Парадокс Ферми и вероятность абиогенеза

[Bitman]

Есть известный парадокс Ферми, который сформулирован так: с одной стороны, вокруг нас должно быть много технологически развитых внеземных цивилизаций, а с другой стороны мы их не видим. С отдельными наблюдениями НЛО непонятно – в интернете слишком мало таких видео и они неубедительны. Я буду аргументировать первую часть противоречия – что внеземных цивилизаций должно быть много и они должны были посещать Землю.
Сейчас обнаружено много экзопланет, и ясно что образование планет – достаточно частое явление. Соответственно в нашей галактике должны быть миллиарды планет. Далее, на Марсе и Европе найдена вода, соответственно в галактике должно быть много планет с жидкой водой и условиями для существования углеродной жизни – если не миллиарды, то хотя бы миллионы.
Кто-то подсчитал, что человечеству при нынешнем уровне технологий потребуется 4 миллиона лет, чтобы колонизировать нашу галактику. Получается, что если в нашей галактике миллионы обитаемых планет, на половине из них жизнь старше нашей на сотни миллионов лет, т.е. они должны были давно колонизировать всю галактику до нас. Почему мы этого не видим?
Докинз озвучил чью-то гипотезу, что жизнь редка во вселенной, поскольку вероятность самопроизвольного зарождения жизни из неживой материи (абиогенез) крайне мала. Т.е. можно рассуждать так: если на отдельной планете вероятность зарождения жизни составляет один на гугол, а вселенная конечна и содержит “всего” сотни миллиардов миллиардов планет, то получается что наша цивилизация – единственная во вселенной.
Так вот, у этого рассуждения есть пробел. Если на планете жизнь не зародилась в первый миллиард лет, она может зародиться во второй и так далее. Другими словами, если вероятность абиогенеза очень мала, то жизнь – редкое явление не только в пространстве, но и во времени. И в таком случае на тех планетах, где жизнь всё-таки зарождается, к этому времени проходят триллионы лет с момента возникновения планеты (или хотя бы десятки миллиардов, если планеты живут не очень долго).
Не помню, обсуждали ли на форуме “Теорему о конце света”. Она может иметь отношение к вышесказанному:

https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_о_конце_света
https://grandrienko.com/DA.html

Известно, что жизнь на Земле существует последние 3.7 миллиарда лет, а возраст самой Земли 4.5 миллиарда лет. Причём из этих 4.5 миллиардов первый миллиард, по-видимому, был непригоден для жизни: у Еськова я прочитал, что первые следы органической жизни датируются тем же временем, что и первые следы воды, т.е. жизнь возникла, как только на Земле появилась вода. Следовательно, вероятность абиогенеза достаточно велика – отсюда все выводы про множество внеземных цивилизаций, которые должны были давно нас колонизировать. Так что парадокс Ферми является именно парадоксом, интересной философской загадкой.

[Н. Светлов]

Следовательно, вероятность абиогенеза достаточно велика – отсюда все выводы про множество внеземных цивилизаций, которые должны были давно нас колонизировать.

Единичное наблюдение не даёт почти никакой информации о вероятности. Оно лишь отсекает гипотезу о том, что вероятность тождественно равна нулю. Все остальные значения вероятности равновозможны.

Кто-то подсчитал, что человечеству при нынешнем уровне технологий потребуется 4 миллиона лет, чтобы колонизировать нашу галактику.

Не знаю уж, как он считал, но для меня гипотеза о том, что человечество никогда не покинет Солнечную систему и ни один из созданных человечеством автоматов никогда не достигнет другой звезды, является модальной: её правдоподобие я оцениваю выше правдоподобия любой другой гипотезы. И это сразу объясняет парадокс Ферми — безотносительно к тому, сколько во вселенной обитаемых миров.

Немножко поясню свой пессимизм. Строительство межзвёздного корабля с замкнутой средой обитания — колоссальный проект, выжирающий огромное количество природных ресурсов планеты (кстати, пока ещё человечество не научилось создавать замкнутые среды). Быть может, ресурсов-то на планете для этого проекта достаточно; но, судя, например, по строительству МКС, сооружение такого корабля должно будет занять тысячелетия, так как ресурсы надо будет аккумулировать на этот проект по крохам.

За это время уже построенные части межзвёздного корабля придут в негодность.

Можно их сделать самовосстанавливающимися, но это усложнит проблему замкнутости корабля и увеличит потребность проекта в ресурсах. Тришкин кафтан.

