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Vor nicht allzu langer Zeit wurde auf unserer Ressource "" ein Material namens "" veröffentlicht, das die Frage nach der Existenz außerirdischer intelligenter Zivilisationen im Universum aufwarf. Aber wenn dort diese Möglichkeit selbst in Frage gestellt wurde, dann betrachten wir hier eine Formel, die oft als Widerlegung des oben genannten Paradoxons dient. Diese Formel wird Drake-Gleichung genannt.
Einige allgemeine Informationen
Es lohnt sich, damit zu beginnen, dass es ein spezielles Projekt unter dem allgemeinen Namen „SETI“ (eine Abkürzung für Search for Extraterrestrial Intelligence) gibt, das verschiedene Projekte und Aktivitäten umfasst, die darauf abzielen, nach außerirdischen Zivilisationen zu suchen und mit ihnen Kontakt aufzunehmen. Das Projekt existiert seit mehreren Jahrzehnten (seit 1959), fast seit dem Moment, als der amerikanische Astronom Frank Drake sein erstes Experiment durchführte. Die Suche nach „SETI“ basiert auf dem Abhören von Radiowellen, die andere Zivilisationen aus den Tiefen des Weltraums senden können. Drake selbst hielt dies schon damals für einen Indikator für eine High-Tech-Gesellschaft sowie für das akzeptabelste und vernünftigste Mittel zur Suche nach außerirdischen Lebensformen.
Die Wahrscheinlichkeit, ein Signal in einer Entfernung von mehr als 500 Lichtjahren zu entdecken, ist praktisch Null, d.h. 500 Lichtjahre ist die Grenze innerhalb dessen Radius moderne Technologien kann überhaupt kein Funksignal finden. Daraus folgt, dass die sogenannte „Große Stille“, die ständig von Radioteleskopen erfasst wird, noch nicht bedeutet, dass ein weiteres Leben im Universum nicht möglich ist. Und eine höhere Chance, etwas mit weniger solider Gewissheit zu behaupten, kann sich nur ergeben, wenn die "Empfänger" der Erde die Signalempfangsreichweite um mindestens weitere 900 Lichtjahre erhöhen können.
Mitte des letzten Jahrhunderts hatte die Menschheit noch weniger Daten zu diesem Thema. Allerdings schon zu dem Zeitpunkt, als Sowjetischer Kosmonaut Juri Gagarin umkreiste als erster Mensch die Erde (1961), Frank Drake entwickelte eine eigene Gleichung, die es ermöglicht, die Anzahl der möglichen ungefähr abzuschätzen fremde Zivilisationen in unserer Galaxie, genannt Milchstraße. Diese Gleichung basiert auf Verfahren zur Detektion elektromagnetischer Pulse.
Drake-Gleichung
Die Drake-Gleichung wird wie folgt formuliert:
N = R * Fp * Ne * Fl * Fi * Fc * L, wobei:
N ist die Anzahl intelligenter Zivilisationen, die bereit sind, Kontakt aufzunehmen
R ist die Anzahl der Sterne, die während des Jahres in der Milchstraße erscheinen
Fp ist der Prozentsatz der Sterne, die Planeten in ihren Umlaufbahnen haben
Ne - die durchschnittliche Anzahl von Planeten und ihren Satelliten, deren Bedingungen für die Entstehung des Lebens geeignet sind
Fl ist die Wahrscheinlichkeit, dass Leben auf einem geeigneten Planeten erscheint
Fi ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens intelligenter Lebensformen auf Planeten, auf denen überhaupt Leben möglich ist
Fc - das Verhältnis der Anzahl der Planeten, auf denen intelligente Lebensformen kontaktfähig sind und danach suchen, zur Anzahl der Planeten, auf denen es überhaupt intelligente Lebensformen gibt
L ist die Zeit, in der intelligentes Leben existiert, Kontakt aufnehmen kann und möchte
Analyse der Drake-Gleichung
Betrachtet man die Drake-Gleichung, so wird deutlich, dass der Wert von N nicht genau bestimmt werden kann. Darüber hinaus werden die Schätzungen aller Größen immer abstrakter, wenn Sie sich von links nach rechts durch die Gleichung bewegen. Diese Gleichung sollte jedoch nicht nur anhand von Zahlen bewertet werden. Einige Forscher sind davon überzeugt angegebene Formel es gibt nur einen Weg einer Organisation menschlicher Unwissenheit. Und wenn wir die Hypothese der Existenz außerirdischer Intelligenz aus rein mathematischer Sicht betrachten, dann ist die Möglichkeit, eine Antwort auf die Frage nach der Anzahl außerirdischer Zivilisationen zu erhalten, erheblich begrenzt. Der Wert von L ist der wichtigste in der ganzen Gleichung. Eine Person kann nicht wissen, wie lange eine technologisch fortgeschrittene Zivilisation bestehen kann. Und selbst wenn wir davon ausgehen, dass es nur eine außerirdische Zivilisation gibt und die seit Milliarden von Jahren oder sogar seit Ewigkeiten existiert, reicht dies aus, um N und L in der Gleichung gleichzusetzen.
Aber nach außerirdischer Intelligenz nur durch Abhören von Radiowellen zu suchen, wäre falsch. Dank der Entwicklung der Astrobiologie und Kosmologie hat sich die menschliche Wahrnehmung des Kosmos und der Entwicklung anderer Lebensformen dramatisch verändert. Zu Beginn der Existenz von SETI prognostizierten seine Spezialisten die schnelle Entwicklung der terrestrischen Funktechnologien und das Wachstum des Funkaustauschs, aber die Punkt-zu-Dash-zu-Punkt-Verbindung verblasste vor dem Hintergrund von Satelliten, die ihre Signale zur Erde senden , und der Schwerpunkt in der Telekommunikation verlagerte sich von Funk auf Glasfaser für den Internetverkehr und Kabelfernsehen, was bedeutet, dass es für mindestens weitere hundert Jahre keine ernsthaften Funksignale von der Erde geben wird.
Ein weiterer Schwachpunkt der Formel ist die Anzahl der Planeten, auf denen sich intelligente Lebensformen entwickeln können. Vermutlich sollte ihre Zahl in unserer Galaxie innerhalb von 10.000 liegen. Aber zum jetzigen Zeitpunkt gibt es keine Hinweise darauf, dass es irgendein grundlegendes Prinzip gibt, das die Ursubstanz auf den Entwicklungsweg lenken könnte Homo sapiens. Und diese Frage wird unbeantwortet bleiben, bis auf mindestens einem Planeten im Sonnensystem die Bestätigung des Lebens gefunden wird.
Die Drake-Gleichung berücksichtigt unter anderem Indikatoren wie das Alter der Galaxie selbst und chemisch-mechanische Parameter nicht, beispielsweise das Vorhandensein bestimmter Elemente, die für die Bildung von Planeten und die Entstehung von Leben erforderlich sind. Nach Ansicht einiger Experten impliziert die Drake-Gleichung kein Universum, das sich ständig in Dynamik befindet, sondern eine besondere kosmologische Konstanz.
Die Formel enthält eine ungefähre Anzahl erdähnlicher Planeten, liefert jedoch keine Schätzung, wann intelligente Lebensformen auf diesen Planeten erscheinen. Das enorme Alter unserer Galaxie und die Wahrscheinlichkeit, dass intelligentes Leben auf ihren Planeten sowohl vor 2 als auch vor 4,5 Milliarden Jahren vorhanden gewesen sein könnte, aber bereits ausgestorben sein könnte, lässt praktisch keinen Raum für die Detektion von Radiowellen.
Bis heute haben Astronomen etwa 2.000 extrasolare Planeten gefunden. Und die Gesamtzahl von Sternen wie der Sonne kann über 40 % betragen. Aber viele Planeten sind zu groß und befinden sich in Umlaufbahnen sehr nahe an „ihren“ Sternen. Diese Planeten werden "heiße Jupiter" genannt. Wenn die Suchmethoden verbessert werden, wird es den Prognosen der Wissenschaftler zufolge jedoch möglich sein, kleinere Planeten mit geeigneteren Bahneigenschaften zu finden. Außerdem konnte in den letzten zwanzig Jahren der Forschung herausgefunden werden, dass es in der Milchstraße Milliarden von Planeten geben kann, auf denen Leben möglich ist, das beispielsweise unter extremen Bedingungen mit einem erhöhten Gehalt an Kohlendioxid, in Tiefen bis zu 10.000 Metern und sogar in Schwefelsäure.
