Достигнем ли мы когда-нибудь внеземных цивилизаций?

Являемся ли мы единственной цивилизацией во Вселенной? Простой ответ на этот вопрос, скорее всего, нет. Но как мы можем количественно оценить вероятность того, что мы здесь не одни? Какие факторы астрономы оценивают, чтобы определить шансы?

Этот краткий анализ призван доказать, что во Вселенной существуют другие формы жизни, и они могут быть даже более технологически развиты, чем человеческий вид. Сопоставляя новое исследование, собранное Фрэнком и Салливаном, с предыдущей литературой, опубликованной Дрейком, я надеюсь получить новые знания по этой теме: в частности, если и когда мы когда-либо свяжемся с внеземным цивилизация.

Суть этого аргумента коренится в работе, опубликованной Фрэнком Дрейком в 1961 году, которая теперь широко используется в астрономическом сообществе для доказательства существования других форм жизни, известной как уравнение Дрейка:

N = R∗ · fp · ne · fl · fi · fc · L

Уравнение Дрейка пытается рассчитать количество цивилизаций, существующих в настоящее время во Вселенной, используя информацию об известном количестве экзопланет, планет за пределами Солнечной системы и звезд, подобных Солнцу. Для контекста, текущее количество известных экзопланет составляет 4104, и согласно Архиву экзопланет НАСА, во Вселенной насчитывается около 2 x 10²² звезд. Попытаться подсчитать количество цивилизаций сложно, потому что отсутствуют точки данных, учитывая наши технологические и физические барьеры.

Выводы, сделанные на основе работы Фрэнка и Салливана, дают ключевое представление о том, являемся ли мы единственной технологически развитой цивилизацией, которая возникла, что является более реальной ценностью для расчета. Это устраняет требование (установленное уравнением Дрейка), что популяция должна существовать в настоящее время и достаточно эволюционировать. Он выделяет 2 числа для расчета количества цивилизаций:

  1. Количество экзопланет во Вселенной.
  2. Вероятность появления из него технологического вида.

Таким образом, учитывая текущие известные числа этих двух переменных, можно предположить, что вероятность того, что мы являемся единственным видом, возникшим в истории Вселенной, составляет 1/10²². Это всего лишь консервативная оценка вероятности того, что мы не единственные во Вселенной, известная как «линия пессимизма», или минимальная вероятность того, что мы являемся единственной появившейся технологически развитой цивилизацией. Учитывая это предположение, а также тот факт, что Вселенной почти 13,8 миллиарда лет, есть большая вероятность, что другие возникшие цивилизации могли эволюционировать раньше нашего вида.

Следовательно, следующий вопрос, который нужно задать, заключается в том, сможем ли мы достичь этих внеземных цивилизаций? Хотя мы и пытались с ними связаться, к сожалению, безуспешно.

Поиск внеземного разума или SETI исследует экзосемиотику, область общения с инопланетянами. Наиболее примечательной была попытка самого Дрейка в 1974 году, названная сообщением Аресибо, в котором информация о людях кодировалась в межзвездных радиосигналах. После дальнейших исследований мне было любопытно посмотреть, сможем ли мы достичь указанных цивилизаций. Я решил сформулировать модель с использованием машинного обучения, чтобы определить, сможем ли мы посетить эти внеземные цивилизации за всю жизнь.

Хотя трудно представить себе встречу с жизнью на других планетах, мы можем рассматривать звездные системы в нашей собственной галактике как наиболее вероятное место, где можно найти обитаемые районы. Ближайшая к нам звездная система Альфа Центавра, расположенная примерно в 4,3 световых года от Земли, содержит двойную звезду Альфа Центавра AB. В дополнение к его размеру и светимости, подобным Солнцу, с использованием эффекта Доплера было подтверждено, что существует по крайней мере одна землеподобная планета, вращающаяся вокруг звезд.

Используя известные количественные измерения космических путешествий и расстояния до Альфы Центавра, мы можем приблизительно определить, сколько времени потребуется, чтобы достичь звездной системы. Альфа Центавра находится примерно в 41,32 трлн км от Земли, и самый быстрый космический корабль на сегодняшний день путешествовал со скоростью примерно 343 180 км/ч. Ниже приведен расчет, сделанный в Python, чтобы оценить, сколько времени потребуется, чтобы добраться туда в настоящее время:

Время = Расстояние / Скорость

Это означает, что с современными технологиями потребуется около 13 588,33 года, чтобы достичь края Альфы Центавра. Теперь, чтобы учесть рост технологических достижений, я создал таблицу самых быстрых космических аппаратов, развернутых за последние 50 лет, с данными НАСА.

Рост, который мы наблюдали за последние пару десятилетий, дает нам тенденцию, которая может предсказать год, когда мы можем достичь Альфа Центавра:

С помощью fbprophet мы можем использовать машинное обучение для прогнозирования будущих рекордов скорости космических аппаратов. Здесь я создал график, который показывает будущее космических технологий почти на 240 лет вперед:

Таким образом, мы можем сделать вывод, учитывая тенденцию развития космических технологий, что мы можем достичь Альфы Центавра в 4250 году. Хотя это может приблизительно соответствовать времени, когда мы достигнем звездной системы при идеальных условиях и экстремальной гравитационной силе, есть и другие факторы, которые следует учитывать. обдуманный. Например, космический мусор и отсутствие орбитальных сил, действующих на космический корабль, которые наблюдались с помощью солнечного зонда Parker, могут вызвать задержку времени, необходимого для достижения экзопланеты в Альфе Центавра.

В конечном счете, неясно, сможем ли мы достичь этих частей космоса, учитывая неизведанную местность и технологические барьеры. Отправка людей в космос окажется большим препятствием, но мы, возможно, сможем отправить роботов, а это означает, что мы не можем исключить возможность того, что люди однажды смогут увидеть экзопланеты Альфы Центавра через объектив камеры.

Как всегда, вы можете найти исходный код этого проекта на моей странице Github.