Zašto još nismo uhvatili signal vanzemaljaca? Stiglo novo objašnjenje

KOLIKO nam je poznato, ljudi nikada nisu došli u kontakt s vanzemaljcima niti su zabilježili njihov elektromagnetski signal.

Naravno, osim ako ne shvatimo ozbiljno pseudoznanstvene priče švicarskog autora Ericha von Dänikena prema kojima su tragovi takvih kontakata ostali zabilježeni u arheološkim nalazima kao što su egipatske piramide, Stonehenge i kipovi s Uskršnjih otoka.

U svakom slučaju, možemo reći da Institut za potragu za vanzemaljskom inteligencijom (SETI) u svojih 60-ak godina rada nije uspio pronaći ni jedan elektromagnetski signal koji bi uvjerljivo potvrdio postojanje tehnološki napredne vanzemaljske civilizacije.

Fermijev paradoks

S druge strane, teleskopi kao što su Kepler, Hubble, Spitzer i TESS do danas su otkrili oko 4000 planeta izvan Sunčevog sustava, među kojima i 60-ak potencijalno nastanjivih.

Njihovi podaci ukazuju na to da bi život mogao biti relativno uobičajena pojava u svemiru.

Tu dolazimo do paradoksa, odnosno kontradikcije na koju je ukazao talijanski fizičar Enrico Fermi. Naime, on je 1950. u neformalnom razgovoru s kolegama s kojima je radio u Los Alamos National Laboratoryju postavio sljedeće pitanje: "Ako su vanzemaljci svakodnevica, zašto još nismo uspostavili kontakt s njima?"

Time je ukazao na naizglednu kontradikciju između nepostojanja dokaza o egzistenciji inteligentnih vanzemaljaca i velike vjerojatnosti za njihovo postojanje koja proizlazi iz raznih procjena, među ostalim i iz poznate znanstveno popularne Drakeove jednadžbe (grafika dolje) koja ilustrira o čemu bi sve otprilike trebalo voditi računa u procjeni vjerojatnosti postojanja inteligentnih vanzemaljaca.

Astrofizičar Bojan Pečnik, koji je doktorirao na Institutu za ekstraterestrijalnu fiziku Max Planck u Njemačkoj, upozorava da je Drakeova jednadžba samo znanstveno popularni alat koji služi za ilustraciju i popularizaciju problematike postojanja svjesnog života u Mliječnoj stazi jer nemamo ništa bolje.

"No ona je sama po sebi, kao alat za znanstveno prosvjetljavanje, posve beskorisna. Ona ne nudi nikakav uvid u problematiku jer zahtijeva detaljno poznavanje svakog od elemenata jednadžbe kako bismo mogli dobiti predikciju koja ima imalo veze s realnošću, a time i smisla i svrhe", upozorava Pečnik.

Argumentacija Fermijevog paradoksa

Podsjetimo ukratko na tijek logičke argumentacije na kojoj se temelji Fermijev paradoks:

• U Mliječnom putu ima između 250 i 500 milijardi zvijezda, među kojima postoje stotine milijuna sličnih našem Suncu.
• Velika je vjerojatnost da neke od tih zvijezda imaju stjenovite planete nalik na Zemlju u nastanjivoj zoni.
• Mnogi od tih sustava mnogo su stariji od Sunčevog. Ako je Zemlja standardan primjer evolucije života, na nekima od ekstrasolarnih planeta život se mogao razviti prije više stotina milijuna ili čak više milijardi godina.
• Neke od takvih civilizacija odavno su mogle razviti sposobnost putovanja među zvijezdama. To je tehnološko ostvarenje koje mi ljudi tek počinjemo razvijati.
• Čak i uz relativno sporo putovanje, Mliječni put, čiji je promjer između 170.000 i 200.000 svjetlosnih godina, mogao bi se prijeći u relativno kratkom razdoblju od nekoliko milijuna godina.
• Budući da postoje mnoge zvijezde slične Suncu koje su milijardama godina starije od Sunca, Zemlju su već trebali posjetiti vanzemaljci ili barem njihove sonde.
• No, unatoč navedenom, za sada još uvijek nemamo uvjerljivih informacija da se to dogodilo.

Zašto nema ni elektromagnetskih valova?

Od 1950. do danas brojni su znanstvenici pokušali odgovoriti na problem koji postavlja Fermijev paradoks. Astronom Stephen Webb u svojoj knjizi Gdje su vanzemaljci predstavio je 50 plauzibilnih odgovora na to pitanje.

Pretpostavimo da je jedan od njih, prema kojem su međuzvjezdana putovanja veliki problem čak i za tehnološki napredne civilizacije, točan. Još uvijek nam ostaje pitanje zašto u šest desetljeća rada SETI-ja nismo naišli ni na jedan vanzemaljski elektromagnetski signal. Za njihova putovanja ne postoje ozbiljne zapreke.

