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

Автор книги: Стивен Уэбб

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 36 страниц)

Термоядерные прямоточные двигатели

Сама концепция использования автономной ракеты, которая должна нести источник энергии и полезную нагрузку, может быть неуместна при размышлении о межзвездных путешествиях. Было бы гораздо эффективнее использовать двигательную установку, которая не требует от корабля нести собственное топливо. В 1960 году Роберт Бассард предположил, что термоядерный прямоточный двигатель^[110] может проложить путь к звездам. Пространство между звездами далеко не пусто: существует межзвездная среда, состоящая в основном из водорода. Прямоточный двигатель использовал бы электромагнитное поле для сбора этого водорода и направления его в бортовой термоядерный реактор, который, в свою очередь, «сжигал» бы водород в термоядерных реакциях для создания тяги. Как и в случае с конструкцией антиматериальной ракеты Зенгера, предложение Бассарда о термоядерном прямоточном двигателе страдает от множества практических трудностей, и маловероятно, что первоначальная идея могла бы быть реализована. Тем не менее, несколько исследований предложили методы усовершенствования конструкции. Возможно, одна из этих конструкций в конечном итоге сможет лечь в основу действующего звездолета. Энтузиастов по-прежнему привлекает возможность прямоточного двигателя, потому что теоретически он мог бы достичь скоростей, близких к c, всего за несколько месяцев.

Лазерные паруса

В 1970-х годах американский физик Роберт Форвард начал рассматривать^[111] возможность использования лазерного паруса как средства достижения ближайших звезд. Представьте себе огромный «парус», прикрепленный к космическому кораблю, и представьте гигантский лазер на солнечной энергии, направляющий узкий луч излучения на корабль. Фотоны из луча оказывали бы крошечное давление на парус, и корабль мягко подталкивался бы к звездам. Лазерный парус мог бы разгоняться до чрезвычайно высоких скоростей; торможение было бы сложнее, хотя механизмы замедления были предложены. Идея Форварда была усовершенствована за последние десятилетия, и энтузиасты разработали схемы^[112] использования лазерных парусов как для односторонней колонизационной миссии, так и для путешествия к звездам и обратно. Парус был бы дорогим^[113] по крайней мере, с нашим нынешним уровнем технологий, но он кажется технически осуществимым и позволил бы достичь скоростей 0,3c.

Рис. 4.2 На этой красивой картинке показан космический лазер на солнечной энергии, фокусирующий луч на огромных легких парусах космического корабля. (Источник: Майкл Кэрролл, Планетарное общество)

Здесь стоит упомянуть вариант идеи паруса. Это не имеет никакого отношения к лазерной энергии, и его могли бы разработать только цивилизации KII или выше, но это подчеркивает мощь парусов. Двигатель Шкадова, или звездный двигатель, это гигантское массивное зеркало^[114], отражающее большую часть радиационного давления звезды. Поскольку звезда будет излучать больше радиации в одном направлении по сравнению с другим, возникнет крошечная чистая тяга. Двигатель Шкадова не привлек бы любителей погонять среди внеземных цивилизаций: двигатель, использующий звезду типа Солнца в качестве источника, разогнался бы с 0 до 20 км/с за миллиард лет. Но если цивилизация столкнулась с экзистенциальным риском или просто захотела переехать, то (если удастся решить определенные проблемы динамической устойчивости) двигатель мог бы сработать для них: они могли бы переместить звезду на 34 000 световых лет за миллиард лет.

Гравитационные маневры

В 1958 году Станислав Улам рассмотрел возможность разгона корабля до высокой скорости с использованием его гравитационного взаимодействия с системой двух гораздо более крупных астрономических тел, вращающихся вокруг друг друга. Это был трюк, похожий на траектории гравитационного маневра, которые дали «Вояджеру–1» достаточную скорость, чтобы покинуть Солнечную систему. Несколько лет спустя Фримен Дайсон рассмотрел более реалистичные – хотя все еще, конечно, гипотетические – сценарии. Используя подход Дайсона, продвинутая технологическая цивилизация могла бы использовать две вращающиеся нейтронные звезды для разгона космических кораблей почти до скорости света.^[115]

Необычная физика

Вышеупомянутые технологии основаны на устоявшейся физике. Строительство звездолетов с использованием этих идей, конечно, далеко за пределами наших нынешних возможностей; действительно, инженерные соображения могут сделать невозможным практическое строительство звездолетов. Но, похоже, с этими идеями в теории все в порядке. Они не нарушают никаких физических законов.

