Недавно в UT автор Мэтт Уильямс написал серию статей под названием « За гранью парадокса Ферми », В котором рассматриваются возможные решения одного из самых известных вопросов науки:« Где все ? » Как говорит Мэтт, существует множество гипотетических решений, но в конечном итоге может наступить день, когда мы сможем дать на него окончательный ответ.
Обсуждение того дня открывает целый ряд новых вопросов, не последним из которых является то, на что будет похожа разумная цивилизация, которую мы обнаружим? Карл Саган популяризировали представление о том, что маловероятно, что какая-либо внеземная цивилизация будет эквивалентна нашей с точки зрения технического прогресса. Он не затронул вопрос об относительном возрасте цивилизации и о том, что это может означать с точки зрения их заинтересованности в общении с нами. Теперь группа астрономов дала ответ на этот вопрос, используя один из самых недооцененных математических инструментов: статистику. Их модель дает простой ответ: любая разумная цивилизация, вероятно, старше нас и, возможно, намного старше.
Работа, возглавляемая доктором В. Дэвид Киппинг в Колумбии, подробно описано в новом бумага в Международном журнале астробиологии. Все началось с д-ра Киппинга и его соавторов, д-ра Адама Фрэнка из Института Флэтайрон и д-ра Калеба Шрафа из Университета Рочестера, которые рассматривали вопрос о том, как люди будут контактировать с цивилизацией, возраст которой составляет миллиард лет. Понимание важности этого вопроса потребует оценки вероятности существования цивилизации, возраст которой составляет миллиард лет.
На этот вопрос нелегко ответить, поскольку у нас нет прямых свидетельств существования цивилизаций, возраст которых составляет миллиард лет. Однако исторические записи предоставляют два типа аналогичных наборов данных, хотя и в гораздо меньших временных масштабах: как долго исторические цивилизации существовали. длился , и как долго сами виды последний . Авторы попытались найти статистическую модель, которая разумно соответствовала бы этим двум наборам данных. Применение этой модели к существованию внеземных цивилизаций - не слишком большой логический шаг.
Надпись, написанная на внутренней поверхности чашки линейным письмом А, шрифтом, использовавшимся минойской цивилизацией, которая вымерла тысячи лет назад и чей текст так и не был расшифрован.
Предоставлено: сэр Артур Эванс, Scripta Minoa: Письменные документы минойского Крита.
Соответственно, оба набора данных придерживаются схожей статистической модели, известной как экспоненциальное распределение. Экспоненциальные распределения очень распространены в статистике и обычно требуют только одной переменной для определения формы кривой. В этой модели все распределение описывается средней продолжительностью жизни цивилизации. Исторические данные снова оказались полезными при поиске разумных значений этого параметра, при этом наиболее подходящая средняя продолжительность жизни примерно вдвое превышает нынешний возраст нашей цивилизации.
Примеры экспоненциального распределения и то, как одна переменная (lamba /?) Может повлиять на форму кривой.
Предоставлено: Newystats / Википедия.
Доктор Киппинг и его соавторы отмечают, что это экспоненциальное распределение, хотя и является разумным моментом для того, чтобы начать рисовать некоторые детали, является упрощением того, что, скорее всего, является очень сложным вычислением. Несмотря на это упрощение, в статье можно сделать несколько очень интересных выводов.
Средний возраст любой потенциальной внеземной цивилизации - одно из таких открытий. Авторы подсчитали, что в среднем обнаруживаемая нами цивилизация будет примерно в два раза старше нашей. Одно интересное предостережение заключается в том, что они прямо не указывают, сколько лет нашей собственной цивилизации, и указывают, что математика работает независимо от того, какой возраст используется. Например, если человек определяет возраст нашей цивилизации как 12000 лет Если мы занимаемся земледелием, то вполне вероятно, что цивилизации будут продолжать заниматься сельским хозяйством обнаруживаемым образом в течение в среднем 24000 лет. Однако это не означает, что цивилизация разрушается в конце этого периода времени, это просто означает, что они больше не делают то, что использовалось для определения «цивилизации».
Согласно теории авторов, фермы будущего могут быть совсем другими и не столь заметными, что в конечном итоге приведет к концу нашей «сельскохозяйственной» цивилизации.
Предоставлено: Aleph Farms.
Другой пример показывает, как это может работать. По оценкам автора, продолжительность жизни цивилизации, излучающей радиоволны в космос, составляет всего 200 лет, что примерно вдвое превышает продолжительность жизни 100 лет что мы уже делаем это. Примерно в то же время цивилизация, использующая радио, скорее всего, начнет использовать более продвинутые технологии, которые заменяют всенаправленные радиоволны, такие как лазеры. Таким образом, хотя она и перестала существовать как «радиоизлучающая» цивилизация, ее члены все еще живы и здоровы, используя новую, несколько менее обнаруживаемую технологию.
