• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Droga Mleczna pełna obcych cywilizacji?

    17.01.2011. 18:58
    opublikowane przez: Jakub Juranek

    Czy można użyć narzędzi, jakie oferuje nam matematyka, by wyliczyć jak daleko od nas znajdują się pozaziemskie cywilizacje? Chociaż wyniki takich szacunków budzą zrozumiałe kontrowersje, nie powstrzymuje to jednak uczonych przed ich kalkulowaniem. Najnowszą próbę dokonania tej sztuki przeprowadził włoski uczony Claudio Maccone.

    Pytanie o to, czy istnieje życie we Wszechświecie oraz czy życie to ewoluowało do tego poziomu wyrafinowania, iż zaowocowało powstaniem cywilizacji, dręczy naukowców od dekad. Do tej pory, mimo aktywnych wysiłków prowadzonych od ponad pół wieku, nie udało się odnaleźć żadnego dowodu potwierdzającego istnienie pozaziemskich cywilizacji. Jednak, jak często podkreśla to słynny amerykański astrofizyk Neil deGrasse Tyson*, założenie, że Ziemia jest jedyną planetą, na której istnieje życie, wydaje się "niewybaczalnie egocentryczne". Dlaczego więc do tej pory nie udało się odnaleźć śladów żadnych inteligentnych Obcych? Czy specjalnie się przed nami ukrywają, czy też może są zbyt daleko, abyśmy mogli odebrać produkowane przez nich sygnały elektromagnetyczne? Widząc wyraźną sprzeczność tego zagadnienia, podobne pytania zadał, już w połowie ubiegłego wieku, noblista Enrico Fermi (paradoks Fermiego). Do tej pory nie udało się znaleźć na nie jednoznacznej odpowiedzi.

    Co zrozumiałe, trudno racjonalnie spekulować na temat psychologii i motywów istot, których istnienie może być jedynie domniemywane. Można jednakże pokusić się o odpowiedź na pytanie, jak często, wedle naszej najlepszej wiedzy o Wszechświecie, mogą powstawać obce cywilizacje, oraz spekulować, jak daleko od nas się znajdują. Pierwsze próby znalezienia liczbowej odpowiedzi na tę zagadkę pojawiły się u zarania działalności pionierów SETI (ang. Search for Extraterrestrial Intelligence). Najsłynniejszy z nich, astronom Frank Drake, pokusił się w latach 60tych XX wieku o wyprowadzenie słynnego równania, które daje prostą liczbową odpowiedź na pytanie, jak wiele podobnych do naszej " czyli zdolnych do międzyplanetarnej komunikacji " cywilizacji zamieszkuje Drogę Mleczną. Równanie Drake’a uwzględnia kolejnych siedem niezależnych czynników - od ilości gwiazd w Galaktyce do estymacji czasu, przez który potencjalna cywilizacja wysyła w przestrzeń kosmiczną możliwy do wykrycia sygnał - które mnożone są przez siebie. Pozornie proste, w rzeczywistości oszacowanie ilości potencjalnie istniejących pozaziemskich cywilizacji przy wykorzystaniu równania Drake'a jest jednak zadaniem bardzo problematycznym. Jak bywa to w wielu innych dyscyplinach, także i tutaj przysłowiowy "diabeł" tkwi w szczegółach - w tym konkretnym przypadku w szczegółowych estymacjach jakie przyporządkowuje się każdej z siedmiu zmiennych.

    Przez zgoła pół wieku, jakie minęły od czasu, gdy Frank Drake po raz pierwszy opublikował swoje równanie, kolejni autorzy, opierając się na odmiennych założeniach z dziedzin astronomii, biologii czy socjologii, publikowali bardzo różniące się od siebie szacunki ilości cywilizacji zamieszkujących naszą galaktykę. Liczby te różniły się o rzędy wielkości. Postulowano, iż Drogę Mleczną zamieszkuje od kilkudziesięciu - w wariancie pesymistycznym - do milionów czy nawet miliarda rozwiniętych cywilizacji. Co gorsza, chociaż wyniki te same w sobie oparte były jedynie na szacunkach zmiennych cząstkowych, przybierały jednak - ze względu na konstrukcję równania " charakter konkretnej liczby, dając iluzoryczne wrażenie ścisłości.

