Sunday, December 28, 2014

Fermi Paradoks

Sellel Hubble pildil on näha umbes 10000 galaktikat
Pildi laius 1/10 kuu läbimõõdust
Sattusin sõbra jagatud FB postitusele teemal kas oleme üksi sellessinases universumis ja leidsin, et pean seda jagama. Tegu on ammutuntud Fermi paradoksiga, mille sisuks olukord, kus kõigi eelduste kohaselt peaks ainuüksi meie galaktikas olema miljoneid tsivilisatsioone aga millegi pärast pole me veel ühtegi märganud ei ise otsides ega nende poolt jäetud jälgede kaudu. Milles siis asi ??? 

Enamusel inimestest on selle kohta oma arvamus, nii ka minul, aga ma ei osanud nii mitmeid eri võimalusi ette kujutada, mida see artikkel süstemaatiliselt välja toob. Enne kui annan lühikese eestikeelse kokkuvõtte lisan, et seni oli minu veendumuseks teiste arenenud tsivilisatsioonide esinemine, elust rääkimata. Lihtsal põhjusel, et oleks äärmiselt ebaloogiline pidada meid siin maamunal kosmilise loto ainuvõitjaks, kusjuures tõenäosus kirjeldamatult väike. Kogu mahukas artikkel on inglise keeles avaldatud waitbutwhy veebilehel "Fermi Paradox" nime all.

Esiteks lähtekohad, mille alusel eeldatakse tsivilisatsioonide esinemissagedust. Tegu on lihtsa tõenäosuste korrutamisega, mille tulemus omakorda tuleb korrutada tähtede arvuga nähtavas universumis. Meie galaktikas on umbes 100 - 400 miljardit tähte, nähyavas universumis on umbes sama palju galaktikaid, mis annab tulemuseks 1022 kuni 1024 tähte. Veidi igapäevasema võrdlusena tähendaks see, et universumis on 10000 tähte iga maakeral oleva liivatera kohta. Neist päikesesarnased on 5% - 20%, millest omakorda maasarnast planeeti omavad 20% - 50%. 

Senised eeldused on suht kindla taustaga, edasised palju spekulatiivsemad. Kui ainult ühel protsendil kõigist elukõlblikest planeetidest (meie arusaamade järgi) tekib elu ja neist omakorda ainult ühel protsendil saavutab elu intelligentse taseme. Veisi matemaatikat ja eelnevate eelduste alusel peaks ainuüksi meie galaktikas olema miljard planeeti kus on elu ning 100000 tsivilisatsiooni. 


Kui tuua ka ajafaktor mängu on meie poolt avastatavate tsivilisatsioonide arv väljendatav suhteliselt lihtsa Drake valemiga. Tsivilisatsioonid jaotatakse kolme tüüpi, esiteks need kes suudavad kasutada kogu oma planeedi energiaressurssi (me oleme sellele lähenemas), teiseks need kes kasutavad kogu oma tähe energiat ja kolmandaks need kes kasutavad kogu galaktika energiaressurssi.

Seni pole me suutnud veel ühtegi märgata, mis ongi Fermi paradoksi sisu. Kui esimese tüübi tsivilisatsioone on raske märgata siis teine tüüp peaks olema suht kergelt avastatav ja kolmandast praktiliselt võimatu mööda vaadata, kui nad just ise meelega end ei varja. Kus peitub lahendus, seda me ei tea ja parimal juhul võime vaid pakkuda välja võimalikke lahendusi, mis jagunevad laias laastus kahte gruppi.

        I  Esimese grupi väiteks on, et teist ja kolmandat tüüpi tsivilisatsioone pole olemas, sest tsivilisatsiooni arengul esineb niinimetatud "Suur Filter" ehk kitsaskoht, millest praktiliselt ükski tsivilisatsioon ei suuda läbi murda. Kitsaskohaks võib olla kas elu tekkimine ise või mingi selle arenguetapp (näiteks tuumata rakkudest tuumaga rakkudeks muutumine või isegi intelligentse elu tekkimine, teoreetiliselt iga arenguetapp mis on vaid üks kord maakera ajaloos juhtunud)
    1a)  Me kas oleme äärmiselt haruldased, see eeldab et oleme kitsaskoha juba läbinud ja lihtsalt ükski teine tsivilisatsioon meie läheduses pole seda suutnud.  
    1b)  Kitsaskohta pole sel lihtsal põhjusel, et alles hiljuti muutusid tingimused universumis piisavalt "elusõbralikeks" (näiteks supernoova plahvatuste arvu järsk vähenemine). Sellisel juhul oleme esimesed arenenud tsivilisatsioonid või esimeste hulgas.
     1c)  Seis on sitt, kui me pole veel jõudnud kitsaskohani. Tähendab, et tuhanded või miljonid enne meid on jõudnud sinna, kuid pole seda suutnud läbida, samuti ilmselt ka mitte meie.