[Lorenz]

Не знаю уж, как он считал, но для меня гипотеза о том, что человечество никогда не покинет Солнечную систему и ни один из созданных человечеством автоматов никогда не достигнет другой звезды, является модальной: её правдоподобие я оцениваю выше правдоподобия любой другой гипотезы.

Ниже вы аргументируете свою точку зрения относительно пилотируемых полетов, но как эти причины сделают невозможными беспилотные миссии?

[Н. Светлов]

Ниже вы аргументируете свою точку зрения относительно пилотируемых полетов, но как эти причины сделают невозможными беспилотные миссии?

Я показал только принцип аргументации.

Конечно, беспилотник построить проще. Но разница не принципиальна.

Если лететь на релятивистской скорости, то аппарат сгорит от трения о межзвёздную среду — или же его нужно делать невероятно толстокожим, и тогда строительство снова растягивается на тысячелетия. Горькавый предлагает спрятать релятивистский корабль за астероидом — но он уповает на энергию гравитационных волн. Энергия эта, скорее всего, реальна, но далеко не факт, что существует хоть какой-то принцип преобразования её в кинетическую энергию корабля. А как иначе разогнать целый астероид до релятивистских скоростей? На Земле таких источников энергии нет.

Если лететь на скоростях порядка сотен-тысяч километров в секунду, то аппаратура беспилотника придёт в негодность за время полёта вследствие диффузии и других подобных физических процессов, связанных с ростом энтропии. У человечества пока нет опыта создания устройств, способных сохранять работоспособность в течение тысячелетий (за очень немногими исключениями, едва ли имеющими отношение к рассматриваемому вопросу). Если же запустить внутри какие-то негэнтропийные процессы (пока ещё неизведанные), то вопрос опять-таки сводится к созданию замкнутой среды обитания, только для механизмов. Нет оснований предполагать, что он намного проще, чем в случае экосистемы.

Конечно, если когда-нибудь будет открыта какая-нибудь тирлимпампация, то ситуация радикально изменится. Но пока она не открыта, гипотеза о том, что её не откроют никогда и ни в одном углу вселенной (то есть она попросту невозможна) ничем не хуже других гипотез — следовательно, она подлежит рассмотрению и может быть использована как объяснение наблюдаемых феноменов.

[Bitman]

Если лететь на релятивистской скорости, то аппарат сгорит от трения о межзвёздную среду — или же его нужно делать невероятно толстокожим, и тогда строительство снова растягивается на тысячелетия.

Ну хорошо, а если лететь на скорости, в тысячу раз меньше скорости света? За несколько тысяч лет долетим до ближайшей звезды, за миллион лет - до многих других звёзд, а миллион лет опять же это совсем немного в космических масштабах.

[Н. Светлов]

Ну хорошо, а если лететь на скорости, в тысячу раз меньше скорости света?

Об этом вот здесь:

Если лететь на скоростях порядка сотен-тысяч километров в секунду, то аппаратура беспилотника придёт в негодность за время полёта вследствие диффузии и других подобных физических процессов, связанных с ростом энтропии. У человечества пока нет опыта создания устройств, способных сохранять работоспособность в течение тысячелетий (за очень немногими исключениями, едва ли имеющими отношение к рассматриваемому вопросу). Если же запустить внутри какие-то негэнтропийные процессы (пока ещё неизведанные), то вопрос опять-таки сводится к созданию замкнутой среды обитания, только для механизмов. Нет оснований предполагать, что он намного проще, чем в случае экосистемы.

[Lorenz]

Если лететь на релятивистской скорости, то аппарат сгорит от трения о межзвёздную среду

И есть обоснованные количественные оценки?
Кто-то пытался посчитать?

[skor]

И есть обоснованные количественные оценки?
Кто-то пытался посчитать?

Вот хорошая книжка: М. Лапиков. Освоение Солнечной: логистика будущего

Книжка позиционируется как ликбез для писателей, претендующих на написание научно-фантастических произведений об освоении космоса. Она разбита на главы, в которых в форме коротких тезисов рассматриваются пути решения основных проблем, которые встанут перед человечеством при последовательном (от простого к сложному) развитии, направленном на космическую экспансию.

Если что, межзвёздным путешествиям посвящена глава 15 "ранние межзвёздные"

[Н. Светлов]

В порядке ложки мёда в бочку дёгтя: можно в качестве космического корабля использовать Солнечную систему. Время от времени она, обращаясь вокруг Стрельца A, сближается с другими звёздными системами на расстояние, которое можно даже на существующих технологиях преодолеть за время порядка десятилетий. Так что наследить на пыльных тропинках далёких планет если не само человечество, то его аппараты всё-таки в принципе могут, даже если высказанные мной соображения верны. Ну, и если человечество окажется в состоянии дожить до тех времён (а это непросто).

