Текст книги "Если Вселенная изобилует инопланетянами… Где все?"

Автор книги: Стивен Уэбб

сообщить о нарушении

Текущая страница: 20 (всего у книги 36 страниц)

Наши наблюдения, похоже, согласуются с результатами этого простого расчета. Если бы Солнце могло поддерживать жизнь на Земле в течение 10 миллиардов лет, то человечество появилось бы примерно после того, как истекло 50% доступного времени. Если Солнце может поддерживать жизнь еще всего около миллиарда лет, то человечество появилось примерно после 83% доступного времени. Это впечатляюще близко к ожидаемому времени прибытия.

Наиболее вероятное время появления внеземной цивилизации Предположим, что на пути к развитию цивилизации, способной к межзвездной связи, существует n трудных шагов. И предположим, что эти шаги должны произойти в течение жизни L (в годах) звезды. Простой расчет показывает, что наиболее вероятное время появления общающейся цивилизации дается выражением L/(2^1/n). Если существует дюжина трудных шагов, то n = 12, тогда наиболее вероятное время появления составляет 0,94L. Расчет точно не определяет, когда появится разумный вид. Он просто утверждает, что медианное время появления, если необходимо преодолеть 12 трудных шагов, составляет 94% продолжительности жизни звезды.

Наконец, мы подходим к ключевому моменту. Просто потому, что мы выбрали вселенную, в которой мы существуем (а как мы могли выбрать вселенную другого типа?), мы не можем сделать вывод о существовании других разумных видов. Мы должны быть здесь, потому что мы наблюдаем себя здесь; но существование инопланетян должно бороться с вероятностями, и шансы невелики. Другой расчет делает это ясным. Если на пути к высокому интеллекту необходимо преодолеть дюжину трудных шагов, то даже при щедрых предположениях шанс существования другого разумного вида во всей нашей вселенной составляет всего один на миллион миллиардов. Неудивительно, что мы их не наблюдаем!

Число разумных видов в нашей Вселенной. Предположим, существует n трудных шагов на пути к разуму, и каждый шаг обычно требует d лет. Кроме того, предположим, что существует p жизнепригодных планет, каждая из которых могла бы поддерживать жизнь в течение t лет. Число разумных видов там дается выражением p × [t/(n × d)]ⁿ. Будем щедры и предположим, что каждая звезда в каждой галактике обладает жизнепригодной планетой; так что p ≈ 10²². Будем еще щедрее и предположим, что каждая планета была жизнепригодной примерно в течение возраста вселенной, так что t ≈ 10¹⁰ лет. Однако d должно быть большим: в конце концов, именно это и делает шаг трудным. Так что предположим, d ≈ 10¹² лет – в 100 раз больше возраста вселенной. Наконец, предположим, как и раньше, что существует дюжина трудных шагов, так что n = 12. Если мы подставим эти числа в выражение выше, мы найдем, что число разумных видов там равно 10^-15.

Этот тип аргумента в пользу несуществования ВЦ был впервые представлен Брэндоном Картером,^[294] который назвал его антропным аргументом. (Мы уже встречались с антропными идеями в этой книге: аргумент Судного дня Готта и предположение Харта относительно невероятности зарождения жизни имеют антропные оттенки. Мы встретим и другие примеры.) Картер первоначально пришел к выводу, что n = 1 или 2, другими словами, что существовало всего не более пары трудных шагов. Более недавний анализ^[295] Эндрю Уотсона показал, что n = 4. Использование Картером термина «антропный», возможно, было неудачным, поскольку оно подразумевает, что человечество каким-то образом необходимо. Все, что нужно для работы аргумента, – это чтобы разумные наблюдатели – любые разумные наблюдатели – самоотбирали свою вселенную. Просто в этой вселенной именно мы делаем наблюдения.

