|
Самовоспроизводящиеся зонды могли бы работать прямо сейчас
|
|
|
|
В 1949 году знаменитый математик и физик Джон фон Нейман выступил с серией выступлений в Университете Иллинойса, где представил концепцию "универсального конструктора". Более подробно эта теория была изложена в книге 1966 года "Теория самовоспроизводящихся автоматов", сборнике работ фон Неймана, составленном и дополненном его коллегой после его смерти.
|
|
|
|
В последующие годы ученые, занимавшиеся поисками внеземного разума (SETI), рассматривали вопрос о том, как развитые цивилизации могут полагаться на самовоспроизводящиеся зонды для исследования галактики.
|
|
|
|
Как показали многие теоретические исследования, самовоспроизводящиеся зонды (запущенные с одной планеты) могут распространиться и исследовать всю галактику в течение нескольких эпох. Согласно новому исследованию профессора Алекса Эллери из Карлтонского университета, эти зонды, возможно, уже посещали Солнечную систему, а некоторые из них могут работать здесь прямо сейчас. Как он рекомендует в недавней статье, будущие исследования SETI должны быть направлены на выявление характерных технических признаков, которые могут быть получены этими зондами.
|
|
|
|
Алекс Эллери - профессор инженерного дела в Центре исследований самовоспроизводства (CESER) и на факультете машиностроения и аэрокосмической инженерии Карлтонского университета. В прошлом Эллери исследовал концепцию зондов Фон Неймана и их потенциал как жизнеспособного метода исследования межзвездных пространств развитыми цивилизациями, а также последствия, которые это имеет для SETI. В этой последней статье он вновь рассматривает обоснование таких исследований, их значение для парадокса Ферми и то, как требования к ресурсам будут влиять на их поведение, создавая в процессе заметные техносигналы.
|
|
|
|
|
|
|
Как исследователь CESER, Эллери хорошо знаком с концепцией зондов Фон Неймана и технологическими инновациями, которые будут использованы при их создании. В предыдущем исследовании Эллери подробно описал, как 3D-печать, самовоспроизводство и робототехника позволят людям создавать зонды фон Неймана раньше, чем ожидалось. Он также провел подробное исследование о том, как инженеры-люди могут ограничить количество раз, когда каждый зонд может воспроизводить себя, тем самым гарантируя, что они не выйдут из-под контроля (согласно гипотезе берсеркера).
|
|
|
|
В этих и других статьях Эллери также утверждает, что поиск зондов Фон Неймана и техносигнатур, которые они могли бы получить, - это то, чему исследователи SETI должны уделять первоочередное внимание, а не традиционная практика поиска в ночном небе признаков радиопередач. Он указал, что в ходе этих поисков следует рассматривать Солнечную систему в качестве хорошей отправной точки, что перекликается с аналогичными рекомендациями, сделанными профессором Грегори Л. Мэтлоффом в его статье "Зонды Фон Неймана: рациональное время межзвездного перемещения двигателей".
|
|
|
|
Как он сказал в интервью Universe Today во время публикации статьи, "Солнечная система огромна и в основном неисследована, и зонды могут быть очень маленькими. Зонды могут быть повсюду: в кратерах на Луне или скрываться в поясе астероидов и Койпера. Только в Поясе Койпера насчитывается 100 миллионов объектов, и мы исследовали только два, один из которых был очень аномальным по своей форме".
|
|
|
|
Аналогичным образом, Эллери рассматривает, как исследователи SETI и исследователи будущего могли бы искать доказательства существования внеземных зондов с помощью специального поиска. Он утверждает, что первым шагом является рассмотрение обоснования отправки самовоспроизводящихся зондов.
