Вчені пояснюють, чому немає переконливих доказів існування позаземних цивілізацій

Дослідники припускають, що дефіцит океанів, континентів і довготривалої тектоніки плит на екзопланетах, ймовірно, пояснює рідкість розвинених позаземних цивілізацій, що кидає виклик оцінкам, наданим рівнянням Дрейка, і розглядає парадокс Фермі.

Нове дослідження геолога Техаського університету в Далласі доктора Роберта Стерна та його колеги пропонує геологічне пояснення того, чому не було знайдено переконливих доказів існування розвинених позаземних (ET) цивілізацій, хоча рівняння Дрейка передбачає, що таких цивілізацій має бути багато в нашій галактиці.

У дослідженні, опублікованому нещодавно 12 року в журналі Scientific Reports, Стерн і доктор Тарас Геря, професор наук про Землю Швейцарського федерального технологічного інституту в Цюріху, припускають, що наявність океанів і континентів, а також довгострокової плити тектоніка на живих планетах має важливе значення для еволюції активних комунікативних цивілізацій (АКЦ).

Дослідники дійшли висновку, що ймовірний дефіцит цих трьох вимог на екзопланетах значно зменшить очікувану кількість таких цивілізацій ET у галактиці.

«Життя існує на Землі близько 4 мільярдів років, але складні організми, такі як тварини, з’явилися лише приблизно 600 мільйонів років тому, тобто незадовго після початку сучасного епізоду тектоніки плит», — сказав Стерн, професор сталого розвитку. Науки про системи Землі в Школі природничих наук і математики. «Тектоніка плит дійсно запускає машину еволюції, і ми думаємо, що розуміємо чому».

Де всі?

У 1961 році астроном д-р Френк Дрейк розробив рівняння, у якому кілька факторів помножено разом, щоб оцінити кількість розумних цивілізацій у нашій галактиці, здатних повідомити про свою присутність людям:

N = R* x f _p x n _e x f _l x f _i x f _c x L

N: кількість цивілізацій у галактиці Чумацький Шлях, чиї електромагнітні випромінювання (радіохвилі тощо) можна виявити.

R*: Кількість зірок, що утворюються щорічно.

f_p: Частка зірок із планетними системами.

n_e: кількість планет у сонячній системі з середовищем, придатним для життя.

f_l : Частка відповідних планет, на яких насправді з’являється життя.

f_i : частка живих планет, на яких виникає розумне життя.

f_c : Частка цивілізацій, які розробляють технологію, що створює видимі ознаки їхнього існування.

L: Середня тривалість часу (роки), протягом якого такі цивілізації створюють такі ознаки.

Присвоєння значень семи змінним було грамотною грою в здогадки, яка призвела до передбачень, що такі цивілізації мають бути широко поширеними. Але якщо це правда, чому немає переконливих доказів їх існування?

Це протиріччя відоме як парадокс Фермі, назване на честь ядерного фізика та лауреата Нобелівської премії доктора Енріко Фермі, який неофіційно поставив це питання колегам.

У своєму дослідженні Стерн і Герія пропонують уточнити один із факторів рівняння Дрейка — f _i , частку життєносних планет, на яких виникає розумне життя — щоб врахувати необхідність великих океанів і континентів і існування тектоніки плит для понад 500 мільйонів років на цих планетах.

«У початковому формулюванні вважалося, що цей коефіцієнт дорівнює майже 1, або 100% — тобто еволюція на всіх планетах, де є життя, буде йти вперед і за достатньо часу перетвориться на розумну цивілізацію», — сказав Стерн. «Наша точка зору така: це неправда».

Вплив тектоніки плит

Тектоніка плит — це теорія, сформульована наприкінці 1960-х років, яка стверджує, що земна кора та верхня мантія розбиті на рухомі частини або плити, які рухаються дуже повільно — приблизно так само швидко, як ростуть нігті та волосся.

У нашій Сонячній системі лише одне з чотирьох скелястих тіл із поверхневою деформацією та вулканічною активністю — Земля — має тектоніку плит. Три інших — Венера, Марс і супутник Юпітера Іо — активно деформуються і мають молоді вулкани, але їм бракує тектоніки плит, сказав Стерн. Два інших скелястих тіла — Меркурій і Місяць — не мають такої активності й є тектонічно мертвими.

«Набагато частіше планети мають зовнішню тверду оболонку, яка не роздроблена, що відомо як тектоніка з однією кришкою», — сказав Стерн. «Але тектоніка плит набагато ефективніша, ніж тектоніка однієї кришки, для стимулювання появи розвинених форм життя».

Коли тектонічні плити рухаються, вони стикаються або відсуваються одна від одної, утворюючи такі геологічні структури, як гори, вулкани та океани, які також сприяють формуванню помірної погоди та клімату. Через вивітрювання поживні речовини потрапляють в океани. Створюючи та руйнуючи середовища існування, тектоніка плит створює помірний, але постійний стрес у навколишньому середовищі, щоб види еволюціонували та адаптувалися.

Стерн і Герія також оцінили важливість тривалої присутності великих масивів суші та океанів для еволюції, яка призведе до активних видів, здатних до спілкування.

«Для ACC потрібні як континенти, так і океани, оскільки еволюція від простого до складного багатоклітинного життя має відбуватися у воді, але подальша еволюція приведе до задумів про нічне небо, використання вогню та використання металів для створення нових технологій і, нарешті, до появи ACC. здатні посилати радіохвилі та ракетні кораблі в космос, повинні відбутися на суші», – сказав Стерн.

Уточнення рівняння Дрейка

Дослідницька група запропонувала переглянути рівняння Дрейка, яке визначає f_i як добуток двох членів: f_oc, частки населених екзопланет зі значними континентами та океанами, і f_pt, частки планет, які мали тривалу плиту тектоніка.

Виходячи з їхнього аналізу, Стерн сказав, що частка екзопланет з оптимальним об’ємом води, ймовірно, дуже мала. Вони оцінюють значення f_oc в діапазоні від 0,0002 до 0,01. Подібним чином команда дійшла висновку, що тектоніка плит, яка триває понад 500 мільйонів років, також є дуже незвичайною, що призводить до оцінки f_pt менше 0,17.

«Коли ми помножимо ці фактори разом, ми отримаємо уточнену оцінку f_i, яка є дуже малою, між 0,003% і 0,2%, замість 100%», — сказав Стерн. «Це пояснює надзвичайну рідкість сприятливих планетарних умов для розвитку розумного життя в нашій галактиці та вирішує парадокс Фермі».

За даними NASA, понад 5000 екзопланет було підтверджено в Чумацькому Шляху завдяки наземним спостереженням і орбітальним платформам, таким як космічні телескопи Kepler і James Webb. Хоча вчені, включно з дослідником планет з Далласського університету, доктором Калояном Пенєвим, доцентом професора фізики, покращили пошук планет навколо інших зірок і оцінку кількості кам’янистих планет, вони ще не мають можливості виявляти тектоніку плит на екзопланетах.

«Біогеохімія припускає, що тверда Земля, зокрема тектоніка плит, прискорює еволюцію видів», — сказав Стерн. «Дослідження, подібні до нашого, корисні, оскільки вони стимулюють широкі роздуми про більші таємниці та надають приклад того, як ми можемо застосувати наші знання про земні системи до цікавих питань про наш Всесвіт».