|
1. Veliko Pitanje Kruna našeg razumevanja fenomena života u kosmičkom kontekstu kroz novu disciplinu astrobiologije bi svakako bio odgovor na jedno od najsmelijih pitanja koja progone ljudsku vrstu od vremena svitanja razuma: Jesmo li sami u Svemiru? Ma koliko izgledalo drsko, ovo pitanje se vremenom preoblikovalo u legitimnu naučnu raspravu, čiji je osnov pretpostavka da nema a priori razloga da Zemlja bude smatrana unikatnim primerom planete koja nosi život, niti da homo sapiens bude smatran jedinim mogučim oblikom inteligentnog života. Kopernikanski pogled na svet je, dakle, sam po sebi dao opravdanje potrazi za tragovima postojanja vanzemaljskih civilizacija (engl. ExtraTerrestrial Civilizations - ETC) i pokušaju davanja odgovora na ovo pitanje. Nakon niza proboja u astronomiji, danas je konačno moguće povesti ovu diskusiju sa većom ozbiljnošću, prepoznavajući čitav spektar njenih aspekata i implikacija. U narednom pregledu, ukratko se razmatraju uslovi za kontakt sa ETC, sa naglaskom na nekim od potencijalnih problema projekata Potrage za ETC (engl. Search for ExtraTerrestrial Civilizations - SETI), onako kako ih naučna zajednica danas percipira i završava se razmatranjem jednog od ponuđenih i u svetlu astrožičkih činjenica, najlogičnijih argumenata o razlogu dosadašnjeg neuspeha SETI projekta i razrešenju Fermijevog paradoksa. 2.Osluškivanje...
Koreni SETI projekta, u njegovom modernom obliku, kao potrage za veštačkim radio - signalima koji bi dopirali do nas sa međuzvezdanih udaljenosti 1, mogu se ispratiti unazad do tridesetih godina dvadesetog veka, kada je Karl Janski (Karl Jansky) otkrio prvi ekstrasolarni izvor radio-talasa. Ovo je vremenom dovelo do rođenja radio-astronomije i kostrukcije prvih velikih radio-teleskopa (poput onih u Džodrel Benku (Jodrell Bank), Velika Britanija i Grin Benku (Green Bank), SAD), kasnih pedesetih godina dvadesetog veka. Tek sa ovim instrumentima je bilo moguće pomisliti na potragu za signalima sa obližnjih zvezda. SETI zvanično otpočinje 1959. godine, sa dva nezavisna događaja. Prvi je bio publikacija rada u kome su dvojica istra živača sa Kornela, Filip Morison (Philip Morrison) i Djuzepe Kokoni (Guiseppe Cocconi), razmatrali pogodnost radio-talasa kao komunikacionog medijuma i optimalnu frekvenciju na kojoj treba otpočeti pretragu. U isto vreme, na Grin Benku je radio-astronom Frenk Drejk (Frank Drake) nezavisno došao do sličnih zaključaka i planirao, a 1960. i sproveo (bez uspeha), prvi posmatrački SETI program, nazvan Ozma (po imenu princeze iz Baumovog Čarobnjaka iz Oza). Na Grin Benku je takodje 1960. godine održana i prva SETI konferencija na kojoj su učestvovali svi začetnici ove ideje (Drejk, Sagan, Kokoni, Morison i drugi) i na kojoj je prvi put predstavljena tzv. Drejkova jednačina, kojom SETI dobija i prvu teorijsku podlogu [1]. Drejkova jednačina daje procenu broja N, koji predstavlja broj vanzemaljskih civilizacija u Mlečnom Putu, koje su u stanju da se uključe u međuzvezdanu komunikaciju, onako kako je taj proces zamišljen od strane tvoraca SETI. Jednačina je do danas mnogo puta modi_kivana, a najčešće se navodi u obliku: N = R* fg fp ne fl fi fcL