Но, коненчо же, об освоении Галактики за 4 млн. лет таким способом речи не идёт.

Кто-то пытался посчитать?

Я, в отличие от skorа, не смог бы ответить ссылкой. Где-то когда-то что-то читал… Наверное, в «Технике — молодёжи». Там много писали о возможностях и проблемах межзвёздных путешествий, обсуждения были, круглые столы.

Межзвёздный водород в системе отсчёта релятивистского летательного аппарата превращается в релятивистские протоны, гелий — того хуже, в альфа-частицы сверхвысоких энергий. Свет звёзд, расположенных по курсу, — в гамма-излучение, постепенно превращающее сталь в порошок. При скорости 0,5c кинетическая энергия пылинки весом в 1 мг (если, не дай бог, на пути такая встретится) соответствует кинетической энергии снаряда весом более 90 тонн, летящего со скоростью 1 км/сек (у АКМ — 0,715 км/сек).

[Олег К]

Меня в связи с обсуждением такой момент заинтересовал - отправили скажем земляне корабль с экипажем с околосветовой скоростью по направлению к мощному источнику красного света(по крайней мере по земным приборам он наблюдается как красный). Пока корабль не разогнался экипаж тоже видит его как красный и безопасный. Когда корабль достиг околосветовой скорости, для наблюдателя с Земли экипаж по-прежнему в безопасности - корабль движется навстречу волне длина которой из-за доплеровского эффекта стала короче в два раза. То есть все происходит так, как будто корабль стоит на Земле и облучается источником фиолетового, тоже безопасного света. Однако из замедления времени на корабле корабельные приборы фиксируют не красный и не фиолетовый свет, а смертельно опасное гамма-излучение и соответственно по мнению корабельного наблюдателя все члены экипажа, не надевшие защитные костюмы должны превратиться в груз двести. Что собственно и фиксирует в своем заключении корабельный патологоанатом.

По возвращении корабля на Землю и разбора полетов физики между собой договорятся по-поводу разных показаний частотомеров, мнение физиков гибко вслед за СТО. Чего не скажешь о мнении патологоанатомов. Не скажет же земной специалист - "Коллега вы сгущаете краски, пациент скорее жив чем мертв, просто чуть загорел в легком ультрафиолете". В обоих заключениях должно быть зафиксировано одно и то же состояние - смерть от радиации, но никакого гамма-излучения с точки зрения Землян небыло и такого заключения земной специалист дать не может. Как разрешается это противоречие?

[Н. Светлов]

для наблюдателя с Земли экипаж по-прежнему в безопасности - корабль движется навстречу волне длина которой из-за доплеровского эффекта стала короче в два раза.

Почему в два? Так было бы, если бы скорости можно было складывать. Но околосветовые скорости складывать нельзя, а релятивистский эффект Доплера рассчитывается исходя из скорости по спидометру корабля, которая из-за замедления времени многократно превосходит скорость света. Земляне и экипаж рассчитают этот эффект по одной и той же формуле: экипаж — глядя на спидометр, земляне — измерив наблюдаемую скорость и по результатам наблюдения вычислив скорость в системе координат корабля с учётом замедления времени. Если земляне посчитают иначе, то попросту допустят ошибку.

[Олег К]

измерив наблюдаемую скорость и по результатам наблюдения вычислив скорость в системе координат корабля с учётом замедления времени.

Вы описываите ситуацию с точки зрения экипажа, или что то же самое с точки зрения землян перешедших в систему отсчета корабля. В этой системе понятно отчего погибли - от радиации и корабельные частотомеры показывали гамма-излучение. А имею в виду точку зрения землян именно в своей земной системе отсчета. Оставаясь в своей системе отсчета, околосветовые и световые скорости можно складывать без всякого релятивизма, как в школьных задачах про пешеходов и велосипедистов и эффект Доплера тоже считать без релятивизма. Не интересует землян, что там показывают приборы из другой системы отсчета, они все меряют своими. В земной системе отсчета волна бежит со скоростью "С" и ей навстречу корабль тоже почти со скоростью "С". Встречная скорость "2С", то есть в два раза быстрее корабль набегает на гребни волны по сравнению если бы стоял на космодроме. Ровно столько же гребней корабль словил если бы стоял на космодроме а гребни следовали в два раза чаще то есть был бы не красный, а фиолетовый свет. И вот отчего в земной системе отсчета гибнут люди в корабле, если на них набегают гребни электромагнитной волны не с частотой гамма-излучения, а всего лишь с частотой фиолетового цвета?

