77-е объяснение Парадокса Ферми (часть 2)

Коротко напомню основные тезисы предыдущей части популярного пересказа статьи Robin Hanson из The Astrophysical Journal.

Во Вселенной должно существовать значительное количество технологически развитых цивилизаций. При этом, отсутствуют какие-либо наблюдения, которые бы это подтверждали. Ситуация является не парадоксальной, а офигенно логичной и закономерной с точки зрения современного понимания вероятности.

Это объяснение исходно предполагает, что:

1) Жизнь, заинтересованная в землеподобных планетах появляется и существует долго.

2) Нет никаких проблем с перемещением в разумный срок от одной землеподобной планеты к другой.

3) Нет ничего, что мешало бы пожелавшим этого жадным инопланетянам распространиться на всю Вселенную.

4) Если жадные инопланетяне заняли планету, нового разумного вида на ней уже не появится.

Тогда все разумные виды, когда-либо появившиеся во Вселенной, появились до накрытия их ударной волной космической экспансии. Будучи одним из таких, мы совершенно точно не должны видеть прилетевших к нам инопланетян. По крайней мере, какое-то время.

Казалось бы, парадокса Ферми больше не существует. На самом деле, возникают некоторые дополнительные вопросы, ответы на которые... просто потрясающие.

Почему мы их не видим?

Хорошо, не прилетают. Но ведь это полбеды. Предполагается, что мы должны видеть исходящие от инопланетян сигналы, построенные ими астроинженерные сооружения, следы от релятивистских звездолетов. Но... их нет. С точки зрения бытовой логики, у Некрасова нет объяснения. С точки зрения настоящей математики, у Хэнсона оно есть.

Итак, достоверно известно, что мы существуем и не видим инопланетян. Каковы наши шансы иметь такую картину в случае соответствия действительности каждой из следующих гипотез:

Гипотеза 1: До звезд не достать, если ты не способен ждать(С). Перемещение возможно исключительно на пекулярных скоростях.

Гипотеза 2: Полеты на релятивистских скоростях являются основным способом межзвездных путешествий.

Гипотеза 3: Можно попасть из точки А в точку Б за время, меньшее расстояния между ними в световых годах; все достаточно развитые инопланетяне так умеют.

Гипотезы стоят в порядке возрастания шансов. Контринтуитивно? Отнюдь. Ведь вся наблюдаемая информация о далеком космосе приходит к нам со скоростью света и является устаревшей. Если 2 миллиона лет назад в Туманности Андромеды началось строительство Сферы Дайсона, в ближайшие 500 тысяч лет мы не заметим ничего странного. Кому Сфера Дайсона, а кому Чайник Рассела. Если чьи-то репликаторы уже 10 лет ковыряют планеты в системе Проксимы Центавра, мы можем наблюдать их только чуть больше половины этого срока. Соответственно, если ударная волна космической экспансии жадных инопланетян ползет со скоростью в тысячу раз меньше световой, от возможности наблюдения чужой активности у Проксимы до прибытия на Землю центуриона Шлепы и реализации исходного предположения 4 пройдет 4246 лет. Больше, чем вся наша история астрономических наблюдений. А если Вселенная накрывается Большим Шлепой со скоростью 0.8 с, у нас есть всего пять лет между «мы их видим» и «они к нам прилетели». Случайно оказаться живущими в эти пять лет — менее вероятно, чем в те 4 тысячи. При этом, само наблюдение инопланетян не противоречит зарождению нашей цивилизации — только посещение инопланетянами. Соответственно, более достоверна та гипотеза, в которой окно между двумя событиями оказывается меньше.

Хэнсон так далеко не заходил, а я рискну. Что, если я скажу вам...

С точки зрения байесовской вероятности, учитывающей предположение «жадные инопланетяне накрывают Вселенную ударной волной, исключающей появление других цивилизаций в затронутой области» и факт «никаких следов инопланетян не видно», гипотеза (3) это лучшее объяснение тишины космоса. Мы заведомо возникли до того, как нас посетили. И мы не увидим инопланетян в телескопы до того, как они нас посетят. Жадные инопланетяне в нашем световом конусе надежно исключены эффектом отбора. Что не гарантирует отсутствие встреч с ними в будущем. Все сходится, только грант на SETI не пилится. Если вы или ваши близкие шкурно заинтересованы в освоении этих денег, срочно бегите в комментарии обзывать меня бчсложцем и солипсистом.

Но мы ведь можем увидеть не жадных?

Действительно, вероятность того, что отдельно взятый вид породит ударную волну — величина неизвестная. И вообще-то не обязана быть большой. Жадные инопланетяне это тот случай, когда даже одно событие принципиально меняет картину наблюдаемой Вселенной и почувствуется со временем в каждом ее уголке. По идее, не жадных инопланетян может быть намного больше, при условии, что мы их все еще не видим. Цивилизация, которая не угорает по расширению с релятивистской скоростью, расходует ресурсы экономнее и оставляет меньших следов. Тут, конечно, встают вопросы «сколько» и «насколько». Звучит как «моделировай».

Авторы моделировали. Исходный код выложен на гитхабе, и вы можете устроить их модели собственный прогон. Предполагается, что на пути к разуму и цивилизации вид должен пройти n «трудных переходов», каждый из которых по матожиданию преодолевается за время k. Предполагается, что одна из R цивилизаций становится жадной за исторический (пренебрежимо малый по геологическим меркам) промежуток времени. Все эти варианты задаются произвольно, поэтому ученые запускали модель с разными константами. Предполагается, что когда техносферы двух жадин соприкасаются, они перестают распространяться друг в друга. Да, жадный инопланетянин в модели не один, их очень много. Граничные условия моделирования включают то, что мы не могли возникнуть внутри чьей-либо техносферы.

