Есть ли где-нибудь в нашей галактике развитые инопланетные цивилизации? Мы не знаем. Все, что мы знаем, это то, что есть по крайней мере одна. Стоит ли нам быть оптимистами или пессимистами в отношении поиска других?
В новой статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv утверждается, что мы вряд ли обнаружим другие технологические цивилизации, если соотношение рождаемости и смертности в других мирах, сформированное его пропускной способностью, не попадет в относительно узкое окно. Авторы называют это «проблемой тонкой настройки» — соотношение должно быть как раз правильным, чтобы обнаружить другие развитые цивилизации. Но априори мы понятия не имеем, каково это соотношение.
«Численность развитых цивилизаций там — это баланс скорости их возникновения и смерти», — сказал Дэвид Киппинг, астрофизик из Колумбийского университета. «Это соотношение — все, что действительно имеет значение, но у нас нет по сути никаких ограничений на эти условия. Уровень рождаемости может быть одним возникновением на мир за тысячелетие или одним на триллион миров за триллион лет, и то же самое касается уровня смертности».
Вместе с Герайнтом Льюисом из Сиднейского университета в Австралии Киппинг рассмотрел соотношение рождаемости и смертности. Это соотношение может охватывать порядки величин, ниже или выше единицы. Когда соотношение равно единице, популяция вида — будь то люди, инопланетяне или микробы — достигла устойчивого состояния и ее численность остается постоянной.
На Земле это соотношение почти никогда не приближалось к единице. Планете 4,6 миллиарда лет, и ее единственный технологически продвинутый вид существует всего около 100 лет.
В настоящее время соотношение рождаемости и смертности у людей немного больше единицы, но демографы полагают, что к концу этого столетия оно будет стремиться к единице. Но это соотношение всегда подвержено резкому снижению из-за таких катастроф, как изменение климата, ядерная война, серьезная пандемия или столкновение с астероидом. Поэтому на Земле интервал, когда соотношение близко к единице, очень ограничен с галактической точки зрения (галактике Млечный Путь около 10 миллиардов лет).
Является ли история соотношения такой же для других развитых технологических цивилизаций? Поскольку мы не нашли других, мы не знаем, но, основываясь на истории Земли, авторы считают соотношение, равное единице, весьма маловероятным.
В своей статье они приводят анализ к «устойчивому уравнению Дрейка», включающему соотношение рождаемости и смертности; затем они приходят к выводу, что, поскольку поиски SETI (поиск внеземного разума) охватывают всего около тысячи-десяти тысяч звездных систем, но пока не обнаруживают никаких внеземных цивилизаций, соотношение рождаемости и смертности должно быть намного больше, чем обратная величина этого числа, от 0,001 до 0,0001.
Это оставляет узкое окно для успешного поиска SETI, с соотношением примерно 0,01 к 0,1, где существуют внеземные цивилизации, которые мы можем обнаружить сейчас. Авторы говорят, что оптимисты SETI должны надеяться именно на этот небольшой диапазон соотношений, или «долину», которую они называют «проблемой тонкой настройки».
«Мы утверждаем, что тот, кто надеется на успех, имеет своего рода проблему тонкой настройки, — сказал Киппинг, — надеясь, что соотношение рождаемости и смертности не слишком низкое, и признавая, что оно не может быть слишком высоким, но находится прямо в этой зловещей долине возможностей».
Исследование большего количества миров увеличивает шансы на успех, но даже увеличение исследования до всей галактики, около 100 миллиардов звездных систем, увеличивает относительную вероятность успеха в 10 миллионов раз, но их расчеты показывают, что абсолютная вероятность успеха все еще «мизерна» — всего один раз на 10 миллионов триллионов. В конечном счете, это происходит потому, что соотношение рождений и смертей может быть намного меньше единицы и фактически не имеет априорного нижнего предела.
Единственный способ преодолеть эти разногласия, пишут они, — это если их уравнение Дрейка для устойчивого состояния будет нарушено или соотношение рождений и смертей там не будет близко к единице. В качестве демонстрации последствий они приводят тот факт, что на Земле вероятность спонтанного образования белков из аминокислот оценивается Дугласом Д. Эксом в 10 -77 , бесконечно малое число. И это всего лишь необходимый первый шаг для создания живых существ, не говоря уже о существах с технологическим развитием.
«Требование такой тонкой настройки составляет основу нашего беспокойства», — пишут авторы в своей статье. Мы даже не можем наложить ограничения на соотношение, утверждая, что в наблюдаемой Вселенной есть по крайней мере одна технологически развитая цивилизация , поскольку наша Вселенная, по-видимому, является лишь подмножеством гораздо большей Вселенной за пределами нашей наблюдаемой ее части, так называемого «объема Хаббла», согласно измерениям миссии Планка.
Тем не менее, в статье утверждается, что поиски SETI по-прежнему важны и жизненно важны, поскольку, хотя шансы на успех невелики, одна успешная находка станет величайшим открытием в истории мира. И они отмечают, что существуют решения их находки, которые могут радикально увеличить шансы, такие как гипотеза «пришельцев-хвастунов» или Земля по случайности находится в относительно тихом уголке галактики. «В нашем формализме есть несколько способов спасти надежду», — заключают они.