|
|
|
|
Мотивы
|
|
|
|
Как он указал в своей статье, наиболее очевидной причиной для участия вида в межзвездных исследованиях является выживание. Это может быть вызвано желанием жить за пределами фазы главной последовательности своей звезды, угрозой уничтожения от рук более развитой цивилизации или опасением, что технический прогресс в конечном итоге поставит под угрозу существование ее создателей. Как он сообщил Universe Today по электронной почте, во всех случаях самовоспроизводящиеся зонды являются наиболее эффективным и правдоподобным средством обеспечения выживания развитой цивилизации:
|
|
|
|
Космические зонды будут работать в соответствии с условиями окружающей среды, будь то продолжительность жизни звезд главной последовательности, тектоническая активность и т.д., а также военная разведка для оценки угроз и альянсов. Хотя многие из нас мотивированы [стремлением] к знаниям (одним из видов которых является военная разведка), наука сама по себе не является движущей силой. Как и исследовательский инстинкт — обычно в основе исследований лежит жадность или стремление убежать. Колумб хотел найти путь к богатствам Китая, но на его пути стояла Америка.
|
|
|
|
Более того, он продолжает демонстрировать, что таким зондам не будут препятствовать те же ограничения, что и биологическим организмам. Это относится и к двигательной установке, поскольку усовершенствованные зонды были бы способны выдерживать ускорение, превышающее 9,8 м2 (силу земного притяжения), и не требовали бы экзотических методов приведения в движение. Кроме того, межзвездным зондам не потребовались бы расходные материалы, биорегенеративные системы жизнеобеспечения и не пришлось бы беспокоиться об утилизации отходов. Все необходимые материалы можно было бы собирать по пути.
|
|
|
|
Это может включать в себя добычу ресурсов из звездных систем (таких как пояса астероидов и/или более мелкие каменисто-металлические тела) или из объектов, обнаруженных в межзвездной среде, включая астероиды, кометы и планеты-изгои. Это стремление к исследованию и оценке угроз в сочетании с потребностью в ресурсах привело бы к предсказуемому поведению, которое могло бы помочь в поиске межзвездных зондов.
|
|
Мероприятия
|
|
|
|
Исходя из вопроса о мотивах, Эллери приходит к выводу, что деятельность межзвездных самовоспроизводящихся зондов будет осуществляться по базовой схеме, которую можно разбить на шесть вероятных этапов. Во-первых, они будут нацелены на вездесущие астероиды и спутники в определенной системе из-за их легкодоступного сырья, необходимого для универсального строительства. Во-вторых, из этих материалов они построят геодезические зонды для всестороннего изучения внесолнечной системы в поисках ресурсов и среды, пригодной для жизни.
|
|
|
|
В-третьих, они выберут и обезопасят места, богатые ресурсами, чтобы создать базы для операций по самовоспроизведению. В-четвертых, они начнут тиражировать больше своих копий, включая зонды-разведчики и "сентинелы". Пятый шаг будет состоять в долгосрочном и детальном исследовании внесолнечной системы с использованием этих же зондов. На шестом и последнем этапе зонды будут выполнять конкретные задания, которые могут включать в себя строительство цилиндров О'Нила для будущих поселенцев, при этом (будем надеяться) не вторгаясь на потенциально пригодные для жизни планеты.
|
|
|
|
Другой возможной задачей, хотя и весьма спорной, может стать заселение планет простыми или более сложными организмами (направленная панспермия). На основе такого распределения видов деятельности самовоспроизводящиеся зонды будут создавать техносигналы, которые можно будет искать в будущих исследованиях.
|
|
Возможные сигнатуры
|
|
|
|
Помимо возвращения на Луну к концу этого десятилетия и отправки исследовательских миссий с экипажами на Марс в следующем, существует множество планов по коммерциализации низкой околоземной орбиты (НОО), окололунного пространства и за его пределами. Ожидается, что эти усилия будут способствовать "Великой миграции" в космос, которая, возможно, приведет к поселениям на других телах и "островах в космосе" (цилиндр О'Нила и торы Стэнфорда).
|
|
|
|
Как объяснил Эллери, для того чтобы освоение Солнечной системы человеком превратилось в коммерческую индустриализацию, мы должны знать, где найти ресурсы, необходимые для осуществления этого перехода.
