Droga Mleczna

Jak długo zajęłoby obcej cywilizacji zaludnienie całej galaktyki?

>

Powiedzmy, że tam są kosmici.

Adam Baldwin ostatni statek

Powiedzmy też, że są nieco bardziej zaawansowani technologicznie niż my. Mogą więc budować pewnego rodzaju statki, które albo a) mają AI, które mogą się samoreplikować, jeśli znajdą planetę z materiałami do budowy większej liczby sond, lub 2) niosą ze sobą kosmitów, którzy mogą się osiedlić*znaleźli odpowiednią planetę. Następnie osiedlają się, rozwijają i wysyłają więcej statków, gdy są w stanie.

Jak długo zajęłoby im zaludnienie całej galaktyki?



To ciekawe pytanie. Chcemy wiedzieć, czy na przykład jesteśmy sami i czy odwiedzają nas kosmici (spoiler: My nie jesteśmy ). To wielka galaktyka — Droga Mleczna to płaski dysk o średnicy około 120 000 lat świetlnych — a jeśli masz stosunkowo szybkie statki, przepłynięcie go nadal zajmuje dużo czasu.

Ale założenie zakłada wzrost wykładniczy, więc rozprzestrzenianie się osad oznacza większy wzrost, co oznacza więcej osad, w kółko. Obcy rozprzestrzeniliby się po galaktyce falą. Jakby to wyglądało? I jak długo to zajmie?

Problem ten był wielokrotnie rozwiązywany, ale niedawna praca zespołu astronomów (jednym z autorów jest Jason Wright, o którym pisałem już wielokrotnie, jak tutaj , tutaj , tutaj , tutaj ) patrzy na to trochę inaczej. Dokonują kilku interesujących założeń i odkryli, że nawet będąc naprawdę pesymistycznym, całą galaktykę można zbadać w mniej niż 300 milionów lat, znacznie krócej niż czas życia galaktyki.

Najpierw obejrzyj symulację pokazującą ich wyniki, a następnie przyjrzyjmy się ich założeniom i wynikom:

Każda kropka reprezentuje gwiazdę i mogą krążyć wokół centrum galaktyki z powodu grawitacji (jest to krytyczne, jak zobaczymy za chwilę).

Pierwsza cywilizacja pojawia się natychmiast na prawo od centrum galaktyki, oznaczona czerwoną kropką. Eksploracja rozszerza kosmitów na pobliskie gwiazdy; na początku powoli, a gwiazdy poruszają się w połowie galaktyki, zanim powstaną nowe osady. Ale potem rzeczy szybko wpadają na wyższy bieg i w mniej niż dwóch galaktycznych obrotach obcy w zasadzie zaludniają większość galaktyki, szczególnie w kierunku centrum.

Pamiętaj, ta symulacja jest konserwatywna. Zakłada się, że statki mają zasięg ograniczony do 10 lat świetlnych — około tuzina gwiazd znajduje się w tej odległości od Ziemi — i poruszają się z 1% prędkości światła. Zakładają również, że każda planeta zasiedlona przez tych kosmitów potrzebuje 100 000 lat, aby móc wystrzelić własne statki. To brzmi jak długi czas, ale to nie ma znaczenia. Liczba kosmitów gwałtownie rośnie, a my kończymy na bogatej w kosmitów Drodze Mlecznej (jeśli sondy są szybsze i mają większy zasięg, wtedy całą galaktykę można zbadać w mniej niż kilka milionów lat; pamiętaj, że jest to prawie natychmiastowe w porównaniu z wiekiem Galaktyka, nawet pozwalając na uformowanie się planet bogatych w ciężkie pierwiastki przez kilka miliardów lat ).

Co zaskakujące, nawet jeśli statki są naprawdę powolne, poruszają się tylko z prędkością 30 kilometrów na sekundę (mniej więcej z prędkością sond międzyplanetarnych, które mamy teraz), ekspansja nadal gwałtownie rośnie.

Nowoczesna mapa Drogi Mlecznej, pokazująca Słońce poniżej środka. Pomimo tego, że ma średnicę 120 000 lat świetlnych, nawet przy użyciu stosunkowo skromnej technologii można go zbadać w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat. Źródło: NASA/JPL-Caltech/R. Boli (SSC/Caltech)Zbliżenie

Nowoczesna mapa Drogi Mlecznej, pokazująca Słońce poniżej środka. Pomimo tego, że ma średnicę 120 000 lat świetlnych, nawet przy użyciu stosunkowo skromnej technologii można go zbadać w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat. Źródło: NASA/JPL-Caltech/R. Boli (SSC/Caltech)

O niektórych z tego wiemy już od jakiegoś czasu. Nowością jest to, że gwiazdy mogą się poruszać . Ponieważ tak długo trwa, zanim nowa osada będzie w stanie wystrzelić statek, gwiazdy poruszają się znacznie, gdy okrążają galaktykę. Z czasem wprowadza to nowe gwiazdy nawet do bardzo ograniczonego zasięgu tych statków, umożliwiając kontynuację ekspansji. Jeśli zasięg jest większy (10 lat świetlnych jest dość ograniczony), ekspansja może nastąpić jeszcze szybciej.