Aber trotz der „Fehler“ beeinflusste Drakes Gleichung das Denken der Menschen stark. Hauptsächlich diente es als Ausgangspunkt für die Entstehung der astrobiologischen Wissenschaft. Der bedeutende amerikanische Astrophysiker Carl Sagan lobte die Tatsache, dass die Gleichung einen hohen Prozentsatz an Erkennung von intelligentem außerirdischem Leben zeigte. Und vor nicht allzu langer Zeit, im Jahr 2010, veröffentlichte der italienische Astronom Claudio Maccone seine Version der Drake-Gleichung – die statistische Drake-Gleichung, die komplexer, aber auch zuverlässiger ist. Unter Verwendung der neuen Formel konnte McConne bestimmen, dass 4.590 außerirdische Zivilisationen allein innerhalb der Milchstraße existieren könnten, was mehr als 1.000 mehr ist als die Zahl, die in der klassischen Version der Gleichung erhalten wurde. Darüber hinaus zeigte die neue Formel, dass zusätzlich zu menschliche Zivilisation es kann bis zu 15.785 andere mit Hochtechnologie geben.
Aber selbst wenn die verschiedenen galaktischen Gemeinschaften die gleiche Entfernung voneinander hätten, wäre ihr Durchschnittswert 28.845 Lichtjahre, was jeden Kontakt zwischen diesen Gemeinschaften unmöglich macht, selbst wenn er mit Hilfe von sich bewegender elektromagnetischer Strahlung durchgeführt würde eine Geschwindigkeit Sveta. Und selbst wenn eine solche Anzahl von Zivilisationen existieren würde, würde die interstellare Kommunikation zwischen ihnen sehr ernsthafte technologische Probleme erfahren.
Tatsächlich wird die Drake-Gleichung gewissenhaft und detailliert untersucht, und ohne ein Experte auf dem betreffenden Gebiet zu sein, ist es ziemlich schwierig, wirklich zu verstehen, was was ist. Unser Ziel war aber keineswegs eine erschöpfende Erklärung der Gleichung, sondern lediglich ein Hinweis darauf, dass Wissenschaftler weltweit die Frage nach der Existenz außerirdischer Intelligenz mehr als ernst nehmen und das aus sehr guten Gründen.
Gibt es einen solchen Strand irgendwo auf der Erde? Die Antwort auf diese Frage liefert die Drake-Gleichung.
Die Drake-Gleichung ist eine Formel, die entwickelt wurde, um die Anzahl der außerirdischen Zivilisationen herauszufinden, mit denen Menschen in Kontakt kommen können. Es wurde 1960 vom Astrophysiker Frank Drake entwickelt, um die wissenschaftliche Natur von SETI, der Suche nach außerirdischer Intelligenz, zu rechtfertigen.
Was ist der Sinn?
Die Aufgabe der Formel besteht darin, die Zahl N zu finden - die Zahl der Zivilisationen, die miteinander in Kontakt treten können. Es wird durch Multiplikation von sechs Hauptfaktoren erhalten:
- R ist die Anzahl der pro Jahr geborenen Sterne (10, im Folgenden basierend auf Drakes eigenen Schätzungen).
- fp ist der Anteil der Sterne mit Planeten. (0,5)
- Ne ist die Anzahl der bewohnbaren Planeten in einem Stern. (2)
- f l - die Chance des Auftretens von Leben unter günstigen Bedingungen. (1 - wenn es Bedingungen gibt, wird das Leben definitiv erscheinen)
- f c - das Verhältnis der Anzahl der Planeten, auf denen es Bewohner gibt, die Kontakt suchen, zur Anzahl der Planeten, auf denen es einfach Leben gibt. (0,01 oder 1 Prozent)
- fi - die Chance, dass intelligentes Leben entsteht, wo Leben einfach existiert. (0,01)
- L ist die Existenzperiode des entwickelten Lebens, das in interplanetaren Kontakt treten möchte (10.000 Jahre).
Das Endergebnis laut Drake ist 10. Bis zu zehn außerirdische Gesellschaften, die sich mit uns in Verbindung setzen können! Aber warum schweigen sie dann?
Während der Konferenz in der Stadt Green Bank in Virginia, USA, die 1961 stattfand, kam es zu einem Streit zwischen wissenschaftlichen Teilnehmern, Astronomen und Astrophysikern über das Thema des Berichts der Physiker Philip Morrison (geb. 1915) und Giuseppe Cocconi (Jahrgang 1914) . Es diskutierte die Möglichkeit von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt, die gerade begonnen hatten, in eine ernsthafte Ebene des Empfangs und der Dekodierung von Funksignalen einzudringen, durch Radioteleskope eine Nachricht zu empfangen und mit Zivilisationen anderer Welten in der Galaxie Kontakt aufzunehmen. Es wurde auch darüber nachgedacht, dass, wenn solche intelligenten außerirdischen Zivilisationen existieren, sie höchstwahrscheinlich bereits Signale senden und für den Kontakt mit Erdbewohnern bereit sein könnten. Es ist lediglich erforderlich, diese Signale zu empfangen und qualitativ zu entschlüsseln. Darüber hinaus wurde während der Konferenz ein Problem gestellt: Wie kann man die Anzahl solcher intelligenter Zivilisationen berechnen, die bereit sind, mit uns Kontakt aufzunehmen?
Buchstäblich am nächsten Tag (nämlich in der Nacht vom 1. auf den 2. November), nachdem diese Frage gestellt wurde, empfahl der amerikanische Radioastronom Frank Drake die Verwendung die folgende Formel zur Berechnung der Anzahl außerirdischer Zivilisationen (VC, auch bekannt als N)
N = R?P?Ne?L?C?T?L, wobei:
- R ist die Anzahl der Sterne, die jedes Jahr im Universum entstehen;
- P ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Stern ein Planetensystem hat;
- Ne - die Wahrscheinlichkeit, dass es zwischen diesen Planeten einen gibt, auf dem die Chance auf die Geburt von Leben besteht;
- L ist die Möglichkeit, dass auf einem solchen Planeten tatsächlich Leben entstehen kann;
- F ist die Wahrscheinlichkeit des Entstehens intelligenter Lebensformen auf dem Planeten;
- C - die reale Wahrscheinlichkeit, dass das Leben, das auf dem angegebenen Planeten entstanden ist, einen sich technologisch entwickelnden Weg gewählt hat, dass es über die Mittel verfügt, mit denen es durch Signale im Weltraum kommunizieren kann, und bereit ist, mit anderen Welten in Kontakt zu treten;
- T ist die durchschnittliche Standardzeit, während der eine Zivilisation, die Kontakt zu anderen Welten aufnehmen möchte, ständig Funksignale aussendet, in der Hoffnung, mit der EG zu kommunizieren.
N = N*?P?Ne?L?F?C?T/Tg, wobei:
- N* ist die Anzahl aller stellaren Objekte in unserer Galaxie;
- Tg ist die Lebensdauer unserer Galaxie.
- R ist die Anzahl der Sterne gleich 10, die jedes Jahr geöffnet werden;
- P - es wird angenommen, dass die Hälfte der Sternobjekte Planeten haben;
- Ne - festgestellt, dass nur zwei planetare Objekte Leben haben können;
- L - entspricht 1, wenn die Bedingungen dies zulassen, wird definitiv Leben auf dem Planeten entstehen;
- F ist nur ein Hundertstel der Wahrscheinlichkeit, dass das Leben auf dem Planeten intelligent sein wird;
- C - nur 1% Intelligente Welten die bereit sind und Wünsche nach Kontakt mit anderen Welten äußern;
- T - ein Indikator für 10.000 Jahre (eine Zivilisation, die die technologische Entwicklung anführt, lebt etwa 10.000 Jahre).
Während der Durchführung der oben genannten Konferenz konnte jedoch nur die Anzahl der Sterne bekannt sein, die sich von Jahr zu Jahr bilden können, dh die Variable R. Bezüglich anderer Parameter in dieser Formel, zum Beispiel Ne (die Anzahl der terrestrischen Planeten), ist es sehr zweideutig . Wenn wir unser Sonnensystem zugrunde legen, dann können wir darin sowohl den Singular Ne (unsere Erde) als auch den Plural (zum Beispiel die fünf Planeten unseres Systems, wie Venus, Erde und Mars, und jeden großen) wählen Trabant der Riesenplaneten Jupiter oder Saturn) Weltraumobjekte mit Eigenschaften und Beschreibung der Planeten.
Wenn wir Prognosen mit einer optimistischen Zukunft treffen, dann ist unsere Galaxie einfach vollgestopft mit Welten, die eine ausreichende technologische Entwicklung (N) aufweisen, und unsere Zivilisation ist im Vergleich dazu nur ein junges und unerfahrenes Geschöpf. Dank dessen wurden die Nachrichten sofort zu einem zugänglichen Massenmedium, und dann wurde die Idee geformt und in den Köpfen aller Menschen verankert, dass die terrestrische Zivilisation nicht die einzige im Universum ist und außerirdische Intelligenz existiert.
