Велике мовчання космосу: Лише 4 галактики з 10 000 можуть приховувати розумних інопланетян
Що якщо тектонічні плити, океани і континенти — рідкість для планет у Всесвіті? Можливо, інопланетне життя, здатне до міжзоряного зв’язку, просто не має шансу розвинутися, якщо на його рідній планеті немає тектонічних плит, не кажучи вже про потрібну кількість води і суші.
Роберт Стерн із Техаського університету в Далласі й Тарас Геріа зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха стверджують, що тектоніка плит абсолютно необхідна для розвитку складних форм життя.
На Землі складне багатоклітинне життя з’явилося під час Кембрійського вибуху, 539 мільйонів років тому. “Ми вважаємо, що виникнення сучасної тектоніки плит значно прискорило еволюцію складного життя і стало однією з головних причин Кембрійського вибуху”, – вважає Герія.
Тектоніка плит описує процес руху континентальних плит, які дрейфують по розплавленій мантії Землі. Їхні зіткнення і розбіжності породжують зони субдукції, гірські хребти, рифтові долини і вулкани, а також спричиняють землетруси.
На думку Стерна і Геріа, тектоніка плит у її сучасному вигляді зародилася лише від півтора мільярда до мільярда років тому, в геологічну еру, відому як неопротерозой. До цього на Землі панувала “тектоніка стабільних плит”: земна кора, звана літосферою, являла собою єдине ціле і не була розбита на окремі плити.
Перехід до сучасної тектоніки плит стався тільки після того, як літосфера охолола достатньо, щоб стати щільнішою і міцнішою, а отже, здатною до субдукції — тобто, до занурення під інші частини літосфери з подальшим “переплавленням” і поверненням на поверхню в зонах розбіжності тектонічних плит.
Тектоніка плит як каталізатор еволюції
Виникнення сучасної тектоніки плит зробило серйозний вплив на біосферу, що, можливо, і дало поштовх до еволюції складного життя трохи більше ніж пів мільярда років тому. Життя на планеті раптово опинилося в умовах, де йому довелося пристосовуватися або загинути. У результаті виник еволюційний тиск, що стимулював розвиток найрізноманітніших форм життя, які населяли океани й сушу, пов’язану з континентальними плитами.
Ідея полягає в тому, що цей поштовх призвів до того, що життя в кінцевому підсумку — без жодного розумного задуму або еволюційної мети, окрім природного добору – еволюціонувало в нас із вами.
“Тривале співіснування океанів і суходолу здається критично важливим для появи розумного життя й технологічних цивілізацій унаслідок біологічної еволюції”, – вважає Геріа. “Однак однієї лише наявності континентів і океанів недостатньо, оскільки еволюція життя — дуже повільний процес. Щоб прискорити його, необхідна тектоніка плит”. Однак є проблема. Земля — єдина планета в Сонячній системі, де існують тектонічні плити. Ба більше, моделі показують, що тектоніка плит може бути рідкісним явищем, особливо на екзопланетах класу суперземель, де може переважати конфігурація “стабільних плит”.
Океани й континенти — ще один шматочок космічного пазла
Крім тектоніки плит необхідні океани і континенти. Моделі формування планет показують, що планети, повністю вкриті океанами глибиною в десятки кілометрів, цілком звичайні, як і пустельні світи без води. Земля ж з її відносно тонкою оболонкою океанської води і рельєфом, що дає змогу континентам підійматися над океанами, займає такий собі “золотий перетин”, акуратно збалансований між двома крайнощами — планетами-океанами та безводними пустельними світами. Наявність океанів украй важлива, оскільки є вельми правдоподібна гіпотеза, що життя на Землі зародилося саме в морі. Суша також необхідна — не лише для забезпечення життя поживними речовинами через вивітрювання порід і підтримання вуглецевого циклу, а й для того, щоб уможливити горіння (за наявності кисню), що, своєю чергою, може призвести до виникнення технологій у руках розумних істот.
Рідкість розумного життя у Всесвіті
Якщо планети з тектонікою плит і потрібним співвідношенням води та суші — рідкість, то технологічно розвинене, здатне до спілкування позаземне життя може бути не менш рідкісним явищем.
“Ми спробували пояснити, чому з нами досі не зв’язалися”, – каже Герія. Щоб проілюструвати свою думку, Герія і Стерн скористалися рівнянням Дрейка. Запропоноване 1961 року піонером SETI Френком Дрейком, воно повинно було дати поштовх першій в історії науковій конференції, присвяченій пошуку позаземного розуму (SETI), яка відбулася того ж року в обсерваторії Грін-Бенк у Західній Вірджинії.
Рівняння узагальнює різні фактори, необхідні для розвитку технологічних цивілізацій, і дає змогу бодай приблизно оцінити кількість позаземних цивілізацій, що можуть існувати у Всесвіті. Проте варто зазначити, що рівняння Дрейка — радше уявний експеримент, покликаний показати, що нам відомо, а що ні про еволюцію розумного життя, аніж абсолютна настанова щодо підрахунку позаземних цивілізацій.