И вот какая у нас зависимость финальной разожранности жадин от времени их появления при разном n. Если что, мы сами появились в возрасте Вселенной около 13 Gyr, а свободное пространство еще осталось. Случай n = 24 проходит по краешку правдоподобности, т.к. цивилизация должна иметь возможность появляться на планетах вроде Земли, а они недолго остаются пригодными для жизни. При больших n «трудный переход» должен случаться каждые сто миллионов лет, и мы должны были уже пройти половину, а наша палеонтологическая летопись не содержит никаких намеков, что бы это могло быть. Для более вероятных значений ожидается, что каждому жадине хоть одна галактика достанется полностью или почти полностью. Скорее даже несколько галактик.

А теперь давайте посмотрим на историю человечества в пределах Земли. И посмотрим правде в глаза: мы демонстрируем эталонное поведение жадной цивилизации. Перестанем мы жадничать после выхода к звездам? Вряд ли. Тогда невелики шансы встретить другого жадину в пределах Млечного Пути или даже Местного скопления. Конечно, для пяти разных значений n конкретные числа драматически отличаются. Но ожидаемое свободное пространство на жадину кореллирует с кое-чем еще.

Этот график отражает, какая часть жадных цивилизаций уже появилась к данному моменту времени. Чем больше число n, тем круче логистическая кривая. Степенная функция так работает. Значит, ограничение предположительно доступного нам пространства еще сильнее ограничивает компактность появления цивилизаций во времени. А для астрономических наблюдений расстояние равно времени. Вместе со временем сжимаются и географические рамки, в которых мы могли бы пронаблюдать не-жадин до встречи с первым жадиной. Выходит не совсем то на то, но эффекты частично компенсируют друг друга.

Практически важный для SETI вопрос — при каких сочетаниях чисел R и n наблюдаемое нами отсутствие жадных инопланетян не противоречит принципиальной возможности находиться сейчас в одной галактике с не-жадными инопланетянами, которых мы можем увидеть. Ответ убил.

По горизонтали — сколько не-жадных может приходиться на одного жадного. По вертикали — какова в таком случае вероятность, что в нашей галактике, в нашем световом конусе «вотпрямщас» существует одна не-жадная инопланетная цивилизация. Даже выкрутив wishfull thinking в отношении n на максимум, мы вынуждены признать, что для 80% шанса требуются числа в районе миллиона. А с каждым шагом удаления от отчаянного подыгрывания, это число возрастает в 10 раз. Ожидаемое время жизни варьируется, на вышеприведенном графике оно принято за 1 млн. лет. Если докрутить его до возраста Галактики, будет так:

Подобное докручивание есть подгониан подгониана и wishfull thinking во все поля. Но даже если до такой степени идти навстречу любителям SETI, даже значение R в районе тысячи не дает гарантии, что в нашей Галактике найдется, с кем поболтать. Конечно, говорить о том, насколько мы с нашей жадностью уникальны, сложно. По крайней мере до встречи с хотя бы одним другим разумным видом. И все же значения больше тысячи явно покажутся большинству читателей не очень правдоподобными. Они означали бы, что человеческая психология отличается от средней по Вселенной намного сильнее, чем мы в принципе способны вообразить. Поскольку 99,99% разумных существ вполне характерные для нас желания в голову даже близко не приходят. Как по мне даже тысяча уже слишком сильно расходится с принципом Коперника, чтобы быть правдой. Ведь психология цивилизации должна быть обусловлена условиями ее развития, и Земля должна существенно отличаться от большинства других родных миров цивилизаций, чтобы объяснить такую огромную разницу.

А может все-таки...

Хэнсон был лапочкой и очень хотел погладить ракощуку по голове. Поэтому у него приведен и такой график.

Здесь отражена вероятность найти не-жадных инопланетян вообще где-либо в пределах нашего светового конуса при условии способности такой цивилизации существовать и отправлять сигналы неограничено долго. Или способности создать объекты, заметные на межгалактических расстояниях неограниченно долго. После третьей итерации подгониана мы наконец увидели, на что давать деньги астрономам.

Вот только представьте себе, сколько в нашем световом конусе звезд. И сколько времени потребуется на их изучение. Грантоедам-то хорошо, но с позиции грантодателя... Приходится признать, что в наиболее вероятном из возможных миров поиски инопланетян с помощью телескопов в принципе ничего полезного не дадут.

Но! Существует критерий фальсифицируемости. Чтобы гипотеза считалась научной, необходимо предложить возможность ее опровергнуть. Очевидно, что рассказывать о жадных инопланетянах, летящих к нам быстрее света, можно сколько угодно. И всегда отмазываться тем, что они просто пока не долетели. Наличие у гипотезы проверяемого следствия о допустимой плотности не-жадных инопланетян означает, что она может быть косвенно опровергнута, если мы обнаружим в нашей галактике хотя бы несколько космических цивилизаций, не создавших ударную волну. Учитывая сказанное коллегой Некрасовым о рефрактоскопах, такое опровержение даже возможно с использованием только существующих технологий. Поэтому статья Хэнсона идеальна. Сногсшибательный контринтуитивный вывод + реальная возможность опровергнуть в обозримом будущем.