Kur jūs, žalieji žmogeliukai? Gyvybės paieška Visatoje (II dalis)

Jei dar neskaitėte pirmos dalies, tą galite padaryti paspaudę šią nuorodą. 

Šioje dalyje pristatysiu bandymus suskaičiuoti, kiek civilizacijų galėtų egzistuoti Galaktikoje, kaip bandoma su jomis susisiekti ir kodėl dar nepavyko (nebent tikėsime įvairiomis ateivių lankymosi istorijomis). Taip pat apžvelgsiu kelis bandymus rasti gyvybės požymių kitose Saulės sistemos planetose.

Viščiukus skaičiuoja rudenį, o kada ateivius?

Ši bauginanti lygtis, kaip matome, susideda iš septynių dauginamųjų dešinėje pusėje, o jų reikšmė yra tokia. R* yra naujų žvaigždžių formavimosi greitis Galaktikoje, t. y. per metus atsirandantis naujų žvaigždžių skaičius. f_p yra santykinė dalis žvaigždžių, prie kurių susiformuoja planetinės sistemos, o kiekvienoje tokioje sistemoje vidutiniškai ne planetų yra tinkamų gyvybei. Iš tų planetų tik dalyje f_l gyvybė atsiranda, o protinga gyvybė išsivysto tik f_i dalyje planetų, kuriose gyvybė atsirado. Komunikuoti su kitomis planetomis gali tik f_c dalis protingų gyvybės formų. Visų šių dydžių sandauga duoda kasmet Galaktikoje atsirandančių naujų komunikuojančių su aplinka civilizacijų skaičių. Galiausiai šį skaičių padauginus iš L – vidutinio civilizacijos komunikavimo su aplinkiniu kosmosu laiko, – gaunamas vienu metu Galaktikoje egzistuojančių komunikuojančių civilizacijų skaičius.

Aišku, rašyti raides yra viena, bet jei norime suvokti, koks tas N, reikia pabandyti įrašyti ir skaičius dešinėje pusėje. Pirmasis buvo neblogai žinomas ir septintame dešimtmetyje, o dabar – dar geriau. Paukščių Take žvaigždėdaros sparta yra 5 Saulės masės per metus, o vidutinė žvaigždžių masė – šiek tiek mažesnė, nei Saulės. R = 10 – labai artimas teisybei skaičius. Visų kitų skaičių Dreikas negalėjo nei žinoti, nei įsivaizduoti, tačiau šiandieninė situacija yra kiek geresnė. Žvaigždžių dalis, turinti planetų, pagal Keplerio teleskopo duomenis, yra 35% (Dreikas naudojo 50% – ne taip toli nuo teisybės). Gyvybei tinkamų planetų – gerokai mažiau, maždaug vienas ar du procentai; įskaitant galimus gyvybei tinkamus palydovus, šis procentas gali šiek tiek padidėti, bet turbūt nežymiai. Dreikas buvo įrašęs irgi 2, tik ne procentus, o dvi gyvybei tinkamas planetas prie kiekvienos žvaigždės, kuri jų turi. Toks apsirikimas tik parodo, kaip toli galima nuklysti, visiškai neįsivaizduojant, apie kokius dydžius turėtų būti kalbama.

Kiti keturi parametrai šiandien nežinomi taip pat, kaip ir prieš penkis dešimtmečius. Belieka spėlioti. Sakykime, kad gyvybė atsiranda kiekvienoje tam tinkamoje planetoje, ir kiekviena gyvybės sistema išaugina bent vieną protingą rūšį, kuri būtinai sukuria technologinę civilizaciją ir pradeda transliuoti radijo bangas. Taigi visų šių trijų parametrų vietoje įrašykime labai optimistinius vienetus. Dreikas čia buvo įrašęs atitinkamai vienetą, 0,01 ir 0,01, tačiau manau, kad kai visiškai nežinome parametrų verčių, gerai būtų įvertinti teorines ribas. O štai paskutinį skaičių mes (galbūt) įsivaizduojame. Ir jis yra gerokai mažesnis, nei 10 tūkstančių, kurie buvo naudoti originaliame skaičiavime. Žmonija pirmuosius radijo bangų signalus į kosmosą pasiuntė berods 1936-aisiais metais (esu girdėjęs, kad pirmasis toks galingas signalas buvo Berlyno olimpinių žaidynių atidarymo ceremonijos TV transliacija, bet gali būti, kad tai mitas). Nuo tada praėjo vos kiek daugiau, nei 70 metų, bet dabar jau beveik jokie mūsų siunčiami signalai atsitiktinai į kosmosą neiškeliauja. Taip yra todėl, kad, taupant energiją, buvo sukurtos palydovinio ryšio stotys, kurios signalą gali priimti ir perduoti labai siaurais spinduliais. Jei mūsų civilizacijos vystymasis yra nors kiek panašus į „tipinį“, galima teigti, kad atsitiktinio signalų ištrūkimo į kosmosą periodas yra vos apie 100 metų. Vėliau bet kokie signalai, siunčiami į kitas planetas, yra tik specialiai kitų gyvybės formų paieškai skirti pranešimai. Žmonija keletą tokių yra išsiuntusi, bet ne plačiu spinduliu. Taigi rašome L = 100.

