През 1950 г. италианско-американският физик Енрико Ферми обядва с някои

...
През 1950 г. италианско-американският физик Енрико Ферми обядва с някои
Коментари Харесай

Цената за посещение на Земята може да е непосилна за извънземните

През 1950 година италианско-американският физик Енрико Ферми обядва с някои от сътрудниците си в Националната лаборатория в Лос Аламос, където работи пет години преди този момент, като част от плана Манхатън. Според разнообразни мемоари диалогът се е насочил към извънземните и наскорошната поредност от НЛО. Тогава Ферми слага въпроса, който ще влезе в аналите на историята: „ Къде са всички? “ Той става основата на Парадокса на Ферми, който се отнася до несъответствието сред оценките с висока възможност за съществуването на извънземен разсъдък (ETI) и очевидната липса на доказателства за съществуването му.

От времето на Ферми има няколко препоръчани отговора на въпроса му, което включва напълно действителната опция междузвездната колонизация да следва главното предписание на Теорията за навлизане. Едно от основните догатки зад парадокса на Ферми е, че поради изобилието от планети и възрастта на Вселената, една напреднала екзоцивилизация е трябвало да колонизира забележителна част от нашата вселена до момента. Това сигурно има съображение, като се има поради, че единствено в галактиката Млечен път (която е на възраст над 13,5 милиарда години) има към 100 до 400 милиарда звезди.

Друго основно съмнение е, че интелигентните типове ще бъдат стимулирани да колонизират други звездни системи като част от някакъв натурален блян към проучване и разширение обсега на тяхната цивилизация. Не на последно място, се допуска, че междузвездното галактическо пътешестване би било осъществимо и даже практично за напреднала екзоцивилизация. Но това от своя страна се свежда до догатката, че софтуерният прогрес ще обезпечи решения на най-голямото предизвикателство на междузвездното пътешестване.

Накратко, количеството сила, належащо на един галактически транспортен съд да пътува от една звезда до друга, е прекомерно огромно, изключително когато става въпрос за огромни галактически кораби с екипаж. През 1905 година Айнщайн разгласява главната си публикация, в която усъвършенства своята специфична доктрина на относителността. Това е опитът на Айнщайн да съчетае законите на Нютон за придвижването с уравненията на електромагнетизма на Максуел, с цел да изясни държанието на светлината. Тази доктрина всъщност гласи, че скоростта на светлината (освен че е постоянна) е безспорна граница, отвън която обектите не могат да пътуват. Това е систематизирано от известното уравнение, E = mc2, което другояче е известно като „ равностойност маса-енергия “.

Казано по-просто, тази формула разказва силата (E) на частицата в нейната почиваща рамка като произведение на масата (m) със скоростта на светлината на квадрат (c2) – почти. 300 000 км / сек. Следствие от това е, че когато даден обект се приближи до скоростта на светлината, неговата маса непроменяемо се усилва. Следователно, с цел да може даден обект да доближи скоростта на светлината, ще би трябвало да се изразходва безпределно количество сила, с цел да го форсира. След като е реализирано, масата на обекта също ще стане безкрайна. Накратко, постигането на скоростта на светлината е невероятно, камо ли да я надвишаваме. Така че, изключвайки някаква голяма гражданска война в нашето схващане за физиката, задвижващата система по-бързо от светлината (FTL) в никакъв случай не може да съществува.

Такава е последствието от живота в релативистка Вселена, където пътуването с даже дребна част от скоростта на светлината изисква голямо количество сила. И до момента в който някои доста забавни и новаторски хрумвания са основани през годините от физици и инженери, които желаят да видят междузвездното пътешестване да стане действителност, нито една от концепциите с екипаж не е това, което бихте могли да наречете „ рентабилно “.