Z tego powodu fala osadnicza jest popychana bardziej przez ruch gwiazd niż same statki. Widzimy to, gdy fala się rozszerza na około galaktyka zamiast rosnącego kręgu wokół pierwotnej planety. Ponadto, gdy fala porusza się do wewnątrz, gwiazdy zbliżają się do siebie, więc fala rozprężania przemieszcza się niezwykle szybko w kierunku środka.

Wnioski, jakie z tego wyciągają, są całkiem fajne. W symulacjach, w których gwiazdy się nie poruszają, fala może zatrzymać się i wygasnąć, ale w tej jednej nowe gwiazdy mogą przenieść się w zasięg (zakładając, że kosmici mają długi czas życia cywilizacji technologicznej; zakładają 100 milionów lat). Jeśli czas życia jest krótszy, obliczenia pokazują, że można uzyskać regiony galaktyki gęste od cywilizacji otoczonych pustkami, w których nie są zasiedlone żadne planety.

Ten ostatni jest rzeczywiście interesujący. Oznacza to, że możesz mieć planety, które odpowiedni za osiedlenie się, ale wciąż niespokojne przez kosmitów.

To może być odpowiedź na tzw Paradoks Fermiego : Jeśli kosmici mają technologię, dlaczego ich nie widzimy? Powinni już tu być!

supergirl sezon 2 odcinek 22

Oczywistą odpowiedzią jest to, że mogli tu przybyć, ale to było dawno temu. Autorzy pokazują, że możliwe jest, że Ziemia nie była odwiedzana przez co najmniej ostatni milion lat, w którym to przypadku trudno byłoby znaleźć jakiekolwiek dowody istnienia kosmitów, zwłaszcza jeśli ich cywilizacja trwa stosunkowo krótko.

Myślę, że mogą mieć nieco bardziej wyrafinowaną technologię komunikacyjną niż ta. Źródło: Getty Images / Donald Iain SmithZbliżenie

Myślę, że mogą mieć nieco bardziej wyrafinowaną technologię komunikacyjną niż ta. Kredyt: Getty Images / Donald Iain Smith

Kolejny wniosek, które można znaleźć w innym artykule jest to, że patrzenie w kierunku centrów galaktyk może być najlepszym sposobem na poszukiwanie nowego życia. Zakładając, że są tam planety i można na nich bezpiecznie się osiedlić, byłaby to najbardziej zaludniona część galaktyki.

W tym wszystkim jest o wiele więcej, a Wright omawia konsekwencje jeszcze bardziej na swoim blogu; zobaczyć ten artykuł z 2019 roku , oraz inny właśnie napisał to kontynuacja niektórych pomysłów z nowej symulacji.

Zawsze podobał mi się pomysł, że chociaż możemy spekulować na temat istnienia kosmitów, możemy również użyć matematyki i fizyki do modelowania, jak mogą rozszerzać się w galaktyce. I nawet przyjmując bardzo konserwatywne założenia, możemy dojść do bardzo interesujących wniosków na temat tego, gdzie mogą być i dlaczego ich nie widzieliśmy, nawet jeśli istnieją.

Zawsze byłem niechętny, by opierać jakiekolwiek wnioski na psychologii obcych: może nie chcą badać, albo chcą i znaleźli nas, ale zostawiają nas w spokoju ( Hipoteza zoo ). Ale wystarczy tylko jedna osoba oprócz nas, a wiele społeczeństw ludzkich na naszej planecie odczuwa potrzebę odkrywania (jeśli z różnych powodów). Nie jest głupio myśleć, że inni mogą czuć to samo.

A fakt, że ten nowy wynik wskazuje, że w galaktyce mogą być skupiska niezbadanych planet, przemawia do mnie. W ten sposób możemy być tutaj i mogą być tam a po prostu jeszcze ich nie poznaliśmy.

To więcej niż trochę jak Star Trek . Być może Dzień pierwszego kontaktu jest jeszcze przed nami.

Enterprise i planeta GenesisZbliżenie

Przedsiębiorstwo i planeta Genesis z Star Trek II: Gniew Khana . Źródło: Paramount Pictures


* Celowo unikam problematycznego słowa kolonizować. Nie chcę tutaj zagłębiać się w to i związane z nim kwestie; Zwróć też uwagę, że mówimy tutaj o kosmitach, więc rozważania socjologiczne można przedłożyć na razie.



^