Surinkę visus šiuos skaičius ir juos sudauginę, gauname

N = 10 * 0,35 * 0,02 * 1 * 1 * 1 * 100 = 7.

Tai reiškia, kad, jei mūsų padarytos prielaidos teisingos, Galaktikoje šiuo metu egzistuoja septynios komunikuoti galinčios civilizacijos. Jei įrašytume mažiau optimistinius skaičius vietoje trijų vienetų, šis skaičius tikrai būtų mažesnis už vienetą. Palyginimui, Dreikas taip pat buvo gavęs N = 10. Padarius dar vieną prielaidą, kad visos civilizacijos gyvena Galaktikos diske, vidutinis atstumas tarp jų yra maždaug 50 tūkstančių šviesmečių (disko spindulys yra apie 100 tūkstančių šviesmečių, plotas πR², padalinę iš dešimties gauname vidutinį plotą vienai civilizacijai, ištraukę šaknį gauname vidutinį atstumą tarp civilizacijų). Tai reiškia, kad jei gautume iš panašios civilizacijos žinutę, tai jis būtų pasenęs penkiasdešimčia tūkstantmečių, vadinasi išsiųstas tada, kai Žemėje tvyrojo ledynmetis ir jokios civilizacijos nebuvo nė kvapo.

O gal mes juos jau radome?

SETI antenos ne tik klausėsi kosmoso garsų. Ir jos nebuvo vienintelės, kurios tai darė. 1965-aisiais metais susidomėjimo tarp „ateivių medžiotojų“ sulaukė jauna astrofizikos doktorantė Džoselina Bel (Jocelyn Bell), kuri, tyrinėdama kvazarų (labai tolimų aktyvių galaktikų) spindulius, vienoje nuotraukų serijoje pastebėjo keistai tiksliai blyksintį tašką. Tas taškas užsižiebdavo tiksliai kas sekundę ir taip pat tiksliai užgesdavo. Iš pradžių objektas buvo pažymėtas LGM-1, tai reiškė „Little green men“ (Maži žali žmogučiai), nes nebuvo žinomas joks natūralus objektas, kuris galėtų pulsuoti taip reguliariai. Per keletą metų paslaptis buvo išaiškinta – paaiškėjo, jog tai yra neutroninė žvaigždė, turinti labai stiprų magnetinį lauką ir sparčiai besisukanti aplink ašį, nesutampančia su lauko ašimi. Šviesos spinduliai iš neutroninės žvaigždės išlekia tik pro magnetinius polius, taigi visa sistema tampa tarsi kosminiu „švyturiu“ ar „šviesos strypu“, o tas strypas vis sukasi. Ir kartais jis atsisuka tiksliai į Žemę – tada mums atrodo, kad pulsaras sušvinta. Vadinasi, čia ne žali žmogeliukai mums mojuoja kosminiu prožektoriumi.

