Kaip plačiai kosmose gali būti paplitusios civilizacijos?

Jill C. Tarter, SETI tyrimų vadovė, pareiškė (Astronomical J., July 2000), kad Paukščių tako galaktikoje yra ne daugiau 10 tūkst. civilizacijų, pasiekusį maždaug mūsų išsivystymo lygį. Kaip plačiai kosmose gali būti paplitę civilizacijos?

Seniausias gyvybės Žemėje yra 3,5 mlrd. metų senumo bakterijų fosilijos Vakarų Australijos uolose (apie jas 1993 m. pranešė J. W. Schopf). Tie organizmai yra gana išsivystę ir patys turėjo praeiti netrumpą evoliucijos kelią. Tad gyvybė, laikant ją žemiškos kilmės, atsirado maždaug prieš 4 mlrd. metų. Pati Žemė yra 4,6 mlrd. m. amžiaus, tad tai reiškia, kad gyvybė joje atsirado gana greitai – matyt, kai tik sąlygos pakankamai stabilizavosi. Nobelio premijos laureatas biochemikas Christian de Duve netgi pareiškė: „Gyvybė linkusi atsirasti kai fizinės sąlygos yra panašios į tas, kurios buvo mūsų planetoje maždaug prieš 4 mlrd. metų“. Tad yra priežastis tikėti, kad mūsų galaktikoje knibžda daugybė gyvų būtybių.

Ar tai reiškia, kad joje gausu ir technologiškai išsivysčiusių civilizacijų? Ar būtinai atsiradusi primityvi gyvybė vystosi iki protingų būtybių? Branduolinės fizikos atstovas Enrico Fermi 1950 m. suformulavo vadinamąjį Fermi paradoksą: Jei civilizacijų atsiradimas yra įprastas dalykas, kur jos? Argi tada jų buvimas neturėtų būti akivaizdus?

Aptarsime du šios problemos aspektus:

a) Nežemiško proto paieškos (SETI) nerado kitų civilizacijų radijo signalų;

b) nėra neginčijamų įrodymų, kad nežemiečiai (ET) kada nors būtų aplankę Žemę. Pirmąkart galimybę surasti kitas civilizacijas naudojant radijo perdavimus aptarė Giuseppe Cocconi ir Philip Morisson 1959 m. „Nature“ žurnale. Jau kitais metais buvo atlikta pirmoji paieška („Ozma“ projektas, kurio metu Frankas D. Dreikas su kolegomis klausėsi signalų iš dviejų artimiausių žvaigždžių). Nuo to laiko buvo daug SETI paieškų, tačiau nė vienas tų projektų neužfiksavo signalų. Tai dar nėra įrodymas, kad ET neegzistuoja, nes paieškos vykdomos trumpą laiką, o ir jos apima tik mažą dalelę „parametrų erdvės“ (žvaigždžių, dažnių I pan.). Tačiau jau dabar galima kai ką spėti apie radijo signalus galinčių skleisti civilizacijų pasiskirstymą.

Labiausiai ištirtas dažnių kanalas artimas 1,42 GHz, atitinkantis gausiausio Visatoje elemento, vandenilio, emisijos liniją. Tai sekė iš prielaidos, kad jei ET nori atkreipti dėmesį, tai būtų labiausiai tinkantis pasirinkimas. EY signalų nepagavimas reiškia, kad arba kitos civilizacijos yra pernelyg toli arba jų signalai per silpni, kad mūsų įranga galėtų juos priimti. Kartu neigiami paieškos rezultatai eliminuota tam tikro tipo civilizacijas – primityvias (artimas žemiškajai) ir labai pažangias.

7 dešimt. pradžioje rusų SETI pionierius Nikolajus Kardaševas pasiūlė ET civilizacijų skirstymą į tipus (vėliau išplėstą Carl Sagan’o). I tipo civilizacijos gali siųsti signalus galingumo, atitinkančio saulės šviesos kiekį krentantį į Žemės tipo planetą, t.y. apie 1016 W. II tipo civilizacijos siunčiamas galingumas gali prilygti visos Saulės tipo žvaigždės galiai, t.y. apie 1027 W. III lygio civilizacijos disponuoja galaktikos galia, t.y. apie 1038 W. Pagal šią tipologiją Žemė yra maždaug 0,7 lygio.