    W klasycznej formie wynik równania Drake’a nie stanowi solidnej podpory dla rozważań kwestii "dlaczego nie otrzymaliśmy z Kosmosu żadnych wiadomości?". Rachunek ten jest zbyt uproszczony, a szacunki wykalkulowane na jego podstawie można wręcz uznać za nienaukowe. Włoski badacz kosmosu dr Claudio Maccone zaproponował więc kilka modyfikacji, które w prosty sposób poprawiają jakość szacowania oraz wartość naukową estymacji.

    Maccone zastąpił konkretne liczby wstawiane w miejsce zmiennych w równaniu Drake’a ich średnimi, biorąc również pod uwagę w kalkulacjach odchylenia standardowe. W ten sposób proste równanie produkujące niezbyt wiarygodne, obarczone arbitralnością wyniki, przekształcone zostało w zaawansowane narzędzie statystyczne.

    Jakie są konkretne rezultaty obliczeń Maccone? Mają one charakter krzywej, można z nich jednak wyłuszczyć konkretne, interesujące wartości. Maccone szacuje liczbę istniejących w naszej galaktyce zaawansowanych cywilizacji na zamykającą się w przedziale do 16 tysięcy. Z największym prawdopodobieństwem wskazuje ich ilość na około 4 590. Co mówi nam ta liczba w kontekście praktycznych poszukiwań komunikatywnych obcych? Mając ten szacunkowy rezultat, Maccone pokusił się o dalsze obliczenia i, stosując podobną metodologię, spróbował estymować przewidywany dystans, jaki dzieli nas od najbliższych rozumnych sąsiadów. Średnia na rozkładzie uzyskanym przez Maccone w tym przypadku wskazuje odległość około 2 670 lat świetlnych (l.ś.). Biorąc pod uwagę odchylenie standardowe, przy odrobinie szczęścia możemy się jednak natknąć na naszych gwiezdnych sąsiadów już bliżej, a mianowicie w odległości około 1 309 l.ś..

    By uświadomić sobie znaczenie tych szacunków, warto zestawić je w relacji do innych parametrów dotyczących naszej galaktyki. Jak szacują naukowcy, składa się ona z mniej więcej 350 miliardów gwiazd. Jej średnica wynosi około 100 tysięcy lat świetlnych, a grubość w swoim maksimum 12 tysięcy l.ś. (grubość dysku - w połowie odległości od centrum Galaktyki - równa jest około 1 600 l.ś). Układ Słoneczny znajduje się na peryferiach Drogi Mlecznej, przez co, praktycznie, do wszystkich bardziej interesujących zakątków Galaktyki jest z niego daleko. Nawet przy użyciu największych istniejących obecnie radioteleskopów zasięg naszych poszukiwań sygnału od obcych cywilizacji nie wykracza poza kilkuset lat świetlnych. Biorąc te wszystkie fakty pod uwagę i łącząc je z przewidywaniami Maccone, nie powinniśmy być zdziwieni, iż do tej pory nie usłyszeliśmy jeszcze wysłanego przez kosmitów powitania.

    Jak zastrzega sam autor rozwinięcia metody zaproponowanej przez Drake’a, także jego kalkulacje oparte są na wciąż niedoskonałym stanie wiedzy, a także niekoniecznie muszących odzwierciedlać rzeczywistość założeniach. Nawet jeśli najbliższa nam rozwinięta cywilizacja znajduje się "tylko" 1 309 lat świetlnych od nas, dystans ten i tak z praktycznego punktu widzenia jest niesamowicie wielki. W przeliczeniu jest to ponad kwadrylion ( ) kilometrów, zaś gdybyśmy chcieli zobrazować tę odległość jako wielokrotność średniej odległości Ziemi od Słońca, otrzymalibyśmy iloczyn wynoszący ponad 82 miliony!

    Czy więc pomimo, że nasza galaktyka może być zamieszkana przez inne istoty rozumne, ogrom odległości sprawi, że nigdy się o sobie nawzajem nie dowiemy? Choć nie sami, to jednak będziemy w Kosmosie bardzo samotni?

