Одни ли мы во Вселенной? Математика говорит, что это самый вероятный сценарий

Вопрос «Есть ли кто-то еще во Вселенной?» давно уже стал научным. Это главная тема астробиологии и причина появления парадокса Ферми — полной тишины космоса при огромном количестве планет, на которых могла бы быть жизнь. Обычно на этот вопрос ждут ответа «да» или «нет».

А что, если верный ответ немного другой? Что, если быть одними — это самый ожидаемый исход с точки зрения математики для такой цивилизации, как наша?

Новая работа математика Антала Вереша объясняет эту точку зрения. Его работа ставит вопрос: какие нужны условия, чтобы существование ровно одной формы жизни заданного уровня развития было математически самым ожидаемым?

Такая постановка превращает парадокс Ферми из философского вопроса в измеримый набор вероятностей.

Что такое «зона одиночества»?

Для жизни любого уровня развития — от бактерии до разума, который управляет галактикой, — есть всего три возможных варианта:

1. Такой жизни во Вселенной нет.
2. Существует ровно один ее представитель.
3. Существует много ее представителей.

«Зона одиночества» — это небольшой промежуток числовых вероятностей, в котором второй вариант становится более ожидаемым, чем первый и третий.

Берем два главных показателя. Первый — это количество систем, подходящих для жизни (N). Ученые считают, что их очень много, около 10²⁴ планет только в видимой части Вселенной. Второй показатель — это шанс появления жизни (p). Это вероятность, что жизнь определенного уровня развития появится в одной такой системе.

Именно число p показывает, какой из трех вариантов наступит. Зона одиночества описывает такие значения p, при которых математика склоняется к единственному успешному образцу.

Не слишком редко, не слишком часто

Если шанс зарождения жизни сделать ничтожно малым, то самым ожидаемым итогом будет полное отсутствие жизни. Вселенная не сможет провести достаточно попыток, чтобы получить хотя бы один удачный результат. В таком случае одиночество уступает полной пустоте.

Теперь посмотрим с другой стороны. Если жизнь появляется легко, то при огромном числе планет она почти наверняка возникнет во многих местах. Космос должен быть густонаселенным. Тут одиночество уступает множеству форм жизни.

Выходит, что одиночество — это состояние посередине. Шанс появления жизни должен быть достаточно большим, чтобы она появилась хотя бы один раз. Но он должен быть достаточно малым, чтобы она не появилась два или три раза. Это и есть та самая «зона одиночества».

Всё зависит от уровня развития

Самое интересное в этой модели — как результат меняется в зависимости от уровня развития жизни, о котором мы говорим. Шанс появления микроба и шанс появления цивилизации с технологиями — это совсем разные числа.

Исследование показывает:

• Для простейших организмов «зона одиночества» почти невозможна. Если они могут зародиться, их шанс появления (p) будет довольно высоким. При таком p и большом N космос должен быть наполнен микробами. Быть единственными здесь математически нельзя.
• Для форм жизни нашего уровня развития, способных посылать сигналы в космос, вариант одиночества становится очень возможным. Расчеты по гипотезе «Редкой Земли» показывают: вероятность того, что мы в «зоне одиночества», равна примерно 29%. Это очень большая цифра. Она значит, что наше видимое одиночество — это статистически нормальный результат.
• Для гипотетических сверхразвитых существ шанс быть единственными становится еще больше. Появление таких форм жизни требует пройти еще больше этапов, поэтому их вероятность p еще меньше. Она как раз может оказаться в том узком коридоре, где возможен только один представитель на всю Вселенную.

Парадокс Ферми — не парадокс?

Такой взгляд на вещи дает хороший выход из проблемы Великого молчания. Он показывает, что парадокс Ферми, возможно, и не является парадоксом.

Мы не получаем сигналов. Это не значит, что мы первые или что другие цивилизации погибли. Возможно, причина в том, что настоящий шанс появления разума как раз попадает в ту самую «зону одиночества». Мы не видим других, потому что по расчетам их, скорее всего, и нет.

Эта модель не дает готового ответа, но переводит старый вопрос о космическом одиночестве из разряда философии в плоскость четких вероятностных оценок.

Источник: Acta Astronautica