Многие годы люди задавались вопросом, возможно ли когда-нибудь путешествовать действительно быстро. Если бы мы могли путешествовать со скоростями, превышающими с, то звезды уже не были бы мучительно далеки. Путешествия быстрее света (Faster-than-light – FTL) приблизили бы концы Галактики. Почти все идеи для путешествий FTL можно сразу же отбросить, поскольку они явно нарушают установленные физические принципы. Однако несколько предложений все еще иногда обсуждаются.

Тахионы

Специальная теория относительности не запрещает абсолютно сверхсветовые путешествия. Скорее, она утверждает, что массивные частицы не могут быть ускорены до скорости света, в то время как безмассовые частицы (такие как фотоны) всегда движутся со скоростью света. Частицы с мнимой массой всегда должны двигаться быстрее скорости света. Такие частицы с мнимой массой называются тахионами.

Нет ничего особенно необычного в мнимых величинах: мы представляем несколько физических величин мнимыми числами. Но трудно понять, что представляет собой мнимая масса. У нас нет проблем с пониманием идеи положительной массы; также нет никаких трудностей с идеей нулевой массы; мы даже можем приписать значение отрицательной массе^[116] (и заметить, что, если бы отрицательная масса существовала, мы могли бы использовать ее в двигательной установке). Но мнимая масса? Что бы это ни значило, физики искали ее признаки. До сих пор тахион остается гипотетическим. Нет никаких доказательств существования таких частиц,^[117] и наши теории прекрасно работают без них. Даже если бы мы нашли тахионы, как мы могли бы использовать их для путешествий FTL? Мы здесь в полном неведении, и кажется разумным вычеркнуть тахионные двигатели из списка возможных двигательных установок.

Кротовые норы и варп-двигатели

Большинство из нас знакомы с ньютоновской картиной гравитации. Нас учат в школе, что массивные объекты притягивают друг друга, оказывая таинственное влияние через пустое пространство. Общая теория относительности Эйнштейна представляет совершенно иную картину гравитации. С этой точки зрения пространство – или, вернее, пространство-время – играет активную роль в гравитационном взаимодействии. По словам Джона Уилера: «масса говорит пространству-времени, как искривляться, а искривленное пространство-время говорит массе, как двигаться».

Рис. 4.3 Если пространство складывается само на себя, то кротовая нора, соединяющая A и B, может позволить путешественникам перемещаться между этими точками без необходимости пересекать «нормальное» пространство-время между точками

Мы можем рассматривать специальную теорию относительности как частный случай общей теории относительности. Она применяется локально к любой области пространства-времени, достаточно малой, чтобы ее кривизной можно было разумно пренебречь. Интересный момент, который следует здесь рассмотреть, заключается в том, что общая теория относительности допускает путешествия FTL – до тех пор, пока соблюдаются локальные ограничения специальной теории относительности. Скорость света является локальным ограничением скорости, но общая теория относительности позволяет обойти это ограничение. Хотя это может показаться странным, существуют хорошо известные примеры явлений FTL в общей теории относительности. Например, стандартные космологические модели предполагают, что из-за расширения Вселенной далекие области пространства удаляются от нас со скоростями FTL. Только если бы расширение замедлилось, эти области появились бы за горизонтом скорости света и стали бы видимы нам. Фактически, похоже, происходит то, что расширение ускоряется, поэтому в будущем все больше частей Вселенной исчезнет из виду за горизонтом скорости света: далекое будущее Вселенной будет одиноким местом для наших потомков.

До сих пор общая теория относительности проходила все экспериментальные проверки. Она правильно предсказывает искривление световых лучей у края Солнца, орбиты двойных пульсаров и время прибытия сигналов в системах GPS. Однако большинство проверок теории происходит в ситуациях, когда кривизна пространства-времени мала. Иногда распределение материи может вызвать большую кривизну пространства-времени. В сингулярности черной дыры, например, плотность материи бесконечна; сама ткань пространства-времени проколота.

