Velkommen tilbage til vores Fermi Paradox-serien , hvor vi tager et kig på mulige løsninger på Enrico Fermis berømte spørgsmål, 'Hvor er alle?' I dag undersøger vi muligheden for, at årsagen til den store stilhed er, at alle rumvæsnerne er døde!
I 1950, italiensk-amerikansk fysiker Enrico Fermi satte sig til frokost med nogle af sine kolleger på Los Alamos National Laboratory , hvor han havde arbejdet fem år tidligere som en del af Manhattan Project. Ifølge forskellige beretninger drejede samtalen sig om rumvæsener og den seneste bølge af ufoer. Til dette udsendte Fermi en erklæring, der ville gå over i historiens annaler: 'Hvor er alle?'
Dette blev grundlaget for Fermi paradoks , som refererer til forskellen mellem høje sandsynlighedsvurderinger for eksistensen af ekstraterrestrisk intelligens (ETI) og den tilsyneladende mangel på beviser. Siden Fermis tid har der været flere forslag til resolutioner på hans spørgsmål, som omfatterBersærkerhypotese. Denne teori antyder, at vi ikke har hørt fra nogen fremmede civilisationer, fordi de er blevet udslettet af dræberrobotter!
Også kendt som det 'dødelige probes-scenarie', kan denne hypotese lyde som noget science fiction (selve navnet er faktisk taget fra en SF-franchise), men den er faktisk forankret i videnskabelig forskning. Den berører også andre forslag til resolutioner til Fermi-paradokset, såsom Hart-Tipler formodning (dvs. rumvæsener eksisterer ikke), og at det er intelligent livs natur at ødelægge sig selv eller andre.
Fermi og det store filter
Centralt for Fermis berømte spørgsmål var en uoverensstemmelse mellem den formodede sandsynlighed for, at udenjordisk intelligens (ETI) og manglen på beviser til støtte for denne antagelse. Men i betragtning af antallet af stjerner i vores galakse ( 200 til 400 mia ), antallet af jordlignende planeter i vores galakse (anslået 6 mia ), antallet af galakser i universet (så mange som 2 billioner ), er det ikke langt ude at antage, at intelligent liv skal eksistere andre steder.
I 1961 illustrerede den amerikanske fysiker og SETI-forsker Dr. Frank Drake denne gåde under et møde på Green Bank Observatory . Som forberedelse til mødet lavede Drake en ligning, der opsummerede sandsynligheden for at finde ETI'er i vores galakse. Derefter kendt som Drake ligning , dette probabilistiske argument udtrykkes matematisk som:
N = R*x fsx nOgx fdetx fjegx fcx L
- Ner antallet af civilisationer, vi kunne kommunikere med;
- R*er den gennemsnitlige hastighed for stjernedannelse i vores galakse;
- fser brøkdelen af de stjerner, der har planeter;
- nOg er antallet af planeter, der kan understøtte liv;
- fdeter antallet af planeter, der vil udvikle liv;
- fjeg er antallet af planeter, der vil udvikle intelligent liv;
- fcer antallet af civilisationer, der ville udvikle transmissionsteknologier;
- DETer længden af tid, som disse civilisationer ville have til at sende deres signaler til rummet.
Og alligevel, efter yderligere 70 års søgen, fortsætter Fermis paradoks og 'den store stilhed', da der ikke er fundet overbevisende beviser. Dette har ført til adskillige forslag til resolutioner fra astrofysikere, astrobiologer og andre videnskabsmænd og forskere. En af de mest bemærkelsesværdige er Stor filterhypotese , som blev opfundet af økonom Robin Hanson fra Oxford University's Future of Humanity Institute (FHI).
Udtrykket dukkede første gang op i et essay fra 1996 af Hanson med titlen ' Det store filter – er vi næsten forbi det? “, hvor han foreslog, at der skal være noget, der forhindrer ikke-levende stof i at samles og danne levende organismer (abiogenese) og nå et højt udviklingsniveau. Ved at bruge menneskeheden som skabelon skabte Hanson en ni-trins proces for livets udvikling. Denne bestod af:
- Beboeligt stjernesystem (organiske stoffer og beboelige planeter)
- Reproduktive molekyler (fx RNA)
- Prokaryot enkeltcelleliv
- Eukaryot enkeltcelleliv
- Seksuel reproduktion
- Multi-celle liv
- Dyr, der er i stand til at bruge værktøj
- Industriel civilisation
- Storstilet kolonisering
I det væsentlige skulle Hansons 'Filter' være placeret et sted i denne proces, hvilket muligvis indikerer, at livet har svært ved at komme frem (hvis det er på et tidligt trin) eller blive avanceret (hvis det er på et senere trin). Filosof Nick Bostrom (også fra FHI) opsummerede hypotesen smukt i sit essay fra 2008, ' Hvor er de? Hvorfor jeg håber, at søgen efter udenjordisk intelligens ikke finder noget ':
'Det store filter kan opfattes som en sandsynlighedsbarriere. Den består af [en eller] flere højst usandsynlige evolutionære overgange eller trin, hvis forekomst er påkrævet for at en jordlignende planet kan producere en intelligent civilisation af en type, der ville være synlig for os med vores nuværende observationsteknologi.'