В документе также дается некоторое дальнейшее понимание предмета этой обнаруживаемости. Еще во времена Сагана поиски внеземного разума ( УСТАНОВЛЕННЫЙ ) был сосредоточен почти исключительно на радиоволнах, потому что это была наиболее распространенная форма электромагнитных волн, которые мы, как вид, излучаем в космос. Однако по мере развития технологий мы все меньше и меньше полагаемся на радио, а это означает, что сейчас мы посылаем меньше и слабее радиопередач, чем во времена Сагана.
Согласно другому исследованию, даже если человечество обнаружит радиосигналы инопланетян, те, кто их послал, были бы давно мертвы. Предоставлено: Новости науки.
В качестве альтернативы, мы также стали более искусными в понимании других потенциальных черт технологической цивилизации. В совокупности эти функции стали известны как « техносигнатуры »И варьируются от направленных лазерных импульсов до тепловых карт экзопланет. Доктор Киппинг отмечает, что телескопы нового поколения действительно смогут обнаруживать некоторые из этих техносигнатур на близлежащих экзопланетах, что дает нам представление о потенциальных инопланетных цивилизациях, которые мы никогда не могли наблюдать раньше. Это также могло бы сделать те вопросы, которые он рассматривает в статье, гораздо более актуальными.
Видео, в котором Фрейзер обсуждает возможность использования техносигнатур.
Другой вопрос, о котором говорится в статье, - это вероятность того, что обнаруженная цивилизация либо старше, либо моложе нас. Это может иметь далеко идущие последствия для того, как или даже если мы решим инициировать первый контакт. Вывод, к которому приходит статья, увлекателен и на первый взгляд не является интуитивно очевидным.
Экспоненциальные кривые имеют большой участок площади под кривой (то есть общее количество цивилизаций) в нижней части кривой с постоянно уменьшающимся числом в более удаленном вытянутом «хвосте». По этой экспоненциальной кривой распределения примерно 60% цивилизаций, вероятно, моложе нас, а 40% - старше. На первый взгляд, это означало бы, что мы с большей вероятностью встретим цивилизацию моложе нас. Однако это не учитывает явление, известное как временное смещение.
Видео, в котором Фрейзер обсуждает потенциальные «Великие фильтры», которые могут уничтожить разумную цивилизацию.
Доктор Киппинг использует аналогию с отпуском, чтобы описать временную предвзятость. Если вы в отпуске в Доминиканской Республике, скорее всего, вы встретите кого-то, кто приедет туда на два дня или две недели? Очевидный ответ - две недели, потому что у вас больше шансов, что вы будете в отпуске одновременно с ними. То же самое и с ко-темпоральными цивилизациями. Несмотря на то, что существует больше цивилизаций, которые живут короче, чем наша, тот факт, что они живут короче, означает, что гораздо менее вероятно, что мы в конечном итоге будем существовать одновременно с ними. Как объясняет Мэтт в своей серии статей «Парадокс Ферми», это пример « Краткая гипотеза окна ». Канал Cool Worlds Youtube, которым управляет доктор Киппинг, также имеет видео объяснение этой статьи, в которой есть отличная графика, показывающая, как это временное смещение работает на практике.
Видео на Youtube Channel Cool World, ведущее автора новой статьи - доктор Дэвид Киппинг. Видео подробно рассказывает о результатах работы.
Предоставлено: канал YouTube Cool Worlds.
Этот результат является основным выводом статьи - любая обнаруженная нами цивилизация скорее будет старше нас, чем моложе. Фактически математика показывает, что существует 10% -ная вероятность того, что цивилизация, которую нам удастся найти, будет более чем в 10 раз старше нас. Если эти цивилизации будут следовать экспоненциальной кривой технологического роста, которой человечество следовало последние несколько столетий, «уму непостижимо, насколько более развитой могла бы быть такая цивилизация», - отмечает доктор Киппинг.
Он также указал, что эти статистические модели имеют наибольшее практическое влияние при рассмотрении цивилизаций с неоднозначными техническими возможностями. Если цивилизация заметно более развита, чем мы, например, та, которая может построить рой Дайсона, не будет особых сомнений в том, каковы их технологические возможности по сравнению с нашими. Однако, если нам удастся обнаружить остров тепла на ближайшей экзопланете, он может представлять цивилизацию, которая только выходит из каменного века, или цивилизацию, которая уже разработала полноценный ИИ.
Поиски внеземного разума (SETI) слушают радиосигналы от других цивилизаций. На этом изображении радиотелескопы в массиве телескопов Аллена (ATA) SETI усердно работают с Млечным путем на заднем плане. Кредит изображения: SETI
Истинный результат этих статистических моделей - показать, что, скорее всего, любая цивилизация, которую мы сможем обнаружить, будет старше нас. Тем, кто заинтересован в размышлениях о том, будем ли мы взаимодействовать с любой обнаруживаемой цивилизацией и как, должны помнить об этом. И если когда-нибудь нам удастся обнаружить неопровержимые доказательства существования другой цивилизации, мы сможем добавить еще одну точку данных к модели, разработанной авторами, и посмотреть, насколько она верна.
Учить больше:
Международный журнал астробиологии - Неравенство контактов: первый контакт, скорее всего, будет с более старой цивилизацией
Крутые миры - Почему мы можем быть окружены более древними инопланетными цивилизациями