Трудно интерпретировать результаты общей теории относительности в экстремальных ситуациях, возникающих вблизи сингулярности черной дыры. Возможно, теория не может быть применена в таких ситуациях; нам, вероятно, потребуется квантовая теория гравитации, чтобы описать, что там происходит. Но в попытке понять эти экстремальные области пространства-времени физики расширили теорию. Одно из предположений заключается в том, что образование черной дыры может привести к образованию кротовой норы – «моста», который соединяет две отдельные черные дыры. Две дыры могут соединять две совершенно отдельные точки пространства-времени или две разные области Вселенной. Войдя в одну черную дыру, вы можете выйти из другой дыры мгновения спустя, в тысячах световых лет от точки старта. Путешествуя через мост, вы соблюдали бы локальное ограничение скорости и двигались медленнее с; однако ваша эффективная скорость могла бы быть в миллионы раз больше с. Саган использовал эту идею в своем научно-фантастическом романе «Контакт».^[118]

Рис. 4.4 На рисунке показана кривизна пространства в области варп-двигателя Алькубьерре. Пространство расширяется в задней части варпа и сжимается в передней; плоская область выталкивается вперед.

Хотя кротовая нора основана на солидной работе, она остается гипотетическим существом в бестиарии теоретического физика. Кротовые норы могут не существовать. Даже если они существуют, мы можем быть не в состоянии путешествовать через них: расчеты показывают, что они, вероятно, будут маленькими и дико нестабильными. Тем не менее, остается заманчивая возможность, что ВЦ, обладающая «экзотической» материей (материей с отрицательной массой-энергией), могла бы взять микроскопическую кротовую нору, стабилизировать ее, раздуть до большого размера, а затем использовать ее для преодоления огромных расстояний. В качестве альтернативы, инженеры продвинутой технологической цивилизации могли бы использовать решение общей теории относительности, впервые предложенное русским физиком Сергеем Красниковым. Красников показал, что определенный класс кротовых нор^[119] обладает свойством, что независимо от того, как далеко вы путешествуете, вы можете вернуться домой вскоре после того, как улетели. Возможно, цивилизация KIII могла бы использовать трубу Красникова для межзвездных путешествий?

Есть еще один способ, которым общая теория относительности может позволить сверхсветовое путешествие (и в стиле, к которому нас приучил «Звездный путь»). Представьте себе космический корабль, такой же большой и роскошный, как круизный лайнер, внутри плоской области пространства-времени. Все на борту корабля вело бы себя так же, как в плоской области пространства-времени, в которой мы живем здесь, на Земле. Теперь представьте, что в задней части объема пространство расширяется так же, как расширяется сама Вселенная. И в передней части объема пространство сжимается, как это произошло бы, если бы Вселенная коллапсировала в Большой Хлопок (чего не произойдет). Результатом этого конкретного искривления пространства является то, что объем плоского пространства, содержащий корабль, двигался бы вперед – движимый расширением пространства сзади и сжатием пространства спереди. Корабль фактически скользит по волне пространства-времени.^[120]

Варп может двигаться с произвольно большими скоростями, возможно, во много раз превышающими с, и он несет корабль с собой. Однако по отношению к локальному объему плоского пространства корабль находится в покое. Нет релятивистского увеличения массы и нет замедления времени. Для экипажа все как обычно. Когда они мчатся к звездам со скоростью 100с, пассажиры могут свободно наслаждаться гостеприимством космического корабля QE2.

Свойства этого своеобразного решения уравнений Эйнштейна впервые были проанализированы Мигелем Алькубьерре, когда он работал в Кардиффском университете. У меня есть слабость к варп-двигателю Алькубьерре, так как я тратил время в офисе напротив Мигеля, пока он работал над своей идеей. Тем не менее, двигатель Алькубьерре, по крайней мере, в первоначальном виде, вряд ли заработает. Во-первых, у нас нет практического представления, как создать требуемую кривизну пространства. Во-вторых, плотность энергии внутри искривленной области очень велика и отрицательна. Некоторые теоретики утверждают, что эта вторая проблема убивает всю идею работающего двигателя Алькубьерре. Квантовая теория предоставляет обстоятельства, при которых может возникнуть отрицательная плотность энергии, поэтому, если мы когда-нибудь достигнем стадии, когда сможем производить большие количества экзотической материи, то, возможно, мы сможем создать некоторую форму двигателя Алькубьерре, но варп, достаточно большой, чтобы нести космический корабль QE2, потребовал бы общую отрицательную энергию, в десять раз превышающую положительную энергию всей видимой Вселенной. Это кажется маловероятным.