Paul Horowitz’ius spėja, kad 1000 šviesmečių atstumu yra bent viena radijo signalus siunčianti civilizacija. Tada mūsų galaktikoje turėtų egzistuoti apie 1000 tokių civilizacijų. Tai gana daug, ir, jei tik civilizacijos negyvuoja ypač ilgai, per galaktikos amžių (12 mlrd. metų) jų turėjo atsirasti ir žlugti labai didelis skaičius (jei civilizacijos gyvuoja labai ilgai ir išvengia natūralių arba vidinių katastrofų – tai sukelia kito tipo problemas). Visa tai daro Fermi paradoksą ypač aštrų – juk tas nepaprastas gyvavusių civilizacijų kiekis turėjo palikti kažkokius pėdsakus?!

Civilizacijų migracijos klausimą pirmąkart 1975 m. nepriklausomai vienas nuo kito aptarė Michael H. Hart’as ir David Viewing’as, o vėliau išvystė Frank J. Tipler’is ir Ronald N. Bracewell’is. Visi jie pradiniu tašku ėmė faktą, kad nėra tikrų įrodymų, kad ET būtų lankęsi Žemėje. Jei taip būtų atsitikę, nes tai būtų nutraukę mūsų nuosavą evoliuciją.

Yra 4 tikėtini paaiškinimai, kodėl nėra ET buvimo požymių. Gali būti, kad tarpžvaigždiniai skrydžiai nėra įmanomi. O gal kitos ET tiesiog nepasiekė mūsų. Arba nusprendė, kad tarpžvaigždiniai skrydžiai neapsimoka. Gal ET jau lankėsi (o ir yra čia) Žemėje, tačiau nusprendė nesikišti.

Pirmas paaiškinimas atkrenta. Nėra jokio žinomo fizikos ar inžinerijos principo, kuris neleistų atlikti tarpžvaigždinių skrydžių. Net mūsų civilizacijos mokslininkai turi pasiūlymų, kaip būtų galima pasiekti 10-20% šviesos greičio – ir per kelis dešimtmečius pasiekti artimiausias žvaigždes. Dėl tos pačios priežasties ir antrasis aiškinimas yra probleminis.

Bet kuri civilizacija, turinti išvystytą kosminių skrydžių technologiją, gali kolonizuoti visą galaktiką per gana trumpą laiką. Tarkim, kažkuri civilizacija pasiunčia kolonistus į artimiausias kitų žvaigždžių planetas. Įsikūrusios ir išsiplėtusios kolonijos pradeda skristi toliau ir t.t. Tarkim, vidutiniškai kolonijos yra kas 10 šviesmečių, laivo greitis 10% šviesos greičio ir 400 m. periodas, kada kolonijos pradeda plėstis į kitas planetas. Tada kolonizacijos banga sklinda 0,02 šviesmečio per metus greičiu. Tada visa galaktika bus kolonizuota per 5 mln. metų. Tai tikrai trumpas laikas kosmoso masteliais.

Tada aišku, kad pirmoji aukštą lygį pasiekusi civilizacija turėtų kolonizuoti visą galaktiką kitoms net nespėjus išsivystyti. Tai turėjo nutikti dar prieš milijardus metų, kai Žemėje tebegyvavo tik mikroorganizmai. Tačiau nėra jokių fizikinių artefaktų, jokių cheminių pėdsakų, jokio akivaizdaus biologinio poveikio. Ir net jei Žemėje buvo pasėta gyvybės „sėkla“, kaip teigia kai kurie, ji vėliau buvo palikta pati sau.

Matyt Fermi paradoksą galime išspręsti tik aptardami galimą kitų civilizacijų elgesį. Pavyzdžiui, jos gali susinaikinti anksčiau, nei nuspręs kolonizuoti galaktiką arba turėti griežtą etikos kodeksą primityvių gyvybės formų atžvilgiu. Tačiau tokie aiškinimai tiktų, jei ET civilizacijų būtų vos keletas. Jei galaktikoje gyvavo milijonai (ar net milijardai) civilizacijų, atrodo neįtikėtina, kad jos visos susinaikintų arba priimtų vienodas elgesio taisykles. Ir bent jau viena žinoma civilizacija, būtent mūsų, rodo tendenciją būti ekspansionalistine.