gde je R* srednja stopa formiranja zvezda; fg je deo zvezda koje su pogodne za održavanje života 2; fp je deo zvezda koje imaju planetarne sisteme; ne je broj planeta po planetarnom sistemu koje imaju sredine pogodne za nastanak i evoluciju života; fl je deo takvih planeta na kojima se život i začne; fi je deo planeta na kojima začeti život evoluira u inteligentne forme; fc je deo inteligentnih obllika života koji uspevaju da zasnuju tehnološki razvijenu civilizaciju i L je vek trajanja jedne takve civilizacije. Rasprava o vrednostima pojedinih Drejkovih činilaca ne jenjava već decenijama. Na istoj konferenciji se došlo do zakjučka da bi veštački signali, za razliku od prirodnih, trebalo da budu uskog opsega frekvencija, tako da ih samo teleskopi podešeni za osluškivanje na određenim talasnim dužinama mogu detektovati. Za najprirodniju frekvenciju poziva, koja bi imala najveće šanse za uspeh, predložena je svuda prisutna linija neutralnog vodonika na 1420MHz [2], odnosno na 21cm talasne dužine (ovo shvatanje se menjalo vremenom i danas je još jedan predmet rasprava u SETI krugovima). U isto vreme su predloženi i mogući alternativni tragovi prisustva ETC u Galaksiji: tzv. Dajsonove sfere (Dyson spheres) i Brejsvelove sonde (Bracewell probes). Dajsonova sfera bi bila veštačka opna koja obuhvata matičnu zvezdu sa ciljem da što e_kasnije sakuplja energiju koja sa nje otiče i time zadovoljava potrebe jedne napredne civilizacije. Takva sfera bi apsorbovala kraće talasne duzine i emitovala intenzivnije u infracrvenom, unoseći distorziju u prirodni spektar zvezde, kojim bi nam mogla otkriti svoje prisustvo. Sa druge strane, Brejsvelove sonde bi bile automatizovane sonde koje bi napredna tehnološka rasa mogla otposlati sa ciljem uspostavljanja međuzvezdane komunikacije sa drugim rasama. Ukoliko bi ove sonde bile tipa von Nojmanovih sondi (engl. von Neumann probes), tj. samoreplicirajućih mašina od kojih je svaka u stanju da proizvodi svoje kopije koristeći resurse zvezdanog sistema u kome se trenutno našla, njihov broj bi eksponencijalno rastao i u relativno kratkom vremenu bi kontakt mogao biti ostvaren sa svim naseljivim svetovima u Galaksiji. U isto vreme dok se na Zapadu razbuktavao SETI optimizam, na drugoj strani planete je takođe lov na signale shvaćen kao uzvišeni naučni poduhvat i mnogi istaknuti Sovjetski
naučnici, u prvom redu Kardašev (Nikolai Kardashev) i šklovski (Iosef Samuilovich Shklovskii), posvetili su veliki deo svojih karijera veoma ozbiljnim razmatranjima teorijske baze SETI. Tokom vremena, smenjivao se veliki broj SETI i CETI (engl. Contact with ExtraTerrestrial Civilizations) projekata, _nansiranih of strane NASA-e (engl. National Aeronautics and Space Administration), velikog broja univerziteta i institucija širom sveta, kao i raznih privatnih fondacija, sprovođen uz pomoć najvećih radio-teleskopa sveta (Aresibo (Arecibo), Veliko uvo (Big Ear), Grin Benk i mnogi drugi). Osluškivalo se ciljano, zvezda po zvezda, a sprovođeni su i čitavi pregledi radio-neba. Ređali su se projekti kao što je Kiklop (Cyclops) - za prisluškivanje tragova postojanja otpadnog radio-zračenja koje bi ETC mogli nenamerno emitovati u kosmički prostor, zatim Visoko-rezolucijski pregled neba u infracrvenom (High Resolution Microwave Survay), Feniks (Phoenix) - naslednik Kiklop-a, _nansiran iz privatnih resursa, kao i do sada najdugotrajniji SETI projekat, koji je sproveden pod rukovodstvom državnog Univerziteta u Ohaju, SAD. SETI Institut (Kalifornija, SAD) i čitav niz veoma uglednih institucija širom sveta, nastavio je potragu do dana današnjeg. Međutim, za skoro pola veka osluškivanja, šta smo zapravo čuli? 3. Gde su svi?.
