10 principer som styr vårt förståelse av utomjordiskt liv

Många har någon gång tittat upp på en sommarnattens himmel och undrat, "Är det någon där ute?" Det finns över 200 miljarder stjärnor i Vintergatan, som bara är en av kanske 100 miljarder galaxer i det kända universum. Vår förståelse av rymden förändras dagligen, och vår uppfattning om kosmos förändras med den. Om du någonsin har tänkt på vad som händer på nattskyen finns det lag av kosmologer, astronomer och fysiker som är fast beslutna att ta reda på.

Denna lista övar ner i de termer som forskare och lekman använder för att diskutera sannolikheten för utomjordiskt liv. Från teorier som förklarar varför vi ännu inte har stött på främmande liv på de termer som används av forskare som aktivt söker efter det, kan den här listan vara din vägledare för ett inledande titt på vår obetydliga strävan efter utomjordiskt liv.

10 Fermi Paradox

Fotokrediter: Atomic Heritage Foundation

Enrico Fermi var en italiensk-amerikansk forskare, född i Rom vid 1900-talets tur. En noterad "arkitekt av kärnåldern", Fermis briljans kan inte överdrivas. Vid 28, valdes han till Italiens kungliga akademi, den yngsta inductee i sin historia. Han fortsatte med att vinna Nobelpriset 1938 i fysik för sina bidrag till upptäckten av inducerad radioaktivitet och var en kärnanvändare till Manhattan-projektet. Ännu, bland utmärkelserna kan hans namn vara associerat med, det är hans dilemma när det gäller utomjordiskt liv som fastnar.

Fermi-paradoxen är ett relativt grundläggande begrepp som frågar om det är enkelt eller möjligt för det intelligenta utomjordiska livet att utvecklas, varför har vi inte kommit i kontakt med det? Hans kommentar, som gjordes på lunch med medarbetare, fortsatte att understryka grundläggande begrepp om utomjordiskt liv. Vår galax har många stjärnor som liknar vår Sun, och många är miljarder år äldre. Åtminstone några av dessa stjärnor har sannolikt planeter som är lämpliga för livet kring dem. Vidare, med utvecklingen av livet kommer utvecklingen av intelligent liv och interstellära resor.

Fermi trodde att en intelligent civilisation med tillräcklig framdrivning och till och med en blygsam törst för erövring borde ha gjort sig känd i Vintergatan nu. Så varför har det inte det? Våra data om det observerbara universet föreslår att närvaron av livet bör märkas. att det inte har blivit ett av de stora paradoxerna som dikterar vår förståelse av rymden.

9 Drake Equation

Fotokredit: Amalex5

Frank Drake är en amerikansk astronom och astrofysiker som utvecklat en formel med kvantifierbara variabler som bestämmer närvaron av det yttre livet. Drakes utveckling av det som blev känt som Drakes ekvation var oftast oavsiktligt. Han spjutade upp ett möte med likasinnade astronomer vid National Radio Astronomy Observatory i Green Bank, West Virginia, 1961 och saknade en strukturerad dagordning. En dag före konferensen shorthanded Drake en formel för att bestämma möjligheten till intelligent liv i vår galax.

Denna formel är N = Rxf_p x n_e x f_l x f_jag x f_c x L, där:

N = antalet civilisationer i vår galax som kan kommunicera
R = genomsnittlig hastighet av stjärnbildningen
f_p = Andelen av stjärnorna med planeter
n_e = genomsnittligt antal beboeliga planeter per stjärna
f_l = Andel av beboeliga planeter som fortsätter att utveckla livet
f_jag = Andelen planeter med liv som utvecklar intelligent liv
f_c = intelligenta livbärande planeter där livet utvecklar detekterbar kommunikation
L = tidens längd en civilisations kommunikation är detekterbar

Drake-ekvationen är beroende av flera okända variabler, men det gav astronomer en konkret startport för att avleda närvaron av intelligent liv i hela vår galax. I mer än 50 år har forskare använt Drakes ekvation som grund för att extrapolera existensen av intelligent utomjordiskt liv.

8 Zoo-hypotesen

Star Trek fans erkänner premiärriktivet som en av de viktigaste etiska principerna i kosmos. Enkelt uttryckt förbjuder statsdirektivet Starfleet-kommunikation med eller inblandning i utvecklingen av flertal civilisationer över universum. Det betyder att civilisationer i sina tidiga år lämnas för att utvecklas ostört av yttre styrkor.