    Autor kosmicznych estymacji dzięki swoim rachunkom doszedł szczęśliwie także do przyjemniejszych z punktu widzenia rodzaju ludzkiego wniosków. Poza oszacowaniem liczby możliwie istniejących w naszej galaktyce cywilizacji, Maccone postanowił również obliczyć prawdopodobną liczbę planet w Drodze Mlecznej, które nadają się dla ludzkości do zamieszkania. Biorąc pod uwagę wcześniejsze prace na ten temat, pisane przez teoretyka tego problemu Stephena Dole’a, włoski uczony oszacował, że liczba przyjaznych dla naszego gatunku globów mieści się w przedziale od 100 do 200 milionów. W wersji pesymistycznej więc (przy założeniu o mniej więcej równomiernym rozmieszczeniu takich obiektów w Drodze Mlecznej) daje to średni dystans do najbliższej przyjaznej nam planety szacowany na 88 l.ś.. W wersji optymistycznej dystans ten zmniejsza się do zaledwie 40 l.ś.. Być może więc trudno nam będzie znaleźć w Galaktyce inteligentnych sąsiadów, ale biorąc pod uwagę ilość nadających się do zamieszkania przez nas planet, na pewno możemy ze spokojem stwierdzić, że Droga Mleczna jest naszym wielkim, kosmicznym domem.


    Źródła:

    Maccone, C. (2011). SETI and SEH (Statistical Equation for Habitables). Acta Astronautica, 68. doi:10.1016/j.actaastro.2010.06.010.

    * cytat za: The Search for Life in the Universe: Excerpts from the written testimony submitted by Neil deGrasse Tyson.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Równanie Drake’a – wzór próbujący określić, ile cywilizacji technologicznych istnieje w naszej Galaktyce. Zaproponował je dr Frank Drake w latach 60. XX wieku. Głównym celem równania nie jest dokładne określenie liczby cywilizacji; ma ono na celu raczej dokładniejsze zrozumienie mechanizmów, które wpływają na szanse powstania takich cywilizacji.

    Lista gromad kulistych Drogi MlecznejLista zawierająca wszystkie znane gromady kuliste należące do Drogi Mlecznej. Obecnie znanych jest około 160 gromad kulistych należących do naszej Galaktyki, z których jedna czwarta powstała poza Drogą Mleczną. Szacuje się, że nasza Galaktyka zawiera nie więcej niż 200 gromad kulistych.

    Lista gromad otwartych należących do Drogi Mlecznej. Lista jest posegregowana według rosnącej rektascensji. Zawiera 2094 gromady otwarte sklasyfikowane do 2010 roku. Obecnie znamy około 2500 gromad otwartych w Drodze Mlecznej, lecz szacunkowo może ich istnieć nawet 30 000. Większość z nich ciągle pozostaje niewidoczna gdyż skrywa się za gazem i pyłem naszej Galaktyki.

    Pierścień Jednorożca – pierścień gwiazd dokoła Drogi Mlecznej. Jest uważany za strumień gwiazd, który oderwał się od galaktyki Karzeł Wielkiego Psa i połączył z Drogą Mleczną na przestrzeni miliardów lat. Jest to złożona struktura w kształcie pierścienia, która owija się wokół naszej galaktyki trzy razy, ukształtowana przez długie włókno gwiazd wypchniętych z galaktyki Karła Wielkiego Psa przez siły pływowe, wskutek orbitowania wokół Drogi Mlecznej. Pierścień ma masę 100 milionów mas Słońca i długość 200 000 lat świetlnych.

    Civilization – seria strategicznych turowych gier komputerowych polegających na rozbudowywaniu własnych cywilizacji poprzez zakładanie miast, produkowanie jednostek i obiektów wewnątrz tych miast oraz na podboju innych cywilizacji przy jednoczesnym rozwijaniu technologii. Cechą specyficzną tej serii jest też rozwój demograficzny ludności i oddzielenie liczby jednostek bojowych od liczby mieszkańców.

    Civilization – seria strategicznych turowych gier komputerowych polegających na rozbudowywaniu własnych cywilizacji poprzez zakładanie miast, produkowanie jednostek i obiektów wewnątrz tych miast oraz na podboju innych cywilizacji przy jednoczesnym rozwijaniu technologii. Cechą specyficzną tej serii jest też rozwój demograficzny ludności i oddzielenie liczby jednostek bojowych od liczby mieszkańców.

    Droga Mleczna – galaktyka spiralna z poprzeczką, w której znajduje się m.in. nasz Układ Słoneczny. Droga Mleczna nazywana jest też po prostu Galaktyką. Ale wtedy dla odróżnienia od innych galaktyk pisana wielką literą "G". Zawiera od 100 (według starszych szacunków) do 400 miliardów (według nowszych szacunków) gwiazd. Ma średnicę około 100 000 lat świetlnych i grubość ok. 1000 lat świetlnych.

    Dodano: 17.01.2011. 18:58  


    Najnowsze