Бельгийский физик Крис Ван Ден Брук, возможно, нашел способ обойти некоторые проблемы двигателя Алькубьерре. Создание микроскопически маленького варп-пузыря потребовало бы лишь небольшого количества экзотической материи; объедините это с некоторой топологической гимнастикой, допустимой в общей теории относительности, и вы можете получить внутренний объем варп-пузыря, который достаточно велик, чтобы вместить космический корабль. Это было бы похоже на ТАРДИС в «Докторе Кто»: микроскопически маленький снаружи, но достаточно вместительный для пассажиров внутри. Когда у нас наконец появится полная квантовая теория гравитации, мы можем обнаружить, что двигатель Ван Ден Брука исключен. В любом случае, стоит подчеркнуть, что его двигатель обладает нереалистичными особенностями^[121] – требуются необоснованно большие плотности энергии, например. Возможно, тогда транспортировка через кротовые норы и варп-двигатели никогда не будет практичной. Но пока не доказано, что они невозможны. Может быть, однажды…

Энергия нулевой точки

Принцип неопределенности квантовой механики говорит нам, что мы не можем одновременно знать и положение, и импульс частицы. Поэтому даже при абсолютном нуле частица должна дрожать, так как если бы она была в идеальном покое, мы знали бы и ее положение, и импульс. Энергия и время также подчиняются принципу неопределенности; аналогично, объем пустого пространства должен содержать энергию (поскольку, чтобы установить, что энергия равна нулю, нам пришлось бы проводить измерения вечно). Эффект Казимира^[122] – небольшая сила притяжения, действующая между двумя незаряженными параллельными проводящими пластинами, сближенными на близкое расстояние, – является самым ярким примером существования энергии нулевой точки (ЭНТ). Эффект может быть объяснен только в терминах квантовых флуктуаций электромагнитного поля.

Некоторые авторы предполагают, что в вакууме есть бесконечный запас энергии и что однажды мы сможем использовать эту ЭНТ: возможно, мы сможем использовать ЭНТ для двигательной системы. Действительно, НАСА даже спонсировало встречу по инновационным двигательным системам, на которой ЭНТ была определена как потенциальная прорывная технология. Если это сработает, то у нас будет безграничная дешевая энергия. Лично я остаюсь весьма скептичен к этой идее; мы никогда не получаем что-то из ничего. Но это еще одно предположение о том, как технологически продвинутая ВЦ могла бы использовать возможности, заложенные в законах физики, для разработки технологий, которые кажутся почти волшебными существам нашего уровня развития.

* * *

Я лишь коснулся различных предложений по межзвездным двигательным системам. В настоящее время мы не могли бы построить ни одно из упомянутых выше устройств и использовать его для достижения звезд. С нашим нынешним уровнем технологий нам было бы почти невозможно безопасно отправить людей на Сатурн и обратно,^[123] не говоря уже о Сириусе. Существует множество проблем – экономических, политических, научных и технических, – которые мы (и, предположительно, ВЦ) должны были бы преодолеть, чтобы путешествовать к звездам. Однако примечательно количество методов, которые авторитетные ученые предложили для полетов к звездам. Методы варьируются от медленных до почти мгновенных; от проверенных до экзотических. Хотя человечество не может построить звездолет в 2014 году, что насчет 2114 года? А что насчет 3014 года? Другие цивилизации могут быть на миллионы, даже миллиарды лет старше нашей. Вероятно ли, что ни одна из них не обладает необходимыми технологическими навыками (или, если релятивистские путешествия невозможны, просто терпением) для космических путешествий?

