Die Computermodellierung der Evolution der Galaxie ermöglicht es uns, das Fermi-Paradoxon aufzulösen, wonach fremde Zivilisationen nicht unbemerkt bleiben können, wenn sie überhaupt existieren. In der Techno Weekend-Reihe spricht Forbes über nicht sehr praktische, aber dennoch merkwürdige wissenschaftliche und technische Ideen
Ein Artikel von vier renommierten Astrophysikern, der letzten Monat online veröffentlicht wurde, befasst sich mit Fragen an der Schnittstelle von Science-Fiction und Kosmologie: Kann intelligente Superzivilisation eine Galaxie kolonisieren und wenn ja, wie lange wird es dauern?
Es wird angenommen, dass die ersten derartigen Fragen bereits in den frühen 1950er Jahren vom berühmten Physiker Enrico Fermi gestellt wurden, weshalb dieses Problem in die Wissenschaftsgeschichte als "Fermi-Paradoxon" eingegangen ist. In seiner allgemeinsten Form sieht das Paradox so aus: Es gibt Hunderte von Milliarden von Sternen in unserer Galaxie, und es ist logisch anzunehmen, dass von Zeit zu Zeit Zivilisationen um einige von ihnen entstehen, wie es in der Nähe unserer Sonne geschehen ist. Diese sich entwickelnden Zivilisationen beginnen, die umgebenden Sternensysteme zu beherrschen. Es ist dieses vielversprechende Ziel, das sich die Menschheit Mitte des 20. Jahrhunderts gesetzt hat, und es ist offensichtlich immer noch nicht von der Tagesordnung verschwunden, da unsere "Reisenden" das Sonnensystem bereits verlassen haben und zu benachbarten Sternen fliegen. Fortgeschrittene Zivilisationen sollten daher genügend Zeit haben, um in der Nähe unseres Planeten zu erscheinen. Wo sind sie also?
1975 veröffentlichte der Astrophysiker Michael Hart eine berühmte Arbeit, in der er die pessimistischste Lösung für das Paradoxon anbot. Im Zentrum seiner Überlegungen steht "Fakt A": Es gibt keine außerirdischen Wesen in der Nähe der Erde und das war noch nie so. Hart wiederum schloss alle möglichen Erklärungen für diese Tatsache aus, die mit der begrenzten Geschwindigkeit interstellarer Reisen und der Existenzzeit von Zivilisationen verbunden sind. Es gibt nur noch eine Erklärung: Außerirdische Zivilisationen existieren einfach nicht. Viele Astronomen und Kosmologen konnten diesen Standpunkt jedoch nicht akzeptieren.
Wahrnehmungsparadoxe
Die meisten Kritiker von Harts Ideen weisen darauf hin, dass er die schrittweise Expansion als unvermeidliches Attribut der Zivilisation ansah. Diese Annahme kann falsch sein, wenn wir ein anderes Attribut intelligenter Wesen berücksichtigen - die Psychologie.
Eine der ersten Überlegungen, die kurz nach der Formulierung des Fermi-Paradoxons geäußert wurden, entstand offensichtlich unter dem Eindruck des nuklearen Wettrüstens, das zu dieser Zeit auf unserem Planeten stattfand. Dieses Argument besagt, dass die technologische Entwicklung die Zivilisation mit Selbstzerstörung bedroht. Das Fehlen von Anzeichen eines außerirdischen Besuchs auf der Erde kann dazu führen, dass intelligente Zivilisationen, die die Gefahr der unbegrenzten Entwicklung von Technologien erkennen, diese Entwicklung irgendwann unter strenge Kontrolle stellen. Eine kosmische Expansion findet nicht statt, aber dies bedeutet nicht, dass die Superintelligenz nicht existiert oder die Technik des interstellaren Reisens nicht beherrschen konnte: Sie wollte es einfach nicht. Und diejenigen, die die Versuchung nicht überwinden konnten, hörten auf, gemäß den unerbittlichen Gesetzen der Geschichte zu existieren.