Mit der Zeit entfernt sich jedoch die optimistische Prognose, die die Drake-Formel hervorgebracht hat, sehr weit. Nehmen wir als Beispiel das Sonnensystem, dann ist die mögliche Entstehung von Leben auf Planeten sehr unwahrscheinlich, und wenn doch, dann nur unter einer riesigen Schicht Ozeaneis auf dem Saturnmond Europa. Seit 1961 (dem Jahr der Green Bank Conference) haben terrestrische Astronomen mehrere Planetensysteme um Sterne herum entdeckt, die seit langem bekannt sind, aber leider sehr vage unserem eigenen, dem Sonnensystem, ähneln. Da ihre planetarischen Objekte Umlaufbahnen in Form stark verlängerter Ellipsen mit einer sehr großen Exzentrizität (dem Grad der Abweichung vom Kreis numerisches Merkmal kanonischer Abschnitt). Das heißt, die Temperaturindikatoren, die im Laufe des Jahres auf diesen Planeten auftreten, weisen einen sehr großen Unterschied auf und sind nicht für die Entwicklung von Proteinleben auf diesen Planeten geeignet.
Es wurde auch festgestellt, dass die notwendigen Indikatoren, die die Fähigkeit charakterisieren, Wasser auf seiner Oberfläche für einen Körper, der als Planet betrachtet wird, für einen riesigen Zeitraum (der in Milliarden von Jahren berechnet wird), ohne dessen Verdunstung und (oder ) Einfrieren sind ziemlich groß. Und bisher entspricht ihnen nur unsere Erde, da solche planetarischen Objekte nicht mehr gefunden wurden. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass der Radius des Körpers, wenn er bestimmten Parametern nicht einmal um einige Hundertstel entspricht, kein Leben auf dem Planeten entstehen oder zerstört wird.
1981 überdachten Astronomen die Drake-Formel, die auf die damalige wissenschaftliche Forschung und Entdeckungen anwendbar war. Der Wert von N wurde berechnet, in ungefähren Berechnungen gleich 0,003. Das heißt, 3 von tausend (oder eines von 300) Sternhaufensystemen sollten eine Zivilisation haben, die eine ziemlich entwickelte technogene Basis hat und den Wunsch nach Kommunikation zum Ausdruck bringt. Das heißt, nach den Berechnungen beträgt der Prozentsatz der Erkennung einer solchen Zivilisation 1:300.
Seitdem wurden keine Fortschritte erzielt, um diese Zahl zu erhöhen. Es gibt viel Kritik an dieser Formel, die kein genaues Ergebnis liefern kann, aber ihre Überlegung hat zur Entwicklung und Bereitstellung von Mitteln (mehrere Millionen Dollar) für die Förderung der Astronomie und vieler Naturwissenschaften (Biologie, Geologie usw. ) und auch speziell VC-Suchprogramme. Obwohl nach dieser Formel zwei Variablen genau ersetzt werden können:
- R - also die Anzahl der Sterne, die pro Jahr im Universum gebildet werden und die bestimmt werden können;
- P ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Stern ein Planetensystem hat.
Geschichte
Drake formulierte die Gleichung 1960, als er sich auf die Telefonkonferenz der Green Bank vorbereitete. Diese Konferenz prägte das Programm
Die Gleichung wird auch oft als Green-Bank-Gleichung bezeichnet, da sie hier erstmals eingeführt wurde. Als Drake auf diese Formel kam, erwartete er nicht, dass sie den Anhängern von Carl Sagan, einem bekannten Unterstützer, als Argument dienen würde. Ein verwandtes Argument ist der Große Filter, der behauptet, dass die Abwesenheit von beobachtbaren Zivilisationen zur Verfügung gestellt wird riesige Menge beobachtete Sterne erklärt sich dadurch, dass es einen bestimmten Filter gibt, der Kontakte verhindert.
Die Hauptbedeutung der Gleichung ist also die Reduzierung der großen Frage nach der Anzahl intelligenter Zivilisationen auf sieben kleinere Probleme.
Historische Parameterschätzungen
Zu den meisten Parametern gibt es viele Meinungen, hier sind die von Drake im Jahr 1961 verwendeten Zahlen:
- R= 10/Jahr (pro Jahr werden 10 Sterne gebildet)
- f p = 0,5 (die Hälfte der Sterne hat Planeten)
- n e = 2 (im Durchschnitt sind zwei Planeten im System bewohnbar)
- f l = 1 (wenn Leben möglich ist, wird es auf jeden Fall eintreten)
- f i = 0,01 (1% Chance, dass sich das Leben zu einem vernünftigen entwickelt)
- f c = 0,01 (1 % der Zivilisationen können und wollen Kontakt aufnehmen)
- L= 10.000 Jahre (technologisch fortgeschrittene Zivilisation existiert seit 10.000 Jahren)
Die Drake-Gleichung gibt N= 10 × 0,5 × 2 × 1 × 0,01 × 0,01 × 10000 = 10.
Wert R bestimmt aus astronomischen Messungen und ist die am wenigsten diskutierte Größe; f p ist weniger definiert, verursacht aber auch nicht viel Diskussion. Verlässlichkeit n e war ziemlich hoch, aber nach der Entdeckung zahlreicher Gasriesen in Umlaufbahnen mit kleinem Radius, die für das Leben ungeeignet sind, kamen Zweifel auf. Außerdem sind viele Sterne in unserer Galaxie Rote Zwerge, die harte Röntgenstrahlen aussenden, die Simulationen zufolge sogar die Atmosphäre zerstören können. Auch die Möglichkeit der Existenz von Leben auf den Satelliten von Riesenplaneten, wie Jupiter Europa oder Saturnian Titan, wurde nicht untersucht).
Abhängig von den getroffenen Annahmen N fällt oft viel größer als 1 aus. Genau solche Schätzungen dienten als Motivation für die Bewegung
Einige Ergebnisse für verschiedene Annahmen:
R= 10/Jahr, f p = 0,5, n e = 2, f l = 1, f ich = 0,01, f c = 0,01 und L= 50.000 Jahre N= 10 × 0,5 × 2 × 1 × 0,01 × 0,01 × 50.000 = 50 (zu jeder Zeit gibt es etwa 50 kontaktfähige Zivilisationen)Pessimistische Einschätzungen argumentieren jedoch, dass sich das Leben selten zu einem vernünftigen entwickelt, und fortgeschrittene Zivilisationen lebe nicht lange
R= 10/Jahr, f p = 0,5, n e = 2, f l = 1, f ich = 0,001, f c = 0,01 und L= 500 Jahre N= 10 × 0,5 × 2 × 1 × 0,001 × 0,01 × 500 = 0,05 (wir sind höchstwahrscheinlich einsam)Optimistische Schätzungen behaupten, dass 10% Kontakt aufnehmen können und wollen, und gleichzeitig bis zu 100.000 Jahre bestehen:
R= 20/Jahr, f p = 0,1, n e = 0,5, f l = 1, f ich = 0,5, f c = 0,1 und L= 100.000 Jahre N= 20 x 0,1 x 0,5 x 1 x 0,5 x 0,1 x 100.000 = 5.000Zeitgenössische Schätzungen
Dieser Abschnitt enthält die bisher zuverlässigsten Parameterwerte.
