Tervetuloa takaisin meidän Fermi Paradox -sarja , jossa tarkastelemme mahdollisia ratkaisuja Enrico Fermin kuuluisaan kysymykseen 'Missä kaikki ovat?' Tänään tutkimme mahdollisuutta, että Suuren Hiljaisuuden syy on se, että kaikki muukalaiset ovat kuolleet!
Vuonna 1950 italialais-amerikkalainen fyysikko Enrico Fermi istui lounaalle joidenkin kollegoidensa kanssa Los Alamosin kansallinen laboratorio , jossa hän oli työskennellyt viisi vuotta aiemmin osana Manhattan Projectia. Eri kertomusten mukaan keskustelu kääntyi avaruusolioihin ja viimeaikaiseen UFO-tulvaan. Tähän Fermi antoi lausunnon, joka menisi historian aikakirjoihin: 'Missä kaikki on?'
Tästä tuli perusta Fermin paradoksi , joka viittaa eroon suuren todennäköisyyden arvioiden välillä maan ulkopuolisen älyn (ETI) olemassaolosta ja ilmeisen todisteiden puutteen välillä. Fermin ajoista lähtien hänen kysymykseensä on esitetty useita päätösehdotuksia, joihin kuuluu mmBerserkerin hypoteesi. Tämä teoria viittaa siihen, että emme ole kuulleet mistään muukalaissivilisaatiosta, koska tappajarobotit ovat pyyhkineet ne pois!
Tämä hypoteesi, joka tunnetaan myös nimellä 'deadly probes -skenaario', saattaa kuulostaa joltain tieteiskirjallisuudesta (itse nimi on itse asiassa otettu SF-franchisingista), mutta se on itse asiassa juurtunut tieteelliseen tutkimukseen. Se koskee myös muita Fermi-paradoksiin liittyviä päätösehdotuksia, kuten Hart-Tipler arvelu (eli avaruusolentoja ei ole olemassa) ja että älykkään elämän luonteeseen kuuluu tuhota itsensä tai muut.
Fermi ja suuri suodatin
Keskeistä Fermin kuuluisassa kysymyksessä oli ristiriita maan ulkopuolisen älykkyyden (ETI) oletetun todennäköisyyden ja tätä oletusta tukevien todisteiden puutteen välillä. Mutta kun otetaan huomioon galaksissamme olevien tähtien määrä ( 200-400 miljardia ), Maan kaltaisten planeettojen lukumäärä galaksissamme (arvioitu 6 miljardia ), galaksien lukumäärä universumissa (yhtä monta kuin 2 biljoonaa ), ei ole kaukaa haettua olettaa, että älykkään elämän pitäisi olla olemassa muualla.
Vuonna 1961 amerikkalainen fyysikko ja SETI-tutkija tohtori Frank Drake havainnollisti tätä ongelmaa kokouksessaan Green Bankin observatorio . Valmistautuessaan tapaamiseen Drake loi yhtälön, joka summaa todennäköisyyden löytää ETI:itä galaksistamme. Sen jälkeen tunnetaan nimellä Draken yhtälö , tämä todennäköisyysperusteinen argumentti ilmaistaan matemaattisesti seuraavasti:
N = R*x fpx nJax fthex fix fcx L
- Non niiden sivilisaatioiden lukumäärä, joiden kanssa voimme kommunikoida;
- R*on tähtien muodostumisen keskimääräinen nopeus galaksissamme;
- fpon niiden tähtien osuus, joilla on planeettoja;
- nJa on planeettojen lukumäärä, jotka voivat tukea elämää;
- ftheon planeettojen lukumäärä, jotka kehittävät elämää;
- fi on niiden planeettojen lukumäärä, jotka kehittävät älykästä elämää;
- fcon niiden sivilisaatioiden lukumäärä, jotka kehittäisivät siirtotekniikoita;
- THEon aika, jonka nämä sivilisaatiot joutuisivat lähettämään signaalinsa avaruuteen.
Ja vielä 70 vuoden etsinnän jälkeen Fermin paradoksi ja 'suuri hiljaisuus' jatkuvat, koska vakuuttavia todisteita ei ole löydetty. Tämä on johtanut useisiin päätösehdotuksiin astrofyysikot, astrobiologit ja muut tiedemiehet ja tutkijat. Yksi merkittävimmistä on Suuri suodatinhypoteesi , jonka loi ekonomisti Robin Hanson Oxfordin yliopistosta Humanity Instituten tulevaisuus (FHI).