Звезды действительно далеки. Один этот факт может объяснить, почему нас не посещали (хотя это не обязательно объясняет «Великое Молчание» – отсутствие сигналов от ВЦ – и то, почему мы не видим других свидетельств развитых цивилизаций). Однако для тех, кто оптимистично смотрит на возможности науки и техники, барьер расстояния можно преодолеть. Для этих людей размер Галактики сам по себе не объясняет парадокс Ферми.

Решение 12: У них не было времени, чтобы добраться до нас

Хватило б нам времени, хватило б пространства. Эндрю Марвелл, «Своей стыдливой возлюбленной» (перевод Г. Кружкова)

Обычная реакция, когда люди впервые слышат о парадоксе Ферми: «О, у них не было времени добраться до нас». Харт в своей влиятельной статье об отсутствии ВЦ назвал это временным объяснением парадокса.^[124]

Как мы видели в «Парадокс Ферми», Харт утверждал, что это объяснение несостоятельно, если предположить, что межзвездные путешествия возможны. Напомним, Харт рассуждал, что если ВЦ посылает колонизационные корабли к ближайшим звездам со скоростью 0,1с, и если колонии, в свою очередь, отправляют свои собственные колонизационные корабли, то эта ВЦ быстро колонизирует Галактику. Если бы корабли не делали пауз между путешествиями, то фронт колонизации пронесся бы через Галактику со скоростью 0,1с. Если бы время между путешествиями было примерно таким же, как само время путешествия (путешественники должны отдыхать, в конце концов), то фронт колонизации двигался бы со скоростью 0,05с, так что он мог бы пройти от одного конца Галактики до другого за 0,6–1,2 миллиона лет. Для простоты можно сказать, что при этих допущениях время галактической колонизации составляет 1 миллион лет.

Один миллион лет – это чрезвычайно долгое время на уровне отдельных людей; это долгое время даже на уровне целого вида млекопитающих. Но это чрезвычайно короткий срок по сравнению с общим временем, доступным для колонизации. Рассмотрим различные временные масштабы в терминах Вселенского Года. Время галактической колонизации соответствует всего 38 минутам 20 секундам – меньше половины футбольного матча. В этом масштабе времени цивилизации могли возникать с поздних весенних месяцев, и, похоже, нет никаких убедительных причин, почему первая ВЦ не могла возникнуть примерно к Первомаю. Итак, хотя первый вид, склонный и способный к межзвездным путешествиям, мог возникнуть в любое время в течение 8 месяцев между маем и декабрем, согласно Харту, временное объяснение требует от нас признать, что этот вид начал путешествовать не ранее 23:21 31 декабря. Это было бы замечательное совпадение, если бы наша цивилизация возникла так скоро после появления первой цивилизации, решившей устремиться к звездам.

Аргумент Харта убедителен, но можно оспорить ряд его допущений. Очевидная проблема – скорость фронта колонизации, которую Харт считает значительной долей скорости отдельных космических кораблей. Как указал Саган: «Рим строился не за один день, хотя его можно пересечь пешком за несколько часов». Другими словами, для города Рима скорость «фронта колонизации» была бесконечно малой долей скорости средства передвижения, использовавшегося для его «колонизации». Более конкретно, на протяжении всей истории человечества никогда не было фронта колонизации, который двигался бы со скоростью, сравнимой со скоростью отдельных транспортных средств. Почему это должно быть иначе для цивилизации, занятой колонизацией Галактики?

Харт рассчитал время колонизации Галактики, просто разделив диаметр Галактики на предполагаемую скорость путешествия. С момента публикации статьи Харта несколько авторов разработали^[125] более сложные компьютерные модели галактической колонизации и тем самым пришли к более правдоподобным временам колонизации. Эрик Джонс проанализировал модель, в которой колонизация была обусловлена ростом населения. Он предположил темп роста населения 0,03 в год и уровень эмиграции 0,0003 в год (что соответствовало уровню эмиграции из Европы во время колонизации Северной Америки в XVIII веке). Его модель показала, что при этих допущениях одна космическая ВЦ могла бы колонизировать Галактику за 5 миллионов лет. В последующих анализах он предложил предпочтительное время колонизации 60 миллионов лет, хотя это время можно увеличить при других предположениях относительно темпов эмиграции и роста населения. Время колонизации 60 миллионов лет намного дольше, чем у Харта, но оно все еще слишком короткое, чтобы допустить временное объяснение парадокса Ферми. В человеческом масштабе процесс, занимающий 60 миллионов лет, даже не ледниково медленный, но в космическом масштабе волна колонизации движется как внезапное наводнение по Галактике.