Статус антропных рассуждений в науке спорен. Некоторые рассматривают их как отказ ученого от ответственности давать объяснения. Например, идея Смолина о естественном отборе, действующем на целые вселенные (см. Решение 10), является попыткой отойти от антропных рассуждений. Тем не менее, многие уважаемые ученые использовали антропные идеи в попытке объяснить несколько особенностей вселенной, которые кажутся «как раз подходящими» для эволюции жизни. Например, если бы некоторые физические константы имели немного другие значения, то нас бы здесь не было: звезды не светили бы, или тяжелые элементы не могли бы образоваться, или вселенная схлопнулась бы сама в себя за долю секунды, и так далее. Сам факт нашего существования, возможно, может каким-то образом объяснить эти наблюдения (но я думаю, можно с таким же успехом утверждать, что эти «объяснения» по существу тривиальны). По крайней мере, осознание антропных рассуждений может помочь нам защититься от серьезного случая предвзятости наблюдений.^[296] Например, вы часто услышите, как астробиологи утверждают, что как только жизнь зарождается, она чрезвычайно устойчива – и они подкрепляют свое утверждение перечислением множества разнообразных потрясений, которые вселенная обрушивала на жизнь, от удара астероида до катастрофического изменения климата. Жизнь на Земле пережила все эти потрясения, поэтому она, безусловно, кажется устойчивой. Но как мы могли бы наблюдать иное? Любой разумный наблюдатель должен оглядываться на свою эволюционную историю и видеть события, которые не смогли уничтожить жизнь; если бы жизнь была уничтожена, не было бы разумных наблюдателей, которые могли бы оглянуться назад и сокрушаться по этому поводу. Мы мало что можем вывести об устойчивости жизни из нашего единственного наблюдения прошлой жизни на Земле. Действительно, когда я писал этот абзац, я осознаю, как я представил, что аргумент Картера о «трудных шагах» подчеркивает интеллект по сравнению с другими атрибутами, но выбор интеллекта в качестве фокуса произволен и сделан исключительно потому, что этот атрибут важен для человечества. Модель Картера на самом деле довольно общая и может быть применена к любой серии «трудных шагов» – например, к обладанию павлиньими перьями для демонстрации, если бы мы считали такие перья самым важным атрибутом организма. Если число трудных шагов для достижения павлиньих перьев такое же, как число трудных шагов для достижения интеллекта, то наиболее вероятное время появления перьев и интеллекта было бы одинаковым. Павлины, однако, не задумываются над этим вопросом.

В литературе встречается несколько типов антропных рассуждений, соответствующих нескольким антропным принципам, каждый с разными оттенками значения. Согласно Картеру, слабый антропный принцип (САП) заключается в том, что «то, что мы можем ожидать наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего присутствия в качестве наблюдателей». САП кажется почти тавтологичным. Сильный антропный принцип (СИП), с другой стороны, более спорен: «вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы допускать создание наблюдателей внутри нее на некотором этапе». Барроу и Типлер в классической книге также обсуждают финальный антропный принцип (ФАП), который они определяют как «разумная обработка информации должна возникнуть во вселенной, и, как только она возникнет, она никогда не умрет».^[297] Математик Мартин Гарднер, в своем неподражаемом стиле, назвал эту последнюю версию совершенно нелепым антропным принципом (СНАП).

Интересно отметить, что Типлер развил понятие^[298] финального антропного принципа в книге под названием «Физика бессмертия». Он рассматривал далекое будущее вселенной и пришел к концепции, не слишком отличающейся от Точки Омега Тейяра де Шардена. Анализ Типлера показал, что, если бы вселенная должна была схлопнуться в Большом Сжатии, то будущий разум нашел бы возможным выполнить бесконечное число вычислений. Каждое существо, когда-либо жившее, могло бы быть «воскрешено» как компьютерная симуляция. Согласно интерпретации Типлера ФАП, вселенная должна быть такой, чтобы допускать это бесконечное количество обработки информации. Теперь, хотя идеи Типлера подвергались нападкам как слишком спекулятивные (и слишком откровенно религиозные), его гипотеза, по крайней мере, обладала достоинством фальсифицируемости. Он сделал определенное, проверяемое предсказание: вселенная замкнута и схлопнется сама в себя. Однако через несколько лет после публикации его книги космологи обнаружили, что вселенная расширяется все быстрее по мере старения; она может закончиться Большим Разрывом, но она точно не закончится Большим Сжатием. Типлер, похоже, был неправ; его интерпретация ФАП кажется опровергнутой. Возможно, однажды скоро мы обнаружим сигналы от внеземных цивилизаций, или даже получим визит от них. Такое открытие поставило бы под сомнение САП и СИП. Я оставляю читателю решать, вероятно ли такое открытие.