Termi esiintyi ensimmäisen kerran Hansonin vuonna 1996 julkaisemassa esseessä ' Suuri suodatin – olemmeko melkein ohittaneet sen? ', jossa hän ehdotti, että täytyy olla jotain, joka estää ei-elävän aineen kokoontumisen muodostamaan eläviä organismeja (abiogeneesi) ja saavuttamasta korkeaa kehitystasoa. Käyttäen ihmiskuntaa mallina Hanson loi yhdeksänvaiheisen prosessin elämän evoluutiota varten. Tämä koostui:
- Asuttava tähtijärjestelmä (orgaaniset ja asuttavat planeetat)
- Lisääntymismolekyylit (esim. RNA)
- Prokaryoottinen yksisoluinen elämä
- Eukaryoottinen yksisoluinen elämä
- Seksuaalinen lisääntyminen
- Monisoluinen elämä
- Eläimet, jotka osaavat käyttää työkaluja
- Teollinen sivilisaatio
- Laaja-alainen kolonisaatio
Pohjimmiltaan Hansonin 'suodattimen' pitäisi sijaita jossain tässä prosessissa, mikä mahdollisesti osoittaa, että elämällä on vaikeuksia ilmaantua (jos se on varhaisessa vaiheessa) tai kehittyä (jos se tapahtuu myöhemmässä vaiheessa). Filosofi Nick Bostrom (myös FHI:stä) tiivisti hypoteesin kauniisti vuoden 2008 esseellään ' Missä he ovat? Miksi toivon, että maan ulkopuolisen älykkyyden etsintä ei löydä mitään ':
”Suurta suodatinta voidaan pitää todennäköisyysesteenä. Se koostuu [yhdestä tai useammasta erittäin epätodennäköisestä evoluution siirtymävaiheesta tai -vaiheesta, joiden esiintyminen on välttämätöntä, jotta Maan kaltainen planeetta voi tuottaa älykkään sivilisaation, jonka tyyppi olisi meille näkyvissä nykyisellä havaintoteknologiallamme.'
Berserker-hypoteesin tapauksessa suodatin sijoitettaisiin vaiheiden 8 ja 9 väliin olettaen, että elämällä ei ole vaikeuksia juurtua tai kehittyä, vaan se päätyy luomaan koneita, jotka tuhoavat sen. Tässä mielessä älykäs elämä tuomitsee itsensä sukupuuttoon juuri sillä hetkellä, kun siitä on tulossa tähtienvälinen sivilisaatio.
Tausta
Berserker-hypoteesi juontaa juurensa 1900-luvun puoliväliin, jolloin matemaatikko John von Neumann, joka alkoi luennoida ajatustaan itsestään replikoituvista automaateista vuosina 1948-1949. Hän kutsui näitä koneita 'Universal Assemblers', joita alettiin kutsua 'von Neumann-koneiksi'. Pohjimmiltaan nämä koneet keräävät paikallisia resursseja tuottaakseen kopioita itsestään.
Vuonna 1966, lähes vuosikymmen hänen kuolemansa jälkeen, von Neumannin ideat ja muistiinpanot Universal Assemblersista koottiin ja julkaistiin kirjassa, jonka otsikko on ' Itseään toistuvien automaattien teoria .” Ajan myötä hänen teoriansa roboteista, jotka pystyivät toistamaan itseään loputtomasti, vaikuttivat Maan ulkopuolisen älyn etsimiseen ja Fermi-paradoksiin, koska tällaisten koneiden läsnäolo galaksissamme olisi helposti havaittavissa.
Vuonna 1981 Frank Tipler kirjoitti tutkimuksen nimeltä ' Maan ulkopuolisia älykkäitä olentoja ei ole olemassa ”, jossa hän väitti, että von Neumannin luotain puuttuminen oli todiste siitä, että ETI:itä ei ollut olemassa. Hart-Tipler-oletuksen mukaisesti hän väitti, että riittävän kehittyneet lajit kehittäisivät lopulta universaaleja kokoajia, jotka tutkivat ja/tai asustavat galaksia alle 300 miljoonassa vuodessa.