Това повдига доста значим метафизичен въпрос, който е обвързван с Парадокса на Ферми и съществуването на ETI. Това е не различен, а Принципът на Коперник, наименуван в чест на известния астроном Николай Коперник. Този принцип е продължение на аргумента на Коперник за Земята, която не е в неповторимо и привилегировано състояние във Вселената.

Разширен до космологичната сфера, правилото главно твърди, че когато се преглежда опцията за образован живот, не трябва да се приема, че Земята (или човечеството) са неповторими. По същия метод този принцип твърди, че Вселената, каквато я виждаме през днешния ден, е представителна за нормата или че е в положение на равновесие.

Противоположната позиция, че човечеството е в неповторимо и в привилегировано състояние да следи Вселената, е това, което е известно като антропен принцип. Накратко, този принцип гласи, че самият акт на наблюдаване на Вселената за признаци на живот и просветеност изисква законите, които я ръководят, да са удобни за живота и интелигентността.

Ако приемем Принципа на Коперник като управителен принцип, ние сме принудени да признаем, че всеки образован тип ще се сблъска със същите провокации при междузвездния полет като нас. И защото не предвиждаме метод да ги заобиколим, като изключим забележителен пробив в нашето схващане за физиката, може би нито един различен тип не е намерил подобен. Може ли това да е повода за „ Голямата тишина “?

Идеята, че дистанцията и времето могат да бъдат фактор (във връзка с Парадокса на Ферми) е получила много внимание през времето. Карл Сейгън и Уилям I. Нюман допускат в своето изследване от 1981 година „ Галактически цивилизации: Динамика на популацията и междузвездна дифузия “, че сигналите и сондите от ETI може да не са достигнали Земята към момента. Това беше посрещнато с рецензия от други учени, които твърдяха, че това опонира на Коперниковия принцип.

Според изчисленията на Сейгън и Нюман времето, належащо на ETI да изследва цялата вселена, е равно или по-малко от възрастта на самата вселена (13,5 милиарда години). Ако сондата или сигналите на хипотетична екзоцивилизация към момента не са достигнали до нас, това би означавало, че рационалният живот е почнал да се появява в по-близкото минало. С други думи, галактиката е в положение на неравновесие, преминавайки от положение на необитаемост в населявана.

Джефри А. Ландис обаче е този, който показва може би най-убедителният мотив по отношение на рестриктивните мерки, наложени от законите на физиката. В своя отчет от 1993 година „ Парадоксът на Ферми: метод, учреден на теорията за проникването “, той твърди, че вследствие на относителността една екзоцивилизация ще може да се уголемява до момента единствено в галактиката. В основата на аргумента на Ландис беше концепцията за математическа и физическа статистика, известна като „ доктрина на проникване “, която разказва по какъв начин се държи мрежата при унищожаване на възли или връзки.

В сходство с тази доктрина, когато задоволително от връзките на мрежата бъдат отстранени, тя ще се разпадне на по-малки свързани клъстери. Според Ландис, същият този развой е потребен при описването на това, което се случва с хората, ангажирани с миграция. Накратко, Ландис допуска, че в вселена, където интелигентният живот е статистически евентуален, няма да има „ еднаквост на претекста “ измежду извънземните цивилизации. Вместо това, неговият модел допуска огромно многообразие от претекстове, като някои избират да излязат и колонизират, до момента в който други решат да „ останат вкъщи “. Както той го изясни: „ Тъй като е допустимо, поради задоволително огромен брой извънземни цивилизации, една или повече сигурно биха се задължили да го създадат, евентуално по непознаваеми за нас претекстове. Колонизацията ще отнеме извънредно доста време и ще бъде доста скъпа. „ Съвсем рационално е да се допусна, че не всички цивилизации ще се интересуват от това да създадат толкоз огромни разноски за погашение надалеч в бъдеще.