Цивілізації: рідкісні, як діаманти?
“Попередні оцінки нижньої межі кількості цивілізацій в нашій галактиці були довгі…”
Стерн і Геря стверджують, що fi має бути добутком ще двох величин, а саме: частки планет із континентами й океанами (foc) і частки планет із тривалою тектонічною активністю (fpt). Однак, з огляду на очевидну рідкість тектоніки плит, а також світів, на яких можливі і океани, і континенти, Стерн і Геріа вважають, що fi – це вельми мала величина. За їхніми оцінками, лише 17% екзопланет мають тектоніку плит, а частка планет із потрібною кількістю води і суші, імовірно, ще менша — від 0,02% до 1%. Якщо перемножити ці величини, ми отримаємо значення fi в межах від 0,003% до 0,2%. Підставивши це значення в рівняння Дрейка, Стерн і Герія отримують значення кількості позаземних цивілізацій десь між 0,0004 і 20 000. Це досить великий розкид, зумовлений тим, що інші параметри рівняння Дрейка нам відомі дуже приблизно, а то й зовсім невідомі. Проте, це на кілька порядків менше мільйона цивілізацій, передбачених самим Дрейком у 1960-х роках. “Значення 0,0004 означає, що на 10 000 галактик може припадати всього 4 цивілізації”, – зазначає Тарас.
Важливі застереження Слід врахувати кілька важливих моментів. По-перше, як уже згадувалося, деякі з інших параметрів рівняння Дрейка, як-от частка планет, на яких узагалі виникає життя, частка планет із розумним життям, що створює технології, а також тривалість існування цих цивілізацій, нам абсолютно невідомі. Якщо виявиться, що ці значення вкрай великі, наприклад, якщо цивілізації зазвичай існують мільярди років, то ймовірність того, що зараз їх існує досить багато, збільшиться.
По-друге, хоча загалом для розвитку життя в тому вигляді, в якому ми його знаємо, необхідні тектоніка плит, океани і суходіл, можна уявити собі сценарії, де розвиваються технологічно просунуті життєві форми, що мешкають винятково в океані й ніколи не виходять на сушу. Однак це скоріше особливі випадки, що вибиваються з правила.
Крім того, не можна виключати можливість того, що ми занадто поспішно робимо висновки про те, що з нами ніхто не зв’язується.
Астроном Джилл Тартер, що займається пошуком позаземного розуму, любить повторювати: якщо вважати галактику океаном, то ми перевірили всього лише чашку води з нього. Попри те що пошук останнім часом значно прискорився завдяки амбітному проєкту Breakthrough Listen, її слова, як і раніше, актуальні. Ми ще не перевірили кожну зірку, а за тими кількома, за якими ми спостерігаємо, ми стежимо недостатньо довго. Ми цілком могли просто пропустити позаземний сигнал.
Великий фільтр і наша відповідальність
Нарешті, необхідно розглянути концепцію “Великого фільтра”. Ця ідея, вперше висловлена економістом і футурологом Робіном Хенсоном, припускає, що у Всесвіті існує певний універсальний “бар’єр”, який перешкоджає виникненню технологічно розвинених цивілізацій.
У моделі Стерна і Геріа таким бар’єром є відсутність тектоніки плит, океанів і континентів. Однак, попри те, що їхня оцінка числа цивілізацій досить мала, вона не дорівнює нулю. Існує також погляд, що спирається на принцип Коперника, згідно з яким Землю не слід розглядати як щось унікальне, це всього лише ще одна планета, що обертається навколо звичайнісінької зірки. Отже, якщо життя змогло виникнути на Землі, то воно може виникнути й на багатьох інших планетах. Тоді виникає питання: в який момент набуває чинності “Великий фільтр”? Можливо, Стерн і Геріа поквапилися з висновками, оголосивши планети з тектонікою плит і потрібним співвідношенням води й суходолу рідкістю ще до того, як у нас з’явилися спостережні дані на підтримку цього твердження?
“Звичайно, ідеально було б мати у своєму розпорядженні спостережливі дані про те, наскільки поширені континенти, океани і тектоніка плит на екзопланетах”, – каже Геріа. “На жаль, це знаходиться далеко за межами наших поточних можливостей. З іншого боку, сам процес формування планет нам певною мірою зрозумілий, а наші моделі здатні робити припущення про те, що ми можемо виявити в майбутньому. Ці припущення можна використовувати для оцінки ймовірності наявності континентів, океанів і тектоніки плит на кам’янистих екзопланетах”.
Якщо ж Стерн і Герія мають рацію, то ми цілком можемо опинитися практично на самоті у Всесвіті. І в цьому разі на нас лягає величезна відповідальність. “Ми повинні зробити все можливе, щоб зберегти нашу власну, вельми унікальну цивілізацію!”, – закликає нас Геріа. В іншому разі ми ризикуємо знищити себе і стати причиною вимирання єдиного технологічно розвиненого життя в нашій галактиці Чумацький Шлях.