U svemiru ima puno mjehura bez signala

To je pitanje kojim se u novom istraživanju, objavljenom u časopisu The Astronomical Journal, pozabavio biofizičar Claudio Grimaldi iz Laboratorija za statističku biofiziku na École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) u Švicarskoj.

Ukratko, njegov je zaključak da u svemiru ima previše prostora za skeniranje, dok istovremeno nema dovoljno elektromagnetskih signala koji bi naletjeli na nas. Drugim riječima, svemir je pun mjehura u kojima u određenim razdobljima nema signala tehnološki naprednih vanzemaljaca čak i ako oni postoje i ako emitiraju signale.

Model spužvastih materijala

Do ovakvog zaključka Grimaldi je došao koristeći statistički model koji se prethodno koristio za proučavanje poroznih materijala poput spužvi. U svojem istraživanju statističku distribuciju pora, odnosno praznih mjehura u materijalu zamijenio je procjenom distribucije signala izvanzemaljskih emitera koji mogu, ali ne moraju, postojati u svemiru.

Moramo biti strpljivi

Na temelju rezultata istraživanja Grimaldi je došao do zaključka da trebamo biti strpljivi.

"Možda nismo imali sreće jer smo otkrili kako koristiti radioteleskope upravo u vrijeme kada smo prolazili kroz dio svemira u kojemu nije bilo elektromagnetskih signala iz drugih civilizacija", kaže Grimaldi.

"Meni se ova hipoteza čini manje ekstremnom od pretpostavke da smo neprestano bombardirani signalima sa svih strana, ali ih iz nekog razloga ne možemo otkriti", dodao je.

Možda ćemo još dugo čekati na signal

Grimaldijev istraživački model kreće od pretpostavke da u Mliječnom putu u svakom trenutku postoji barem jedan elektromagnetski signal tehnološkog podrijetla te da se Zemlja nalazi u mirnom mjehuru kroz koji ni jedan signal nije prošao najmanje šest desetljeća, što je situacija koja odgovara nalazima SETI-ja.

Ako je to točno, onda statistički izračun pokazuje da u našoj galaksiji ima manje od 1 do 5 elektromagnetskih emisija po stoljeću. Drugim riječima, elektromagnetske emisije vanzemaljske tehnologije u Mliječnom putu podjednako su učestale kao i supernove, odnosno nisu baš česte.

U ovoj procjeni postoji jedna nepoznanica koju je moguće prilagođavati, odnosno mijenjati, a to je vjerojatnost hvatanja signala u budućnosti.

Ako uzmemo najoptimističniji scenarij, s gore navedenim uvjetima, ispada da bi moglo proći još najmanje 60 godina prije nego što dobijemo prvi signal o vanzemaljskom prijenosu. U najmanje optimističnom scenariju trebali bismo čekati više od 2000 godina. No, u oba slučaja trebali bismo imati radioteleskope usmjerene u pravom smjeru.

Kako je studija postavljena?

U svojoj studiji Grimaldi je uzeo u obzir različite potencijalne vrste vanzemaljskih tehnoloških emisija. Jedan od primjera je infracrveni sjaj koji generiraju hipotetske mega-strukture, kao što su Dysonove sfere. Naime, fizičar Freeman Dyson pretpostavio je 1960. da bi tehnološki razvijene civilizacije mogle postavljati sfere oko matičnih zvijezda kako bi s njih prikupljale što više energije neophodne za ispunjavanje svih potreba razvijenih društava gladnih energije. Iz takvih sfera, zagrijanih zvijezdom, mogao bi se širiti infracrveni toplinski signal.

Drugi izvori mogle bi biti radijske ili optičke emisije svojevrsnih svjetionika za uspostavljanje kontakta koji šaraju cijelom galaksijom, a treći curenja elektromagnetskih zračenja proizvedena u tehnološkim aktivnostima.

Autor kaže da bi popis mogao uključivati i daljinski detektabilno industrijsko onečišćenje u atmosferi egzoplaneta (Lin et al. 2014; Kopparapu et al. 2021), no ističe da istraživanja te vrste još nisu provedena.

Kako su definirane šupljine bez signala?

Ovdje je posebno zanimljivo vidjeti kako je Grimaldi definirao mjehure bez signala na koje je u studiji, kako smo već naveli, primijenio statistički model koji se prethodno koristio za proučavanje poroznih materijala. 

U studiji je Grimaldi koristio model s dva slučaja u kojima se Zemlja mogla naći u mirnom prostoru, odnosno u mjehuru bez signala (slika gore). U tom modelu hipotetski signal vanzemaljskog odašiljača A još nije stigao do Zemlje i stoga ga naziva dolaznim (on će doći tek u budućnosti), dok je signal odašiljača B već nezabilježen u prošlosti prošao Zemlju i stoga ga naziva odlaznim (on se udaljava od Zemlje). Pritom signal formira sfernu ljusku čija debljina predstavlja kontinuirano trajanje signala u vremenu pomnoženo s brzinom širenja signala c.

