الهدف للمركز
يبلغ عمر مجرة درب التبانة 13 مليار سنة. وُلد بعض أقدم نجوم مجرتنا بالقرب من بداية الكون نفسه. خلال كل هذه الدهور من الزمن ، نعلم أن حضارة تكنولوجية واحدة على الأقل قد ولدت - الولايات المتحدة!
لكن إذا كان المجرة قديمًا جدًا ، ونعلم أنه يمكن أن يخلق الحياة ، فلماذا لم نسمع من أي شخص آخر؟ إذا كان عمر حضارة أخرى أكبر مما نحن عليه الآن بنسبة 0.1٪ فقط ، فسيكون عمرها ملايين السنين أطول منا ومن المفترض أنها أكثر تقدمًا. لونحنهم بالفعل على وشك إرسال الحياة إلى عوالم أخرى ، ألا ينبغي أن تعج درب التبانة بالسفن والمستعمرات الغريبة الآن؟
يمكن. لكن من الممكن أيضًا أننا كنا نبحث في المكان الخطأ. عمليات المحاكاة الحاسوبية الأخيرة بواسطة جايسون تي رايت وآخرون تشير إلى أن أفضل مكان للبحث عن الحضارات الفضائية القديمة قد يكون جوهر المجرة ، وهو هدف غير مستكشف نسبيًا في البحث عن ذكاء أرضي إضافي.
رسم متحرك يوضح استيطان المجرة. النقاط البيضاء عبارة عن نجوم غير مستقرة ، والأشكال الكروية الأرجواني هي نجوم مستقرة ، والمكعبات البيضاء تمثل سفينة مستوطنة عابرة. يرجع تكوين الهيكل اللولبي إلى القص المجري مع توسع موجة التسوية. بمجرد الوصول إلى مركز المجرة ، يزداد معدل الاستعمار بشكل كبير. الائتمان: رايت وآخرون
العصافرة
حاولت النماذج الرياضية القديمة لاستعمار الفضاء تحديد الوقت اللازم لانتشار الحضارة في جميع أنحاء مجرة درب التبانة. بالنظر إلى حجم مجرة درب التبانة ، قد يستغرق الاستعمار المجري الواسع النطاق وقتًا أطول من عمر المجرة نفسها. ومع ذلك ، فإن الميزة الفريدة لهذه المحاكاة الجديدة هي حسابها لحركة نجوم المجرة. مجرة درب التبانة ليست ثابتة ، كما افترض في النماذج السابقة ، بل هي عبارة عن كتلة متموجة. سوف تطير سفن أو مجسات الاستعمار بين النجوم التي هي نفسها في حالة حركة. تكشف المحاكاة الجديدة أن الحركة النجمية تساعد في الاستعمار وتساهم في انتشار تأثير الحضارة.
تستند المحاكاة على البحث السابق بواسطة جوناثان كارول - نلينباك وآخرون التي اقترحت أن الحضارة الافتراضية يمكن أن تنتشر بسرعات تحت الضوء عبر مجرة متحركة. تفترض المحاكاة حضارة تستخدم سفنًا تسافر بسرعات مماثلة لمركبتنا الفضائية (حوالي 30 كم / ثانية). عندما تصل سفينة إلى عالم افتراضي صالح للسكن في المحاكاة ، يُعتبر العالم مستعمرة ويمكنه بنفسه إطلاق مركبة أخرى كل 100000 عام إذا كان هناك عالم آخر غير مأهول في النطاق. نطاق محاكاة المركبات الفضائية هو 10 سنوات ضوئية مع مدة سفر قصوى تبلغ 300000 سنة. كان من المقرر أن تستمر التكنولوجيا من مستعمرة افتراضية 100 مليون سنة قبل أن تنقرض مع فرصة إعادة التوطين إذا انجرفت مستعمرة أخرى إلى النطاق بواسطة حركة المجرة.