Lyhyesti sanottuna, Tipler väitti, että galaksimme historian perusteella (ja jopa kohtuullisella tuotantonopeudella) galaksissamme olisi laajalle levinnyt itsereplicoituva luotainlaji, ja ihmiskunta olisi kohdannut ne tähän mennessä. Vuonna 1983 Carl Sagan ja William Newman tuottivat vastauksena tutkimuksen nimeltä ' Solipsistinen lähestymistapa maan ulkopuoliseen älykkyyteen .'
Siinä Sagan ja Newman väittivät, että Tipler oli aliarvioinut replikaationopeuden ja että kaikki von Neumann-luotaimet olisivat kuluttaneet suurimman osan galaksin massasta tähän mennessä. Siksi Sagan ja Newman väittivät, että edistynyt rotu välttäisi itsensä monistuvien koneiden rakentamista ja tuhoaisi kaikki kohtaamansa.
Kuitenkin ehdotus, että Neumann-luotaimet olisivat väistämättä tuhoisia, inspiroi toista tulkintaa. Voisiko olla, että syy, miksi emme ole kuulleet mistään ETI:stä, on se, että ne on pyyhitty pois von Neumann-luotainten toimesta, jotka oli suunniteltu etsimään elämää ja tuhoamaan se? Vai voisiko olla, että hyvänlaatuiset luotainlajit menivät 'raivoon', pyyhkäisivät luojansa ja ovat tuhonneet kaikkia kohtaamiaan elämiä siitä lähtien?
Astu sisään Berserkereihin
Sen sijaan, että sillä olisi vain yksi kannattaja, Berseker-hypoteesi näyttää syntyneen ajan mittaan sekä populaariscifi-trooppina että mahdollisena ratkaisuna Fermi-paradoksiin. Edellisen tapauksessa tieteiskirjailijat, kuten Fred Saberhagen, tutkivat tätä ajatusta pitkään hänen kanssaan Berserker romaanit (1963-2005), suosittu SF-sarja, josta teoria on saanut nimensä.
Astrofyysikko ja SF-kirjailija Gregory Benford tutki ideaa tarkemmin Galaktinen keskus Saaga (1976-1995). Kaikissa näissä romaaneissa Benford kuvaa ensimmäistä kosketusskenaariota alienikoneiden (Mechs) kanssa, jotka ovat sukupuuttoon kuolleen lajin luominen, joka näkee kaiken biologisen elämän luonnostaan epävakaana ja alttiina itsensä tuhoamiselle. Suuren hiljaisuuden syyksi tarjotaan sitä tosiasiaa, että mechit tuhoavat kaiken edistyneen elämän, jonka he löytävät.
Tieteiskirjallisuuden lisäksi sinulla on tutkijoita, kuten Glen David Brin, astrofyysikko, tieteiskirjailija ja NASA-konsultti. Vuonna 1983 hän julkaisi tutkimuksen nimeltä ' Suuri hiljaisuus – kiista maan ulkopuolisesta älykkäästä elämästä ”, jossa hän suoritti perusteellisen katsauksen Fermi-paradoksiin ehdotetuista päätöslauselmista – joka sisälsi Berserkerin tulkinnan klassisesta von Neumannin luotainteoriasta.
Käsitellen Tiplerin ja muiden väitteitä, jotka kannattivat sitä käsitystä, että ihmiskunta on ainutlaatuinen universumissa, Brin tiivisti Berserker-luotainten tapauksen seuraavasti:
'Sanotaan, että monet edistyneet ETIS:t saavat idean robottilähettilästä ja lähettävät ensimmäisen sukupolven luotain Tiplerin ehdotuksen mukaisesti kopioimaan ja täyttämään tyhjiön veljeyden viesteillä. Oletetaan sitten, että jokaista 100 tai 1000 tai 10 000 'järkevää' ETIS:tä kohti on yksi muukalaisvihamielinen, jopa vainoharhainen. Sellainen rotu voisi ohjelmoida itseään replikoivat lähettiläänsä lisäämään voimakkaita pommeja ohjelmistoonsa ja käskemään heidät sisään mihin tahansa tuntemattomaan moduloidun sähkömagneettisen säteilyn lähteeseen.'