R = Sternentstehungsrate
Von Drake mit 10/Jahr bewertet. Die neuesten Ergebnisse der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation geben einen Wert von 7 pro Jahr an.
f p= Anteil der Sterne mit Planetensystemen
Bewertet von Drake mit 0,5. Jüngsten Studien zufolge haben mindestens 30 % der sonnenähnlichen Sterne Planeten, und das nur angesichts dessen große Planeten, kann diese Schätzung als unterschätzt angesehen werden. Infrarotstudien von Staubscheiben um junge Sterne deuten darauf hin, dass 20-60 % der sonnenähnlichen Sterne erdähnliche Planeten bilden können.
n e= Durchschnittliche Anzahl geeigneter Planeten oder Satelliten in einem System
Drakes Punktzahl ist eine 2. Marcy stellt fest, dass die meisten der entdeckten Planeten stark exzentrische Umlaufbahnen haben oder zu nahe am Stern vorbeiziehen. Es sind jedoch Systeme bekannt, die einen sonnenähnlichen Stern und Planeten mit günstigen Umlaufbahnen haben (HD 70642, HD 154345 oder Gliese 849). Es ist wahrscheinlich, dass sie erdähnliche Planeten in einer bewohnbaren Region haben, die aufgrund ihrer geringen Größe nicht entdeckt wurden. Es wird auch argumentiert, dass ein sonnenähnlicher Stern oder ein erdähnlicher Planet nicht erforderlich ist, damit Leben entstehen kann – Gliese 581d könnte auch bewohnbar sein. Obwohl etwa 200 Planetensysteme bekannt sind, gibt es nur diese n e> 0,005 . Selbst für einen Planeten in der bewohnbaren Zone kann die Entstehung von Leben aufgrund des Mangels an Leben unmöglich sein chemische Elemente. Außerdem gibt es die einzigartige Erdhypothese, die besagt, dass die Kombination aller notwendigen Faktoren äußerst unwahrscheinlich ist und die Erde in dieser Hinsicht möglicherweise einzigartig ist. Dann n e gilt als extrem klein.
f l = Wahrscheinlichkeit des Lebens unter den richtigen Bedingungen
Bewertet von Drake mit 1. Im Jahr 2002 bewerteten Charles Lineweaver und Tamara Davis f l als > 0,13 für Planeten mit mehr als einer Milliarde Jahren Geschichte, basierend auf Erdstatistiken. Lineweaver stellte außerdem fest, dass etwa 10 % der Sterne in der Galaxie bewohnbar sind schwere Elemente, Entfernungen von Supernovae und haben eine recht stabile Struktur.
f ich = Die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung vor der Entstehung von Intelligenz
Von Drake mit 0,01 bewertet.
f c= Prozentsatz der Zivilisationen, die die Fähigkeit und den Wunsch haben, Kontakt aufzunehmen.
Von Drake mit 0,01 bewertet.
L = Die Lebenserwartung einer Zivilisation, während der sie versucht, Kontakt aufzunehmen.
Drakes Schätzung liegt bei 10.000 Jahren. In einem Artikel in Wissenschaftlicher Amerikaner, Michael Schemmer bewertet L in 420 Jahren, basierend auf dem Beispiel von sechzig historischen Zivilisationen. Unter Verwendung von Statistiken "moderner" Zivilisationen erhielt er 304 Jahre. Der Untergang von Zivilisationen ist jedoch in der Regel nicht mit einem vollständigen Technologieverlust einhergegangen, was eine separate Betrachtung im Sinne der Drake-Gleichung ausschließen würde. Gleichzeitig erlaubt uns der Mangel an Methoden der interstellaren Kommunikation auch, diese Periode für Null zu erklären. Wert L kann von der Gründung der Radioastronomie im Jahr 1938 bis heute gezählt werden. 2008 also L nicht weniger als 70 Jahre alt. Eine solche Schätzung ist jedoch bedeutungslos – 70 Jahre sind das Minimum, in Ermangelung jeglicher Vermutungen über das Maximum. 10.000 Jahre ist immer noch der beliebteste Wert. R= 7/Jahr, f p = 0,5, n e = 2, f l = 0,33, f ich = 0,01, f c = 0,01 und L= 10000 Jahre
Wir bekommen:
N= 7 × 0,5 × 2 × 0,33 × 0,01 × 0,01 × 10000 = 2,3Kritik
Da bisher nur ein Planet bekannt ist, der intelligentes Leben unterstützt, werden die meisten Parameter in der Drake-Gleichung auf der Grundlage von Annahmen bestimmt. Das Vorhandensein von Leben auf der Erde macht jedoch die Hypothese der Existenz außerirdischen Lebens zumindest möglich, wenn nicht sogar wahrscheinlich. Im Jahr 2003 erklärte der Science-Fiction-Autor Michael Crichton in einem Vortrag am Caltech: „Um genau zu sein, die Drake-Gleichung ist absolut bedeutungslos und hat nichts mit Wissenschaft zu tun. Ich bin der Ansicht, dass Wissenschaft nur überprüfbare Hypothesen aufstellen kann. Die Drake-Gleichung kann nicht getestet werden und daher kann ich SETI nicht zuschreiben, dass es wie eine Religion ist, es kann nicht widerlegt werden."
Wir stellen auch fest, dass die Lichtjahre von der Sonne entfernten Experimente eine Zivilisation sind, die einen bestimmten Teil des Funkbereichs für die Kommunikation nutzt.“
Eine Antwort auf die Kritik an der Drake-Gleichung ist, dass die Gleichung, obwohl sie keine genauen Zahlen angibt, dennoch ernsthafte Diskussionen über Astrophysik, Biologie und Geologie provozierte und es ermöglichte, erhebliche Mittel für die Entwicklung der Astronomie bereitzustellen, wobei die Aufmerksamkeit auf das Praktische gerichtet wurde Aspekte der Suche.
Alexander L. Zaitsev machte darauf aufmerksam, dass Kontaktaufnahme und Kontaktaufnahme zwei verschiedene Dinge seien. Die Menschheit ist in der Lage, ein Funksignal von nahen Sternen zu empfangen, aber sie unternimmt nicht regelmäßig gezielte Versuche, ihre Botschaften zu übermitteln. Zaitsev schlug vor, den METI-Faktor (METI-Koeffizient) einzuführen, der den Anteil der Zivilisationen bestimmt, die gezielt Signale senden.
Drake-Gleichung in der Kultur
- Die Drake-Gleichung wird in Episode 20 der zweiten Staffel der amerikanischen Comedyserie The Big Bang Theory von Howard Wolowitz erwähnt, um zu beweisen, dass ihre Firma die Chance hat, Mädchen in einer Bar zu treffen.
- Es gibt Erwähnungen von ihm im berühmten Comicbuch http://www.xkcd.ru/384/
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Anmerkung:
Dieser Artikel zeigt auf neue Weise die Frage der Suche nach außerirdischen Zivilisationen. Verallgemeinert das Fermi-Paradoxon und die Drake-Gleichung mit moderne Forschung NASA über das Kepler-Teleskop und die Theorie von Adam Frank, Woodruff Sullivan. Der Artikel zeigt die Beziehung zwischen dem Entwicklungsgrad der Zivilisation und dem Vorhandensein von Radiowellen, die sie erzeugt. Der Grundgedanke- auf der bestimmten Stufe Die Entwicklung einer vernünftigen Zivilisation muss notwendigerweise Funkkommunikation nutzen. Der Artikel drückt die Idee aus, dass früher oder später lebende Materie auf alle Exoplaneten fallen und sich dort entwickeln wird, wo geeignete Bedingungen gegeben sind. Der Artikel schätzt die Anzahl der Sternensysteme in unserer 4 Milliarden Jahre alten Galaxie, die Exoplaneten haben, und gibt auch eine ungefähre Anzahl intelligenter Zivilisationen an, die in unserer Galaxie vorhanden sind. Der Beweis für die Existenz von Zivilisationen in unserer Galaxie wird erbracht. Das SETI-Suchproblem wird auf neue Weise dargestellt.
Dieser Artikel zeigt in neuer Form die Suche nach außerirdischen Zivilisationen. Fasst das Fermi-Paradoxon und die Drake-Gleichung mit moderner NASA-Forschung am Kepler-Teleskop und der Theorie von Adam Frank, Woodruff Sullivan zusammen. Der Artikel zeigt die Beziehung zwischen dem Entwicklungsgrad der Zivilisation und dem Vorhandensein von Radiowellen, die sie erzeugt. Die Hauptidee - in einem bestimmten Entwicklungsstadium muss eine vernünftige Zivilisation Funkkommunikation verwenden. Der Artikel drückt die Idee aus, dass lebende Materie früher oder später auf allen Exoplaneten landen und sich dort entwickeln wird, wo geeignete Bedingungen gegeben sind. Der Artikel schätzt die Anzahl der 4 Milliarden Jahre alten Sternensysteme in unserer Galaxie, auf denen es exotische Planeten gibt, sowie eine ungefähre Anzahl intelligenter Zivilisationen, die in unserer Galaxie vorhanden sind. Der Beweis für die Existenz von Zivilisationen in unserer Galaxie ist gegeben. Das SETI-Suchproblem wird in neuer Form dargestellt.
Stichworte:
Platz; Zeit; Geschwindigkeit; Funksignale; Zivilisation; Evolution; Galaxis
Platz; Zeit; Geschwindigkeit; Funksignale; Zivilisation; Evolution; Galaxis
UDC 52-54
EINLEITUNG
Nachdem ein Mensch die gigantischen Dimensionen des Universums und die Zeit seiner Existenz erfasst hatte, dachte er unwillkürlich: Gibt es in seinen Weiten Kreaturen, die uns ähnlich sind?