Однако сам Джонс сделал предположения, которые можно оспорить. Например, Ньюман и Саган утверждали, что галактическая колонизация никак не может быть обусловлена потребностями роста населения.^[126] Посмотрите на человечество. За последнее столетие мировое население увеличилось более чем втрое. Если бы население продолжало расти такими темпами, и если бы мы хотели сохранить нынешнюю плотность населения Земли, то через несколько сотен лет фронт колонизации двигался бы со скоростью света. Как только мы достигли бы этой точки, темп роста населения должен был бы снизиться! Это крайний пример, но он демонстрирует, что ВЦ не будут основывать колонии просто как средство избежания перенаселения на родной планете. В долгосрочной перспективе они просто не могут путешествовать достаточно быстро – нельзя убежать от экспоненциального роста. Цивилизация должна сдерживать рост своего населения независимо от того, развивает ли она космические путешествия. Поэтому Ньюман и Саган смоделировали галактическую колонизацию как диффузионный процесс и применили хорошо известную математику диффузии к конкретной модели колонизации. Их результаты, казалось, показывали, что если ВЦ практикуют нулевой рост населения, то ближайшая цивилизация достигнет Земли только в том случае, если ее продолжительность жизни составит 13 миллиардов лет. Это достаточно долго, чтобы дать временное объяснение того, почему инопланетяне не здесь, – хотя это не решает вопроса, почему мы не слышали их.

Процессы диффузии В физике диффузия – это случайный молекулярный процесс, посредством которого энергия или материя перетекают из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией до достижения равномерного распределения. Например, если нагреть один конец стержня, то тепло диффундирует от горячего конца к холодному. Скорость процесса диффузии зависит от материала стержня; в металлическом стержне диффузия происходит быстро; в асбестовом стержне диффузия происходит медленно. Другой пример процесса диффузии происходит, когда вы кладете кусок сахара в чашку чая; если вы не размешиваете чай, молекулы сахара диффундируют через жидкость очень медленно. Твердое тело может даже диффундировать в другое твердое тело: если золото нанесено на медь, золото диффундирует в поверхность меди, хотя для проникновения атомов золота на сколь-нибудь значительное расстояние требуются тысячи лет.

Модель Ньюмана-Сагана, в свою очередь, подверглась критике. В их модели оказывается, что время колонизации Галактики довольно нечувствительно к скорости межзвездных путешествий. Значение имеет время, необходимое для создания планетарной колонии, которое, в свою очередь, зависит от темпов роста населения. Ньюман и Саган предполагали очень низкие темпы роста населения – темпы, которые многие считают слишком консервативными. Даже если принять их темпы роста населения, с их выводом есть проблема. Дифференциальное вращение Галактики превращает зону расширения в спираль, подобно траектории капли густых сливок, когда вы медленно размешиваете ее в чашке кофе. Учтите этот фактор, и время колонизации Галактики резко сократится. Последняя критика: даже если развитые ВЦ не движимы к экспансии демографическим давлением, разве они не стали бы исследовать Галактику из любопытства?