Najveću SETI senzaciju je izazvao, 1977. godine, takozvani Wow!-signal, detektovan na radio-anteni Veliko uvo, pomenutog univerziteta u Ohaju. Neprirodan pik u intenzitetu radio- šuma, približno na frekvenciji neutralnog vodonika, na 21cm, u trajanju od 38 sekundi, registrovan je u pravcu sazvežđa Strelca. Međutim, koliko god da je uzbuđenje pokrenuo u SETI krugovima, ovaj signal nikada nije bio potvrđen, nijedna ponovna potraga za njim nije dala pozitivne rezultate. Isto se dogodilo i sa svim ostalim potencijalnim detekcijama. Dakle, sve što smo do sada čuli je - Velika Tišina. Nijedan ETC signal nije detektovan za pola veka SETI slušanja. I ne samo to, nego mi zapravo ne uočavamo nikakvu drugu aktivnost ETC, nema Dajsonovih sfera, niti nam je ijedna Brejsvelova sonda pokucala na vrata... Prvi ko je odsustvo ETC, jos 1977. godine, shvatio kao ozbiljan problem SETI poduhvata i teorije na kojoj se cela ideja zasniva, bio je italijanski žičar Enriko Fermi (Enrico Fermi). U toku jednog ručka sa kolegama, nakon što je na parčetu salvete izveo jednostavnu procenu broja N, uvrštavajući najpesimističnije vrednosti faktora u Drejkovu jednačinu, dobivši rezultat od milion komunicirajućih ETC samo za Mlečni put Fermi je upitao: .Ako ih je toliko, gde su onda svi?. I zaista, prema svemu što smo pretpostavljali u tom trenutku, Svemir bi trebalo da vrvi od života, ali onda je jako čudno što mi to ne vidimo! Ovo je uzdrmalo i probudilo naučnu javnost, primoravajući je da se pitanjem uslova za kontakt i očiglednim odsustvom ETC pozabavi sa ozbiljnošću koja dolikuje visini SETI poduhvata, uz sagledavanje Kosmičke slike u široj perspektivi.
4. Problem: Tehnologija Jedna od prvih pomisli koja nam pada na pamet, kada se razmatraju uslovi za kontakt sa drugim civilizacijama, odnosi se na tehnologiju. Od nastanka SETI, pretpostavljalo se da će primarni medijum za interstelarnu razmenu informacija biti radio-talasi i da ETC moraju biti sposobni da odašilju radio-signale koji su vidljivi bilo gde u Galaksiji (radio-talasi su slabo apsorbovani u međuzvezdanoj sredini - MZS pa je stepen njihove ekstinkcije relativno mali). Međutim, u novije vreme, mnogi autori tvrde da bi za radio-talase pojava međuzvezdane scintilacije mogla predstavljati ozbiljnu prepreku. U ovim studijama se pokazuje da je radio-signal koji putuje kroz Galaksiju podložan istom fenomenu, poput onog koji izaziva titranje svetlosti zvezde, pri prolasku kroz Zemljinu atmosferu. Slab radio-signal treperi i to dramatično, sa periodama reda minuta, usled turbulencija u MZS. U ovom kontekstu, moguće je čak da mi povremeno i detektujemo ETC signale, ali samo scintilacione pikove, koji ne mogu biti potvrđeni. Drugim rečima: ubrzo nakon detekcije, signal se gubi, osim ukoliko nismo spremni da tražimo daleko slabiji eho. Međutim, odašiljanjem dovoljno jakog signala, ova prepreka se prevazilazi. Na primer, jedna grupa autora tvrdi da bi ETC koja se od nas nalazi na udaljenosti od 10kpc, usled efekata scintilacije, morala odašiljati signale snage 108 GW [3], da bismo, sa tehnologi- jom koja nam je danas na raspolaganu, mogli da ih detektujemo. Poređenja radi, ovo je za deset redova veličine veće od maksimalne snage komercijalnih transmitera na Zemlji, odnosno predstavlja jedan hiljaditi deo ukupne snage koja pada na Zemljinu površinu sa Sunca. Zvuči logično da bi jedna jako napredna civilizacija mogla biti u stanju da prevaziđe ovu poteškoću, ali takođe zvuči moguće da postoje i daleko e_kasniji načini komunikacije i da je naša ideja sa radio-talasima samo naivna predstava jedne civilizacije u povoju. 5. Problem: (Ne)razumevanje