Denna uppfattning om främmande liv, och varför vi inte har stött på någon, föreslogs 1973 av MIT radiostjärnan John Ball som djurhypotesen. Bollens hypotes påstår att främmande civilisationer kan följa en pakt eller en fördrag där de aktivt undviker underutvecklade civilisationer, som våra på jorden, som ännu inte har nått en nivå av interplanetär kommunikation. Det finns flera föreslagna skäl till denna undvikande, främst att det är till vår fördel eller för andra civilisations fördelar att vi får lov att växa organiskt som en civilisation. Enkelt uttryckt, djurhypotesen ser mänskligheten som en del av en galaktisk helgedom, gränser för mer avancerade varelser.

7 Stort filter

Konceptet Great Filtret kommer till oss från ekonomiprofessorn Robin Hanson. I ett nötskal svarar det på Fermi-paradoxen och alla andra påståenden som förklarar vår brist på kommunikation med utomjordiska varelser. Håll dig på din plats, för det stora filtret, beroende på hur det tolkas, är antingen otroligt optimistiskt eller rent darligt.

Idén föreslår att minst en händelse i tidslinjen som leder till intelligent liv är mycket osannolikt. Det kan till exempel vara praktiskt taget omöjligt för det rätta stjärnplanets samspel att utvecklas, vilket gör det efterföljande livet omöjligt. Eller det stora filtret kanske inte är utvecklingen av livet utan snarare uppkomsten av multicellulärt liv.Detta skulle innebära att encelliga prokaryota organismer är relativt vanliga, men komplexa eukaryota organismer utvecklas sällan. Det finns många föreslagna Great Filter-händelser som mänskligheten redan har åstadkommit och sätter oss på höger sida av ödet. Det skulle innebära att människor på jorden har gjort det nästan omöjliga, som kommer ut på andra sidan en extremt sällsynt galaktisk händelse.

Nu för nackdelen: Vi kunde vara på fel sida av det stora filtret. Detta skulle innebära att det är vanligt att det intelligenta livet som vi utvecklas i universum, men civilisationer i vårt utvecklingsstadium eller kort därefter står inför en krossningshändelse som torkar ut dem. Med tanke på de tider vi lever i, med klimatförändringar och kärnvapenspridning, bland andra utmaningar, är det möjligt att händelsen Great Filter (ing) står inför oss och att få eller inga civilisationer gör det ut i andra änden.

6 Kardashevskalan

Kardashev-skalan utvecklades 1964 av den ryska astrofysiker Nikolai Kardashev. Kardashevs skala var utformad för att mäta energipotentialen hos intelligenta civilisationer och använde denna mätning som en markör för deras framsteg. Kardashevs ursprungliga skala, som senare antecknades av andra forskare, föreslog tre typer av civilisationer:

En civilisation av typ I kan utnyttja all energi som genereras av en förälderstjärna på sin hemplanet. Med en civilisation av typ I tas en planets energiabsorption och -produktion upp och utnyttjas fullt ut. Typ II civilisationer kan utnyttja hela energiproduktionen av en stjärna. Det finns några ganska imponerande återställningar där ute om hur detta kan bli gjort. Ett förslag är utvecklingen av en Dyson-sfär. En typ III-civilisation kontrollerar energiproduktionen i hela galaxens skala, ingen liten prestation.

Andra forskare lade till typ IV och typ V-civilisationer, vilket skulle innehålla ännu mer vild teknik. Typ IV-civilisationer skulle nästan kunna använda energiproduktionen från hela universum. Typ V civilisationer skulle kunna manipulera universum i vilo och skulle i huvudsak vara gudomliga.

Man undrar kanske var mänskligheten faller på denna stora skala. Jo, vi är på noll eller nära det. Astronomen Carl Sagan föreslog en rangordning på cirka 0,7, med tanke på vår nuvarande användning av fossila bränslen och andra icke-återanvändbara energikällor. Det betyder att vi har lite tid innan vi ens rankar på Kardashevs skala.

5 Multiverse Theory

Vi ska kort gå utanför inte bara vår galax men hela vårt universum. Det beror på att alla diskussioner om utomjordiskt liv inte är fullständiga utan att du behöver en multiverse-teori. Multiverse-teorin projekterar att det kan finnas ett obegränsat antal alternativa universum där ute. I vissa fall skulle dessa andra universum likna det vi bor, där små skillnader leder till variationer i rymdtid, vilket katalyserar ett oändligt antal parallella universum.

För det andra utvecklade kosmologen Alexander Vilenkin "Äububble universum", begreppet multiverse. I detta fall uppblåste vårt universum exponentialt efter Big Bang. Många andra universum uppblåst också, som en ballong, medan andra slutade växa vid någon tidpunkt. Detta ledde till "Obligatoriska universum", alla avskilda från varandra, med nya fysiska lagar.

