ال مفارقة فيرمي يظل حجر عثرة عندما يتعلق الأمر بالبحث عن ذكاء خارج الأرض (SETI). تم تسمية هذه المفارقة تكريماً للفيزيائي الشهير إنريكو فيرمي الذي اقترحها لأول مرة ، وتعالج هذه المفارقة التباين الواضح بين الاحتمال المتوقع بأن الحياة الذكية وفيرة في الكون ، والنقص الواضح في الأدلة على وجود ذكاء خارج الأرض (ETI).
في العقود التي انقضت منذ أن طرح إنريكو فيرمي السؤال الذي يلخص هذا التناقض ('أين الجميع؟') ، حاول العلماء شرح هذا التفاوت بطريقة أو بأخرى. ولكن في دراسة جديدة أجراها ثلاثة علماء مشهورين من معهد مستقبل الإنسانية (FHI) في جامعة أكسفورد ، يتم إعادة تقييم المفارقة بطريقة تجعل من المحتمل أن تكون البشرية وحيدة في الكون المرئي.
الدراسة بعنوان ' حل مفارقة فيرمي '، ظهر مؤخرًا على الإنترنت. أجرى الدراسة بشكل مشترك أندرس ساندبرج ، زميل باحث في معهد مستقبل الإنسانية وزميل مارتن في جامعة أكسفورد. إريك دريكسلر ، المهندس الشهير الذي روج لمفهوم تكنولوجيا النانو. وتود أورد ، الفيلسوف الأخلاقي الأسترالي الشهير في جامعة أكسفورد.
معادلة دريك ، وهي صيغة رياضية لاحتمالية إيجاد الحياة أو الحضارات المتقدمة في الكون. الائتمان: جامعة روتشستر
من أجل دراستهم ، ألقى الفريق نظرة جديدة على معادلة دريك ، المعادلة الشهيرة التي اقترحها عالم الفلك الدكتور فرانك دريك في الستينيات. استنادًا إلى القيم الافتراضية لعدد من العوامل ، تم استخدام هذه المعادلة تقليديًا لإثبات أنه - حتى لو كان مقدار الحياة التي تتطور في أي موقع معين صغيرًا - يجب أن ينتج عن العدد الهائل من المواقع المحتملة عددًا كبيرًا من الحضارات التي يمكن ملاحظتها.
تنص هذه المعادلة على أن عدد الحضارات (ن) في مجرتنا التي يمكننا التواصل معها عن طريق ضرب متوسط معدل تشكل النجوم في مجرتنا (ص*) ، جزء النجوم التي لها كواكب (Fص) ، عدد الكواكب التي يمكنها دعم الحياة بالفعل (نو) ، عدد الكواكب التي ستطور الحياة (Fال) ، عدد الكواكب التي ستطور حياة ذكية (Fأنا) ، عدد الحضارات التي من شأنها تطوير تقنيات النقل (نادي) ، والمدة الزمنية التي ستضطر هذه الحضارات إلى نقل إشاراتها إلى الفضاء (ال). رياضيا ، يتم التعبير عن هذا على النحو التالي:
N = ص*x وصx نوx والx وأناx وج× إل
الدكتور ساندبرج ليس غريباً عن 'مفارقة فيرمي' ، كما أنه لا يخجل من محاولة حلها. في دراسة سابقة بعنوان ' هذا ليس ميتًا وهو ما يمكن أن يكذب أبدًا: فرضية الاستيفاء لحل مفارقة فيرمي '، اقترح ساندبرج وزملاؤه أن مفارقة فيرمي تنشأ من حقيقة أن ETIs ليست ميتة ، ولكنها حاليًا في حالة سبات - ما أطلقوا عليه اسم' aestivation '- وتنتظر ظروفًا أفضل في الكون.
في دراسة أجريت في عام 2013 ، وساندبرج وستيوارت أرمسترونج (وهو أيضًا باحث مشارك في FHI وأحد المؤلفين المشاركين في هذه الدراسة) قاموا بتوسيع مفارقة فيرمي للنظر إلى ما وراء مجرتنا ، وتناول كيف يمكن للحضارات الأكثر تقدمًا أن تكون قادرة عمليًا على إطلاق مشاريع استعمار مع نسبي سهولة (وحتى السفر بين المجرات دون صعوبة).