النتائج مأساوية. يولد دوران المجرة موجة أو 'مقدمة' من الاستعمار. بمجرد أن تصل الجبهة إلى قلب المجرة ، تحفز كثافة اللب على زيادة سريعة في معدل الاستعمار. حتى مع وجود قيود متحفظة للغاية على سرعة المركبة الفضائية ، فإن غالبية المجرة يمكن استعمارها في أقل من مليار سنة - وهو جزء بسيط من عمرها الإجمالي.
خط البصر
نتائج المحاكاة تؤكد المقترحات السابقة من قبل فيشال جاجار وآخرون. للبحث في مركز المجرة عن علامات الحياة. لا يمكن استعمار مركز المجرة بسرعة فحسب ، بل يمكن أيضًا فحصه بكفاءة بحثًا عن التكنولوجيا. لدينا خط رؤية مباشر إلى مركز المجرة الذي يشمل المنطقة الأكثر كثافة في الفضاء بالنسبة إلينا. وبما أن المجرة تشكلت من الداخل إلى الخارج ، فإن المركز مليء بالكواكب القديمة التي توفر مزيدًا من الوقت لتتطور الحياة.
يعمل المركز أيضًا كمكان منطقي 'للتحدث' من وإلى - نقطة محورية مركزية في المجرة. إذا أردت إيصال إشارة إلى باقي المجرة ، يمكنك فعل ذلك من المركز لتغطية قرص مجرة درب التبانة. وبالمثل ، إذا أردت العثور على إشارة ، فقد تنظر إلى نفس المركز. Gajjar et al. افترض أيضًا أن الحضارة المتقدمة قد تكون قادرة على الاستفادة من طاقة مجرة درب التبانة ثقب أسود مركزي هائل لتشغيل منارة إشارة على مستوى المجرة. تحدث عن 'مرحبًا' قويًا!
منظر باتجاه مركز المجرة من الأرض تم التقاطه في صحراء موهافي. الائتمان: تصوير المؤلف
ثم لماذا هادئة جدا؟
ومع ذلك ، لا يجيب أي من هذا على السؤال السابق - أين هم؟ في الواقع ، السرعة التي يمكن بها استعمار المجرة تعقد سبب عدم سماعنا من أي شخص. علاوة على ذلك ، فإن Caroll-Nellenback et al. لاحظ أيضًا أنه أثناء الاستعمار ، قد تطور حضارة متقدمة تقنيات دفع جديدة تقصر الوقت اللازم للانتشار. ومع ذلك ، لم تكشف عمليات المسح الراديوي الأولية لنواة المجرة عن أي إشارات. ربما يكون الصمت بحد ذاته إجابة. المجرة قديمة جدًا ولديها الكثير من الوقت المتاح لنشر الحياة لدرجة أن البعض يعتقد أن الصمت يقضي على أي أمل في مقابلة أي شخص.
لكن هناكيكونلا يزال يأمل! تُظهر المحاكاة أنه من الممكن ألا تتم تسوية بعض أجزاء المجرة أبدًا على الرغم من دهور من الزمن. إنها مسألة كفاءة. تذكر أنك تريد الاستعمار في أقصر نطاقات ممكنة. مع مرور الوقت ، تموت بعض المستعمرات وتضيع ربما بسبب استنفاد الموارد أو حدث كارثي. بدلاً من الوصول إلى أبعد من الفضاء ، تختار المستعمرات إعادة تسكين مستعمرة ميتة من مسافة أقرب. تتشكل مجموعات من المستعمرات المأهولة محاطة بكواكب غير مأهولة لم يتم استعمارها أبدًا. تتحقق 'حالة الاستقرار' حيث تكون مناطق عوالم درب التبانة الصالحة للسكن غير فعالة للغاية للاستعمار.