Riittävän edistynyt sivistys voisi olla havaittavissa etsimällä merkkejä megarakenteista (kuten Dyson-rakenteista). Luotto ja tekijänoikeudet: Kevin M. Gill
Pelottava asia näissä 'Deadly Probes', Brin väitti, on, että se on yhdenmukainen kaikkien tosiasioiden ja filosofisten periaatteiden kanssa, joita on esitetty siitä lähtien, kun Fermi esitti kuuluisan kysymyksensä. Berserkerin hypoteesi tarjoaa järkevän selityksen vastauksena useisiin vuosikymmeniin, joiden aikana SETI-yrityksiä on suoritettu (ja niiden epäonnistumiseen löytää todisteita ETI:stä):
'Ei tarvitse kamppailla tukahduttaakseen Drake-yhtälön elementtejä suuren hiljaisuuden selittämiseksi, eikä meidän tarvitse myöskään ehdottaa, ettei mikään ETIS missään vastaisi tähtienvälisen matkan kustannuksia. Sen tarvitsee tapahtua vain kerran, jotta tämän skenaarion tuloksista tulee tasapainoolosuhteet galaksissa. Emme olisi havainneet maan ulkopuolista radioliikennettä – eikä mikään ETIS olisi koskaan asettunut maan päälle – koska kaikki tapettiin pian radion löytämisen jälkeen.
Tästä väitteestä on ollut useita muunnelmia, kuten kosmologi Edward Harrison. Vuonna 1981 hän väitti, että kehittynyt laji, joka on voittanut omia itsetuhoisia taipumuksiaan, saattaa olla motivoitunut luomaan Berserker-luotaimet itsesuojelun tunteesta. Tämä ajatus, jossa tuhoa toteutetaan jostain 'suuremman hyvän' tunteesta, on tullut tunnetuksi ' Kosmisen karanteenin hypoteesi .'
Tästä hypoteesista on myös versio, jossa ensimmäinen elämänmuoto (tai elämänmuodot), joka saavuttaa tähtienvälisen avaruusmatkan ja kolonisaation, estää muita syntymästä ja saavuttamasta samoja päämääriä. Tämä voi olla tahallista tai yksinkertaisesti seurausta 'yhteisomaisuuden tragedioista' ja 'antrooppisesta periaatteesta', jossa yksi omien etujensa puolesta työskentelevä osapuoli pidättelee aina muita.
Kritiikkiä
Vaikka Berserker-hypoteesi tarjoaakin kohtuullisen ytimekän ratkaisun Fermi-paradoksiin, se itse on altis joihinkin samoihin ongelmiin. Jos esimerkiksi hullut metsästäjä-tappajarobotit ovat syy siihen, ettemme näe edistyneitä sivilisaatioita, niin miksi emme näe todisteita metsästäjä-tappajaroboteista?
Loppujen lopuksi robottilaji, josta on tullut niin levinnyt, että ne olisivat poistaneet kaikki ETI:t galaksin kulmassamme, olisi varmasti jättänyt kiistattomia merkkejä olemassaolostaan. Jos planeetat (ja/tai tähdet) purettaisiin tuhansien valovuosien etäisyydellä Maasta, täällä olevat tarkkailijat varmasti huomaavat syntyneet massiiviset energiamerkit. Lisäksi planeettojen ja aurinkojen äkillinen katoaminen olisi merkki.
Vuonna 2013 Anders Sandberg ja Stuart Armstrong FHI:stä testasivat Berserker-hypoteesia tutkimuksessa nimeltä ' Hunters in the dark: peliteorian analyysi tappavista luotainskenaarioista .” He analyysit päättävät, että jopa hitaalla itsereplikaationopeudella von Neumannin luotainpopulaatio olisi voinut levitä siihen pisteeseen, että se olisi jo tunkeutunut (ja tuhonnut) ihmiskunnan.
On myös ehdotettu, että Berserker-robotit kääntyisivät itsestään ja poistaisivat todisteet itsestään samalla tavalla kuin ETI:t. Kuitenkin, tuore tutkimus Kirjailija: Duncan Forgan St. Andrewsin yliopiston eksoplaneettatieteen keskus päätteli, että 'rakas' luotainpopulaatio ei mitenkään pystynyt eliminoimaan ei-berserkejä veljiään tarpeeksi nopeasti estääkseen niitä leviämästä koko galaksiin.
Valitettavasti näyttää siltä, että von Neumann-luotainten ja berserker-robottien teoriat joutuvat samoihin vaikeuksiin kuin muut mahdolliset Fermi-paradoksin ratkaisut. Loppujen lopuksi nämä vaikeudet liittyvät yhteen karuun todellisuuteen: ihmiskunta on ainoa älykäs elämä ja ainoa sivilisaatio universumissa, josta tiedämme. Ainakin toistaiseksi.