Nadalje, autor pretpostavlja da se emisije generiraju konstantnom brzinom, tako da je u bilo kojem trenutku galaksija ispunjena određenim brojem sfernih ljuski s ravnomjerno raspoređenim vanjskim polumjerima. Konačno, također pretpostavlja da su trajanja procesa emisije (ili, ekvivalentno, debljine sfernih ljuski) neovisno i identično distribuirane slučajne varijable.

Isprekidani krug na gornjoj grafici predstavlja testnu sferu polumjera δ/2 sa središtem u položaju Zemlje. Vremenski interval između uzastopnih događaja preklapanja ljuski signala i testne sfere veći je od τ = δ/c, gdje je τ vrijeme, δ je promjer testne sfere, a c je brzina svjetlosti, odnosno brzina kojom se kreću elektromagnetski signali vanzemaljskih civilizacija.

Studija se temelji na rezultatima SETI-ja

U zaključku studije Grimaldi piše da je predstavio rezultate na temelju hipoteze prema kojoj Zemlja nije prošla kroz vanzemaljske tehnološke emisije najmanje 60 godina, što odgovara razdoblju u kojem je SETI aktivno (mada povremeno) tražio tehnološke signale. Iako se njihov nedostatak do danas može opravdati i vrlo nepotpunim uzorkovanjem SETI-jevog prostora pretraživanja, radna hipoteza studije u skladu je s dostupnim podacima i predstavlja mnogo manje loš mogući scenarij za znanost SETI-ja od teze o ekstremnoj rijetkosti ili čak potpunom odsustvu tehnoloških vrsta osim naše kao objašnjenja zašto one do sada nisu otkrivene, zaključuje autor.

Problem velikih filtara

Treba istaknuti da neki znanstvenici smatraju kako je moguće da su tehnološki razvijene civilizacije u svemiru vrlo rijetke ili čak da je zemaljska jedina. To bi, među ostalim moglo biti posljedicom prolaska kroz tzv. velike filtre. Prema toj tezi, na putu razvoja života od nežive materije do tehnološki napredne civilizacije mogu postojati teško premostive stepenice i zapreke, koje sačinjavaju svojevrsne filtre. Neki takvi filtri mogli bi biti iza nas.

>>Jesu li znanstvenici stvarno dokazali da smo jedina razvijena civilizacija u svemiru?

Kao teško premostiva stepenica najčešće se spominje relativno mala vjerojatnost za prvi korak koji se naziva abiogeneza - razvoj složenih samoreplicirajućih molekula u prve, jednostavne žive organizme.

Također se navodi razvoj složenih eukariotskih stanica iz mnogo manjih i jednostavnijih prokariotskih.

Nadalje, jedan od filtara mogli bi biti i kozmički događaji poput nepovoljnih promjena uvjeta na planetu. 

Jedan od filtara moglo bi biti i razmnožavanje mejozom, odnosno spolno razmnožavanje koje nije postojalo kod prokariota.

Neki koraci u razvoju energetski skupog mozga sposobnog za složeno razmišljanje i korištenje oruđa također predstavljaju malo vjerojatne događaje.

Konačno, jedan veliki filtar mogao bi se nalaziti ispred nas kao tehnološki naprednih bića. On se odnosi na mogućnost da se napredne civilizacije na određenom stupnju razvoja same uništavaju razornim oružjem poput nuklearnog, zagađenjem, prekomjernom eksploatacijom resursa, umjetnom inteligencijom i robotima ili kombinacijom navedenog.

Moguće je da napredne civilizacije drugačije komuniciraju

Važno je istaknuti da već postoje neka druga objašnjenja zašto do sada nismo zabilježili elektromagnetske signale razvijenih civilizacija.
Pečnik smatra kako je sasvim moguće i zamislivo da one komuniciraju trenutno i istodobno na proizvoljne daljine na drugačiji način, koji mi za sada ne možemo detektirati.

"Možda to rade upravo koristeći koncept sfernih ljuski koje se navode u novoj studiji. No te ljuske mogle bi biti sačinjene od kvantno spregnutog svjetla. U takvom scenariju zamislivo je da nas vanzemaljci dobro prate te lako kontroliraju i paze što radimo, dok mi kroz razne programe poput SETI-ja prisluškujemo krivu vrstu elektromagnetskog zračenja ili barem na krivi, nepotpun način.

To bi drastično povećalo izglede za hipotezu o zoološkom vrtu kao rješenju za Fermijev paradoks. Prema toj hipotezi mi ljudi živimo u zoološkom vrtu ili zemaljskom dječjem vrtiću, budući da smo objektivno sagledani kao neodgovorni, štoviše, za sebe i za okoliš opasni tinejdžeri, koji se stoga namjerno drže u mirnom i tihom kutku galaksije sve dok sami ne naučimo biti odgovorni članovi galaktičke zajednice, onoga što u Zvjezdanim stazama nazivaju Galaktičkom Federacijom Planeta", kaže Pečnik.