Paradoks Fermiego – jeśli obcy istnieją, a ich nie widzimy. Tragedia lokalności (Część I)

Paradoks Fermiego to koncepcja prezentująca możliwe wyjaśnienia faktu, że mimo usilnych poszukiwań nie rejestrujemy w kosmosie żadnych śladów istnienia obcych cywilizacji, podczas gdy wyliczenia Równania Drake’a pokazują, że najpewniej powinno ich być bardzo wiele. Wydaje się też po prostu dziwnym fakt, że mielibyśmy być samotni we Wszechświecie, skoro sami jesteśmy z niego zrodzeni na bazie zwyczajnych praw fizyki i chemii, a globów podobnie jak nasz nadających się do zainicjowania życia muszą być we Wszechświecie najpewniej miliardy miliardów. Trzeba się długo zastanowić aby zrozumieć, co oznaczają wielkości prezentowane przez te kompletnie już dla nas abstrakcyjne liczby. Taki gigantyzm musi do czegoś prowadzić, skoro w naszym kosmicznym zaścianku udało mu się stworzyć człowieka.

Do niedawna również w świecie naukowym twierdzenia, że mimo wszystko możemy być w kosmosie jedyną technologiczną cywilizacją, traktowano z przymrużeniem oka. Statystyka zdawała się dla tego tematu być jednoznaczna. Z kolei z reguły niebędący naukowcami pasjonaci astronomii często i dzisiaj niemal nie dopuszczają do siebie tej opcji. Wynika to zapewne także z ich doświadczeń z tymi ludźmi, którzy o astronomii nie wiedzą za wiele. W naszym społeczeństwie niedużo ludzi interesuje się tą dziedziną, a już tylko garstka astrobiologią, łatwo jest więc spotkać twierdzenia, że obcy na pewno nie istnieją, bo pogląd o ich istnieniu traktują jako będący fantazją. Wielu nie-pasjonatów astronomii kojarzy temat raczej z science fiction lub niepoważną koncepcją UFO, nie rozumiejąc naukowej strony zagadnienia, wszelkie więc wzmianki o obcych cywilizacjach traktuje jako bajdurzenia. Nic więc dziwnego, że pasjonaci astronomii, którzy dysponują większym rozeznaniem w temacie, negację lub niewiarę w obce cywilizacje automatycznie utożsamiają z ignorancją na temat funkcjonowania Wszechświata i jego wielkości.

Od niedawna patrzymy trochę inaczej na dostępne nam dane (zob. tutaj), których z czasem uzyskujemy coraz więcej, a którymi Drake tworząc swoje Równanie nie dysponował. Np. badanie 100 000 galaktyk pod kątem zmian, jakie powinny zostać zaobserwowane w przypadku skolonizowania ich przez cywilizację, dały tylko negatywny wynik. Również nowsze wyliczenia Równania Drake’a prezentują mniej optymistyczne wnioski niż te pierwotne. Oczywiście rozbieżności wyników nadal są bardzo duże, bowiem Równanie Drake’a operuje prawie tylko na luźnych szacunkach łączonych z kompletnymi niewiadomymi. Równanie Drake’a nie ma statusu naukowego. Jednak np. trzech naukowców, A. Sandberg, E. Drexler i T. Ord w pracy zatytułowanej „Dissolving the Fermi Paradox” wykazało, że prawdopodobieństwo, że prócz nas żadnej cywilizacji nie ma zarówno w naszej galaktyce, jak i całym Wszechświecie, jest niestety znacznie większe niż sądziliśmy, wręcz spore (link do obu wymienionych prac w bibliografii).

Czy tytuł ich artykułu nie jest jednak na wyrost? Jak ze wszystkim w Paradoksie Fermiego – trudno powiedzieć. Omówieniem tej pracy zajmę się jednak w innej notce. Teraz bowiem zamierzam rozpatrzyć inną niż nieistnienie obcych możliwość prezentowaną przez Paradoks Fermiego. W opcji, że inne niż my cywilizacje technologiczne rodzą się w kosmosie, a jedynie my ich nie możemy dostrzec, niektóre wyjaśnienia balansują na granicy czystego science fiction, jednak jest kilka takich, które są zupełnie prawdopodobne z naukowego punktu widzenia. Dzisiaj zajmę się jednym z nich.

Jak wszyscy wiedzą, światło porusza się z prędkością zbliżoną do 300 000 kilometrów na sekundę. Wyrażenie to nie oddaje precyzyjnie zjawiska, ponieważ z taką prędkością poruszają się wszystkie fale elektromagnetyczne, a to, co rozumiemy pod pojęciem światła, jest tylko częścią z nich. Jest to też, co wyjaśnia Szczególna Teoria Względności Einsteina, największa możliwa prędkość w znanej nam fizyce.

Percepcja świata, nie tylko ludzka, ale w ogóle fizyczna, opiera się na bozonach, czyli cząstkach lub falach (w fizyce kwantowej fale i cząstki są jednym zjawiskiem, które jedynie dwojako rozumiemy) będących nośnikami oddziaływań fizycznych. Do nich należą między innymi właśnie fale elektromagnetyczne, które czy to pod postacią fal, czy cząstek zwanych fotonami, poruszają się właśnie z prędkością niecałych 300 000 km/s, maksymalną możliwą prędkością we Wszechświecie. Oznacza to, że tak zwana prędkość światła to po prostu maksymalna prędkość informacji fizycznej.