        II  Teise grupi väitel on kõrgemat tüüpi tsivilisatsioonid olemas aga mingil põhjusel pole me neid suutnud märgata.
      2a)  Nad on juba käinud siin aga enne inimtsivilisatsiooni teket jätmata märgatavaid jälgi.
    2b)  Galaktika on koloniseeritud aga me juhtume asuma mingis kolkas nagu Amazonase indiaanlased.
    2c)  Koloniseerimise kontseptsioon on täiesti vale, kõrgemail tsivilisatsioonidel lihtsalt pole mingit huvi meie planeedi vastu. Või siis eelistavad nad füüsilisele eksistentsile virtuaalset vaadates esimest kui äärmiselt primitiivset ja piiratud võimalustega varianti.
    2d)  Kosmoses on kiskjalikud tsivilisatsioonid ja ellujäänud tsivilisatsioonid on mõistnud, et parim kaitse on märkamatuks jääda. Seda võimalust on päris viimasel ajal tõsiselt kaalutud, better be safe than sorry.
    2e)  Kosmoses on ainult üks superintelligentne kiskjalik tsivilisatsioon (nagu inimesed maa peal) kes peab hoolt, et ükski teine ei saaks areneda teatud tasemest kõrgemale.
     2f)  Supertsivilisatsioone on palju ja nad suhtlevad üksteisega aga meie tehnoloogia lihtsalt ei võimalda end "õigele" lainele häälestada.
     2g)  Naeruväärne ja absurdne kuid teoreetiline võimalus, et ehkki me oleme juba saavutanud kontakti, siis valitsused varjavad seda.
    2h)  Kõrgemad tsivilisatsioonid teavad meist ja jälgivad meid aga ei astu mingil põhjusel ühendusse ja varjavad end (a la Star Trek prime directive).
     2i)  Kõrgemate tsivilisatsioonide jaoks oleme liiga primitiivsed, et nad meid märkaks ja meie jälle liiga primitiivsed, et neid märgata.
     2j)  Tegelik reaalsus pole üldse see, mida endale ette kujutame, oleme lihtsalt hologramm või arvutimäng kellegi läpakas, kuhu pole sisse kodeeritud kõrgemaid tsivilisatsioone. 

On ainult kaks võimalust: kas oleme universumis üksi või mitte - mõlemad on võrdselt õudsed.
Kogu eelnev tekst rõhutab kui tühised me oleme universumis ja milline haruldaste asjaolude kokkusattumine üldse võimaldas inimtsivilisatsioonil tekkida. Samuti peaksime aru saama kui habras see on ja kui kergesti võime oma kosmilise lotovõidu karika puruks pillata nii enda tegevuse kui ka tegevusetusega või hoopiski tänu välistele teguritele, mida me ei suuda mõjutada. Sellega seoses tundub inimeste (huvigruppide, parteide, religioonide, riikide, ...) omavaheline kisklemine eriti mõttetu ja idiootlik.

Aga lõpetuseks tahaks mainida milline eelnevaist võimalikest Fermi paradoksi lahendustest mulle isiklikult kõige loogilisem tundub, nimelt 1c ehk suht nutune seis või ka 2f. Peamiseks põhjenduseks mõlema puhul valguskiiruse kui kiireima võimaliku suhtlemisvõimaluse piiratus. Kes kurat viitsib juttu ajada kui vastust lausele "tere, kuidas läheb" tuleb oodata sadu või tuhandeid põlvkondi. Muidugi tean, et ajalooliselt on hulka kiirusi peetud "suurimateks võimalikeks" ja peagi kiirem avastatud. Ühesõnaga kui mingi "Uue Füüsikaga" avastatakse põhjalikult teistsugused printsiibid langeb minu arvamusel põhi alt.