Und die Menschheit begann, unter Nutzung der neuesten Errungenschaften der Wissenschaft, intensiv nach anderen Zivilisationen zu suchen. Obwohl die Menschen in der Antike über die Suche nach Brüdern nachgedacht haben, haben wir vor kurzem begonnen, die Wissenschaft zu nutzen, um dieses Problem zu lösen.
Betrachten Sie das Problem der Suche nach außerirdischen Zivilisationen von den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts bis heute und fassen Sie die Forschung moderner Wissenschaftler, dh das Fermi-Paradoxon und die Drake-Gleichung, mit der modernen NASA-Forschung am Kepler-Teleskop und der Theorie von Adam zusammen Frank, Waldmeister Sullivan.
Das Fermi-Paradoxon und die Drake-Gleichung. klassische Theorie
Fermi-Paradoxon - das Fehlen sichtbarer Spuren der Aktivität außerirdischer Zivilisationen, die sich über Milliarden von Jahren ihrer Entwicklung im gesamten Universum niederlassen müssten. Das Paradoxon wurde vom Physiker Enrique Fermi vorgeschlagen, der die Möglichkeit in Frage stellte, hier auf der Erde außerirdische Zivilisationen zu finden, und ist mit dem Versuch verbunden, eine der wichtigsten Fragen unserer Zeit zu beantworten: „Ist die Menschheit die einzige technologisch fortgeschrittene Zivilisation im Universum? ?”. Ein Versuch, diese Frage zu beantworten, ist die Gleichung Erpel , die die Anzahl möglicher außerirdischer Zivilisationen für den Kontakt schätzt. Es gibt für einige unbekannte Parameter eine ziemlich hohe Schätzung der Wahrscheinlichkeit eines solchen Zusammentreffens.
Das Paradox kann wie folgt postuliert werden: Einerseits werden zahlreiche Argumente dafür vorgebracht, dass es im Universum eine beträchtliche Anzahl technologisch fortgeschrittener Zivilisationen geben sollte. Andererseits gibt es keine Beobachtungen, die dies bestätigen würden. Die Situation ist paradox und führt zu dem Schluss, dass entweder unser Verständnis der Natur oder unsere Beobachtungen unvollständig und fehlerhaft sind. Wie Enrico Fermi sagte: „Nun, wo sind sie dann?“
Drake-Gleichung
N = R * fp * Nein * Fl * fi * FC * L wo:
N
R
fp
Nein
Fl
fi
FC- das Verhältnis der Anzahl der Planeten, auf denen intelligente Lebensformen kontaktfähig sind und danach suchen, zur Anzahl der Planeten, auf denen es überhaupt intelligente Lebensformen gibt
L
Erklärung des Fermi-Paradoxons und Modifikation der Drake-Gleichung
Jetzt werden wir versuchen, das Fermi-Paradoxon in einer einfachen Form zu erklären, die für jeden Durchschnittsmenschen verständlich ist, indem wir die Drake-Gleichung ändern. Um die Entfernungswahrnehmung zu vereinfachen, messen wir in Milliarden Lichtjahren und die Zeit in Milliarden Jahren.
So werden nach unterschiedlichen Berechnungen unterschiedliche Werte erhalten N - die Anzahl intelligenter Zivilisationen, die in unserer Milchstraße existieren .
Zahlen, die Drake 1961 verwendete:
R = 10/Jahr (10 gebildete Sterne pro Jahr)
fp = 0,5 (die Hälfte der Sterne hat Planeten)
ne = 2 (im Durchschnitt sind zwei Planeten im System bewohnbar)
fl = 1 (wenn Leben möglich ist, wird es auf jeden Fall eintreten)
fi = 0,01 (1% Chance, dass sich das Leben vernünftig entwickelt)
fc = 0,01 (1% der Zivilisationen können und wollen Kontakt aufnehmen)
L = 10.000 Jahre (eine technisch fortgeschrittene Zivilisation existiert seit 10.000 Jahren)
Die Drake-Gleichung gibt N = 10 * 0,5 * 2 * 1 * 0,01 * 0,01 * 10 000 = 10 .
Andere Annahmen geben für N Werte sehr nahe bei Null, aber diese Ergebnisse kollidieren oft mit einer Variante des anthropischen Prinzips: Egal wie gering die Wahrscheinlichkeit für intelligentes Leben ist, es muss ein solches Leben geben, sonst könnte niemand eine solche Frage stellen.
Einige Ergebnisse für verschiedene Annahmen:
R = 10/Jahr, fp = 0,5, ne = 2, fl = 1, fi = 0,01, fc = 0,01 und L = 50.000 Jahre.
N = 10 * 0,5 * 2 * 1 * 0,01 * 0,01 * 50,000 = 50 (zu jeder Zeit gibt es ungefähr 50 Zivilisationen, die Kontakt aufnehmen können)
Pessimistische Einschätzungen argumentieren jedoch, dass sich das Leben selten auf ein vernünftiges Niveau entwickelt und fortgeschrittene Zivilisationen nicht lange leben:
R = 10/Jahr, fp = 0,5, ne = 0,005, fl = 1, fi = 0,001, fc = 0,01 und L = 500 Jahre.
N = 10 * 0,5 * 0,005 * 1 * 0,001 * 0,01 * 500 = 0,000125 (wir sind höchstwahrscheinlich einsam)
Optimistische Schätzungen gehen davon aus, dass 10 % in der Lage und bereit sind, Kontakt aufzunehmen und noch bis zu 100.000 Jahre existieren:
R = 20/Jahr, fp = 0,1, ne = 0,5, fl = 1, fi = 0,5, fc = 0,1 und L = 100.000 Jahre.
N = 20 * 0,1 * 0,5 * 1 * 0,5 * 0,1 * 100.000 = 5000 (wir werden höchstwahrscheinlich Kontakt aufnehmen).
Moderne ForschungNASA und die Frank-Sullivan-Theorie
Die neuesten NASA-Forschungen zur Suche nach Exoplaneten (Planeten mit geeigneten Lebensbedingungen) mit dem Kepler-Teleskop und der Wahrscheinlichkeit intelligenten Lebens auf ihnen sind in dem Artikel "Eine neue empirische Grenze für die Prävalenz technologischer Arten im Universum" zusammengefasst “ von den Weltwissenschaftlern Adam Frank und Woodruff Sullivan, veröffentlicht in der Zeitschrift „Astrobiology“ im Mai 2016 . Die Autoren argumentieren, dass die tatsächliche Anzahl von Exoplaneten in unserer Galaxie viel größer ist als Drake dachte, aber die Wahrscheinlichkeit, dass intelligentes Leben auftritt, ist vernachlässigbar. Die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von intelligentem Leben auf einem geeigneten Exoplaneten liegt den Autoren zufolge bei 10 -22 . Dieser astronomisch kleine Wert deutet darauf hin, dass wir allein sind, nicht nur innerhalb unserer Galaxie, sondern sogar innerhalb des beobachtbaren Universums. Hier ist ein beliebtes Bild aus dem Artikel , die mit dem gesamten Internet gefüllt ist (Abb. 1).
Abb.1 Modifikation der Drake-Gleichung im Artikel von Adam Frank und Woodruff Sullivan.
In diesem Fall wird die Drake-Gleichung auf nur zwei statt fünf Faktoren reduziert.
EIN = N ast * Fbt, wo:
EIN- Anzahl intelligenter Zivilisationen
N ast - Anzahl Exoplaneten
F bt - Wahrscheinlichkeit intelligenten Lebens
Wir bekommen
N ast - 100 Milliarden - 10 11
F bt - zehn hoch minus 22 - 10 -22
A= 10 11 * 10 -22 \u003d 10 -11, dh 1 zu 100 Milliarden.
Im Allgemeinen haben die Wissenschaftler Adam Frank und Woodruff Sullivan die Dreck-Gleichung nicht modifiziert, sondern ihre eigene abgeleitet, ohne sie zu berücksichtigen große Nummer Faktoren. Die gesamte Theorie basiert auf der Berechnung der Wahrscheinlichkeit der Entstehung intelligenter Lebensformen.