Ponieważ w przestrzeni kosmicznej obiekty znajdują się w ogromnych odległościach od siebie, informacja fizyczna, w tym światło, musi mieć pewien czas zanim przeleci z punktu A do punktu B. Ponieważ możliwość rejestrowania czegoś wymaga otrzymania informacji fizycznej, im dalszy jest obiekt, który obserwujemy, z tym większym opóźnieniem możemy zarejestrować to, co na nim aktualnie zachodzi. Księżyc jest oddalony od nas średnio o 384 400 km, co daje w przybliżeniu 1 sekundę świetlną. Jeśli więc coś w tej chwili wydarzy się na Księżycu, informacja fizyczna będzie lecieć do nas 1 sekundę, więc dopiero po upływie tego czasu to zobaczymy. Z tych samych powodów to, co dzieje się na Słońcu, widzimy z nieco ponad ośmiominutowym opóźnieniem, a to, co w sąsiedniej nam Galaktyce Andromedy… z opóźnieniem ok. 2,5 milionów lat.

Ale to jest tylko nasz pobliski Wszechświat. Najdalsza znana nam obecnie galaktyka jest od nas oddalona o 32 miliardy lat świetlnych, a światło, aby dotrzeć od niej do nas, potrzebowało 13,4 miliarda lat (rozbieżność tych liczb wynika z faktu rozszerzania się Wszechświata. Wielkość Wszechświata nie wynosi bowiem tyle lat świetlnych, ile lat wynosi jego wiek, lecz o wiele więcej. Pod artykułem daję linki, gdzie znajdziecie wyjaśnienia tych zjawisk).

Ograniczenie prędkości światła daje w efekcie zjawisko niemożliwości obserwowania odległych obiektów w ich stanie aktualnym. Im dalej, tym większe mamy opóźnienie, więc tym bardziej widzimy je takimi, jakie były kiedyś. Oznacza to, że obiekt GN-z11, najdalszy nam znany, widzimy takim, jaki był krótko po powstaniu Wszechświata, podczas gdy jego aktualny stan jest późniejszy o 13,4 miliarda lat względem tego, co rejestrujemy.

Sytuacja ta jest w większości przypadków dla nas korzystna. Możemy dzięki temu badać przeszłość Wszechświata. Widzieć jak tworzyły się pierwsze galaktyki, całą tę historię tak bardzo w przeszłość, jak tylko sięgnie rozdzielność naszych super-teleskopów. Fakt, że nie możemy poznać ich obecnego stanu, z reguły nie czyni nam poważnej szkody poznawczej, a przynajmniej nie jest ona porównywalna do korzyści, jakie nam ta właściwość daje. Choć dla mnie osobiście jest ta właściwość dość niezwykła, patrząc na nią z pewnej perspektywy. Oznacza ona bowiem, mówiąc metaforycznie, że Wszechświat nie ma możliwości znać samego siebie. Każde miejsce w nim jest uwięzione w pułapce nieznania obecnego stanu innego miejsca i dla każdego miejsca wszędzie dookoła istnieje tylko coraz głębsza przeszłość. To jest zdumiewająca właściwość.

To wszystko ma jednak dramatyczne konsekwencje w kwestii możliwości zaobserwowania, a zwłaszcza skontaktowania się z obcą cywilizacją. Nawet biorąc pod uwagę tylko nasz lokalny kosmos, naszą Grupę Lokalną Galaktyk, mamy tu do czynienia z milionami lat świetlnych, zaś w obrębie naszej własnej galaktyki z setką tysięcy lat św. Nasza najbliższa gwiezdna rodzina, ta którą dostrzegamy na niebie gołym okiem, sięga od dziesiątek do paru tysięcy lat świetlnych. Najbliższa nam gwiazda oddalona jest o 4,5 roku świetlnego. W systemie tym wykryliśmy planety. Załóżmy, że odkrywamy tam również technologiczną cywilizację. Dajemy więc im komunikat w postaci powiedzmy błysków elektromagnetycznych, aby zredukować do minimum utratę czasu. Kod wysłany światłem pędzi z prędkością światła. Oni odbierają go… 4,5 i pół roku później. Szybko kreślą odpowiedź na nasze pytanie i robią to samo. Odbieramy sygnał po 4,5 latach. Mija 9 lat między zadaniem pytania i otrzymaniem odpowiedzi. Przy drugiej odpowiedzi staje się pełnoletnia osoba, która przy zadaniu pierwszego pytania dopiero się urodziła. Po kilku takich rundach pracownicy NASA kończą swój żywot na tej planecie, podczas gdy my i kosmici zdołaliśmy dopiero wymienić uprzejmości. A sytuacja dotyczy najbliższej nam gwiazdy. I pomijamy tu oczywiście kwestię praktycznie niemożliwości znalezienia linii porozumienia z czymś takim jak obca historia ewolucyjna.
Zobacz też: „Dokąd dotarły sygnały radiowe z Ziemi?”.

Czytaj dalej: Część II.

Literaturę znajdziesz na końcu Części II.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s