[Н. Светлов]

А имею в виду точку зрения землян именно в своей земной системе отсчета.

Я это понял. И веду к тому, что точка зрения землян совпадёт с точкой зрения пассажиров.

Хорошо, тогда просто смотрим формулу вот здесь: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1 ... 1%80%D0%B0

Обратите внимание, что v — это скорость не по спидометру корабля, то есть без учёта релятивистского замедления времени. Иначе бы там возникал корень из отрицательного числа.

Вообще, аккуратное применение Лоренцовых преобразований в ОТО никогда не приводит ни к каким расщеплениям реальности a la квантовая механика. Все эти парадоксы карандаша и пенала и т.п. — просто следствие нестрогих рассуждений, когда одни выводы ОТО принимаются во внимание, а о других забывают. Например, учитывают изменение размеров, но не учитывают относительность одновременности.

Единственный сюрприз, связанный с ОТО, — и совершенно реальный — наблюдатели из разных систем отсчёта могут разойтись во мнении о том, какое событие произошло раньше, а какое позже. Если бы Алиса родилась и жила в релятивистской (с нашей точки зрения) системе отсчёта, то можно было бы найти ещё одну релятивистскую систему отсчёта, из которой видно, что она родилась раньше нас (но её биография всё равно нам недоступна из-за взаимного расположения световых конусов — наших и Алисиного).

[Олег К]

И веду к тому, что точка зрения землян совпадёт с точкой зрения пассажиров.

Хорошо, тогда просто смотрим формулу вот здесь: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1 ... 1%80%D0%B0

Не совпадёт, просто вы применяя приведенную релятивистскую формулу переходите в систему отсчета экипажа. Эта формула как и другие релятивистские формулы как раз и придумана для перехода в чужую СО. Она позволяет землянам на основе измеренных в своей СО данных, а именно длины волны источника и скорости корабля, вычислить что покажет на своем табло корабельный частотомер. Экипаж просто видит эту цифру на табло, земляне если хотят рассмотреть ситуацию с точки зрения экипажа вычисляют по приведенной формуле. Результат естественно совпадает(частота гамма-излучения), но это не совпадение точек зрения землян и экипажа - это просто и те и другие рассматривают ситуацию с одной и той же точки зрения - точки зрения экипажа. В этой СО с космонавтом все понятно, он склеил ласты от гамма-излучения.

Но земляне могут и не преходить в СО корабля, а посмотреть на все это дело с точки зрения своей СО. У землян есть свой частотомер и им не интересно что там показывают частотомеры из других СО . На корабле и часы и линейки и другие приборы ведут себя по-другому, частотомер не исключение. Земляне замеряют своим земным частотомером длину волны источника света - получают красный. После этого применяют обычную(не релятивистскую) формулу для эффекта Доплера - получают фиолетовый, безопасный.

Если продолжить, то есть бесчисленное количество СО, у каждой свои приборы, и каждая имеет свое мнение о частоте которой облучается космонавт. В каких-то СО эта частота опасная, в каких-то нет, но результат в виде склеивания ласт, который никак не может быть относительным фиксируют все. И жители тех СО, в которых частота облучения космонавта была безопасная(в частности земляне) задаются вопросом, что же с ним все-таки случилось.

[Н. Светлов]

просто вы применяя приведенную релятивистскую формулу переходите в систему отсчета экипажа.

Так ведь экипаж-то облучается в системе отсчёта экипажа, а не Земли

Расчёт, как будто экипаж звездолёта облучается в системе отсчёта Земли, не имеет физического смысла и не соответствет никакой физической реальности.

У землян есть свой частотомер

Свой частотомер покажет эффект Доплера, обусловленный движением Земли в космосе. Больше он ничего не покажет

[Bitman]

Не совпадёт, просто вы применяя приведенную релятивистскую формулу переходите в систему отсчета экипажа. Эта формула как и другие релятивистские формулы как раз и придумана для перехода в чужую СО. Она позволяет землянам на основе измеренных в своей СО данных, а именно длины волны источника и скорости корабля, вычислить что покажет на своем табло корабельный частотомер. Экипаж просто видит эту цифру на табло, земляне если хотят рассмотреть ситуацию с точки зрения экипажа вычисляют по приведенной формуле. Результат естественно совпадает(частота гамма-излучения), но это не совпадение точек зрения землян и экипажа - это просто и те и другие рассматривают ситуацию с одной и той же точки зрения - точки зрения экипажа. В этой СО с космонавтом все понятно, он склеил ласты от гамма-излучения.

