Самопожирание цивилизаций или вариант Циолковского
В недавней работе американских исследователей утверждается, что со временем любая быстрорастущая цивилизация заканчивает коллапсом. Это объясняло бы известный парадокс Ферми — то есть отсутствие следов внеземных цивилизаций. Однако история человечества показывает, что реальная картина, пожалуй, будет посложнее. Более реальное объяснение парадокса Ферми в свое время предложил его настоящий автор Константин Циолковский. Но верно ли и оно, мы узнаем только после открытия первой внеземной цивилизации.
Вернемся для начала на 72 года назад. В 1950 году знаменитый физик Энрико Ферми, его коллега Эдвард Теллер (известный как «отец водородной бомбы») и еще пара ученых сидели в кафетерии. И вдруг Ферми воскликнул: «Где все?» Вообще-то, тему летающих тарелок эти ученые обсуждали до ланча (и пришли к выводу, что их не существует, хотя, конечно, в качестве НЛО обычно наблюдают какие-то вполне реальные явления). А потом переключились на другие темы. Но, как это часто бывает с исследователями, мозг Ферми продолжал обрабатывать информацию. И вопрос его значил: если внеземные цивилизации существуют, то где их признаки?
Согласно воспоминаниям Эмиля Конопински, еще одного разработчика атомных бомб, после этого Ферми произвел серию примерных расчетов вероятности появления землеподобных планет, прикинув вероятность появления на них жизни, вероятность появления разумного вида, вероятность развития у него высоких технологий и так далее. Исходя из них, он заключил, что внеземные цивилизации очень давно и уже много раз должны были посещать Землю. Ферми по сути предвосхитил так называемое «уравнение Дрейка», созданное астрофизиком Фрэнком Дональдом Дрейком в 1961 году — он тоже пытался оценить вероятность возникновения внеземных цивилизаций. Мысль Ферми и его последователей, обсуждавших парадокс, понятна. Если внеземные цивилизации есть, то они нас посещают, у них есть зонды или даже радиопередачи. Но ничего этого мы не замечаем. Почему?
Тут стоит отметить, что на самом деле парадокс Ферми сформулировал не он, а совсем другой человек, в другом месте и на 17 лет раньше. Но к этому стоит вернуться ближе к концу нашего текста, поскольку если мы начнем с реального автора «парадокса Ферми», то слишком быстро закончим. Сам Ферми решения для своего парадокса не предложил. Но другие пытались, десятки раз. Большинство таких попыток сводилось к тезису, что на самом деле внеземные цивилизации редки. Это очень неочевидный тезис: Naked Science уже писал, что потенциально обитаемых планет только в нашей Галактике 50 миллиардов, и большинство из них существует уже миллиарды лет. Да что далеко ходить: у ближайшей же к нам звезды Проксимы Центавра есть одна такая планета, и возраст у нее на миллиарды лет больше, чем у Земли.
Стоит также напомнить, что в нашей галактике не более одной триллионной части всех звезд Вселенной. То есть во всем наблюдаемом мироздании потенциально обитаемых планет может быть 50 секстиллионов (миллиардов триллионов). Даже если выкинуть из них 90% претендентов, заявив, что у красных карликов уж слишком стабильный климат, что может вести к более медленной эволюции жизни, все равно остается 5 миллиардов триллионов мест для возникновения сложной жизни. А для серьезной цивилизации даже межгалактические расстояния должны быть вполне преодолимой проблемой, Naked Science в общих чертах даже описывал возможное решение. Цилиндр Кларка, с устойчивой компактной биосферой внутри, может путешествовать через межзвездные пространства на протяжении огромного количества лет. То есть перенос цивилизации от одной галактики к другой — вещь вполне вообразимая даже при сегодняшнем уровне технологий.
Чтобы объяснить, как 50 миллиардов триллионов бросков кубика (~потенциально обитаемых планет) привели к возникновению цивилизации всего-то один раз (Земля), рациональных аргументов часто не хватает. Например, заявляется, что возникновение жизни — исключительно маловероятное событие. Но на основании чего делается такой вывод? Эмпирических данных для этого точно не может хватать:э, нам ясна ситуация с обитаемостью только одной землеподобной планеты: тут жизнь явно есть. Любые же попытки оценить вероятность моделированием или расчетами просто ничего не стоят на современном этапе наших знаний.
Возьмем один из таких примеров. Крупнейший специалист по молекулярной эволюции Евгений Кунин в 2007 году опубликовал работу, где оценивал вероятность появления самовоспроизводящегося РНК-репликатора и самой примитивной системы синтеза белка — случайным образом, с нуля, из неживых компонентов. У него получилось, что такая вероятность настолько низка, что во Вселенной за все время ее существования жизнь вообще не должна был возникнуть — никакая. Поскольку мы знаем, что это уже случилось хотя бы один раз, получается, что это событие было уникальным.