Kitas, šiek tiek panašus, įvykis nutiko visai neseniai – pernai. Kai buvo paskelbta apie galimai gyvybei tinkamos planetos Gliese 581g atradimą, netrukus pasirodė ir žinia apie tai, jog dar prieš dvejus metus toje dangaus vietoje pamatytas paslaptingas signalas. Ir nors vėliau suabejota ir šio signalo tikrumu, ir pačios planetos egzistavimo faktu, istorija sulaukė susidomėjimo. Keistų blykstelėjimų danguje vis yra pastebima, tačiau dažniausiai juos įmanoma paaiškinti prietaisų klaidomis, įvairiais trukdžiais arba žinomais fizikiniais procesais (pavyzdžiui, gravitaciniu mikrolęšiavimu). Visgi tikimybė, kad kažkur tarp jų slypi ir informacija apie nežemišką gyvybę, egzistuoja. Laikas parodys, ar tai tiesa.

Taip pat keletą kartų žmonės bandė į kosmosą išsiųsti pranešimus apie tai, jog šitame akmenėlyje prie neypatingos žvaigždutės gyvena protingos būtybės. Garsiausi tokie pranešimai – trys: Arecibo žinutė, Vojadžerio auksinis įrašas bei Pionieriaus plokštė. Pirmoji buvo išsiųsta radijo spinduliu iš Arecibo teleskopo žvaigždžių spiečiaus M13 link. Šiame vos poros šimtų baitų vienetų ir nulių rinkinyje surašyta informacija apie pagrindinius cheminius elementus, iš kurių sudaryta Žemės gyvybė, DNR molekulės struktūrą, parodyta žmogaus forma ir vidutinis ūgis, siunčiančiojo teleskopo dydis ir Žemės padėtis Saulės sistemoje. Ar tokį pranešimą gavusios nežemiškos būtybės sugebėtų jį iššifruoti? Greičiausiai niekados to nesužinosime, nes signalas tikslą pasieks tik po 25 tūkstantmečių. Ir netgi to tikslo, t. y. spiečiaus, ten jau nebebus, nes per tiek laiko jis gerokai pasislinks Galaktikoje.

Kitos dvi žinutės – jau nebe radijo signalai, bet fiziniai objektai, paleisti kartu su Pionieriais (Pioneer) 10 ir 11 bei abiem Vojadžeriais (Voyager). Šiuose kosminiuose zonduose, keliaujančiuose iš Saulės sistemos į tarpžvaigždines platumas, įdėtos plokštelės. Pioneriaus plokštelėje išraižyti vyro ir moters atvaizdai šalia paties zondo atvaizdo; taip pat pažymėta Saulės padėtis keturiolikos pulsarų atžvilgiu, o pulsarai identifikuoti pagal jų periodus, kurie išmatuoti, laiko vienetu imant vandenilio atomo hipersmulkiosios struktūros tranzicijos trukmę. Suprasti, kas ši tranzicija yra, nebūtina, tačiau tai yra vienas iš fundamentalių fizikinių procesų, vykstantis visur, skleidžiantis 21 centimetro bangos ilgio spindulius (kurie matomi visoje Galaktikoje ir kuriais naudojantis tyrinėjamas vandenilio pasiskirstymas) ir turėtų būti žinomi bet kuriai protingai gyvybei. Dar toje plokštėje parodyta ir iš kurios planetos Saulės sistemoje zondas paleistas.

Vojadžeriuose esantis „auksinis įrašas“ vienoje pusėje taip pat dekoruotas panašiais simboliais – vandenilio tranzicijos žymekliu, Saulės padėtimi. Kiti simboliai turėtų padėti suprasti, ką daryti su tuo disku, norint išgauti iš jo informaciją. Ta informacija įrašyta kitoje disko pusėje esančiose įrantose – iš principo tai yra patefono plokštelė, tiktai metalinė, o ne vinilinė. Plokštelėje įrašyti garsai ir vaizdai – Žemės gamtos pavyzdžiai, pasisveikinimai įvairiomis kalbomis, įvairių tautų ir laikų muzika, nuotraukos, moksliniai duomenys. Abu įrašai skirti padėti nežemiškai civilizacijai susidaryti vaizdą apie žmoniją ir Žemę bei parodyti, kur ji yra, kad galbūt pavyktų užmegzti kontaktą.