Aga kui keegi loeb seda pikka loba siis oleks huvitav saada tagasisidet, millist varianti teie eelistate ja miks ?

7 comments:

  1. Eelistan 1a ja 2j.
    1a: möönab, et oleme äärmiselt haruldased, aga ei välista elu tekkimist sobivate asjaolude kokkulangemisel kusagil mujal. Mitmed ebatõenäolised sündmused on viinud intelligentse elu tekkimisele Maal.
    Usun, et kitsaskoht oli hulkraksete
    organismide tekkimine.
    2j: Kuni pole vastust leitud, mis on gravitatsioon, dark energy ja mustad augud, ei kõla halogrammi teooria sugugi fantastilisena. Lõppude lõpuks ei tea me ju mitte midagi.
    Ja kas peamegi teadma? Kui inimkonnal vaid jätkuks mõistust hoida seda, mis meil on,- intelligentset elu ja planeeti, mis seda toidab.

    ReplyDelete
  2. Mina isiklikult ei pidanud 1a just harulduse pärast tõenäoseks, haruldase definitsioon iseenesest vihjab madalale tõenäosusele :)

    Filtri koha pealt mainiti originaalartiklis, et elu ainuraksetest mitmerakseteks arenemine on toimunud ainuüksi meie planeedil vähemalt 46 korda (sellest polnud mul enne aimugi), seega peab olema miski muu.

    2j jah on üks võimalus, mida ei saa enam kõrvale jätta kui lihtsalt ulmet. Muidugi toob olulist selgust Fermi paradoksi kui suudetakse kokku panna niinimetatud Grand Unified Theory, mis peaks andma vastuse enamusele sinu poolt mainitud füüsika lahendamata küsimustele.

    P.S. Tänu arvamust avaldamast!

    ReplyDelete
  3. Ma ei mõista Su väidet (paluks viiteid!), et 46 korda on Maal elu hulkrakseteks muutunud. Kas ei juhtunud see teadaolevalt ainult kambriumi ajastul?

    ReplyDelete
  4. Nagu mainisin, oli vastav inf originaalartiklis http://waitbutwhy.com/2014/05/fermi-paradox.html ka mulle üllatuseks, aga olin liig laisk et googeldada ja kontrollida sõltumatutest allikatest. Teen kindlasti, sest teema nii põnev.

    ReplyDelete
  5. Juhtusin lugema hiljuti ilmunud raamatust, mis lükkab ümber tänapäeva teoreetilise füüsikute-matemaatikute metafüüsilised arvamused universumi kohta ja kutsub tagasi tõelise teaduse juurde.
    Mul tekkis huvi seda lugeda, aga hoiatati, et tegemist pole just kerget sorti populaarteadusliku kirjandusega. Peaks raamatupoodi seda vähemalt lehitsema minema.
    http://www.amazon.co.uk/The-Singular-Universe-Reality-Time/dp/1107074061
    Siin on intervjuu ühega autoritest:
    http://www.theawl.com/2014/05/who-will-rescue-time-from-the-physicists

    ReplyDelete
  6. Üks huvitav paralleel on tõmmatud ka astrofüüsiku Neil deGrasse Tysoni poolt.

    Nimelt on inimesed suutnud uurida alles niivõrd väikest osa Universumist, et elu leidumise kohta mujal kui Maa oleks sama hea kui võtta ookeanist klaas vett ning selle põhjal põhjapanevalt järeldada, et ookeanis ei ole vaalasid. :)

    ReplyDelete
  7. Nõustun eelneva kommentaariga, me ju suudame vaid õrnalt kombata oma vahetus läheduses aimamata, mis võiks veidi kaugemal eksisteerida.

    Viskasin pilgu ka sellele Amazoni viitele. Loodetavasti tellitakse ka meie raamatukokku. Samas olen selline skeptik, kes suhtub kahtlevalt väidetesse, et lausa füüsika alused ümber lükatakse. Muidugi on toimunud revolutsioone universumist arusaamises aga enamasti tegu eelnevate teooriate täpsustamise või kohandamisega. Aga jah, on ka suuri murranguid olnud nagu relatiivsusteooria ja kvantmehhaanika. Põneval ajal elame igal juhul !

    ReplyDelete