هناك احتمالات أخرى لشرح الصمت أيضًا. ربما تكون الحضارات طويلة العمر محكومة بالاستدامة لتنمو بشكل أبطأ مما كان متوقعًا. إذا كانت هناك حضارات استعمارية متعددة ، فربما تتنافس على الموارد أو تبتعد عن بعضها البعض. ربما تحرص الحضارات على عدم التدخل في الكواكب المأهولة مثل كوكبنا (على غرار التوجيه الرئيسي في ستار تريك ) أو حذرون من عدم التوافق البيولوجي المحتمل الذي يواجهه في عوالم أخرى. قد تفسر كل هذه الاحتمالات لماذا لم نلتقي بأي شخص حتى الآن ... إلا إذا كان لدينا بالفعل ... لا ، بجدية.
ماض مدفون
كارول نلينباك وآخرون. فكر في 'الأفق الزمني' - نقطة في التاريخ لن تحتفظ الأرض بعدها بأدلة على الاستعمار السابق. لنفترض ، على سبيل المثال ، أن حضارة مجرية غريبة هبطت على الأرض منذ مليارات السنين ، وعاشت آلاف السنين ، ثم ماتت. بعد كل هذا الوقت ، لم يتبق أي دليل تقريبًا على وجودهم. لذلك لا 'نحن' لم نلتقي بحضارة غريبة ، ولكن من المحتمل أن الأرض نفسها قد تعرضت لها.
تُظهر المحاكاة أنه ، بالنظر إلى موقعنا في المجرة ، هناك احتمال بنسبة 89٪ أن يمر مليون سنة على الأقل دون زيارات من السفن البينجمية - وهو ما يُحتمل أن يكون وقتًا كافيًا لمحو علامات الاستعمار السابق. النقطة المهمة هي أنه بين كون المجرة مستعمرة بالكامل ، أو كونها فارغة تمامًا ، توضح المحاكاة أنه يمكن أن تكون هناك أسباب وسطية - استجابات صحيحة للصمت الذي لا يزال يترك مجالًا للحياة التكنولوجية خارج كوكب الأرض حتى بدون اتصال.
الحياة الكروية؟
في حين أن مركز المجرة هو عالم مستقبلي مثالي لأبحاث SETI ، هناك مناطق أخرى في المجرة تحاكي نفس الظروف المواتية للمركز - الكتل الكروية
العناقيد الكروية (GC) هي مجموعات ضخمة قديمة من النجوم تدور حول مركز المجرة على مسافات تصل إلى عشرات الآلاف من السنين الضوئية. آثار فترة تكوّن نجمي كثيف حفزتها عمليات اندماج المجرة ، هناك حوالي 150 GCs معروفة في مجرة درب التبانة تتراوح أعمارها بين 10-13 مليار سنة.
نموذج ثلاثي الأبعاد للمجموعات الكروية المعروفة وموقعها بالنسبة لبقية ائتمان مجرة درب التبانة: المجرة ثلاثية الأبعاد
تتميز الخلايا النجمية بأنها كثيفة بشكل لا يصدق مع وجود نجوم أقرب بكثير من بعضها البعض في المتوسط مما هو موجود في قرص مجرة درب التبانة. عند التفكير في السفر أو التواصل بين النجوم ، فإننا نتحدث عادةً عن آلاف السنين. ومع ذلك ، فإن الحضارة داخل GC ستختبر وقت السفر بين النجوم في حدود بضع سنوات فقط مع أوقات الاتصال لشهور أو حتى أسابيع. المشكلة هي أن كثافات الكواكب قد تؤثر سلبًا على تكوين الكواكب بالإضافة إلى الاستقرار المداري للكواكب.