Решение 52: Каноничный артефакт

Интерес людей вызывает продукт, а не его авторство. Джонатан Айв

Последние несколько десятилетий физики искали «теорию всего»^[299] – объединение фундаментальных сил и фундаментальных частиц, на которые действуют эти силы, выраженное в математической форме. После огромного количества исследований в этой области у нас все еще нет четкого представления о том, как выглядело бы такое объединение, но давайте предположим, что какой-то крупный прорыв позволил физикам записать уравнения окончательной теории – и таким образом фундаментальная физика завершена. Теория всего должна быть в состоянии ответить на такие вопросы, как: почему вселенная содержит около 10⁸⁰ нуклонов? Почему вселенная такая долгоживущая (4 × 10¹⁷ секунд и продолжает жить)? Вот еще один вопрос, на который теория всего могла бы ответить: какова вероятность того, что во вселенной, управляемой этой теорией всего, эволюционирует форма жизни, обладающая развитым интеллектом?

Этот вопрос был рассмотрен Джерардом Фоскини,^[300] ученым, который провел свою карьеру в Bell Labs – учреждении, исследования которого на данный момент привели к присуждению семи Нобелевских премий по физике. Рассматривая вопрос эволюции развитого интеллекта, Фоскини предполагает контекст существующей теории всего (точная форма которой не имеет отношения к его аргументу) и набор начальных условий, идентичных тем, которые были в наличии, когда нашей вселенной была одна секунда. Другими словами, он предполагает, что до 1 секунды после Большого взрыва все возможные вселенные эволюционируют одинаково. Это означает, что все вселенные имеют одинаковое число нуклонов (примерно 10⁸⁰), из которых строятся атомы, одинаковую плотность, так что вселенная становится большой и долгоживущей, и примерно одинаковую крупномасштабную структуру. Однако после этих заданных начальных условий вселенная может развиваться любым способом, совместимым с теорией всего. Повторим: в рамках этого развития, насколько вероятно, что эволюционирует развитый интеллект?

Даже самый стойкий детерминист, несомненно, согласился бы, что предполагаемый контекст Фоскини – теория всего плюс некоторые начальные условия – абсолютно ничего не говорит о вероятности того, что вселенная эволюционирует так, чтобы содержать автора, который напишет, например, «Гамлета». Мы не можем использовать «Гамлета» или что-либо еще, специфичное для нашего собственного культурного и эволюционного развития, как детерминант развитого интеллекта: конкретная история, приведшая к написанию Шекспиром «Гамлета», настолько непомерно сложна, что от теории всего невозможно ожидать ее предсказания. Однако Фоскини утверждает, что существует объект, или, скорее, класс объектов, который служил бы флагом наличия развитых разумных форм жизни. Действительно, Фоскини утверждает, что любые и все развитые формы жизни неизбежно захотели бы разработать этот объект – канонический артефакт – не только потому, что они могут, но и потому, что для них было бы интереснее подтвердить существование артефакта, чем его несуществование. Понятие развитой, разумной формы жизни, следовательно, становится синонимом формы жизни, которая конструирует канонический артефакт, и, поскольку неизбежно, что интеллект сконструирует канонический артефакт, актуальный вопрос становится таким: какова вероятность того, что во вселенной, управляемой предполагаемой теорией всего и данными начальными условиями, канонический артефакт появится? Это вопрос, который мы можем осмысленно обсуждать. (Обратите внимание, что люди еще не сконструировали канонический артефакт – но мы могли бы, и однажды мы можем.)