Човешкото общество се състои от комбинация от култури, които изследват и колонизират, от време на време на извънредно огромни дистанции, и култури, които нямат интерес да го вършат. “ За да обобщим, един напреднал тип не би колонизирал галактиката бързо или поредно. Вместо това, той ще „ проникне “ на открито на извънредно разстояние, където възходящите разноски и времето на закъснение сред наложените ограничавания и колониите еволюират в личните си култури. По този метод колонизацията няма да бъде еднородна, а ще се случи в клъстери с огромни площи, останали неколонизирани когато и да е.

Подобен мотив беше изработен през 2019 година от Адам Франк и екип от откриватели на екзопланети от Nexus за науката за екзопланетарните системи (NExSS) на НАСА. В проучване, озаглавено „ Парадоксът на Ферми и резултатът на Аврора: споразумяване на екзоцивилизацията, разширение и постоянни положения “, те настояват, че заселването на галактиката също ще се случи в клъстери, защото не всички евентуално обитаеми планети биха били гостоприемни за колонизиране типове. Разбира се, моделът на Ландис съдържа някои лични догатки, които той излага авансово.

Първо, приема догатката, че междузвездното пътешестване е мъчно заради законите на физиката и че има оптимално разстояние, на което колониите могат да бъдат непосредствено открити. Следователно цивилизацията ще колонизира единствено на рационално разстояние от вкъщи си, след което по-късно ще настъпи вторична колонизация. Второ, Ландис също прави догатката, че родителската цивилизация ще има слаба визия за всички колонии, които основава, и времето, належащо за тяхното развиване ще бъде доста дълго. Следователно, всяка основана колония ще развие своя лична просвета с течение на времето и нейните хора ще имат възприятие за себе си и еднаквост, друго от това на родителската цивилизация.

Ще отнеме сред 1000 и 81 000 години, с цел да достигнем Проксима Кентавър (на 4.24 светлинни години) благодарение на актуалната технология. Въпреки че съществуват концепции, които биха разрешили релативистично пътешестване (част от скоростта на светлината), времето за пътешестване към момента ще бъде от няколко десетилетия до повече от век. Нещо повече, цената би била извънредно непостижима.

За да сложим нещата в вероятност, помислете за разноските, свързани със личната история на човечеството за проучване на космоса. Изпращането на астронавти на Луната като част от програмата „ Аполо “ сред 1961 и 1973 година коства солидни 25,4 милиарда щатски $, което през днешния ден възлиза на към 150 милиарда щатски $ (когато се поправя с инфлацията). Но Аполо не се появява във вакуум и първо изисква Проект Меркурий и Проект Близнаци като стъпала. Тези две стратегии, които изведоха първите американски астронавти в орбита и създадоха нужния опит за постигане до Луната, надлежно възлизаха на към 2,3 милиарда и 10 милиарда $ (когато се коригират). Съберете всички и ще получите общо към 163 милиарда щатски $, изхарчени от 1958 до 1972 година.

За съпоставяне, планът Artemis, който ще върне астронавтите на Луната за първи път от 1972 година, ще коства US Щатски долар 35 милиарда единствено през идващите четири години! Това не включва разноските за приемане на всички разнообразни съставни елементи до този стадий. Това са доста пари, единствено с цел да стигнете до единствения сателит на Земята. Но това не е нищо спрямо разноските за междузвездни задачи! От зората на галактическата епоха са направени доста теоретични оферти за изпращане на галактически кораби до най-близките звезди. В основата на всяко едно от тези оферти стои една и съща грижа: можем ли да достигнем до най-близките звезди за времето на живота си? За да отговорят на това предизвикателство, учените обмислят редица усъвършенствани задвижващи тактики, които биха могли да изтласкат галактическите кораби до релативистки скорости. От тях най-ясният несъмнено беше план „ Орион “ (1958 до 1963 г.), който ще разчита на способ, прочут като нуклеарно импулсно задвижване.