Još jedan uslov za bilo koju vrstu komunikacije, a time i za našu komunikaciju sa drugom civilizacijom, jeste da svaka strana zapravo razume šta ona druga pokušava da saopšti. Koliko god ovaj uslov zvučao banalno, on nije nužno zadovoljen, naročito kada je reč o dvema vrstama koje potiču sa potpuno različitih svetova. Naime, naše razumevanje Univerzuma bazirano je na načinu na koji ga percepiramo, na kognitivnim modelima koje konstruišemo iz svojih čulnih osećaja. Kognitivna raznolikost i nepoklapanje koje potiče od razilaženja evolutivnih puteva bioloških vrsta ovde na Zemlji, kao u slučaju čoveka i del_na, može biti još izraženije u slučaju različitih matičnih planeta dveju vrsta. Sa druge strane, značajno razilaženje u fazi evolutivnog razvoja, takođe može negativno da utiče na uspešnost komunikacije, na sličan način na koji je otežana komunikacija između čoveka i šimpanze, recimo. Vremenski interval evolutivne koincidencije je ograničen i mnogi autori period u kome postoji šansa da razumemo ono što određeni ETC pokušava da saopšti, nazivaju prozorom mogućnosti (engl. window of opportunity). Ako nismo u stanju da prepoznamo poruku, za nas i prenaseljena Vasiona može izgledati prazna. Urađeno je nekoliko studija o trajanju prozora mogućnosti, sa različitim polaznim sociolo škim i astrobiološkim pretpostavkama o potencijalnim ETC. Prema jednoj od njih, ako se za prozor uzme milion godina (što je optimistička pretpostavka), za verovatnoću da se bilo koje dve civilizacije u Mlečnom putu nađu unutar istog prozora u isto vreme, odnosno da im se poklope faze evolutivnog razvoja na stadijumu kada pokušavaju komunikaciju, dobija se neverovatno mala vrednost: svega jedan deo u 10 milijardi (10-10)! Naišli smo, dakle, na problem koji je jednostavno posledica žike realnosti, sa daleko većim udarom na SETI optimizam od bilo koje ranije razmatrane potencijale poteškoće ... Moguće je da smo mi i ostali ETC jednostavno osuđeni na stalno evolutivno razmimoilaženje. Najnoviji nastavci ove diskusije, međutim, imaju daleko čvršću astrožičku potporu od bilo koje prethodne teorije, a pružaju ujedno utehu SETI optimistima i potencijalno rešenje Fermijevog paradoksa. Mada su ovi argumenti pomalo iznenađujući, jer tvrde sledeće: "Ne, Oni još ne postoje. Ali se upravo rađaju...." 6. Rešenje: Temporalni aspekt Drejkove jednačine Rešenje o kome je reč je kasnije u astrobiološkim krugovima označeno kao model faznog prelaza (engl. phase transition model - PTM), a predložio ga je 1999. godine Džejms Anis (James Annis), astrožičar sa Fermilaba, SAD. U osnovi, sva ranija razmatranja su se prećutno oslanjala na pretpostavku o uniformnoj raspodeli vanzemaljskih civilizacija, prema njihovoj starosti. Međutim, nova saznanja teže da opovrgnu validnost ove pretpostavke, u korist više katastro_čke tačke gledišta. Za početak, Lajnviver (Lineweaver) je 2001. pokazao (i to je jedan od kamenova temeljaca savremene astrobiologije) da ne bi trebalo da je raspodela terestrijalnih planeta (kao potencijalnih habitata za život kakav znamo) po starosti uniformna. Polazeći od obogaćenja metalima, kao preduslova za formiranje takvih planeta, Lajnviver je izveo zaklju čak da je u Galaktičkoj nastanjivoj zoni (Galactic Habitable Zone - GHZ), koja je pojas unutar galaksije u kome je moguće da zvezdani sistemi imaju nastanjive planete, prosečna starost svetova nalik Zemlji 1.8 milijardi godina veća od starosti naše planete. Ako je tako, pitanje vanzemaljskog odsustva još više dobija na težini i ne-uniformna slika našeg kosmičkog okruženja, naročito u vremenu, postaje opravdanija.