ر.دي ستيفانو وأ. راي احسب ما يسمونه 'منطقة GC الصالحة للسكن'. نستخدم بشكل عام مصطلح 'المنطقة الصالحة للسكن' لوصف المسافة التي يحتاجها الكوكب للدوران حول نجم للحفاظ على درجات حرارة الماء السائل. تقع الأرض في المنطقة الصالحة للسكن من الشمس (شيء جيد لنا). بدلاً من نصف قطر ثنائي الأبعاد مثل مدار كوكب ما ، فإن منطقة GC الصالحة للسكن هي عبارة عن غلاف ثلاثي الأبعاد يدور حول مركز الكتلة نفسها. يبدأ الجزء الداخلي من سماكة الغلاف حيث تنخفض كثافة GC إلى حيث يمكن للأنظمة الشمسية أن تنجو من التداخل الثقالي للنجوم القريبة. قد تؤدي جاذبية نجم قريب إلى تفكيك حلقات الغبار الكوكبية التي تعطل تكوين الكواكب. يمكن لنجم آخر يمر بالقرب من نظام أن يقذف كوكبًا من نجمه الأم.
يتم تحديد الحافة الخارجية لسمك القشرة من خلال المكان الذي تصبح فيه الكثافة منخفضة جدًا بحيث يكون متوسط المسافة بين النجوم أكبر من 10000 وحدة فلكية (تمثل الوحدات الفلكية مسافة الأرض من الشمس عند حوالي 150000 كم). 10000 AU يساوي حوالي 2 ضوءالشهور. أبعد هذه النقطة ، تتضاءل مزايا التواجد في العنقود - أي فترات السفر والتواصل القصيرة مع النجوم المجاورة. المنطقة التي تشملها القشرة هي ما يسميه دي ستيفانو وراي بـ GC 'البقعة الحلوة' للاستعمار - أنظمة النجوم القريبة من بعضها البعض تسهل السفر / الاتصال السريع ولكنها ليست قريبة جدًا لدرجة أنها تمزق أنظمة بعضها البعض.
انضم فريزر كين من الكون إلى باحث الكواكب الخارجية الدكتور جيسون رايت من جامعة ولاية بنسلفانيا. كان جيسون رايت أحد رواد محاكاة المجرة الاستعمارية
نريد أن تشمل البقعة الجيدة GC النجوم ذات الكتلة الأقل بشكل أساسي والتي تعيش أطول فترة. بالصدفة ، تمتلك النجوم منخفضة الكتلة أيضًا أصغر مناطق نصف قطرها صالحة للسكن في الشمس. كلما اقترب كوكب ما من مداره حول نجمه الأم ، قل احتمال أن يتمزقه نجم آخر. تشهد الكواكب الأرضية أيضًا ظاهرة تسمى 'الفصل الجماعي' حيث تجد النجوم الأكثر ضخامة - وبالتالي الأقل ملاءمة لصلاحية السكن في الكتلة - نفسها جاذبية تنجذب نحو المركز. ثم يقوم هذا الفصل بشكل طبيعي بفرز الكتلة من أنظمة الاختيار الأقل إلى الأفضل من اللب إلى المحيط.
النتائج مواتية. في GC الافتراضي تقترب من 100000 كتلة شمسية ، تشمل البقعة الحلوة 40٪ من النجوم G (الأقزام الصفراء مثل شمسنا) و 15٪ من النجوم K و M (الأقزام البرتقالية والحمراء) في العنقود. هذا كثير من النجوم. حتى أن هناك احتمال أن الكواكب التيلديكتم طرده من الأنظمة لا يزال بإمكانه استضافة حضارة بسبب الطاقة المحيطة مجتمعة التي يتلقاها الكوكب من جميع النجوم في الكتلة - خاصةً إذا كانت الحضارة لديها تقنية متقدمة لالتقاط الطاقة الشمسية. عالم عائم حر من الفضائيين.
بمجرد التخلص من الأرقام ، يقترح دي ستيفانو وراي أنه حتى لو كان لدى 10٪ فقط من نجوم GC كواكب صالحة للسكن ، فإن 1٪ من هؤلاء يدعمون الحياة الذكية ، و 1٪ من أولئك الذين يستضيفون حضارة متصلة ، يمكن أن توجد حضارة تواصل واحدة على الأقل في كل GC في درب التبانة. المتغيرات المماثلة المخصصة لمجرة درب التبانة نفسها - مع كثافة نجمية أقل بكثير - ستؤدي إلى ... حضارة واحدة متصلة (ربما نحن). إن تغيير النسب المئوية لتكون أقل تحفظًا يعني أن المزيد من الحضارات يمكن أن توجد في القرص المنتشر ولكن يمكن فصلها بمسافات هائلة تصل إلى 300 سنة ضوئية.