Воден от Тед Тейлър и Фрийман Дайсън от Института за напреднали проучвания в Принстънския университет, този план планува солиден галактически транспортен съд, който ще употребява избухливата мощ, генерирана от нуклеарни бойни глави, с цел да генерира двигателна сила. Тези бойни глави щяха да бъдат освободени зад галактическия транспортен съд и детонирани, създавайки нуклеарни импулси. Те биха били погълнати от инсталирана откъм гърба притискаща плоча (известна още като „ тласкач “), която превежда избухливата мощ в инерция напред. Макар и неелегантна, системата беше брутално елементарна и ефикасна и теоретично можеше да реализира скорости до 5 % от скоростта на светлината (5,4 × 107 км / час или 0,05 с). Уви, цената. Според изчисленията, направени от Дайсън през 1968 година, галактически транспортен съд „ Орион “ ще тежи сред 400 000 и 4 000 000 метрични тона. Най-консервативните оценки на Дайсън също по този начин слагат разноските за създаване на подобен транспортен съд на 367 милиарда щатски $ (2,75 трилиона днешни щатски $, когато се поправя по отношение на инфлацията). Това е към 78 % от годишните доходи на държавното управление на Съединени американски щати за 2019 година и 10 % от Брутният вътрешен продукт на страната.

Друга концепция беше да се построят ракети, които да разчитат на термоядрени реакции, с цел да генерират двигателна сила. По-конкретно, концепцията за Fusion Propulsion е изследвана от Британското междупланетно общество сред 1973 и 1978 година като част от изследване за изпълнимост, известно като Project Daedalus. Полученият дизайн изискваше двустепенен галактически транспортен съд, който да генерира двигателна сила посредством обединение на пелети от деутерий / хелий-3 в реакционна камера благодарение на електронни лазери. Това би основало високоенергийна плазма, която по-късно ще бъде превърната в двигателна сила от магнитна дюза. Първият стадий на галактическия транспортен съд ще работи за малко повече от 2 години и ще форсира галактическия транспортен съд до 7,1 % от скоростта на светлината (0,071 в). След това този стадий ще бъде изхвърлен, а вторият стадий ще поеме и форсира галактическия транспортен съд до към 12 % от светлинната скорост (0,12 в) в продължение на 1,8 години. След това моторът на втория стадий ще бъде изключен и корабът ще влезе в 46-годишен круизен интервал. Според оценките на плана, задачата ще отнеме 50 години, с цел да доближи звездата на Барнард (на по-малко от 6 светлинни години). До Проксима Кентавър, същата технология може да направи пътуването за 36 години. Но в допълнение към тези бариери, разпознати от плана, бяха включени и големите разноски.

Дори и по най-скромния стандарт, изцяло зареден Дедал би тежал до 60 000 метрични тона и би коствал над 5,2 трилиона щатски $ по цени за 2012 година В цени от 2020 година, изцяло квалифициран за полет Дедал ще коства близо 6 трилиона щатски $. Оттогава Icarus Interstellar, интернационална организация от цивилен учени доброволци (основана през 2009 г.), се пробва да съживи концепцията с план Icarus.

Друга смела концепция е задвижването с антиматерията, което би разчитало на унищожаването на материята и антиматерията (водородни и антиводородни частици). Тази реакция отприщва толкоз сила, колкото термоядрената експлозия, както и дъжд от субатомни частици (пиони и мюони). Тези частици, които по-късно ще се движат с една трета от скоростта на светлината, се канализират от магнитна дюза за генериране на двигателна сила. За страдание разноските за произвеждане на даже един грам антиматерийно гориво се правят оценка на към 1 трилион щатски $.