Det finns olika iterationer av multiverse teori, var och en med sina egna fysiska och metafysiska regler. Det är självklart att det är mycket att sätta på huvudet runt. När det gäller utomjordiskt liv, håll bara detta i åtanke: Vi vet inte vad livet finns i vårt universum, och dessutom vet vi inte vad livet finns i andra universum.

4 Aestivationshypotes

Aestivation hänvisar till ett djurs period av inaktivitet, liknande dvala, när dess metaboliska hastighet saktas som svar på höga yttre temperaturer och lite vatten. Livsmedel och andra resurser kan vara knappa under en period av aestivation, så det är vettigt för djur, som krokodillen, att lägga låga och inte slösa energireserver.

Tillämpad på interstellär nivå dikterar aestivationshypotesen att tidigare intelligenta civilisationer utvecklats över universum, men eftersom universum fortfarande är relativt nytt och varmt väntar de på att det ska svalna. Kosmiska temperaturer är för närvarande höga, vilket ger en premie på bearbetningseffektivitet. Tänk på det på så vis: Intelligenta varelser vill inte att deras superdatorer överhettas, så de väntar (miljarder, kanske trillioner år) för att universum ska svalna och vara mer gästvänliga för utforskning och exploatering. Denna hypotes erbjuder ett svar på den tidigare angivna Fermi-paradoxen. Var är alla? För närvarande tar de en tupplur.

3 SETI

Sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI) har lyssnat, tålmodigt, för signaler från utomjordiskt liv i över 50 år. Eventuell 21-talets diskussion om utomjordiskt liv skulle vara remiss utan att nicka till SETI. Så, vad exakt är SETI, och hur fungerar det? De första försöken på SETI ägde rum våren 1960 och styrde mikrovågsfrekvenser mot stjärnsystem som liknar vårt solsystem. Sovjetunionen utvecklade under tiden sina egna SETI-strategier, inklusive skapandet av omnidirektiva antenner, som brukade undersöka stora snöar på natthimlen för energi som skapades av hyper-futuristiska civilisationer.

Den nuvarande internationella standarden för SETI-forskning sysslar med radioteleskop för att observera frekvensavvikelser som leder till vår atmosfär. Sålunda riktas mycket av SETI-verksamheten till "Listning" för tecken på utomjordiskt liv. Den senaste och bästa för att hitta utomjordingar? Det skulle vara METI (International Broadcasting Intelligence) International, vilket gör direkta försök att kontakta avlägsna livsformer som kan ha ett öra mot himlen.

2 Gaian Bottleneck

I linje med Great Filter-tillvägagångssättet för utomjordiskt liv är Gaian Bottleneck-konceptet. För fyra miljarder år sedan kan Venus, Jorden och Mars ha alla haft förutsättningar för livet att bilda. Ändå upphettades Venus exponentiellt, medan Mars frös över. Många astronomer tror att scenarier som detta är ganska vanliga i universum, vilket innebär att det kan finnas en mängd planeter som erbjuder optimala miljöer för att det tidiga livet ska bildas, men att livet inte kan anpassa sig och stabilisera på planeten i tid för att utvecklas till komplexa organismer. Det här är där Gaian Bottleneck existerar, strax efter utvecklingen av enkla organismer, som kan vara rikligt i universum.

Få av dessa organismer, eventuellt bara oss, kunde rensa flaskhalsen och utvecklas förbi som prokaryota. När vi utforskar universumets utbredningar är det ganska möjligt att vi kommer att möta otaliga fossila mikrober, bevis på att livet är vanligt i vårt universum. Intelligent liv ... inte så mycket.

1 Medelmåttighetsprincipen

Vi avslutar denna lista med ett relativt enkelt tillägg, om än en i själva hjärtat av hur vi tänker på utomjordiskt liv. Mediocrity-principen föreslår att ett objekt slumpmässigt från en stor uppsättning objekt sannolikt kommer att vara från en av de vanligaste kategorierna inom gruppen. Tänk på det här sättet: En hatt har tio bitar av papper. Nio av dem är röda, och en är grön, men du vet inte det här i förväg. Du ritar en röd bit papper. Med medelmåttighetsprincipen antar du, baserat på sannolikhetslagen, att ditt papper kommer från en relativt vanlig gruppering.

Tillämpad på kosmologi, mediokrinsprincipen brukar säga att jorden statistiskt är mest sannolikt att vara bland majoritetsgruppen planeter, vilket innebär att planeter som jorden är rikliga i hela universum. På flipsidan föreslår den sällsynta jordhypotesen att jorden, som slumpmässigt valts bland planeterna, råkar vara den gröna pappersbiten. Vem ska säga om mediokrinsprincipen eller den sällsynta jordhypotesen är korrekt. Innan vi upptäcker utomjordiskt liv (eller de upptäcker oss) är det någon som gissar.