Šiuo metu ir Vojadžeriai, ir Pionieriai skrieja kažkur Saulės sistemos pakraščiuose, o gal jau ir išskrido už jos ribų. Tiksliai to žinoti negalime dėl dviejų priežasčių. Pirma, niekas tiksliai nežino, kur baigiasi Saulės sistema ir prasideda tarpžvaigždinė erdvė. Vienas iš Vojadžerių misijos tikslų – bandymas atsakyti į šį klausimą, tyrinėjant Saulės vėjo greitį. Antra, Vojadžerių padėtis Žemės atžvilgiu žinoma gana tiksliai, bet visgi su paklaida, o su Pionieriais kontaktas jau kurį laiką prarastas, taigi apie jų padėtis galime tik spėlioti. Bet kuriuo atveju tikėtis, kad šie zondai pasieks kitas civilizacijas kažkada greitai, neverta. Artimiausią žvaigždę jie pasieks tik po šimto tūkstančių metų, nors juda panašiu greičiu, kaip Žemė orbitoje aplink Saulę. Taigi, kad ir kas juos suras, tai bus tik tolimos praeities aidas, pasimetęs kosmoso platybėse. Atskridę į nurodytą vietą, galimi ieškotojai nepamatys nei Žemės, nei Saulės, nes ši bus gerokai pajudėjusi pulsarų atžvilgiu.

Kol kas bandymai išgirsti ateivius ar su jais susisiekti vaisių nedavė. Galbūt ateityje tai pasikeis, tačiau kol kas kyla natūralus klausimas, kodėl jų nėra. Šitaip prieiname prie Fermi paradokso.

Tai visgi kur tie ateiviai?

„Fermi paradoksas“, iškeltas dar 1950-aisiais metais , yra susijęs su Dreiko lygtimi ir jos rezultatais. Pasakojama, jog italas fizikas Enriko Fermis (Enrico Fermi) kartą savo kolegų paklausė: „Jei manome, kad nežemiškų civilizacijų Paukščių Take yra labai daug – o taip turėtų būti – tai kodėl mes nematome jų egzistavimo įrodymų?“ Įvairūs atsakymai – filosofiniai, matematiniai, netgi fantastiniai, – galvojami iki šiol. Pristatysiu keletą pagrindinių.

Pirmasis atsakymas, kurį galima sugalvoti, pasižiūrėjus į Dreiko lygties rezultatą, yra „tų ateivių iš tikro labai nedaug“. Jei atstumas iki artimiausios kitos civilizacijos yra 50 tūkstančių šviesmečių, pamatyti kažkokį jos egzistavimo įrodymą šansų praktiškai nėra. Tačiau reikėtų atkreipti dėmesį, kad Dreiko lygtyje yra skaičiuojamas radijo bangomis aptinkamų civilizacijų skaičius. Žmonių civilizacija egzistuoja jau penkis tūkstantmečius ir kol kas niekur nesiruošia pranykti. Kažkokius pokyčius savo planetai, kuriuos galima pamatyti iš kosmoso, darome maždaug nuo pramonės perversmo pradžios, taigi jau porą šimtmečių. O jei galvotume tiesiog apie gyvybę Žemėje, tai ji egzistuoja išvis tris milijardus metų, o poveikis planetos atmosferai tikrai aptinkamas iš kosmoso, jei tik įmanoma išmatuoti planetos spektrą. Taigi jei civilizacijos egzistavimo laiką paimtume lygų 10000 metų, o gyvybės – 3 milijardus, gaunami rezultatai yra 700 planetų ir 210 milijonų planetų. Nors aptikti vieną iš 700 planetų Galaktikoje tikėtis nelabai verta, bet gyvybę turinti artimiausia planeta turėtų būti arčiau, nei už šimto šviesmečių. Taip arti esančią planetą mes greičiausiai jau būtume aptikę, nors tikimybė tikrai ne šimtaprocentinė. Tad viską apmąsčius atrodo, kad argumentas, jog kitur gyvybės nėra tiek jau daug, turbūt yra pakankamai svarus ir neblogai atsako į Fermi paradoksą.