Итак – что такое канонический артефакт? Ну, давайте начнем с того, чем он не является. Это не может быть произведение литературы, музыки или искусства по причинам, упомянутым выше. Точно так же это не может быть технологическое чудо, такое как паровой двигатель (существа на планете Ксимфзик могут быть умными, но не иметь материалов для создания работающего парового двигателя) или кодификация некоторых передовых этических принципов (наши друзья на Ксимфзике могут разработать этику, которая совершенно неузнаваема и, в любом случае, могут не чувствовать необходимости ее закреплять). Вместо этого Фоскини утверждает, что канонический артефакт должен быть минимальным – чтобы совершенно разные истории после первой секунды вселенной все еще могли содержать объект – и в то же время быть настолько высоко отличительным, что практически нет шансов на появление объекта в результате естественных физических процессов. Такой артефакт можно было бы изготовить, создав простой объект из атомов (из начальных условий мы знаем, что атомы будут существовать), конструкция которого зависит от некоторого множества N положительных целых чисел, некоторого множества чисел, имеющего специфическое и глубокое значение в чистой математике. Более того, канонический артефакт должен иметь отчетливое присутствие; другими словами, он должен существовать в течение некоторого минимального периода времени, а атомы, из которых он состоит, должны отличаться от окружающего материала. Это требование помогает нам идентифицировать артефакт без двусмысленности. Насколько большим должен быть артефакт и как долго он должен существовать? Ну, если n бит информации требуется для выражения всех чисел N, то удобный выбор для η, минимального числа атомов в артефакте, – это η = n. Удобный выбор для τ, минимальной продолжительности жизни артефакта, – это время τᵧ, которое требуется электрону в основном состоянии для обращения вокруг ядра атома водорода – так что τ = τᵧ ≈ 10^-16 сек. Затем Фоскини приводит один возможный пример канонического артефакта.

Фоскини берет N как упорядоченный список порядков 26 спорадических простых групп (см. врезку для краткого объяснения, что это значит). Другими словами, N – это определенная последовательность из 26 положительных целых чисел, связанных с глубокой областью абстрактной математики. Это то, о чем знала бы и понимала развитая, разумная форма жизни. Первое число в списке – 7920, второе – 95 040; 26-е число содержит 54 цифры, так что я не буду его выписывать. Для выражения этих целых чисел требуется около 1245 бит информации, поэтому, исходя из приведенного выше обсуждения, мы можем сказать, что канонический артефакт должен содержать минимум 1245 атомов. Если бы мы потребовали, чтобы эти целые числа были выражены в основании 10, мы были бы виновны в провинциализме; то, что человечество обычно использует основание 10 для своих вычислений, является следствием причуды эволюционной истории, которая наделила нас десятью пальцами. Фоскини утверждает, что лучшим выбором было бы следующее: для каждого из 26 целых чисел в списке вычислить наименьшее число, которое взаимно просто с этими целыми числами, затем выразить каждое из целых чисел в соответствующем основании. (Два целых числа «взаимно просты», если их единственный общий положительный множитель равен 1. Например, целые числа 4 и 5 взаимно просты, так как они делятся только на 1 и ни на что другое; целые числа 4 и 6 не взаимно просты, так как оба делятся на 2.) Например, 7920 – первое число в списке, а 7 – наименьшее число, взаимно простое с 7920. Поэтому мы выражаем 7920 в основании 7, что дает нам первое целое число для канонического артефакта: 32 043. Остальные 25 чисел в списке обрабатываются аналогично.

Спорадические простые группыГруппа в математике имеет очень специфическое значение. Группа – это множество элементов и операция, которая может действовать на любые два из этих элементов; при этом должны выполняться четыре условия. Во-первых, это замкнутость – результат операции должен быть элементом, входящим в группу; операция сложения двух целых чисел, например, всегда порождает целое число. Во-вторых, это ассоциативность – примером этого может быть то, что (1 + 2) + 3 то же самое, что и 1 + (2 + 3); для ассоциативности порядок применения операции не имеет значения. В-третьих, существует нейтральный элемент – уникальный элемент, такой, что когда оператор действует на него и какой-либо другой элемент, этот другой элемент остается неизменным; для целых чисел при сложении тождественным элементом является ноль (например, 1 + 0 = 0 + 1 = 1). В-четвертых, существует обратимость – для каждого элемента в группе существует другой элемент в группе, такой, что после применения операции получается тождественный элемент; при сложении целых чисел, например, каждое положительное целое число имеет соответствующее отрицательное целое число, которое дает тождественный элемент (например, 1 +(−1) = (−1) + 1 = 0). Таким образом, множество целых чисел образует группу по сложению. Однако множество целых чисел не образует группу по делению, потому что оно не проходит тест на обратимость.

Порядок группы – это просто количество элементов в ее множестве. Порядок может быть конечным, если существует счетное число элементов, или он может быть бесконечным.