Theorie von Alexander Panov(theoretische Berechnung der Anzahl intelligenter Welten in unserer Galaxie)
Wenn wir Faktoren wie die Bildungsrate von Sternsystemen in einem bestimmten Zeitintervall der Existenz unserer Galaxie, die Entfernungen zu Planeten mit intelligenten Zivilisationen, den Faktor der Endlichkeit der Lebensdauer von Sternen, die Verteilungsdichte von berücksichtigen intelligente Zivilisationen in der Galaxie, sowie den Zeitpunkt, zu dem wir die Anzahl intelligenter Zivilisationen bestimmen, was zu viel kleineren Zahlen führt. Die Theorie, die alle Koeffizienten berücksichtigt, wurde in seinem Artikel „Dynamische Verallgemeinerungen der Drake-Formel: Lineare und nichtlineare Theorien“ von AD Panov angewendet, wobei er komplexe Formeln und logarithmische Abhängigkeiten verwendete. Der Autor des Artikels gibt keine genauen Zahlen zur Anzahl intelligenter Zivilisationen an, sondern gibt nur Diagramme „von“ und „bis“ an, und zwar gemäß der linearen Theorie [ 3, S. 117 ] Zu einem bestimmten Zeitpunkt gibt es etwa 900 bis 1000 intelligente Zivilisationen und entsprechend einer nichtlinearen [ 3, ab 119 ] - von 3300 bis 3400.
ZIELE UND ZIELE
Ziel und Zweck dieses Artikels ist es, die Forschung und Schlussfolgerungen der oben skizzierten Theorien zusammenzufassen und diese Verallgemeinerung in einer verständlichen Sprache ohne komplexe Formeln und Berechnungen darzustellen („Alles Geniale ist einfach, wie Einstein sagte“).
Korrektur der Koeffizienten und Modifikation der Drake-Gleichung
Analysieren wir den Koeffizienten fc (für Drake) – die Anzahl der Zivilisationen, die Kontakt aufnehmen können und wollen. Bei allen Berechnungsoptionen beträgt dieser Wert 0,01, also nur 1 %. Wieso den?
Betrachten Sie dieses Konzept "will" Kontakt aufnehmen: Jede fortgeschrittene Zivilisation (selbst in der Steinzeit) möchte Kontakt aufnehmen. Dies ist in der Tat die Natur der Entwicklung der Zivilisation, dh der Evolution, und dies ist der Wunsch, die Einflusssphären zu erweitern, neue Technologien und Ressourcen zu erhalten, um eine Strategie für die weitere Existenz, Entwicklung und das Überleben auszuarbeiten. Ja, nur aus Neugier. Übrigens tut das auch unsere Zivilisation: Was die Tatsache belegt, dass die Sonden Voyager 1 und Voyager 2 mit Informationen über die menschliche Zivilisation das Sonnensystem verlassen haben. Wenn eine Zivilisation auf einem viel höheren Niveau ist als wir, dann wird sie wahrscheinlich auch einen Kontakt herstellen, der die Eroberung einer neuen Kolonie verkörpert, so wie die alte Welt Europas Kolonien in Afrika, Indien und Amerika eroberte.
"Vielleicht" feststellen: Wir wissen nicht genau, wann das Leben auf unserem Planeten entstanden ist, denn wir sprechen von Milliarden von Jahren, insbesondere als intelligentes Leben entstand. Und im Allgemeinen ist es auf unserem Planeten entstanden? Basierend auf der Theorie von Charles Darwin lief ein Mann, der von einem Affen abstammt, mit Steinen und Keulen um Millionen auf der Erde. Aber jetzt ist die Zeit gekommen und er brauchte nur 10.000 Jahre (in Bezug auf die Entwicklung unseres Planeten ist dies ein Augenblick), um von der Steinaxt-Technologie zu Funkkommunikation, Computern und einer Atombombe überzugehen. Von diesem Moment an begannen Radiowellen in den Weltraum einzudringen, Informationen über uns zu transportieren und sich mit Lichtgeschwindigkeit auszubreiten, und unsere Zivilisation wird, wie jede andere, in keiner Weise in der Lage sein, diese Spuren ihrer Existenz zu beseitigen. Und Funkkommunikation und dementsprechend Funkwellen sind Zeichen der Entwicklung einer technologischen Zivilisation. Wenn eine Zivilisation technisch viel weiter fortgeschritten ist als unsere, dann verwendet sie seit dieser Kommunikation keine Kommunikation, die auf der Übertragung von Funkwellen basiert ist nicht für den Weltraum geeignet (ein Funksignal vom Mars braucht 40 Minuten, um zur Erde zu gelangen. Aber in der Vergangenheit, als sich die Zivilisation entwickelte, hinterließ sie sicherlich Spuren in Form von Funksignalen.
Daraus können wir schließen, dass der Wert des Koeffizienten fc von Draco falsch angegeben wird und jede Zivilisation (100%) Kontakt aufnehmen kann und will, einschließlich unserer, so der Koeffizient FC gleich 1 ist, ergibt die Multiplikation mit 1 nichts, sodass dieser Koeffizient ignoriert werden kann.
Wenn wir also den Koeffizienten fc nicht berücksichtigen, erhalten wir eine neue Modifikation der Drake-Gleichung.
N= R* fp* * f* fi* L wo:
N- die Anzahl intelligenter Zivilisationen, die bereit sind, Kontakt aufzunehmen
R- die Anzahl der Sterne, die während des Jahres in der Milchstraße erscheinen
fp- Prozentsatz der Sterne, die Planeten in ihren Umlaufbahnen haben
Nein- die durchschnittliche Anzahl von Planeten und ihren Satelliten, deren Bedingungen für die Entstehung des Lebens geeignet sind
Fl- die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Leben auf einem dafür geeigneten Planeten
fi- die Wahrscheinlichkeit des Auftretens intelligenter Lebensformen auf Planeten, auf denen überhaupt Leben möglich ist
L- Zeit, in der intelligentes Leben existiert, Kontakt aufnehmen kann und will
Gleichzeitig erhöht sich die Anzahl der Zivilisationen in allen Versionen der Berechnungen der Drake-Gleichung um das 100-fache.
Korrektur der Frank-Sullivan-Koeffizienten und Modifikation ihrer Theorie
In ihrem Artikel Adam Frank und Woodruff Sullivan behaupten, dass die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von intelligentem Leben 10 -22 . Das ist eine unendlich kleine Menge. Aber woher kam es? Dieser Wert beinhaltet die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Leben im Allgemeinen, ausgehend von den einfachsten Formen, auf diesem speziellen Exoplaneten. Wissenschaftler haben jetzt jedoch Spuren der einfachsten Lebensformen auf dem Mars entdeckt und auch experimentell nachgewiesen, dass Flechten und Blaualgen in der Simulation vorkommen Marsatmosphäre fühle mich besser als irdischen Verhältnisse. Darüber hinaus können einige Mikroorganismen und ihre Sporen unbegrenzt im Weltraum verbringen. große Menge Zeit, nach der sie unter günstigen Bedingungen wieder aufleben . Also Reisen nach Weltraum Von einem Planeten zum anderen können Sporen der einfachsten Organismen alle Exoplaneten besiedeln. Also mit großer Zuversicht, dass auf allen Exoplaneten Leben existiert, zumindest in seinen einfachsten Formen.
Ein Exoplanet ist ein Planet mit geeigneten Lebensbedingungen, auf dem sich unter anderem Wasser in flüssigem Zustand befindet. Analysieren wir kurz die Bilder der Planeten von der offiziellen Website der NASA. mit einem Teleskop aufgenommen Kepler.
Abb. 2 Unser Planet „Erde“. Zum Vergleich.
Abb. 3 Planet "Kepler-22b". Übertrifft die Größe der Erde um etwa das Vierfache. Hat eine Atmosphäre und Wolken. Die Atmosphäre ist viel dicker und dichter als die der Erde. Die blaugrüne Farbe kann auf das Vorhandensein von Algen im Wasser des frischen Ozeans hinweisen, der die gesamte Oberfläche des Planeten bedeckt. Aber höchstwahrscheinlich ist die Oberfläche des Planeten aufgrund der dichten Atmosphäre nicht sichtbar, da das Bild zeigt, dass die Atmosphäre auch eine blaugrüne Farbe hat. Daraus können wir schließen, dass die Oberfläche des Planeten mit einer Art Gas bedeckt ist. Die Wahrscheinlichkeit von Leben auf einem solchen Planeten ist sehr gering.
Abb. 4 Planet "Kepler-69c". Übertrifft die Größe der Erde um etwa das Zweifache. Hat eine Atmosphäre und Wolken. Die Atmosphäre ist viel dicker und dichter als die der Erde und es gibt viel mehr Wolken, die blaue Farbe der Oberfläche, die der Farbe der Ozeane der Erde sehr ähnlich ist, kann darauf hindeuten, dass die gesamte Oberfläche des Planeten mit Wasser in einer Flüssigkeit bedeckt ist Zustand und vielleicht Methan. Die Wahrscheinlichkeit von Leben auf einem solchen Planeten ist sehr gering.