Но эта идея, основанная на расчетах, вызывает очень большие вопросы. Вселенная существует втрое дольше, чем Земля. Как это так вышло, что жизнь образовалась именно тут? Почему это не случилось между 13 и 4,5 миллиарда лет назад? При этом известно, что земная жизнь возникла почти сразу после появления самой планеты, 4,28 миллиарда лет назад. Земля возникла 4,54 миллиарда лет назад — получается, «стала живой» в первые 260 миллионов лет. И это несмотря на то, что условия в это время были для жизни крайне неприятные: сверху постоянно падали крупные небесные тела, дающие взрывы в сотни миллионов мегатонн, а то и более. Если Кунин прав и вероятность возникновения жизни была бы исчезающе низкой, то она наверняка не появилась бы на Земле почти сразу. Скорее это случилось бы через миллиарды лет.
Все это указывает на очевидный факт: мы чего-то очень важного о появлении жизни не знаем. Не знаем до такой степени, что наши попытки оценить вероятность возникновения жизни выглядят пока довольно неубедительно. Если рассуждать логически, то они могут исходить только из доступной нам информации. А она такова: на Земле жизнь появилась исключительно быстро, и поэтому кажется нелогичным, как она за многие миллиарды лет не появилась бы на большинстве подходящих для нее миров.
Подведем промежуточный итог: любой тезис об уникальности земной жизни крайне плохо сочетается с тем, что нам вообще известно об истории этой самой жизни. Исходя из одной только биологии, на вопрос Ферми «Где все?», ответа мы дать пока не можем. Ученые Майкл Вонг (Michael L. Wong) и Стюарт Бартлет (Stuart Bartlett) попробовали решить проблему «где все» более простым способом. Они предположили, что инопланетяне не спешат к нам потому, что слишком сильно заняты собственным выживанием.
В качестве аналога для траектории развития внеземных цивилизацией они выбрали земные города прошлого. Согласно авторам, ряд древних городов — Ангкор, Чичен-Ица, Вавилон, Помпеи — были оставлены людьми по тем или иным причинам. Ученые считают, что похожее может произойти и с внеземными цивилизациями. Например, когда их население будет расти так быстро, что потребует «бесконечного количества энергии за конечное время». Если совсем просто, то Вонг и Бартлет полагают, что цивилизации исторически склонны к такому быстрому росту населения, который пожирает их изнутри, лишая всех ресурсов и приводя цивилизацию к коллапсу. Однако такой подход вызывает вопросы. Точно ли мультипланетная цивилизация и Вавилон — явления сопоставимого порядка? Или же сравнение принципиально разных эпох и технологических укладов может быть некорректным?
Наконец, еще более важный вопрос: а где же исторические примеры цивилизаций (не городов), которые привел к коллапсу дефицит ресурсов? Ангкор, Вавилон и Чичен-Ица были оставлены из-за череды войн, причем новые столицы стран-победителей не уступали покинутым городам по размерам и населению, и упадок отдельного города вовсе не означал упадка государства. Еще сомнительнее тезис Вонга и Бартлета о том, что быстрая колонизация других планет внеземной цивилизации приведет (за счет роста численности населения) к неограниченно быстрому увеличению спроса на энергию и ресурсы. Однако из земного опыта это никак не следует. Возьмем в качестве примера США. В 1970–2020 годах население этой страны выросло с 204 до 331 миллиона человек — на 62%. Возник ли в США при этом дефицит энергии и ресурсов?
Один из главных ресурсов цивилизации и главный источник энергии для наших тел — еда, выращиваемая на землях сельхозназначения. В 1970 году в США под ними было 448 миллионов гектаров (2,19 гектара на жителя). А в 2020 году их стало 359 миллионов (1,08 гектара на душу). Кажется, дефицит налицо: важнейшего ресурса на жителя стало вдвое меньше. Последствия такого снижения предсказывал биолог Пол Эрлих в начале 1970-х (и писавший по его идеям фантаст Гарри Гаррисон). По роману Гаррисона даже сняли фильм «Зеленый сойлент». В нем женщины к 2020 году предпочитали карьеру проституток, чтобы просто нормально питаться, а мужчин на улицах разрывали на куски, чтобы высшие слои общества могли поесть мяса.
Но то роман (и фильм), а в реальном мире производство продовольствия на душу населения в США выросло, а не упало — несмотря на сокращение площадей. Из сокращения площади полей на 89 миллионов гектаров очевидно: Штаты не испытывают дефицита сельхозземель. Не испытывают до такой степени, что она им просто стала не нужна в прежних количествах, отчего полей становится меньше каждый год. И, как легко видеть на графике ниже, нечто подобное наблюдается на всей планете: человечество использует в сельском хозяйстве куда меньше земли, чем 30 лет назад. А питается при этом много лучше — хотя за те же 30 лет на планете стало на миллиарды человек больше.