Ir pagaliau, yra viena rimta priežastis, galinti priversti civilizacijas migruoti. Nes žvaigždės nėra amžinos! Per galaktikos amžių šimtai milijonų žvaigždžių sudegino savo kurą ir baigė savo dienas kaip raudonosios milžinės arba baltosios nykštukės. Jei prie tų žvaigždžių buvo civilizacijos, kur jos pasidėjo? Negi leido sau žūti?

Tariamas ET civilizacijų nebuvimas prašosi būti paaiškinamas. Vienas atsakymų galėtų būti cheminės galaktikos struktūros pokytis. Visa žemiškoji gyvybė remiasi cheminiais elementais, sunkesniais nei helis – daugiausia anglimi, azotu ir deguonimi. Susidarydami žvaigždžių branduolinėse jėgainėse šie elementai pamažu kaupiasi tarpžvaigždinėje erdvėje, kurioje gimsta naujos žvaigždės (ir planetos). Praeityje tų elementų koncentracija buvo mažesnė – ir, galbūt, nepakankama gyvybei atsirasti. Tarp kitų mūsų srities žvaigždžių Saulė turi santykinai didelį tų elementų kiekį. Gal mums tiesiog nusišypsojo laimė?

Rusijos MA Žemės magnetizmo, jonosferos ir bangų sklidimo instituto Helio fizikos laboratorijos vedėjas fiz.-mat. Mokslų dr. V. Obriadko sako: „Žemės unikalumo esmė ta, kad joje išsivysčiusi gyvybė, įskaitant protingąją, atsirado labai ribotomis, beveik neįmanomomis sąlygomis. Šia prasme Žemė unikali. Sunku įsivaizduoti, kad kitokiomis sąlygomis kitose planetose būtų įmanoma kažkas panašaus…“

Tačiau šis argumentas nėra toks įtikinamas, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Pirma, mokslininkai nežino, koks turi būti sunkiųjų elementų kiekis, būtinas gyvybei atsirasti. Jei bent šimtosios jų dalies lyginant su Saulės sistema pakanka, tai gyvybė galėjo atsirasti prie daugelio gerokai senesnių žvaigždžių. Be to, mūsų Saulė nėra unikali galaktikoje aukštu tų elementų kiekiu. Pavyzdžiui, netoli esanti Saulės tipo 47 Ursae Majoris (Didžiuosiuose Grįžulo ratuose), prie kurios rasta Jupiterio tipo planeta, turi tokį pat cheminių elementų kiekį, tačiau jos amžius yra apie 7 mlrd. metų. Joje atsiradusi gyvybė galėjo mus lenkti 2,5 mlrd. metų.

Ko gero įtikimiausią paaiškinimą duoda gyvybės evoliucijos Žemėje istorija. Joje gyvybė atsirado vos ne pačioje pradžioje, tačiau daugialąsčiai organizmai pasirodė tik prieš 700 mln. metų. Tad beveik 3 mlrd. metų Žemėje tebuvo tik vienaląsčiai. Galbūt, tiek truko laikas, kad bakterijų fotosintezė pagamintų pakankamai deguonies sudėtingesnėms gyvybės formoms. O ir atsiradus daugialąsčiams, nebūtinai gyvybė turi evoliucionuoti iki protingų būtybių. Tai gali priklausyti nuo daugybės aplinkos veiksnių.

Tai neblogai iliustruoja dinozaurų likimas. Jie viešpatavo planetoje per 140 mln. metų, tačiau netapo technologine civilizacija, o jiems neišnykus (galbūt, tiesiog per atsitiktinumą), tolimesnė evoliucija Žemėje būtų visai kitokia. Pati protingų būtybių evoliucija rėmėsi daugybe atsitiktinių įvykių, ir kai kurių tikimybė buvo labai maža.

1853 m. William Whewell, ET gyvybės egzistavimo šalininkas, pastebėjo: „Tos diskusijos yra ties pačia mokslo riba, ties kuria pažinimas baigiasi ir prasideda nežinojimas“. Tai tinka ir mūsų dienoms. Ir vienintelis būdas išsklaidyti tą nežinią, tęsti tyrinėjimus. Todėl ir SETI programos neturi būti nutrauktos.

Šaltinis: nso.lt