كما قال الدكتور ساندبرج لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني:
'يمكن للمرء أن يجيب على [مفارقة فيرمي] بالقول إن الذكاء نادر جدًا ، ولكن بعد ذلك يجب أن يكون نادرًا للغاية. الاحتمال الآخر هو أن الذكاء لا يدوم طويلاً ، لكن يكفي أن تبقى حضارة واحدة حتى تصبح مرئية. محاولات شرح ذلك من خلال جعل جميع الذكاءات تتصرف بنفس الطريقة (التزام الصمت ، وتجنب الاتصال بنا ، والتجاوز) تفشل لأنها تتطلب من كل فرد ينتمي إلى كل مجتمع في كل حضارة أن يتصرف بنفس الطريقة ، وهو أقوى ادعاء اجتماعي على الإطلاق. تتطلب المطالبة بالتسوية بعيدة المدى أو الاتصال أمرًا مستحيلًا افتراض سقف تكنولوجي منخفض بشكل مدهش. مهما كانت الإجابة ، يجب أن تكون غريبة إلى حد ما '.
في هذه الدراسة الأخيرة ، أعاد Sandberg و Drexler و Ord النظر في معلمات معادلة دريك من خلال دمج نماذج للتحولات الكيميائية والجينية على المسارات المؤدية إلى أصل الحياة. من هذا ، أظهروا أن هناك قدرًا كبيرًا من عدم اليقين العلمي الذي يمتد إلى عدة أوامر من حيث الحجم. أو كما أوضحها الدكتور ساندبرج:
'العديد من المعلمات غير مؤكدة للغاية بالنظر إلى المعرفة الحالية. بينما تعلمنا الكثير عن الفيزياء الفلكية منذ دريك وساغان في الستينيات ، ما زلنا غير متأكدين من احتمالية الحياة والذكاء. عندما يناقش الأشخاص المعادلة ، ليس من غير المألوف سماعهم يقولون شيئًا مثل: 'هذه المعلمة غير مؤكدة ، ولكن دعونا نخمنها ونتذكر أنها تخمين' ، وأخيراً الوصول إلى النتيجة التي يعترفون بأنها تستند إلى التخمينات. ولكن سيتم ذكر هذه النتيجة كرقم فردي ، وهذا يربطنا بتقدير دقيق * على ما يبدو * - عندما يجب أن يكون له نطاق عدم يقين مناسب. غالبًا ما يؤدي هذا إلى الثقة المفرطة ، والأسوأ من ذلك ، أن معادلة دريك حساسة للغاية للتحيز: إذا كنت تأمل أن يؤدي دفع صغير إلى أعلى في عدة تقديرات غير مؤكدة إلى نتيجة مبشرة ، وإذا كنت متشائمًا يمكنك بسهولة الحصول على نتيجة منخفضة. '
يكتب فرانك دريك معادلته الشهيرة على لوح أبيض. الائتمان: SETI.org
على هذا النحو ، نظر ساندبرج ودريكسلر وأورد في معلمات المعادلة على أنها نطاقات عدم اليقين. بدلاً من التركيز على القيمة التي قد تكون لديهم ، نظروا إلى القيم الأكبر والأصغر التي يمكن أن تكون لديهم بناءً على المعرفة الحالية. في حين أن بعض القيم أصبحت مقيدة جيدًا - مثل عدد الكواكب في مجرتنا بناءً على دراسات الكواكب الخارجية والعدد الموجود داخل المنطقة الصالحة للسكن للنجم - يظل البعض الآخر غير مؤكد.