Одним из достижений математики стала полная классификация объектов, называемых конечными простыми группами. Все эти группы следуют простой схеме – за исключением 26 так называемых спорадических групп. Наименьшая спорадическая группа называется M₁₁ и имеет порядок 7920. Самая большая спорадическая группа называется группой Монстра, и ее порядок составляет примерно 8 × 1053. Эти группы решают несколько глубоких проблем в математике.

Наконец, мы в состоянии сконструировать канонический артефакт, и мы вольны использовать любой предпочитаемый нами метод. Разные формы жизни будут иметь разные предпочтения в конструировании: живущие в океане, бесчлениковые существа Ксимфзика будут использовать совершенно иной метод, чем пустынные, многоногие существа планеты Кижпмикс, – но это не имеет значения; основное требование, которым должна обладать форма жизни (в дополнение к пониманию задействованной математики), – это достаточная манипулятивная способность для конструирования чего-то, что принадлежит классу канонических артефактов. Фоскини приводит следующее как одну из возможностей. Представьте себе нанизывание бусин на ожерелье, причем бусины идентичны, за исключением массы: они имеют массу 1 единицу (что представляет число 1), массу 2 единицы (представляющую число 2) и так далее до массы m единиц (представляющей основание m; это можно использовать, если нам нужно представить число 0). Материальное выражение числа 32 043 (другими словами, версия первого числа в списке в основании N) – это просто соответствующие пять бусин, зажатых между каким-то разделителем, возможно, бусиной, отличающейся по форме, веществу или размеру. Мы поступаем так же для оставшихся 25 целых чисел в списке, добавляя соответствующие бусины к ожерелью и разделяя их с помощью согласованного разделителя. В конце мы получаем нечто, что является каноническим артефактом. Повторюсь: этот метод конструирования не является единственным вариантом. Мы могли бы использовать жетоны вместо бусин с градуированной массой, например, при условии, что жетоны несут свое значение без опоры на историческую информацию. Три диска были бы адекватным представлением числа 3 в основании 7; но диск с надписью «3» на нем не подошел бы – символ имеет смысл только для тех, кто разделяет нашу конкретную историю.

У нас есть канонический артефакт – объект, который мы можем держать в руках. И что? Что ж, мы можем вычислить вероятность события, при котором Вселенная конструирует канонический артефакт. Во-первых, давайте оценим, сколько «места» доступно во Вселенной для конструирования канонического артефакта. Будем щедры и скажем, что возраст Вселенной составляет 20 миллиардов лет – около 10¹⁸ сек. Однако секунда не является хорошей единицей для использования в этом контексте; более подходящей единицей был бы «атомный год», τᵧ, который, как мы сказали, составляет 10^-16 сек. В этих единицах возраст Вселенной составляет около 10³⁴ атомных лет. Во Вселенной около 10⁸⁰ нуклонов, поэтому максимальное «пространство», в котором может быть сконструирован канонический артефакт, составляет 10¹¹⁴ нуклон-атомных лет.

Теперь предположим, что постулированная теория всего, в сочетании с начальными условиями, безразлична к тому, возникнет ли канонический артефакт. Сделаем конструирование артефакта как можно более простым, предположив, что Вселенная полна бусин с градуированной массой – все, что нужно сделать, это расположить бусины в соответствующем порядке и чтобы этот порядок продержался минимум один атомный год. Учитывая, что нам нужно чуть более 10³ бит информации для представления 26 чисел N, Вселенная может содержать максимум около 10¹¹⁴/10³ = 10¹¹¹ таких бусин. Однако Вселенная может содержать множество последовательностей из 26 элементов, и мы заявили, что наша N не должна иметь преимуществ перед другими возможными последовательностями. Существует около 2¹²⁴⁵ ≈ 10³⁷⁵ вариантов последовательности; наша N – лишь одна из них. Таким образом, вероятность того, что Вселенная сконструирует канонический артефакт, равна 10¹¹¹/10³⁷⁵ = 10^-264.