I tilfældet med Berserker-hypotesen ville filteret blive placeret mellem trin 8 og 9 med den antagelse, at livet ikke har svært ved at slå rod eller udvikle sig, men ender med at skabe de maskiner, der vil ødelægge det. I denne forstand dømmer intelligent liv sig selv til at uddø i det øjeblik, det er klar til at blive en interstellar civilisation.
Baggrund
Bersærkerhypotesen sporer sin oprindelse til midten af det 20. århundrede, hvor matematikeren John von Neumann, som begyndte at holde foredrag om sin idé til selvreplikerende automater i 1948-1949. Han kaldte disse maskiner 'Universal Assemblers', som ville komme til at blive omtalt som 'von Neumann-maskiner.' I det væsentlige ville disse maskiner høste lokale ressourcer for at producere kopier af sig selv.
I 1966, næsten et årti efter hans død, blev von Neumanns ideer og noter om Universal Assemblers samlet og udgivet i en bog med titlen ' Teori om selvreproducerende automater .' Med tiden fik hans teorier om robotter, der i det uendelige kunne replikere sig selv, implikationer for søgen efter udenjordisk intelligens og Fermi-paradokset, eftersom tilstedeværelsen af sådanne maskiner i vores galakse let ville være sporbar.
I 1981 skrev Frank Tipler en undersøgelse med titlen ' Udenjordiske intelligente væsener eksisterer ikke ', hvor han argumenterede for, at fraværet af von Neumann-sonder var bevis på, at ETI'er ikke eksisterede. I overensstemmelse med Hart-Tipler-formodningen hævdede han, at en tilstrækkeligt avanceret art i sidste ende ville udvikle universelle samlere, der ville udforske og/eller kolonisere galaksen på mindre end 300 millioner år
Kort sagt hævdede Tipler, at baseret på historien om vores galakse (og endda med en moderat produktionshastighed), ville en art af selvreplikerende sonder være udbredt i vores galakse, og menneskeheden ville have mødt dem nu. I 1983 producerede Carl Sagan og William Newman en undersøgelse som svar med titlen ' Den Solipsistiske tilgang til udenjordisk intelligens .'
I den argumenterede Sagan og Newman, at Tipler havde undervurderet replikationshastigheden, og at enhver von Neumann-sonder ville have forbrugt det meste af massen i galaksen nu. Derfor hævdede Sagan og Newman, at en avanceret race ville undgå at bygge selvreplikerende maskiner og ville ødelægge enhver, de stødte på.
Forslaget om, at von Neumann-sonder uundgåeligt ville være ødelæggende, inspirerede dog til en anden fortolkning. Kan det være, at grunden til, at vi ikke har hørt fra nogen ETI'er, er, at de er blevet udslettet af von Neumann-sonder, der var designet til at opsøge liv og ødelægge det? Eller kunne det være, at en art af godartede sonder gik 'bersærk', udslettede deres skabere og har ødelagt ethvert liv, de støder på lige siden?
Gå ind i Bersærkerne
I stedet for at have en enkelt fortaler, er Berseker-hypotesen en, der ser ud til at være opstået over tid, både som en populær science fiction-trope og som en potentiel løsning på Fermi-paradokset. I førstnævntes tilfælde udforskede science fiction-forfattere som Fred Saberhagen denne idé grundigt med hans Bersærker romaner (1963-2005), den populære SF-serie, som teorien har fået sit navn fra.
Astrofysiker og SF-skribent Gregory Benford udforskede ideen yderligere i hans Galaktisk Center Saga (1976-1995). Igennem disse romaner skildrer Benford et første kontaktscenarie med fremmede maskiner (mecherne), der er skabelsen af en uddød art, der ser alt biologisk liv som iboende ustabilt og tilbøjeligt til selvdestruktion. Det faktum, at mecherne udsletter alt fremskredent liv, de finder, tilbydes som årsagen til den store stilhed.