عندما قاموا بدمج أوجه عدم اليقين هذه ، بدلاً من التخمين الذي غالبًا ما يدخل في مفارقة فيرمي ، حصل الفريق على التوزيع نتيجة لذلك. وبطبيعة الحال ، أدى ذلك إلى انتشار واسع بسبب عدد حالات عدم اليقين التي ينطوي عليها الأمر. ولكن كما أوضح الدكتور ساندبرج ، فقد زودهم بتقدير لاحتمال أن تكون البشرية (بالنظر إلى ما نعرفه) وحيدة في المجرة:
'وجدنا أنه حتى باستخدام التقديرات التخمينية في الأدبيات (أخذناها وقمنا بدمج تقديرات المعلمات بشكل عشوائي) يمكن للمرء أن يكون لديه موقف قد يكون فيه متوسط عدد الحضارات في المجرة مرتفعًا إلى حد ما - لنقل مائة - ومع ذلك فإن احتمال أن نحن وحدنا في المجرة 30٪! والسبب هو أن هناك توزيعًا منحرفًا جدًا للاحتمالية.
إذا حاولنا بدلاً من ذلك مراجعة المعرفة العلمية ، فستصبح الأمور أكثر تطرفًا. هذا لأن احتمالية الحصول على الحياة والذكاء على كوكب ما بها حالة * شديدة * من عدم اليقين بالنظر إلى ما نعرفه - لا يمكننا استبعاد حدوث ذلك في كل مكان تقريبًا توجد فيه الظروف المناسبة ، لكن لا يمكننا استبعاد أنه نادر فلكيًا. يؤدي هذا إلى حالة عدم يقين أقوى بشأن عدد الحضارات ، مما يدفعنا إلى الاستنتاج بأن هناك احتمالًا كبيرًا إلى حد ما أننا وحدنا. ومع ذلك ، * * أيضًا * نستنتج أنه لا ينبغي أن نتفاجأ كثيرًا إذا وجدنا ذكاء! '
يكوناي شخصفي الخارج؟ اي احد على الاطلاق؟ الائتمان: UCLA SETI Group / Yuri Beletsky ، مرصد كارنيجي لاس كامباناس
في النهاية ، لا تعني استنتاجات الفريق أن البشرية وحدها في الكون ، أو أن احتمالات العثور على أدلة على وجود حضارات خارج الأرض (في الماضي والحاضر) غير مرجحة. بدلاً من ذلك ، فهذا يعني ببساطة أنه يمكننا القول بثقة أكبر - بناءً على ما نعرفه - أن البشرية هي على الأرجح الكائنات الذكية الوحيدة في مجرة درب التبانة في الوقت الحالي.
وبالطبع ، يعود كل هذا إلى أوجه عدم اليقين التي يتعين علينا حاليًا التعامل معها عندما يتعلق الأمر بـ SETI ومعادلة دريك. في هذا الصدد ، تعد الدراسة التي أجراها Sandberg و Drexler و Ord مؤشرًا على أنه يجب تعلم المزيد قبل أن نحاول تحديد مدى احتمالية وجود ETI.
'ما لا نعرضه هو أن SETI لا طائل من ورائه - بل على العكس تمامًا!' قال الدكتور ساندبرج. هناك مستوى هائل من عدم اليقين يجب تقليله. تظهر الورقة أن علم الأحياء الفلكي و SETI يمكن أن يلعبوا دورًا كبيرًا في تقليل عدم اليقين بشأن بعض المعلمات. حتى البيولوجيا الأرضية قد تعطينا معلومات مهمة حول احتمالية نشوء الحياة والظروف التي تؤدي إلى الذكاء. أخيرًا ، أحد الاستنتاجات المهمة التي توصلنا إليها هو أن الافتقار إلى الذكاء المرصود لا يجعلنا نستنتج بقوة أن الذكاء لا يدوم طويلاً: النجوم لا تنبئ بموتنا! '
لذا تشجّعوا يا عشاق SETI! في حين أن معادلة دريك قد لا تكون شيئًا يمكننا إنتاج قيم دقيقة في أي وقت قريبًا ، فكلما تعلمنا أكثر ، زادت دقة القيم. وتذكر أننا نحتاج فقط إلى إيجاد حياة ذكية مرة واحدة حتى يتم حل مفارقة فيرمي!
قراءة متعمقة: arXiv