Werbevideo:
Eine interessante Variation dieser Sichtweise wird von Sir Martin Rees, dem britischen Kosmologen und vielleicht berühmtesten Astronomen unserer Zeit, zum Ausdruck gebracht. Er glaubt, dass sich intelligente Superzivilisation vielleicht in keiner Weise in unseren irdischen Angelegenheiten manifestiert, weil sie zu sehr in ihre eigenen Gedanken eingetaucht ist. Es gibt viele Geheimnisse im Universum, die tiefes Nachdenken verdienen, und je länger sich die Zivilisation entwickelt, desto mehr möchte sie ruhig über diese Geheimnisse nachdenken. Eine müßige Eitelkeit, wie die Eroberung von Galaxien, passt nicht zum Supermind.
Ein anderer Gesichtspunkt basiert ebenfalls auf der Psychologie, aber nicht auf Außerirdischen, sondern auf der Menschheit selbst. Es wird von Seth Shostak, dem führenden Astronomen des SETI-Projekts ("Search for Extraterrestrial Intelligence"), zum Ausdruck gebracht. "Die Clicker-Bugs in meinem Garten bemerken nicht, dass sie von Lebewesen umgeben sind - nämlich meinen Nachbarn und mir", sagt er. "Trotzdem sind wir hier." Ein solches Argument mag für die Menschheit ein wenig beleidigend klingen, ist aber durchaus vernünftig: Um das Vorhandensein einer Superintelligenz zu bemerken, müssen Sie zunächst zumindest verstehen, was es ist und wie es aussehen könnte, und dies ist an sich keine leichte kognitive Aufgabe - zumindest für einen Käfer …
Ist es jedoch möglich, das Fermi-Paradoxon zu lösen, ohne Hypothesen über die Psychologie der Superzivilisationen aufzustellen und ohne die Menschheit zu beleidigen? Die Astrophysiker Jason Wright, Jonathan Carroll-Nellenbeck, Adam Frank und Caleb Scharf haben sich diese Aufgabe gestellt. Ihre Simulationen bieten eine optimistischere Auflösung des Paradoxons.
Galaxie in Bewegung
In früheren Modellen wurde die Arena der Superzivilisationsaktivität im Geiste von Giordano Brunos Kosmologie betrachtet: als ein Raum voller ewiger stationärer Sterne. Der Einflussbereich der Superzivilisation sieht in diesem Fall wie eine sich ausdehnende Blase um den einheimischen Stern aus, und die Geschwindigkeit dieser Ausdehnung hängt nur von der erreichten Geschwindigkeit der interstellaren Reise ab. Die Autoren des Artikels, der zur Veröffentlichung im Astrophysical Journal eingereicht wurde, schlagen jedoch vor, unsere Galaxie als dynamisches Objekt zu betrachten.
Das Expansionsmuster einer Zivilisation sollte stark von der Bewegung der Sterne innerhalb der Galaxie abhängen. Unsere Sonne hat während ihrer Existenz etwa 50 Umdrehungen um das galaktische Zentrum gemacht, erklärt Co-Autor Carroll-Nellenbeck von der Universität Rochester für das Nautilus-Projekt. Wenn wir diese Tatsache berücksichtigen, hängt die Intensität der Expansion praktisch nicht mehr von technologischen Einschränkungen der Geschwindigkeit des interstellaren Reisens ab. Gleichzeitig ändert sich das Expansionsmuster: Anstatt Kugeln zu expandieren, sollten wir ein viel komplexeres Bild sehen.
In der von den Autoren durchgeführten Simulation wird die Ausbreitung der „Siedlungsfront“berücksichtigt. Es stellte sich heraus, dass die Galaxie trotz konservativer Annahmen relativ schnell besiedelt werden kann. Das Variieren einiger Parameter, wie der Lebensdauer von Zivilisationen und der Bevorzugung bestimmter Expansionsrichtungen, ergab jedoch ein Ergebnis, das von früheren vereinfachten Modellen praktisch ausgeschlossen wurde. Es stellte sich heraus, dass zwischen der "leeren Galaxie" und der "Galaxie voller Leben" eine Vielzahl anderer Möglichkeiten besteht. In den wahrscheinlichsten Szenarien ist die Galaxie zwar größtenteils bewohnt, aber es verbleiben große "Hohlräume" darin, in die die Expansion noch nicht eingedrungen ist. Wenn unser Sternensystem in einer dieser Lücken endet, ist dies wahrscheinlich,Dies kann die von Hart formulierte "Tatsache A" erklären - das Fehlen sichtbarer Spuren von Besuchen - und dadurch das Fermi-Paradoxon auf eine Weise lösen, die für die Menschheit wünschenswert ist.