Međutim, ono na čemu se bazira PTM je jedna druga prirodna ne-uniformnost, koja je u novije vreme naročito privukla pažnju astrožičara. Naime, stopa gama bljeskova (engl. Gamma-Ray Bursts - GRBs) opada brzo sa protokom kosmološkog vremena. Ona danas iznosi otprilike jedan bljesak po galaksiji, na nekoliko stotina milliona godina. U prošlosti je, međutim, ova stopa bila daleko veća, dostižući čak jedan bljesak po galaksiji, na svakih milion godina [4]. Č injenica zbog koje ova priča postaje interesantna sa stanovis_ta astrobiologije i SETI projekta jeste to da GRBs predstavljaju eksplozije koje emituju ogromne snage letalnog gama - zračenja, tako da, bilo gde da se dogode u galaksiji, u stanju su da sterilišu sve planete koje se nađu unutar konusa najintenzivnijeg zračenja. Anis čak tvrdi da ni noćna strana ovih planeta ne bi mogla biti utočište životu, jer bi nastupilo gotovo potpuno uništenje ozonskog omotača i niz sekundarnih štetnih efekata [4]. Jedan globalni ragulacioni mehanizam je, dakle, ustanovljen. U ovom scenariju, verovatno je da nigde u Univerzumu još uvek i nema starih civilizacija i da tek sada, kada je stopa GRBs pala na nešto skromniji nivo, život koji se začne na nekoj planeti ima dovoljno vremena da se razvije u kompleksnije forme, pre ponovne katastrofe. Drugim rečima, tek sada civilizacije u razvoju imaju vremena da dostignu fazu interstelarnih putovanja, kada postaju imune na izumiranje. U trenutku kada je ova faza postignuta, tj. kada prosečna vrednost perioda relaksacije izmedju katastrofa dostigne kritičnu vrednost (što se dešava širom Univerzuma u istom kosmološkom trenutku), član L u Drejkovoj jednačini, koji praktično označava trajanje civilizacije, doživljava skok sa neke konačne vrednosti, na beskonačnost i Razumni Univerzum, prema ovoj teoriji, doživljava astrobiološki fazni prelaz. Primetimo na kraju i to da je prividno odstupanje PTM od Kopernikanskog principa, tj. zaključak da mi živimo u jednom posebnom trenutku u vremenu, zapravo posledica posmatračkog selekcionog efekta: da nije tako, mi ne bismo bili u stanju da sedimo ovde i to konstatujemo. Dakle, prema najčvršće argumentovanom scenariju koji je astrobiologija ponudila do danas, tj. prema modelu faznog prelaza, najverovatnije je da baš u ovom trenutku, na mnogim planetama Mlečnog puta, postoje civilizacije na sličnom stupnju razvoja kao i naša, koje polako počinju da guraju svoje granice dublje u kosmički komšiluk, nastojeći da upoznaju svoje susede...
7. Umesto zaključka Od momenta kada ste počeli sa čitanjem ove rečenice, do sada, tlo na kome stojite, sa svim što volite i ne volite, odmaklo je, vučeno gravitacijom džinovske plazmene lopte Sunca, oko 800 km kroz kosmički prostor; za to isto vreme, u svoja pluća ste uneli oko 300000000000000000000000 molekula kiseonika, izgubili ogroman broj moždanih ćelija i odživeli 4 sec svog života. Iza Vas, kao pripadnika biološke vrste, je nekoliko pulsacija bujanja i gotovo potpunog nestajanja veoma različitih generacija biosfere u masovnim izumiranjima, a ispred Vas je novo ledeno doba... šta je još nemoguće...?
Reference
(28.08.2007.) 30.08.2007. Odlican clanak narocito sesti deo. Jos samo da autorku privolimo da nam se pridruzi na Forumu :) Sale
|
Fermijev paradoks i ostale priče
|
