Великое молчание: наука и философия парадокса Ферми - Милан М. Чиркович

Иными словами, случайные природные угрозы делают Галактику гораздо более враждебной для жизни и разума, чем нам кажется на основе нашего окружения и нашей прошлой истории.10 Эта гипотеза демонстрирует очевидную преемственность с идеями «Уникальной Земли», обсуждавшимися в главе 5. Очевидно, как уже отмечалось ранее, нас не должен удивлять тот факт, что мы воспринимаем окружающую среду как благоприятную для жизни. Однако это исторически обусловленный факт, а не какая-то необходимость, заложенная в законах природы во время Большого взрыва (или на более высоком уровне мультивселенной).

Напротив, мы прекрасно осведомлены о множестве катастрофических угроз, с которыми земная и любая другая биосфера в Галактике неизбежно столкнется с течением времени. Примеры таких катастрофических процессов включают:

• кометно-астероидная бомбардировка11

• супервулканизм12

• близкие вспышки сверхновых, магнетары и/или гамма-всплески (при условии, что их «смертоносная зона» мала)13

• глобальные оледенения (аналоги «Земли-снежка»)14

• неуправляемые естественные парниковые эффекты15

• «джокеры»: нечто непредвиденное, но смертоносное и природного происхождения16

(Ограничения служат здесь лишь для того, чтобы отграничить эту гипотезу от других, рассматриваемых в этой главе. Например, «смертоносная зона» космических взрывов должна быть мала по сравнению с характерным линейным масштабом ГЗО, чтобы избежать коррелированных галактических катастроф, которые обсуждаются в разделе 6.3. Катастрофы, вызванные действиями разумных агентов, рассматриваются в разделах 6.4–6.7.) Все эти процессы — за исключением, конечно, «джокеров» — наблюдались в прошлом в Солнечной системе и её окрестностях, и их разрушительный потенциал не вызывает сомнений. Спорным, однако, является вопрос — и именно здесь открывается возможность для объяснения парадокса Ферми, — насколько типичны локальные частота и разрушительность этих процессов. И частота, и сила этих катастрофических процессов могут, в принципе, быть намного выше, чем мы делаем вывод на основе истории нашей Земли и Солнечной системы. (Обратите внимание, что, в соответствии с обсуждением в главе 5, нас не должно удивлять то, что мы находимся в редком спокойном уголке бурной Галактики: это было бы просто следствием ожидаемого антропного эффекта отбора.)

Если катастрофические процессы на типичной обитаемой планете в ГЗО действительно более интенсивны, чем на Земле, то эти природные угрозы с большей вероятностью прервут эволюционную цепь, ведущую к появлению разумных наблюдателей, так что нам не стоит удивляться тому, что мы не замечаем проявлений и следов более древних галактических сообществ. Например, одним из хорошо изученных случаев является система известной близкой солнцеподобной звезды Тау Кита; эта система содержит как планеты, так и массивный осколочный диск, аналогичный поясу Койпера в Солнечной системе. Моделирование пылевого диска Тау Кита показывает, однако, что масса сталкивающихся тел размером до 10 километров может составлять около 1,2 M⊕ по сравнению всего лишь с 0,1 M⊕, оцениваемыми для современного пояса Эджворта — Койпера в Солнечной системе.17 Система Тау Кита — это очень сложная планетная система, и она, вероятно, содержит одну или несколько планет земного типа. Вполне разумно предположить, что любая подобная планета земного типа в этой экзопланетной системе подвергается гораздо более суровым ударным нагрузкам, чем Земля на протяжении своей геологической и биологической истории.18

Если мы используем систему Тау Кита в качестве условного примера тех мест, где случайные катастрофические нагрузки гораздо сильнее, чем те, о которых свидетельствует история Солнечной системы, возникает вопрос: является ли Тау Кита или наше Солнце прототипом звезды, дающей приют жизни? Хотя сильные столкновения, подобные тем, что предположительно происходят на планетах Тау Кита, вряд ли способны полностью их стерилизовать (хотя время от времени подобное может случаться), они, вероятно, будут достаточно разрушительными, чтобы отбросить эволюционные часы на несколько критических шагов назад. И если временные масштабы этих критических шагов велики, стадия технологической цивилизации может быть не достигнута в пределах того окна обитаемости, которое создается эволюцией их родительских звезд на Главной последовательности. Очевидно, эту гипотезу можно проверить эмпирически, проводя более детальные наблюдения большего числа планетных систем. Пока что кажется, что Тау Кита, а не наше Солнце, является скорее странным исключением, нежели правилом.

6.3 Природные угрозы II: синхронизированные задержки

Если случайного сброса астробиологических часов недостаточно, чтобы сократить сечение контакта до такой степени, как того требует Великое молчание, естественным шагом будет вопрос: можно ли достичь этого эффекта с помощью неслучайных — или коррелированных — сбросов? Коррелированные эффекты обычно более эффективны, чем случайные; подумайте, насколько сложнее бороться с организованной преступностью по сравнению со спонтанным, неорганизованным преступным поведением. Таким образом, мы сталкиваемся со следующей гипотезой-прототипом в категории неокатастрофических:19

Астробиологический фазовый переход: существуют глобальные (то есть галактические) регулирующие механизмы, сбрасывающие и заново синхронизирующие биологическую эволюцию по всей ГЗО. Эти глобальные регулирующие механизмы медленно эволюционируют с течением времени так, что Галактика становится более гостеприимной для сложной жизни и наблюдателей в ходе космического времени. Конечный эффект заключается в том, что появление ранних галактических софонтов маловероятно (в отличие от поздних софонтов, таких как мы), и никакого парадокса Ферми нет.

Очевидно, что эта гипотеза основана на представлении о глобальном регулирующем механизме. Такой механизм мог бы время от времени сбрасывать астробиологические «часы» по всей ГЗО и, в некотором смысле, заново синхронизировать их. Это прототип неравновесной гипотезы: здесь нет парадокса, поскольку соответствующий временной масштаб — это время, прошедшее с момента последнего «сброса» астробиологических часов, и оно может быть существенно меньше возраста Млечного Пути или шкалы Лайнвивера в уравнении (2.3). Итак, есть ли какие-либо признаки существования такого механизма?

В новаторской работе, опубликованной в 1999 году, астрофизик из Фермилаба Джеймс Аннис предположил, что гамма-всплески (ГВ), космологическая и чрезвычайно энергичная природа которых к тому времени становилась всё более понятной, служат таким глобальным регулирующим механизмом.20 Идея Анниса была особенно красива, поскольку в ней утверждалось, что намечающееся решение одной «большой загадки» (происхождения гамма-всплесков) может привести нас к решению другой, возможно, еще более масштабной (парадокса Ферми). Последующее важное исследование Скало и Уилера подтвердило подозрение, что гамма-всплески, по всей видимости, оказывают неблагоприятное воздействие на большую часть, если не на всю ГЗО.21 В частности, их результаты показали, что гамма-всплески могут быть напрямую смертоносными на расстоянии до 14 кпк для эукариот и до 1,4 кпк для прокариот. Эти пространственные масштабы следует сопоставить с ~11 кпк для внешней границы ГЗО, как это указано, например, в работе Лайнвивера и его коллег.22

(Гораздо раньше, в 1981 году, Джим Кларк высказывал предположение, что периодические взрывы в центре нашей Галактики могли бы служить подобным регулирующим механизмом. Идея заключается