Adam Frank und Jason Wright glauben, dass die wichtigste Erkenntnis aus ihrer Arbeit folgende ist: Wenn wir noch keine Spuren der Superzivilisation in der Galaxis sehen, müssen wir nur genauer hinschauen.
Wie suche ich nach außerirdischer Intelligenz?
Wenn, wie aus der diskutierten Arbeit hervorgeht, Zivilisationen, die dem Weg des technologischen Fortschritts folgen, in der Galaxie existieren können, bedeutet dies, dass eine vernünftige Richtung für ihre Suche darin besteht, sichtbare Spuren dieses Fortschritts zu finden, dh eine "technologische Signatur".
Es wurden viele wissenschaftliche Artikel darüber geschrieben, wie eine solche "Signatur" aussehen könnte. Forbes hat vor einer Woche über einen von ihnen gesprochen: Der Mathematiker Louis Crane fragte sich, wie er von der Seite einer Zivilisation aus aussehen würde, die sich entschied, Miniatur-Schwarze Löcher zu verwenden, die durch die Strahlung eines leistungsstarken Gammalasers als Energiequelle erzeugt wurden. Ein weiterer Artikel zu diesem Thema wurde letzte Woche veröffentlicht. Diesmal fragte sich Brian Lacey vom Institute for Advanced Study in Princeton, ob wir die Sonnenkollektoren eines außerirdischen Schiffes von der Erde erkennen könnten, das das Sonnensystem erreichte.
Die Reflexionen von Solarfeldern erdnaher Kommunikationssatelliten fallen häufig in das Sichtfeld terrestrischer Amateurteleskope. Lackeys Artikel enthält eine detaillierte Berechnung der Faktoren, die die Wahrscheinlichkeit beeinflussen, dass ein solches Objekt gesehen wird. Diese Faktoren umfassen die Batterieoberfläche, die Ausrichtung und die Drehzahl. Der Autor zeigte, dass das Panorama-Teleskop Pan-STARRS1 in Hawaii, das den Himmel auf der Suche nach für die Erde gefährlichen Objekten abtastete, einen langsam rotierenden Spiegel bemerkte, der einige zehn Meter in einem Abstand von einer astronomischen Einheit maß. Damit ein solches Objekt jedoch sicher in den Teleskoprahmen gelangen kann, muss seine Anzahl im inneren Bereich des Sonnensystems eine Million erreichen. Selbst wenn ein interplanetares Raumschiff mit riesigen Sonnenkollektoren sehr nahe bei uns ist,Die Wahrscheinlichkeit, es zu finden, ist gering.
Wie wir oben gesehen haben, geben sich irdische Astronomen jedoch selten mit pessimistischen Schlussfolgerungen zufrieden. Lackey betrachtete den folgenden Fall: Was wäre, wenn die außerirdische Roboterstation vor langer Zeit bei uns ankam, außer Betrieb ging und sich in Trümmer der Umlaufbahn verwandelte, wie sie die Menschheit im Überfluss produziert? In diesem Fall ist es sehr wahrscheinlich, dass es seine Reise an einem der "Lagrange-Punkte" beendet, an denen sich die Schwerkraft verschiedener Körper im Sonnensystem ausgleicht. Wenn Sie Beobachtungen auf solche Punkte konzentrieren, so Lackey, reichen nur hundert Raumspiegel aus, um von einem der kleinen Teleskope der Erde wahrgenommen zu werden. Warum wurden sie dann noch nicht bemerkt? Vielleicht sind Außerirdische nur daran gewöhnt, den Müll nach sich selbst aufzuräumen, schlägt der Autor des Artikels vor.
Verfasser: Alexey Aleksenko