Šis atsakymas, jog kitų civilizacijų yra paprasčiausiai labai mažai – tai vienas iš dviejų paradokso sprendimų. Iš filosofinės pusės atsakymą galima praplėsti. Galbūt civilizacijų nėra todėl, kad nėra gyvybei tinkamų planetų? O gal todėl, kad protinga gyvybė nedažnai išsivysto? Gal išsivysčiusi neilgai gyvena, nes susinaikina? O gal kiekvieną pradedančią stiebtis ir šnekėtis su kosmosu civilizaciją sunaikina kokie nors galaktiniai okupantai? O gal?.. Variantų prisigalvoti įmanoma daugybę, bet kol kas visi jie yra būtent filosofijos kompetencijoje, o ne astronomijos. Laikui bėgant, į vis daugiau jų galėsime atsakyti ir remdamiesi stebėjimų (bei skaitmeninių modelių) duomenimis, tačiau šių proveržių dar teks palaukti.

Antras platus atsakymas į „kosminės tylos“ klausimą – jie egzistuoja, bet su mumis nebendrauja ir/arba yra mums neaptinkami. Kelis šio atsakymo variantus jau minėjau aukščiau: gali būti, kad neaptinkami jie tiesiog dėl milžiniškų atstumų tarp žvaigždžių. Nors 50 tūkstančių metų, kuriuos sklistų šviesa tarp dviejų gyvenamų planetų, yra menkniekis, palyginus su Visatos amžiumi, bet jei įskaičiuotume laiką, kuris praėjo iki atsirandant pakankamiems sunkiųjų elementų kiekiams (keletas milijardų metų), prie jo pridėtume laiką planetų sistemoms susiformuoti ir stabilizuotis (dar koks milijardas metų), o dar – gyvybės atsiradimo ir evoliucionavimo trukmę (kuri Žemėje yra keturi milijardai metų, o kitur gali būti panaši), tai jau beveik dabartį ir pasiekiame, pradėję nuo Didžiojo sprogimo. Taigi visai gali būti, jog žmonija yra viena iš pirmųjų Paukščių Tako civilizacijų, gebanti komunikuoti su kosmosu. Jei kitos civilizacijos yra panašaus amžiaus, tai 50 tūkstantmečių pasidaro labai daug. Galų gale, net jei civilizacijos yra gerokai senesnės, galbūt jos taip pat suskaičiavo tikimybę susisiekti su proto broliais ir suprato, kad tam neverta švaistyti resursų – tarpžvaigždinei komunikacijai tiesiog nelemta egzistuoti.

Net jeigu visa tai ir netiesa, jei Galaktikoje yra pilna protingų civilizacijų, vis tiek gali būti, kad mes su jomis negalime komunikuoti. Pavyzdžiui, gal nei viena iš jų neskleidžia jokių signalų į kosmosą – žmonija juk jau beveik liovėsi tai dariusi, tad kodėl ir kiti neturėtų? O gal mes tiesiog nemokame klausytis, ir žalių žmogeliukų balsai pasimeta tarpžvaigždiniame triukšme, kurį tiesiog reikia tinkamai atkoduoti? O gal jie tyli, nes bijo atkreipti į save dėmesį? Ne per seniausiai Stivenas Hokingas (Stephen Hawking) perspėjo, kad bandyti užmegzti kontaktą gali būti pavojinga – kituose pasauliuose gali atsirasti panašiai galvojančių. Galbūt jie tyli, nes bijo atkreipti mūsų dėmesį? Gal žmonija yra dirbtinai izoliuota nuo Galaktinės bendruomenės, laikantis iš „Star Trek“ serialo pažįstamos Pirminės direktyvos? Vėlgi, kuo toliau, tuo labiau filosofiniai (ar net fantastiniai) klausimai iškyla. O kuris iš šių pasvarstymų yra teisingas, jei išvis kuris nors bent apytikriai arti teisybės, – sužinosime turbūt tik tolimoje ateityje. Kol kas Galaktika su mumis nesikalba. Bet ar verta dėl to nustoti bandyti ją prakalbinti? Manau, kad neverta, bet tai tikrai ne visų mokslininkų požiūris.

Arčiau namų

Paklajoję po Galaktikos platybes ir nieko ten neradę, sugrįžkime į savo kosminius namus – Saulės sistemą. Galbūt čia kur nors tūno nežemiška gyvybė? Tokia gyvybė tikrai nėra protinga civilizacija (nebent ji pasislėpusi po savo planetos ar palydovo paviršiumi ir gyvena visiškai atsiskyrusi nuo aplinkos), Marse kanalų nėra, Veneroje dinozaurai pelkėse nesimurkdo… Tačiau bent gyvybės užuomazgų gal pavyktų rasti? Juk Saulės sistemos planetas galime tyrinėti gerokai detaliau nei kitų žvaigždžių sistemas, tad nebūtina daryti kai kurių prielaidų ir galima ieškoti įvairesnių gyvybės pavyzdžių, nei tik anglimi paremtas vandeningas žemietiškas variantas.