إذا كنت موجودًا في GC ، فيمكنك محاولة الاتصال بالقرص البعيد لمجرة درب التبانة. لسوء الحظ ، لم نجد بعد أي دليل مباشر على وجود الكواكب في الكواكب. تتأثر تقنياتنا في العثور على الكواكب الخارجية بسبب المسافة إلى كثافات الكواكب. لكن هذا لا يستبعد الاحتمال. إذا كانت الحضارة موجودة بالفعل في GC ، مع وصول سريع إلى آلاف النجوم ، يقول دي ستيفانو وراي إن الحضارة ستكون 'خالدة' أساسًا.
الكتلة الكروية M13 الائتمان: هوارد تروتييه ، مرصد SFU تروتييه
لقد أرسلنا بالفعل رسالة إلى GC - مجموعة M13 Hercules Globular Cluster الجميلة. تقع المجموعة في كوكبة هرقل ، على بعد 22000 سنة ضوئية ، وقطرها 145 سنة ضوئية ، وتتألف من حوالي 100000 نجمة. في عام 1974 ، تم إرسال رسالة إلى M13 من تلسكوب Arecibo الراديوي (مزق) . احتوت الرسالة على الأرقام من 1 إلى 10 ، والمركبات الكيميائية للحمض النووي ، وشكل بياني للإنسان ، ورسم بياني للنظام الشمسي ، ورسم تخطيطي للتلسكوب الراديوي نفسه. بلغ إجمالي وقت البث 3 دقائق. لا يزال أمامنا بضعة آلاف من السنين للوصول إلى هناك.
من المحتمل ألا تكون الرسالة منخفضة الدقة قابلة للتمييز بحلول وقت وصولها إلى M13. لكن ربما في يوم من الأيام سنتواصل مع حضارة تمتد عبر المجرات. أو ربما نصبح حضارة تمتد عبر المجرات. بالنسبة لهذه القصة ، أنتظر بفارغ الصبر تعديل الشاشة القادم لـ سلسلة مؤسسة Asimov!
بُثت رسالة Arecibo إلى الكتلة الكروية M13. المشاع الإبداعي
الصورة الرئيسية: صورة مركبة من لب مجرة درب التبانة تم إنشاؤها بواسطة تلسكوبات هابل وسبيتزر وشاندرا. ائتمان الأشعة السينية: NASA / CXC / UMass / D. وانج وآخرون ؛ بصري: NASA / ESA / STScI / D.Wang et al. ؛ الأشعة تحت الحمراء: NASA / JPL-Caltech / SSC / S.
اتبع ماثيو على انستغرام و تويتر لمزيد من القصص من SPAAAACE
المزيد للاستكشاف:
ديناميكيات الانتقال من مجرات كارداشيف من النوع الثاني إلى النوع الثالث تفضل البحث التكنولوجي في المناطق الوسطى من المجرات - IOPscience (مقالة البحث المنشئة - الوصول المفتوح)
مفارقة فيرمي وتأثير الشفق القطبي: تسوية الحضارة الخارجية ، والتوسع ، والدول المستقرة - IOPscience (الوصول المفتوح)
الاختراق ، استمع ، ابحث عن حياة ذكية بالقرب من مركز المجرة I - NASA / ADS (harvard.edu) (الوصول المفتوح)
المجموعات العالمية ككتل من الحياة والحضارات المتقدمة - IOPscience (الوصول المفتوح)
نقل المعلومات من قبل الحضارات خارج كوكب الأرض. - ناسا / ADS (harvard.edu) (الوصول المفتوح)