Караул, альтернативщик в треде)
Я в ваших выкладках ничего не понимаю, просто солидарен с теми кто не любит нападки на СТО/ОТО. Вроде там всё давно продумано и предусмотрено.

Отправлено спустя 1 минуту 20 секунд:
P.S. На 100% я в своих словах не уверен.

[Олег К]

Так ведь экипаж-то облучается в системе отсчёта экипажа, а не Земли

Ага, а Земля облучается Солнцем в системе отсчета Земли. В системе отсчета все того же несчастного экипажа, Земля Солнцем не облучается. Короче облучаться можешь только в своей СО, в других не имеешь права

[Bitman]

Конечно, если когда-нибудь будет открыта какая-нибудь тирлимпампация, то ситуация радикально изменится. Но пока она не открыта, гипотеза о том, что её не откроют никогда и ни в одном углу вселенной (то есть она попросту невозможна) ничем не хуже других гипотез — следовательно, она подлежит рассмотрению и может быть использована как объяснение наблюдаемых феноменов.

Во-первых, мы знаем минимальный уровень технологий, до которых нам ещё предстоит дорасти - это биотехнологии. Т.е. если эволюция сумела создать жизнь, то сумеем и мы. Соответственно будут созданы "живые" космические корабли, регенерирующие свои повреждения от столкновений.
Во-вторых, как минимум мы можем послать радиосигнал на другую звезду, уж тут-то точно технических преград особых нет, и внеземные цивилизации могут сделать то же самое. Спрашивается - почему они это не делают?

[Н. Светлов]

Во-вторых, как минимум мы можем послать радиосигнал на другую звезду, уж тут-то точно технических преград особых нет, и внеземные цивилизации могут сделать то же самое. Спрашивается - почему они это не делают?

А мы сами это часто делаем? В Млечном пути порядка 10¹¹ звёзд — сколько из них мы удостоили направленного радиосигнала? Пусть даже среди них имеется порядка 10³ звёздных систем с разумными обитателями (а мне кажется, что их должно быть намного меньше — быть может, одна на несколько тысяч галактик вроде нашей), то каковы шансы, что мы направим сигнал именно одной из них? Каковы шансы, что они будут слушать именно область нашего источника, причём не просто слушать, а проверять любой сигнал на наличие структуры? Наконец, учитывая, что сигналы идут тысячелетиями, только такие грудничковые цивилизации, как ваша, земная, могут заниматься такой фигнёй, как свечение радиофонариком наудачу в разные стороны. Цивилизации, способные рассуждать трезво, не будут этим заниматься

Во-первых, мы знаем минимальный уровень технологий, до которых нам ещё предстоит дорасти - это биотехнологии. Т.е. если эволюция сумела создать жизнь, то сумеем и мы. Соответственно будут созданы "живые" космические корабли, регенерирующие свои повреждения от столкновений.

1. Нет фактов, свидетельствующих о том, что эволюция сумела создать жизнь, летающую между звёздами и способную регенерировать себя в космическом пространстве, где нечего съесть, чтобы использовать съеденное для регенерации.
2. Хотя феномены, созданные природой, всегда будут плодотворным стимулом для инженеров, всё же далеко не факт, что мы в состоянии создать всё то, что создано природой. Природе доступны абсолютно все физические возможности, а нам — только те, о которых мы знаем или можем узнать, принимая во внимание границы физических условий нашего существования и существования созданных нами предметов.

[skor]

Нет фактов, свидетельствующих о том, что эволюция сумела создать жизнь, летающую между звёздами и способную регенерировать себя в космическом пространстве, где нечего съесть, чтобы использовать съеденное для регенерации

Вспоминая прочитанное в книжке Лапикова, не могу не внести маленькое уточнение: космическое пространство не такое уж и пустое, как кажется. И если двигаться со скоростью хотя бы в несколько процентов от световой, то насобирать материи можно очень много. Т.е., на самом деле, проблемой является не отсутствие вещества на пути корабля, а как от этого вещества ловчее избавиться

Если мне не изменяет память, Лапиков предлагает заранее выжигать вещество на пути корабля с помощью лазера, черпающего энергию из Солнца.