Ud over science fiction har du videnskabsmænd som Glen David Brin, en astrofysiker, science fiction-forfatter og NASA-konsulent. I 1983 udgav han en undersøgelse med titlen ' Den store stilhed – striden om udenjordisk intelligent liv ,” hvor han foretog en grundig gennemgang af de foreslåede resolutioner til Fermi-paradokset – som omfattede Berserker-fortolkningen af den klassiske von Neumann-sondeteori.
Ved at adressere argumenterne fremsat af Tipler og andre, der støttede forestillingen om, at menneskeheden er unik i universet, opsummerede Brin sagen for Berserker-sonder på denne måde:
'Lad os sige, at mange avancerede ETIS'er får ideen til robotudsendte og sender førstegenerationssonder, som Tipler foreslår, for at replikere og udfylde tomrummet med meddelelser om broderskab. Antag så, at for hver 100 eller 1000 eller 10.000 'forstandige' ETIS, er der en, der er fremmedfjendtlig, endda paranoid. En sådan race kan programmere sine selvreplikerende udsendinge til at tilføje kraftige bomber til deres repertoire og beordre dem til at komme ind på enhver uerkendt kilde til moduleret elektromagnetisk stråling.'
En tilstrækkelig avanceret civlisation kunne spores ved at lede efter tegn på megastrukturer (som Dyson-strukturer). Kredit og ophavsret: Kevin M. Gill
Det skræmmende ved disse 'dødelige sonder', hævdede Brin, er, at det er i overensstemmelse med alle de fakta og filosofiske principper, der er blevet rejst lige siden Fermi stillede sit berømte spørgsmål. Som svar på de mange årtier, hvor SETI-indsatsen er blevet udført (og deres manglende evne til at finde beviser for ETI'er), giver Berserker-hypotesen en fornuftig forklaring:
'Der er ingen grund til at kæmpe for at undertrykke elementerne i Drake-ligningen for at forklare den store stilhed, og vi behøver heller ikke foreslå, at ingen ETIS nogen steder ville bære omkostningerne ved interstellar rejse. Det behøver kun at ske én gang, før resultaterne af dette scenarie bliver ligevægtsbetingelserne i galaksen. Vi ville ikke have opdaget udenjordisk radiotrafik – og ingen ETIS ville nogensinde have slået sig ned på Jorden – fordi alle blev dræbt kort efter at have opdaget radio.”
Der har været en række variationer på dette argument, såsom kosmolog Edward Harrison. I 1981 argumenterede han for, at en avanceret art, der har overvundet sine egne selvdestruktive tendenser, kunne være motiveret til at skabe Berserker-sonder ud fra en følelse af selvopretholdelse. Denne idé, hvor ødelæggelse implementeres ud fra en følelse af 'det større gode', er blevet kendt som ' Kosmisk karantænehypotese .'
Der er også versionen af denne hypotese, hvor den første livsform (eller livsformer) til at opnå interstellar rumrejse og kolonisering vil forhindre andre i at opstå og opnå de samme mål. Dette kan være med vilje eller blot et resultat af 'almenes tragedie' og det 'antropiske princip', hvor en part, der arbejder for deres egne egeninteresser, uvægerligt holder andre tilbage.
Kritik
Selvom Berserker-hypotesen giver en rimelig kortfattet løsning på Fermi-paradokset, er den selv underlagt nogle af de samme problemer. For eksempel, hvis bersærk jæger-dræber-robotter er årsagen til, at vi ikke ser nogen avancerede civilisationer, hvorfor er det så, at vi ikke ser nogen beviser for jæger-dræber-robotter?
Når alt kommer til alt, ville en art af robotter, der er blevet så udbredt, at de ville have elimineret alle ETI'er i vores hjørne af galaksen, helt sikkert have efterladt ubestridelige tegn på dens eksistens. Hvis planeter (og/eller stjerner) blev demonteret inden for tusindvis af lysår fra Jorden, ville observatører her helt sikkert bemærke de massive energisignaturer, der produceres. Derudover ville den pludselige forsvinden af planeter og sole være en indikation.
I 2013 testede Anders Sandberg og Stuart Armstrong fra FHI Berserker Hypothesis i en undersøgelse med titlen ' Jægere i mørket: Spilteori-analyse af det dødbringende sondescenarie .' De analyserer, at selv med en langsom hastighed af selvreplikation, ville en population af von Neumann-prober have været i stand til at sprede sig til det punkt, at den allerede ville have fundet (og udslettet) menneskeheden.