Artimiausias akmenėlis greta mūsiškės Žemės, ir kol kas vienintelis, kuriame apsilankė žmonės, – Mėnulis. Kai kurios planetinių sistemų ir gyvybės vystymosi teorijos teigia, jog jei ne jis, tai ir gyvybės Žemėje nebūtų, mat didelio palydovo (Mėnulio ir Žemės masės santykis yra didesnis, nei bet kurio kito palydovo masės santykis su jo planeta Saulės sistemoje) egzistavimas užtikrina planetos ašies stabilumą, kuris būtinas atsirandančiai gyvybei nepranykti dėl per sparčiai kintančios temperatūros. Bet ar gali gyvybė egzistuoti Mėnulyje? Ne vienas rašytojas fantastas galvojo, kad gali, bet ten nuskridę astronautai rado tik plikus akmenis, padengtus dulkių sluoksniu. Atgabentuose uolienų pavyzdžiuose gyvybės pėdsakų irgi nerasta. Atrodė, kad Mėnulis yra visiška dykvietė… Kol prieš pusantrų metų NASA palydovas LCROSS (Lunar CRater Observation and Sensing Satellite, Mėnulio kraterių stebėjimo ir zondavimo palydovas), paleidęs į Mėnulio paviršių raketą, jos išmestame dulkių debesyje aptiko bent 100 kilogramų vandens! Kiti stebėjimai ir kompiuteriniai modeliai rodo, jog dideli Mėnulio plotai gali būti nuolatiniame šešėlyje, paslėpti nuo Saulės spindulių, kurie vandenį iškart išgarintų; taip pat vandens ledo gali būti po palydovo paviršiumi. Organikos tame lede aptikti nesitikima, bet vandens egzistavimas gerokai palengvintų galimas ateities misijas į Mėnulį. Vandenį galėtų naudoti ir žmonės (jei tik galėtų jį išgauti), ilgą laiką dirbantys Mėnulio paviršiuje, ir robotizuoti prietaisai, iš vandens lengvai galintys pasigaminti vandenilio ir deguonies mišinį, tinkamą naudoti kaip raketinį kurą.

Kita planeta, į kurią vis nukrypsta gyvybės ieškotojų akys, teleskopai ir zondų trajektorijos – raudonasis Marsas. Nors kanalų jame nėra, ir jokia paslaptinga civilizacija nesislepia, tik ir laukianti, kada čia mus užpulti, kaimyninė planeta nestokoja paslapčių. Jos paviršiuje matyti ilgi grioviai, primenantys išdžiūvusias upių vagas. Kartais tos vagos pasikeičia, atsiranda naujos. Poliarinėse kepurėse gausu „sauso ledo“ (sukietėjusio anglies dvideginio), bet taip pat yra ir sustingusio vandens. Antarktidos ledynų ir po jais tvyrančių vandens telkinių tyrimai leidžia spėti, kad panašūs polediniai ežerai egzistuoja ir Marse. Galbūt skysto vandens yra ir kitose Marso platumose, giliai po paviršinėmis uolienomis? Bet ramybės neduoda klausimas, kur pasidėjo vanduo, kuris tikrai turėjo kadaise egzistuoti Marso paviršiuje. Dabar toks vanduo, kaip ir Mėnulyje, iškart išgaruotų, bet praeityje turėjo tekėti upėmis ir banguoti vandenynais. Kas atsitiko, kas pasikeitė Marse, kad staiga prieš kelis milijardus metų iš galbūt gyvybei tinkamos planetos jis pavirto uolėta dykyne? Atsakymą į šį klausimą bando rasti marsaeigiai ir jų duomenis tyrinėjantys mokslininkai. Reikia tikėtis, kad pavyks, o gal ir gyvybės užsilikusios kur nors požemiuose (teisingiau būtų sakyti – pomarsiuose) aptiksime.