Abb.5 Planet "Kepler-62f". ein wenig mehr Land messen. Hat eine Atmosphäre und Wolken. Die Atmosphäre ist transparent. An der Oberfläche sind Land und Wasser sichtbar. Es gibt viel weniger Wasser als auf der Erde. Höchstwahrscheinlich wird Leben auf diesem Planeten entstehen.
Abb.6 Planet "Kepler-186f". Etwas größer als die Erde. Hat eine Atmosphäre und Wolken. Tatsächlich der Zwillingsbruder unserer Erde. Höchstwahrscheinlich wird Leben auf diesem Planeten entstehen.
Woher stammen diese Bilder? In Wirklichkeit wird der Planet auf dem Kepler-Teleskop in Form eines Punktes, sogar in Form eines einzelnen Pixels, dargestellt. Alle diese Bilder stellen höchstwahrscheinlich Computermodelle von Exoplaneten dar. Aber auch wenn diese Bilder nur Computermodelle sind, und moderne Computer haben so gewaltige Kräfte, dass sie selbst mit knappen Daten, beispielsweise zu Größe, Oberflächentemperatur, Spektrum und Strahlungsintensität, ein echtes Modell bilden können. Daher besteht die Wahrscheinlichkeit, dass sich zumindest auf Kepler-452b und Kepler-186f innerhalb von Milliarden von Jahren Leben zu einem vernünftigen entwickeln wird. Hier sind der „Evolution“ genannte Prozess und die Theorie von Charles Darwin in vollem Gange. Wir können es auch in unserer Realität beobachten. Zum Beispiel: alle bekannte Tatsache dass bakterienpathogene Staphylokokken, krankheitsverursachend Menschen, passen sich so schnell an die Wirkung von Antibiotika an, dass Wissenschaftler keine Zeit haben, neue Medikamente zu entwickeln . Mikroben müssen überleben und sie tun es erfolgreich, und wir können den Evolutionsprozess in Echtzeit beobachten. lebende Materie ständig weiterentwickeln können. Der Prozess der Evolution beschleunigt sich, wenn sich die Lebensumwelt verändert und Organismen sich an neue Bedingungen anpassen müssen. Dies wird durch die geologische Geschichte unseres Planeten bestätigt: Eiszeiten und Überschwemmungen, Bewegungen der Kontinente, Erdbeben und der Fall riesiger Meteoriten. Diese Umwälzungen, die sich über Millionen von Jahren ereigneten, führten nicht zur Zerstörung des Lebens, sondern im Gegenteil zu seiner Evolution und seinem Übergang in eine vernünftige Form. Die Schlussfolgerung liegt also auf der Hand: Das Alter unserer Milchstraße ist so hoch, dass es für die Evolution der lebenden Materie von den einfachsten einzelligen Organismen bis zu einem vernünftigen Zustand ausreicht, und es ist keine Tatsache, dass auf unserem Planeten die Bedingungen für die Entstehung intelligenten Lebens gelingt besser als auf anderen Exo-Planeten.
Frank und Sullivan berücksichtigen in ihrer Gleichung nicht den Parameter L - die Zeit, in der intelligentes Leben existiert, bereit ist, Kontakt aufzunehmen, aber vergebens. Ohne Berücksichtigung dieses Parameters ist nicht klar, wie viele Zivilisationen es zu einem bestimmten Zeitpunkt gibt. Die Lebensdauer einer Zivilisation ist ein ziemlich umstrittener Indikator, da es sehr schwierig ist, abzuschätzen, wie lange eine Zivilisation bestehen wird. Wenn alle Ressourcen auf dem Tochterplaneten erschöpft sind, stirbt die Zivilisation aus, sagen wir 10.000 Jahre (wie Drake). Wenn eine Zivilisation die Kolonisierung anderer Planeten in ihrem Sternensystem gemeistert hat, einschließlich derer, die für das Leben und die Erschließung von Ressourcen auf ihnen ungeeignet sind, dann kann sie Millionen von Jahren existieren, und Spuren ihrer Existenz - sogar Milliarden (bis zum Leben des Sterns Zyklus endet). Es ist nicht schwer zu erkennen, dass unsere Zivilisation dem Stadium der Kolonisierung von Planeten in unserem Sonnensystem sehr nahe gekommen ist und die Sonne weitere 2 Milliarden Jahre bis zum Stadium eines Roten Riesen hat. Darüber hinaus wird die Umlaufbahn der Sonne nach dem Ende der Lebensdauer unserer Zivilisation bestehen bleiben künstliche satelliten mit Informationen über uns und unsere Technologien, die Funkwellen aussenden Weltraum Strom von Sonnenkollektoren erhalten.
Hier besteht in der technologischen Entwicklung der Zivilisation eine gewisse Beziehung zwischen der Fähigkeit, Planeten zu kolonisieren, und der Übertragung von Funksignalen. Diese beiden Punkte in der Entwicklung der Technologie im Zeitintervall liegen sehr nahe beieinander, und in der Zeitskala des Universums (Milliarden von Jahren) kann man sie im Allgemeinen kombinieren und einen Punkt machen. Natürlich kann es zu diesem Zeitpunkt verschiedene Katastrophen geben, einen Asteroideneinschlag, eine Kollision von Planeten, Ausbrüche von Gammastrahlung usw. Aber Materie ist so über das Universum verstreut, dass die Wahrscheinlichkeit dieses Ereignisses in einem bestimmten Zeitraum vernachlässigbar ist.
Um alle Arten von höherer Gewalt und Annahmen zu berücksichtigen, werden wir daher die Existenzzeit einer technologisch hoch entwickelten Zivilisation, die in der Lage ist, Funkwellen zu erzeugen, für mindestens 100 Millionen Jahre annehmen.
Jetzt verstehen Sie, welche Skala fraglich? Mit den oben genannten Korrekturen sollte es laut Drake allein Millionen von technologisch fortgeschrittenen Zivilisationen in unserer Galaxie geben, die bereit und willens sind, Kontakt aufzunehmen.
Drake stellte seine Gleichung jedoch 1960 auf, damals bei der NASA
es gab kein Kepler-Teleskop. Um nun eine ausreichende Anzahl intelligenter Zivilisationen zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Milchstraße zu haben, ist es notwendig, völlig andere Parameter zu verwenden und sich dabei auf die Daten des Kepler-Teleskops zu verlassen.
Nehmen wir an, dass es durchschnittlich 4,3 Milliarden Jahre (ungefähres Alter des Sonnensystems) dauert, bis sich das Leben von den einfachsten Mikroorganismen zu einer intelligenten Zivilisation unseres Niveaus entwickelt hat. Die Lebensdauer einer Zivilisation, während der sie Funkkommunikation nutzt und Funksignale erzeugt, beträgt 100 Millionen Jahre (wie oben angegeben). Daher ist es notwendig, die Anzahl der Sternensysteme in der Galaxie mit Exoplaneten im Alter von 4,2 bis 4,4 Milliarden Jahren zu bestimmen. Sagen wir 0,0001 (nur 0,01 % der Sterne in unserer Galaxie erfüllen unsere Bedingungen). Basierend auf der Analyse der obigen Computermodelle kann nur die Hälfte der Exoplaneten entstehen intelligentes Leben. Die Zahl der Exoplaneten beträgt 100 Milliarden. Wir erhalten eine Gleichung der Form:
N R \u003d 0,5 * O m * N ast\u003d 0,5 * 10 11 * 0,0001 \u003d 0,005 Milliarden (oder 5 Millionen), wobei
O m- Anzahl Exoplaneten in unserer Galaxie
N ast- für die Gesamtzahl der Sternensysteme mit Exoplaneten im Alter von 3,9 bis 4,1 Milliarden Jahren.
5 Millionen ist die ungefähre Anzahl intelligenter Zivilisationen, die zu diesem Zeitpunkt in unserer Galaxie vorhanden sind, ohne Zivilisationen, die viel früher existierten und bereits ausgestorben sind.
Nach der Theorie von Alexander Panov sind die Zahlen viel kleiner als die obigen Berechnungen (NR = 5 Millionen), aber auf der Grundlage seiner Zivilisationsberechnungen gibt es im Moment mindestens 900 (nach der linearen Theorie) technologisch fortgeschrittene Zivilisationen in der Galaxie. In seinem Artikel berücksichtigte der Autor einen solchen Faktor wie die Entfernung zu Planeten mit intelligenten Zivilisationen, sodass wir daraus schließen können, dass die im Artikel von Panov A.D. ist die Zahl der Zivilisationen, von denen wir derzeit Funksignale empfangen müssen.
