают возможность существования жизни на планетах, вращающихся вокруг звезд M-типа, но они ставят под сомнение эту перспективу со здоровым доза скептицизма.
Тем временем Киппинг подчеркивает, что усилия астробиологов должны расширить свое внимание и продолжить поиск аналогов Земли, вращающихся вокруг звезд, подобных Солнцу. Эти усилия получат огромную поддержку, когда предлагаемая Обсерватория обитаемых миров (HWO) выйдет в космос, что, как ожидается, произойдет к середине 2040-х годов. Как резюмировал Киппинг:
У нас есть веские причины скептически относитесь к звездам малой массы, имеющим сложную жизнь, например, к их интенсивным вспышкам. Но это все еще во многом спекуляции. Моя статья не содержит подобных рассуждений о механизме; это всего лишь анализ нашего существования и населения/эволюции звезд.
Поэтому обнадеживает то, что тот же результат получается из совершенно другого аргумента, и в совокупности, я думаю, это вызывает серьезные сомнения в том, что SETI рассматривает также и М-карликов. интенсивно.
Я бы, конечно, не советовал им отказываться от изучения М-карликов, но я бы посоветовал будущим программам отдавать приоритет G-карликам (как это сделает HWO).
Эта статья была первоначально опубликована Universe Today. Прочтите оригинал статьи.