Ennen kuin löydämme joitain muita esimerkkejä ETI:stä ja opimme tunnistamaan niiden biologisen ja teknologisen aktiivisuuden merkit (eli biosignatuurit ja teknosignatuurit), emme tiedä kuinka löytää lisää vastaavia. Tällä hetkellä teoreettiset analyysit ja todennäköisyysperustelut ovat parasta, mitä voimme tehdä. Niin ja jatka etsimistä! Koska loppujen lopuksi Fermin paradoksi tarvitsee ratkaista vain kerran!
Olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita Fermi-paradoksista, Drake-yhtälöstä ja Search for Extraterrestrial Intelligence -tutkimuksesta (SETI) täällä Universe Today -sivustolla.
Tässä Missä ovat kaikki muukalaiset? Fermin paradoksi , Missä Alienit ovat? Kuinka 'Suuri suodatin' voi vaikuttaa tekniikan kehitykseen avaruudessa , Miksi muukalaisen elämän löytäminen olisi huonoa. Suuri suodatin , Missä ovat kaikki alienrobotit? , Kuinka voisimme löytää muukalaisia? The Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) , ja Fraser ja John Michael Godier keskustelevat Fermi-paradoksista .
Haluatko laskea galaksissamme olevien maan ulkopuolisten lajien lukumäärän? Suuntaa kohti Alien Civilization Laskin !
Ja muista katsoa loput Beyond Fermi’s Paradox -sarjamme:
- Beyond 'Fermi's Paradox' I: Lounasajan keskustelu - Enrico Fermi ja maan ulkopuolinen äly
- Beyond 'Fermi's Paradox' II: Hart-Tiplerin arvelun kyseenalaistaminen
- Beyond 'Fermi's Paradox' III: Mikä on suuri suodatin?
- Beyond 'Fermi's Paradox' IV: Mikä on harvinaisten maametallien hypoteesi?
- Beyond 'Fermi's Paradox' V: Mikä on estivaatiohypoteesi?
- Beyond 'Fermi's Paradox' VII: Mikä on planetaarion hypoteesi?
- Beyond 'Fermi's Paradox' VIII: Mikä on eläintarhan hypoteesi?
- Beyond 'Fermin paradoksi' IX: Mikä on lyhyen ikkunan hypoteesi?
- Beyond 'Fermin paradox' X: Mikä on esikoisen hypoteesi?
- Beyond 'Fermi's Paradox' XI: Mikä on Transcension hypoteesi?
- Beyond 'Fermin paradoksi' XII: Mikä on Water World -hypoteesi?
- Beyond 'Fermi's Paradox' XIII: Mikä on 'Ocean Worlds' -hypoteesi?
- Beyond 'Fermi's Paradox' XIV: Mikä on Aurora-hypoteesi?
- Beyond 'Fermi's Paradox' XV: Mikä on perkolaatioteorian hypoteesi?
- 'Fermin paradoksi' XVI:n takana: Mikä on 'pimeän metsän' hypoteesi?
Astronomy Castilla on mielenkiintoisia jaksoja aiheesta. Tässä Jakso 24: Fermi-paradoksi: Missä ovat kaikki muukalaiset? , Jakso 110: The Search for Extraterrestrial Intelligence , Jakso 168: Enrico Fermi , Jakso 273: Ratkaisut Fermi-paradoksiin .
Lähteet:
- von Neumann, J. & Burks, A. (toim.) 'Theory of Self-Reproducing Automata.' University of Illinois Press (1966)
- Freitas, R. Jr. 'Itseääntyvä tähtienvälinen luotain.' (1980)
- Sagan, C. & Newman, W. 'The Solipsist Approach to Extraterrestrial Intelligence.' (1983)
- Brin, G.D. 'Suuri hiljaisuus – kiista maapallon ulkopuolisesta älykkäästä elämästä'. (1983)
- Sandberg, A. & Armstrong, S. 'Hunters in the dark: peliteoriaanalyysi tappavien luotainten skenaariosta.' (2013)
- Sanders, A. & Armstrong, S. 'Ikuisuus kuudessa tunnissa: älykkään elämän galaktisten välinen leviäminen ja Fermin paradoksin terävöittäminen.' (2013)
- Forgan, D. 'Salistajien ja saaliseläinten käyttäytyminen itseään toistuvissa tähtienvälisissä luotainissa.' (2019)