Според отчет на Робърт Фризби от НАСА Advanced Propulsion Technology Group (NASA Eagleworks), двустепенна антиматерийна ракета ще се нуждае от над 815 000 метрични тона гориво, с цел да пътува до Проксима Кентавър за почти 40 години. По-оптимистичният отчет на доктор Даръл Смит и Джонатан Уебби от Аеронавигационния университет Embry-Riddle гласи, че галактически транспортен съд с тегло 400 метрични тона и 170 метрични тона антиматериално гориво може да доближи 0,5 скорост на светлината. При този ритъм корабът може да доближи Проксима Кентавър за малко повече от 8 години, само че няма стопански ефикасен метод за това и няма гаранции, че ще успее. Във всички случаи горивото съставлява огромна част от общата маса на тази идея. За справяне с това са препоръчани разновидности, които биха могли да генерират лично гориво.

В случай на термоядрени ракети има Bussard Ramjet, който употребява голяма електромагнитна фуния, с цел да „ загребе “ водорода от междузвездната среда и магнитните полета, с цел да го компресира до точката на пораждане на синтез. По същия метод има система за междузвездно проучване на ракета „ Вакуум към Antimatter “ (VARIES), която също основава свое лично гориво от междузвездната среда. Предложен от Ричард Оузи от Икар Интерстелар, транспортен съд VARIES би разчитал на огромни лазери (задвижвани от големи слънчеви решетки), които биха основали частици от антиматерия, когато се изстреля в празно пространство.

Уви, нито една от тези хрумвания не е допустима благодарение на актуалните технологии, нито те са в областта на рентабилността. При тези условия и без да се позволяват няколко съществени софтуерни разработки, които биха понижили обвързваните с това разноски, би било заслужено да се каже, че всяка концепция за междузвездни задачи с екипаж е просто непрактична. Изпращането на сонди на други звезди в нашия живот към момента е в областта на опциите, изключително тези, които разчитат на задвижване с ориентирана сила (DEP). Както демонстрират оферти като Breakthrough Starshot или Project Dragonfly, те могат да бъдат ускорени до релативистични скорости и да разполагат с целия нужен хардуер за събиране на фотоси и съществени данни на всевъзможни екзопланети.

Такива сонди обаче са евентуално надеждно и рентабилно средство за междузвездно проучване, а не за колонизация. Нещо повече, забавянето във времето, обвързвано с междузвездните връзки, към момента би сложило ограничавания за това какъв брой надалеч могат да изследват тези сонди, до момента в който към момента рапортуват на Земята. Следователно екзоцивилизацията няма възможност да изпрати сонди надалеч отвън границите на своята територия.

Възможна рецензия на теорията за проникване е, че тя разрешава доста сюжети и тълкования, които биха разрешили контакт да се е случил в този миг. Ако приемем, че на образован тип също ще са нужни 4,5 милиарда години (времето сред образуването на Земята и актуалните хора) и считаме, че нашата вселена съществува от 13,5 милиарда години, това към момента оставя 9 милиарда години прозорец. В продължение на 9 милиарда години голям брой цивилизации биха могли да дойдат и да си отидат и въпреки че никой тип не би могъл да колонизира цялата вселена, мъчно е да си представим, че тази активност щеше да остане незабелязана.

При тези условия човек може да бъде заставен да заключи, че като се изключи че са лимитирани от развиването на цивилизацията, тук работят и други ограничаващи фактори. Важно е обаче да си напомним, че нито един препоръчан отговор на парадокса на Ферми не е без недостатъци. Освен това упованието на доктрина или теоретик да има всички отговори на даден толкоз комплициран (но безпаричен на данни) въпрос, колкото и съществуването на извънземни, е съвсем толкоз нереалистично, едвам се чака поредност в държанието на самите ETI! И по този начин, за какво не сме разкрили нито една извънземна цивилизация? Защото е нереалистично да се заключи, че до момента е трябвало да колонизират по-голямата част на галактиката, изключително когато законите на физиката (такива, каквито ги познаваме) изключват сходно нещо.

Тази публикация в началото е оповестена от Universe Today.
Източник: pik.bg

СПОДЕЛИ СТАТИЯТА


Промоции

КОМЕНТАРИ
НАПИШИ КОМЕНТАР