Lassen Sie uns nun schätzen: Das Alter der Milchstraße beträgt nach neuesten Daten von Wissenschaftlern etwa 11,4 Milliarden Jahre, der Durchmesser ihrer Scheibe beträgt nur 100.000 Lichtjahre. Das Alter des Sonnensystems beträgt 4,3 Milliarden Jahre. Das heißt, 4,3 Milliarden Jahre sind von einer Gas- und Staubwolke zu einem Sternensystem mit einer hochentwickelten Zivilisation vergangen. Finden wir jetzt die Zeit davor heraus 11,4 - 4,3 = 7,1 Milliarden Jahre, was fast doppelt so lang ist wie das Alter des Sonnensystems. Natürlich könnte es zu Beginn der Entstehung der Milchstraße Bedingungen gegeben haben, die für die Entstehung von Leben ungeeignet waren: eine hohe Strahlung, gigantische Gravitationskräfte, hohe Temperaturen und eine aggressive Umgebung im interstellaren Raum selbst. Aber es ist mehr als genug Zeit (7,1 Milliarden Jahre), sodass wir mit Zuversicht sagen können, dass hochentwickelte Zivilisationen, die für den Kontakt bereit sind, viel früher als unsere entstanden sind, vielleicht sogar vor der Entstehung des Sonnensystems.
Wenn wir die Größe der Milchstraße und ihr Alter schätzen, dann sollten die von Zivilisationen erzeugten Funksignale die Milchstraße schon längst verlassen haben, und nicht nur, um sie zu überqueren. Alle diese Berechnungen werden nur im Maßstab unserer Galaxie angegeben. Was können wir über den Maßstab des Universums sagen ...
Jetzt hat die technologische Entwicklung der Menschheit ein hohes Niveau erreicht, moderne Technologie ist in der Lage, Funksignale jeder Frequenz und Amplitude zu empfangen, sogar mit ultraniedriger Leistung, Wissenschaftler scannen den Weltraum mit den neuesten fortschrittlichen Radioteleskopen, aber leider nichts …. Und die wichtigste Frage: Warum??? Es stellt sich also heraus, dass wir wirklich allein sind in dieser großen Welt? Aber das kann nicht sein, Sie können die Wahrscheinlichkeitstheorie nicht täuschen ... Angesichts des oben Gesagten ist Fermis Frage noch paradoxer geworden.
Auch wenn: Zitat - „Die gesamte Galaxie, einschließlich des Sonnensystems, wurde lange Zeit von der EG kolonisiert, aber SIE zeigen ihre Präsenz nicht, da die galaktische Ethik erfordert, dass sich entwickelnde Zivilisationen die Möglichkeit erhalten, ihre Probleme selbst zu lösen. " Ende des Zitats. [ 4] , dann aber, als SIE sich bis zu dem Punkt entwickelten, an dem wir jetzt sind, mussten sie irgendwann Radiowellen und darauf basierende Kommunikation verwenden.
Und noch ein großes ABER: Auch wenn wir diese Funksignale aus dem fernen All von unseren Brüdern im Hinterkopf empfangen haben, die auf dem Entwicklungsstand sind, auf dem wir uns befinden, dann „sollten wir ihnen nichts zumuten Raumschiffe und Sonden“ (wie Igor Prokopenko in der Sendung „Territorium der Wahnvorstellungen“ sagte), weil die Entfernungen, die uns trennen, nicht einmal von Zivilisationen überwunden werden können, die die Planeten ihres Sternensystems kolonisieren konnten. Vom nächsten Stern (Alpha Centauri) erreicht das Licht das Sonnensystem in 4,3 Jahren, aber dort gibt es keine bewohnbaren Planeten. Der nächste Exoplanet befindet sich im Sternensystem Gliese 667, 22 Lichtjahre von der Erde entfernt. Selbst bei einer Beschleunigung auf etwa Lichtgeschwindigkeit würde die Hin- und Rückfahrt mindestens 50 Jahre dauern. Die Durchführung einer solchen Reise ist jedoch eine technisch sehr schwierige Aufgabe, sie kann sogar unmöglich sein. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten ist das Reisen nicht relevant, da sie eine Zeit benötigen, die mit der Lebensdauer der Zivilisation selbst vergleichbar ist. Angesichts solch gigantischer Entfernungen sind interstellare Flüge selbst bei Lichtgeschwindigkeit nicht relevant.
ERGEBNISSE
1. Ohne Zweifel gibt es in unserer Galaxie intelligente hochentwickelte Zivilisationen, und zu einem bestimmten Zeitpunkt müssen wir Funksignale empfangen, die Spuren der Aktivität von mindestens neunhundert intelligenten Zivilisationen sind.
2. Finden Sie Spuren einer anderen Zivilisation auf gegenwärtige Stufe Entwicklung der Technologie können wir nur durch das Vorhandensein ihrer Funksignale.
3. Wir werden nicht in der Lage sein, über Funk (das schnellste im Universum) mit unseren Brüdern in Gedanken Kontakt aufzunehmen, weil die Zeit zum Senden und Empfangen von Nachrichten zu lang ist. Körperlicher Kontakt mit einer anderen Zivilisation ist wegen der großen Entfernungen umso unmöglicher.
4. Für den Kontakt werden andere Prinzipien der Kommunikation und Bewegung im Raum benötigt als die, die wir jetzt verwenden.
FAZIT
Warum nehmen wir die Funksignale unserer Brüder schließlich nicht wahr?
Es ist anzunehmen:
A) Einsteins Relativitätstheorie ist in einigen Punkten falsch:
Radiowellen und Licht breiten sich nicht wie erwartet aus, dann wird es im Allgemeinen notwendig sein, die gesamte Relativitätstheorie, die Verschiebung des roten Spektrums und folglich die Entfernung zu Sternen, das Alter von Galaxien usw. ;
Die Funksignale von Zivilisationen können vom Weltraum absorbiert werden und erreichen uns nicht, da die Signalquelle zu schwach ist und das Licht von viel stärkeren Quellen von Sternen und Planeten reicht;
Die Funksignale von Zivilisationen können durch stärkere Emitter neutralisiert werden: Sterne und Quasare;
B) Die Funksignale sind so schwach, dass wir noch nicht über die technischen Mittel verfügen, um sie aufzufangen.
C) Sie verbergen das Vorhandensein von Funksignalen vor uns.
Über Zeit und Raum
Nach Einsteins Relativitätstheorie ist das schnellste Ding im Universum die Lichtgeschwindigkeit, aber die Entfernungen sind so riesig, dass wir von der Seite eines externen Beobachters gigantische Zeitintervalle der darin ablaufenden Prozesse erhalten. Hier haben wir ein riesiges Ungleichgewicht in der Raumgeschwindigkeit. Dieses Ungleichgewicht ergibt eine enorme Zeit, die mit der Lebensdauer einer intelligenten Zivilisation nicht vergleichbar ist, sodass wir keine andere Wahl haben, als Annahmen zu treffen, wie es Einstein tat, als er seine Theorie schrieb, natürlich wurde vieles davon in der Praxis getestet (wiederum in ein völlig magerer Teil des uns umgebenden Raums), aber vieles bleibt fraglich. Was ist Relativität? Да в том, что мы можем наблюдать во вселенной только процессы, проходящие со скоростью света, и как обстоит положение дел на данный момент, мы не знаем, например: мы видим звезду или даже галактику, вернее свет от нее, а в реальности ее давно nicht mehr. Und wieder messen wir die Entfernung in Lichtjahren (die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt), aber tatsächlich ist dies die Zeit. Als ob sich herausstellen würde, dass Zeit Zeit ist und Entfernung tatsächlich auch Zeit ist. Zeit ist eine fundamentale Größe im Universum, da sie alle Prozesse steuert. Es stellt sich heraus, dass es keine fünfte Dimension gibt, es gibt nicht einmal drei Raumdimensionen, sondern nur eine Dimension - das ist die Zeit, die mit ihrer Unendlichkeit das Universum um uns herum formt.
Bibliographisches Verzeichnis:
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Bewertungen:
22.05.2017, 8:51 Dolbnja Nikolaj Wladimirowitsch
Überprüfung: Dolbnya Nikolai Vladimirovich Review: Der Artikel behandelt ein wichtiges Problem für die menschliche Zivilisation: Sind wir allein im Universum? Der Zweck des Artikels ist eine wissenschaftliche Zusammenfassung der Forschung auf diesem Gebiet von Anfang der 60er Jahre des letzten Jahrhunderts bis heute. Der Autor hat dieses Ziel erreicht, daher denke ich, dass der Artikel in der Zeitschrift SCI-ARTIKLE veröffentlicht werden sollte.