Тем не менее, чрезвычайно подробная модель галактической разведки^[127], сделанная Бьорком, укрепила результат Ньюмана-Сагана. Предположим, ВЦ решает исследовать Галактику следующим образом. Она отправляет 8 «хостовых» зондов, каждый из которых имеет 8 меньших зондов для использования по своему усмотрению, и дает указание зондам исследовать область Галактики, содержащую 40 000 звезд. Таким образом, хостовый зонд отправляется к целевой звезде и отправляет свои 8 меньших зондов для посещения тех звезд, которые еще не были исследованы. Малые зонды движутся со скоростью 0,1 скорости света и выполняют пролетные исследования. Если зонд обнаруживает разумную жизнь, он сообщает об этом на родную планету; если он ничего не обнаруживает, он движется к следующей неисследованной звезде. Как только зонды посетят все 40 000 звезд в списке, они возвращаются к хосту, который перемещается к новой целевой звезде, и процесс исследования начинается заново. Используя этот метод исследования, Бьорк обнаружил, что для исследования всего 4% Галактики потребуется около 300 миллионов лет. Это мучительно медленный метод исследования, и на первый взгляд он убедительно подтверждает временное объяснение парадокса. Котта и Моралес расширили модель Бьорка^[128] и пришли к аналогичному выводу. Как и во всех подобных моделях, можно оспорить некоторые лежащие в их основе предположения (и сами авторы критикуют свои модели). Есть два аспекта этих моделей, которые, по моему мнению, ставят под сомнение вывод. Во-первых, они исключают колонизацию: если ВЦ занимаются колонизацией, это изменит характер стратегии исследования. Во-вторых, они явно исключают возможность самовоспроизводящихся зондов – но обсуждение этого момента я оставлю до Решения 22.

Были проанализированы и другие модели.^[129] Например, расчет Иэна Кроуфорда предполагает, что Галактику можно колонизировать всего за 3,75 миллиона лет. Самая большая неопределенность в данных Кроуфорда – это не скорость межзвездных кораблей, а время, которое требуется колониям, чтобы утвердиться, а затем отправить свои собственные космические корабли. А Фогг, разрабатывая свой сценарий запрета, проанализировал результаты модели, в которой ВЦ возникают со скоростью 1 каждые 1000 лет, и 1 из 100 этих ВЦ пытается колонизировать Галактику. Его модель давала время для «заполнения» Галактики для разных скоростей фронта колонизации. Даже при самых пессимистичных предположениях он обнаружил, что ВЦ заполнили Галактику за 500 миллионов лет, что является коротким сроком по сравнению с возрастом Галактики и затрудняет поддержку временного объяснения парадокса. Никос Прантзос подтвердил этот вывод^[130] в анализе уравнения Дрейка и парадокса Ферми.

Эти различные модели – и мы рассмотрим больше в следующих Решениях – показывают, что мы можем спорить в обе стороны. Мы можем утверждать, что межзвездные путешествия медленны и дороги, что ВЦ не достигли нас, потому что у них не было достаточно времени, чтобы добраться до нас. Точно так же мы можем утверждать, что межзвездные путешествия быстры и дешевы для цивилизации с достаточно развитой технологией. Лично я хотел бы думать, что наши потомки придумают способы исследовать Галактику в разумные сроки. И если бы мы смогли это сделать, то и другие в прошлом смогли бы. У них были миллиарды лет, чтобы добраться до нас. Времени достаточно.

Решение 13: Подход с точки зрения теории перколяции

Все течет; ничего не пребывает. Гераклит

Модели колонизации, упомянутые в Решении 12, рассматривают парадокс с точки зрения времени, которое может потребоваться одной или нескольким ВЦ для распространения по всей Галактике. Однако можно представить себе различные типы моделей колонизации, и они могут предложить совершенно разные точки зрения. Модель, предложенная Джеффри Лэндисом, представляет интересное решение вопроса Ферми.

Лэндис основывает свою модель^[131] на трех ключевых предположениях. Во-первых, он предполагает, что межзвездные путешествия возможны, но трудны. Никаких кристаллов дилития, никаких варп-двигателей, никакого смело идущего звездолета «Энтерпрайз»; просто долгий, медленный путь к ближайшим звездам. Как мы видели, это разумное предположение: насколько нам точно известно, законы физики не запрещают межзвездные путешествия, но и не делают их легкими. Таким образом, Лэндис утверждает, что существует максимальное расстояние, на котором ВЦ может основать колонию напрямую. Например, человечество может однажды основать колонию непосредственно вокруг Тау Кита (чуть менее 12 световых лет от Земли), но может оказаться невозможным напрямую колонизировать какие-либо звезды в скоплении Гиады (150 световых лет от Земли). Любая данная ВЦ будет иметь лишь небольшое количество звезд, подходящих для колонизации и находящихся в пределах максимального расстояния путешествия от ее родной планеты. Поэтому любая данная ВЦ создаст лишь небольшое количество прямых колоний. Более отдаленные аванпосты могут быть заселены только как вторичные колонии.