Det er også blevet foreslået, at Berserker-robotter ville tænde af sig selv og fjerne beviserne for sig selv på samme måde, som de ville eliminere ETI'er. Imidlertid, en nylig undersøgelse af Duncan Forgan fra University of St. Andrews Center for Exoplanet Science konkluderede, at en 'bersærk'-population af sonder umuligt kunne eliminere deres ikke-bersærk-brødre hurtigt nok til at forhindre dem i at sprede sig gennem galaksen.
Ak, det ser ud til, at teorier, der involverer von Neumann-sonder og bersærkerrobotter, løber ind i de samme vanskeligheder som andre potentielle løsninger på Fermi-paradokset. I sidste ende kommer disse vanskeligheder alle sammen til én skarp virkelighed: menneskeheden er det eneste intelligente liv og den eneste civilisation i universet, som vi kender til. I hvert fald for nu.
Indtil vi finder nogle andre eksempler på ETI og lærer at genkende tegnene på deres biologiske og teknologiske aktivitet (dvs. biosignaturer og teknosignaturer), ved vi ikke, hvordan vi finder flere lignende dem. På nuværende tidspunkt er teoretiske analyser og sandsynlighedsargumenter omtrent det bedste, vi kan gøre. Det, og at blive ved med at lede! Fordi Fermis paradoks skal trods alt kun løses én gang!
Vi har skrevet mange interessante artikler om Fermi-paradokset, Drake-ligningen og Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) her på Universe Today.
Her er Hvor er alle udlændinge? Fermi-paradokset , Hvor er udlændingene? Hvordan det 'store filter' kunne påvirke tekniske fremskridt i rummet , Hvorfor det ville være dårligt at finde fremmedliv. Det store filter , Hvor er alle de fremmede robotter? , Hvordan kunne vi finde udlændinge? The Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) , og Fraser og John Michael Godier debatterer Fermi-paradokset .
Vil du beregne antallet af udenjordiske arter i vores galakse? Gå over til Alien Civilization Lommeregner !
Og sørg for at tjekke resten af vores Beyond Fermi's Paradox-serie:
- Beyond 'Fermi's Paradox' I: A Lunchtime Conversation- Enrico Fermi and Extraterrestrial Intelligence
- Beyond 'Fermi's Paradox' II: At stille spørgsmålstegn ved Hart-Tipler-formodningen
- Ud over 'Fermi's Paradox' III: Hvad er det store filter?
- Ud over 'Fermis paradoks' IV: Hvad er hypotesen om sjældne jordarter?
- Ud over 'Fermi's Paradox' V: Hvad er aestivationshypotesen?
- Ud over 'Fermis paradoks' VII: Hvad er planetariehypotesen?
- Ud over 'Fermis paradoks' VIII: Hvad er Zoo-hypotesen?
- Ud over 'Fermi's Paradox' IX: Hvad er Brief Window Hypothesis?
- Ud over 'Fermis paradoks' X: Hvad er den førstefødte hypotese?
- Ud over 'Fermis paradoks' XI: Hvad er transcensionshypotesen?
- Ud over 'Fermi's Paradox' XII: Hvad er Vandverden-hypotesen?
- Ud over 'Fermis paradoks' XIII: Hvad er 'Ocean Worlds'-hypotesen?
- Ud over 'Fermis paradoks' XIV: Hvad er Aurora-hypotesen?
- Ud over 'Fermi's Paradox' XV: Hvad er Percolation Theory Hypothesis?
- Ud over 'Fermis paradoks' XVI: Hvad er 'Dark Forest'-hypotesen?
Astronomy Cast har nogle interessante episoder om emnet. Her er Afsnit 24: The Fermi Paradox: Where Are All the Aliens? , Afsnit 110: The Search for Extraterrestrial Intelligence , Afsnit 168: Enrico Fermi , Afsnit 273: Solutions to the Fermi Paradox .
Kilder:
- von Neumann, J. & Burks, A. (red.) 'Teori om selvreproducerende automater.' University of Illinois Press (1966)
- Freitas, R. Jr. 'En selvreproducerende interstellar sonde.' (1980)
- Sagan, C. & Newman, W. 'The Solipsist Approach to Extraterrestrial Intelligence.' (1983)
- Brin, G.D. 'Den store stilhed - kontroversen om udenjordisk intelligent liv.' (1983)
- Sandberg, A. & Armstrong, S. 'Jægere i mørket: spilteorianalyse af det dødelige sondersscenarie.' (2013)
- Sanders, A. & Armstrong, S. 'Evigheden på seks timer: intergalaktisk spredning af intelligent liv og skærpelse af Fermi-paradokset.' (2013)
- Forgan, D. 'Rovdyr-byttedyrs adfærd i selvreplikerende interstellare sonder.' (2019)