Вероятность 1 к 10^-264 практически равна нулю. Можно изменить аргумент так, чтобы изменить число 10^-264, но даже те модификации, которые увеличивают его, не могут повлиять на вывод – а некоторые разумные модификации делают конструирование канонического артефакта еще менее вероятным. Если теория всего, плюс начальные условия, безразлична к конструированию канонического артефакта, то можно с уверенностью сказать, что мы одни в нашей реализации Вселенной.

Вместо этого можно было бы утверждать, что теория всего, в сочетании с начальными условиями, каким-то образом сильно способствует появлению форм жизни, обладающих способностью и склонностью конструировать канонический артефакт. Но чтобы это было правдой, требуется эффект порядка 264 величины, совершенно неизвестный физике. Или можно было бы утверждать, что теория всего, если она существует, не может объяснить – даже в принципе – материальное выражение мысли, выраженное каноническим артефактом. Аргумент Фоскини необычен, но трудно избежать одного из этих трех выводов. Если верен первый вывод, мы одни.

Решение 53: Жизнь могла возникнуть только недавно

Всему свое время, и время всякой вещи под небом. Экклезиаст 3:1

Астроном Марио Ливио оспаривает^[301] идею, обсуждавшуюся в Решении 51, о том, что временная шкала эволюции разумной жизни полностью не зависит от продолжительности жизни звезды главной последовательности. Если бы две временные шкалы были связаны определенным образом – если бы эволюционная временная шкала увеличивалась по мере увеличения продолжительности жизни звезды, – то мы ожидали бы наблюдать примерное равенство этих двух временных шкал. Тогда мрачный вывод Картера о несуществовании внеземных цивилизаций (ВЦ) не следовал бы. Но как продолжительность жизни звезды может влиять на временную шкалу биологической эволюции?

Ливио рассматривает простую модель того, как планетарная атмосфера, подобная земной, развивается до стадии, на которой она может поддерживать жизнь. Это не серьезная модель развития атмосферы; скорее, она пытается продемонстрировать возможную связь между продолжительностью жизни звезд и биологически значимыми временными шкалами.

В своей модели Ливио выделяет два ключевых этапа в развитии атмосферы, поддерживающей жизнь. Первый включает выделение кислорода в результате фотодиссоциации водяного пара. На Земле этот этап длился около 2,4 миллиарда лет и привел к созданию атмосферы с уровнем кислорода около 0,1% от нынешних значений. Продолжительность этого этапа зависит от интенсивности излучения, испускаемого звездой в диапазоне длин волн 100–200 нм, поскольку только это излучение приводит к диссоциации водяного пара.

Второй этап включает увеличение уровней кислорода и озона примерно до 10% от их нынешних значений. На Земле этот этап длился около 1,6 миллиарда лет. Как только уровни кислорода и озона стали достаточно высокими, поверхность Земли оказалась защищена от ультрафиолетового (УФ) излучения в диапазоне длин волн 200–300 нм. Этот щит был важен, поскольку он защищал два ключевых компонента клеточной жизни: нуклеиновые кислоты и белки. Нуклеиновые кислоты являются сильными поглотителями излучения в диапазоне длин волн 260–270 нм, в то время как белки сильно поглощают излучение в диапазоне длин волн 270–290 нм; поэтому излучение в диапазоне 200–300 нм смертельно для клеточной активности. Жизненно важным условием для развития наземной жизни является то, что атмосфера развивает защитный слой для этих длин волн. И из вероятных кандидатов атмосферы планеты только озон эффективно поглощает в диапазоне длин волн 200–300 нм: планете нужен озоновый слой. Ливио утверждает, что, как и на Земле, временная шкала для развития озонового щита против УФ-излучения примерно эквивалентна временной шкале для развития жизни.

Различные типы звезд излучают разное количество энергии в УФ-диапазоне. Звезды большой массы горячее звезд малой массы и, следовательно, излучают больше УФ-излучения, но у них короче продолжительность жизни. Таким образом, для заданного размера и орбиты планеты временная шкала для развития озонового слоя зависит от типа излучения, испускаемого звездой, и, следовательно, от продолжительности жизни звезды. После подробного расчета Ливио утверждает, что время, необходимое для появления разумной жизни, увеличивается почти как квадрат продолжительности жизни звезды. Если такое соотношение имеет место, то мы, вероятно, будем наблюдать появление разумных видов в масштабе времени, сопоставимом с продолжительностью жизни звезды на главной последовательности.