|
|
|
|
Во-первых, Эллери рассмотрел астероидные ресурсы, которые, вероятно, столь же многочисленны во внесолнечных системах, как и в нашей собственной. Помимо принципа Коперника, который гласит, что Земля и наша Солнечная система являются типичными объектами, существует также множество доказательств в поддержку этой идеи. Это включает в себя изучение предсолнечных частиц межпланетной пыли, которые, как было обнаружено, содержат нитриды металлов, карбиды, оксиды, силикаты и железо-никелевые сплавы — строительные блоки планет, планетезималей и астероидов.
|
|
|
|
Кроме того, наблюдаемые внесолнечные планетезимали, образующие белые карлики в радиусе 650 световых лет (200 парсек) от Земли, в основном состоят из кислорода, магния, кремния и железа, с меньшими концентрациями летучих веществ, таких как углерод, сера и азот, - подобно астероидам и спутникам нашей Солнечной системы. В дополнение к астероидам, самовоспроизводящиеся зонды, вероятно, будут притягиваться к Луне и подобным каменистым телам из-за их состава (кремнезем, никель-железо и другие металлы), что частично объясняется столкновениями с астероидами, которые происходили в течение нескольких миллиардов лет.
|
|
|
|
В конечном счете Эллери пришел к выводу, что обработку на астероидах будет трудно отличить от естественных процессов и что Луна станет идеальной базой для самовоспроизводящихся зондов, которые смогут сосредоточить свои производственные операции. Более того, он предполагает, что ядерные реакторы, скорее всего, будут обеспечивать эти операции, поскольку они являются высокоэффективным источником энергии, обеспечивающим практически неограниченную плотность энергии. Это могут быть модели Magnox, тип реакторов с газовым охлаждением, которые используют природный уран, графит и углекислый газ в качестве теплоносителя для теплообмена.
|
|
|
|
Он пришел к выводу, что они могли бы быть построены с использованием лунных ресурсов и что реакторы оставили бы следы изотопного соотношения тория-232, неодиния-144 и/или бария-137.
|
|
|
|
"Мы также предполагаем, что в процессе опережающей экономической торговли ресурсами самовоспроизводящийся зонд мог оставить артефакты, захороненные вместе с астероидными ресурсами на Луне", - написал он. "Такие подарки можно было бы обнаружить и получить к ним доступ только после достижения определенного уровня технологической сложности".
|
|
|
|
Все это делает Луну идеальным местом для начала поиска возможных признаков связанных с ней техносигналов.
|
|
|
|
Эти поиски могли бы воспользоваться планами НАСА и других космических агентств по созданию "устойчивой программы исследования и освоения Луны".
|
|
|
|
Как он резюмировал, "Я думаю, что на Луне будут заметны техносигналы — необычное соотношение изотопов урана или тория на поверхности и подповерхностные магнитные аномалии. Если мы начнем заселять Луну, мы будем искать ресурсы для использования, в частности никель, кобальт и вольфрам, которые доставляются астероидами в недра Луны.
|
|
|
|
"Я думаю, что если нас посетили, то среди этих астероидных металлов может быть спрятан подарок в обмен на добычу наших ресурсов. Подарком может быть универсальная машина-конструктор, которая будет полезна как в ближайшем, так и в будущем любой цивилизации, заселяющей свою солнечную систему до начала межзвездных экспедиций".
|
|
|
|
По прогнозам, в ближайшем будущем освоение Солнечной системы человеком уступит место коммерческому развитию и созданию постоянных форпостов в космосе, а также на других планетах и небесных телах. Прежде чем мы закрепимся за пределами Земли и НОО, возможно, нам следует рассмотреть возможность поиска чего-то большего, чем просто ресурсов и строительных площадок.
|
|
|
|
Целенаправленный поиск техносигналов может выявить нечто гораздо большее, например, доказательства того, что человечество не одиноко во Вселенной. Аналогичным образом, Солнечная система в значительной степени упускается из виду, когда речь заходит об усилиях SETI в целом и о поиске техносигналов в частности.
|
|
|
|
Источник
|