Рис. 5.1 Планетарная туманность NGC 7027 находится примерно в 3000 световых годах от нас. Это особенно молодой объект, который начал расширяться всего около 600 лет назад. Планетарные туманности, подобные этой, производят большую часть углерода, который мы наблюдаем во Вселенной. (Фото: НАСА)

Цель модели Ливио, повторюсь, состоит просто в том, чтобы показать, существует ли возможное соотношение между продолжительностью жизни звезд и временной шкалой биологической эволюции. Даже с этой оговоркой можно не согласиться с частями аргумента Ливио. Например, его модель включает необходимое условие для эволюции наземной жизни (а именно, развитие озонового слоя), но это не является достаточным условием. На пути к эволюции разумной жизни есть много других шагов, поэтому, даже если существует связь между продолжительностью жизни звезд и временной шкалой для биологической эволюции, эта связь может играть лишь незначительную роль. Тем не менее, воодушевленный открытием связи между этими временными шкалами и, следовательно, возможностью того, что существование ВЦ не исключено, Ливио позволено задать следующий вопрос: в истории Вселенной, когда вероятное время для появления ВЦ?

Если жизнь на Земле типична для жизни в других местах, то большинство форм жизни будут основаны на углероде. Поэтому Ливио предполагает, что появление ВЦ совпадет с пиком космического производства углерода. И это то, что мы можем вычислить.

Основными производителями космического углерода являются планетарные туманности, которые возникают в конце фазы красного гиганта звезд средней массы. Планетарные туманности сбрасывают свои внешние слои в межзвездную среду, и материал перерабатывается для формирования последующих поколений звезд и планет. Поскольку астрономы полагают, что знают историческую скорость звездообразования (в прошлом она была выше, чем сейчас, с пиком, произошедшим миллиарды лет назад)^[302] и соответствующие детали звездной эволюции, они могут вычислить скорость, с которой формировались планетарные туманности в прошлом, и, следовательно, скорость космического производства углерода. Согласно расчетам Ливио, скорость образования планетарных туманностей достигла пика чуть менее 7 миллиардов лет назад. Исходя из этого, он утверждает, что мы могли бы ожидать, что жизнь на основе углерода началась, когда возраст Вселенной составлял около 6 миллиардов лет. Поскольку время, необходимое для эволюции продвинутых ВЦ, составляет значительную долю продолжительности жизни звезды, мы ожидали бы, что ВЦ разовьются только тогда, когда возраст Вселенной составит около 10 миллиардов лет. Если это так, то ВЦ не могут быть старше нас более чем примерно на 3 миллиарда лет.

Вывод Ливио был предложен некоторыми авторами как разрешение парадокса Ферми. Эти авторы предполагают, что жизнь могла возникнуть только недавно. В настоящее время нет ВЦ, способных к межзвездным путешествиям или коммуникациям, потому что, как и у нас, у них было недостаточно времени для развития. Возможно, однажды Галактика будет кишеть межзвездной торговлей, путешествиями и сплетнями. Однако пока что царит тишина.

Более поздние измерения темпов звездообразования подразумевают, что предел в 3 миллиарда лет может быть значительной недооценкой. Но даже если вывод Ливио верен, и нет ВЦ старше нас более чем на 3 миллиарда лет, я не понимаю, как это разрешает парадокс. У ВЦ, у которой было 3 миллиарда лет на развитие своей технологии, было достаточно времени, чтобы колонизировать Галактику или, по крайней мере, заявить о своем присутствии во Вселенной. (В Универсальном Году ВЦ могли достичь нашего нынешнего уровня технологии примерно 1 октября.) Если не будет доказано, что разум только сейчас зарождается, и что жизнь на Земле является одной из самых «продвинутых» в Галактике, эти аргументы на самом деле не затрагивают основной сути парадокса.

Решение 54: Планетные системы редки

Придет время, когда люди устремят свои взоры.

Они увидят планеты, подобные нашей Земле. Кристофер Рен, Вступительная лекция, Грешем-колледж

Аргументы, приведенные до сих пор в этой главе, были довольно абстрактными. Можно придумать более ощутимые причины, по которым ВЦ могут не существовать. Например, возможно, им негде развиваться.