10 Principes die ons begrip van het buitenaards leven beheersen

Veel mensen hebben ooit gekeken naar de uitgestrektheid van de lucht van een zomernacht en vroegen zich af: "Is er iemand?" Er zijn meer dan 200 miljard sterren in het Melkwegstelsel, dat slechts een van misschien 100 miljard sterrenstelsels is in het bekende universum. Ons begrip van de ruimte verandert dagelijks, en onze perceptie van de kosmos verandert ermee. Als je ooit hebt nagedacht over wat er aan de hemel gebeurt, zijn er teams van kosmologen, astronomen en natuurkundigen die er alles aan doen om erachter te komen.

Deze lijst gaat in op de termen die wetenschappers en leek gebruiken bij het bespreken van de waarschijnlijkheid van buitenaards leven. Van theorieën die uitleggen waarom we het buitenaardse leven nog moeten tegenkomen op de termen die worden gebruikt door wetenschappers die er actief naar op zoek zijn, deze lijst kan je startgids zijn voor een inleidende blik op ons tijdloze streven naar buitenaards leven.

10 Fermi Paradox

Photo credit: Atomic Heritage Foundation

Enrico Fermi was een Italiaans-Amerikaanse wetenschapper, geboren in Rome aan het begin van de 20e eeuw. Als een 'architect van het nucleaire tijdperk' mag Fermi's genialiteit niet worden overschat. Op 28 werd hij verkozen tot de Koninklijke Academie van Italië, de jongste inductee in zijn geschiedenis. Hij won de Nobelprijs uit 1938 in de natuurkunde voor zijn bijdragen aan de ontdekking van geïnduceerde radioactiviteit en leverde een belangrijke bijdrage aan het Manhattan-project. Maar onder de lofbetuigingen waarmee zijn naam kan worden geassocieerd, is het zijn dilemma met betrekking tot buitenaards leven dat vastzit.

De Fermi-paradox is een relatief basaal concept dat vraagt ​​of het gemakkelijk of zelfs mogelijk is om intelligent buitenaards leven te ontwikkelen, waarom zijn we er dan niet mee in contact gekomen? Zijn opmerking, gemaakt tijdens de lunch met collega's, ging verder met het benadrukken van fundamentele ideeën over buitenaards leven. Ons sterrenstelsel heeft veel sterren die lijken op onze zon, en vele zijn miljarden jaren ouder. Tenminste sommige van deze sterren hebben waarschijnlijk planeten die geschikt zijn voor het leven in een baan om hen heen. Verder, met de ontwikkeling van het leven komt de evolutie van intelligent leven en interstellair reizen.

Fermi geloofde dat elke intelligente beschaving met voldoende voortstuwing en zelfs een bescheiden dorst naar verovering zich inmiddels in de Melkweg had moeten manifesteren. Dus waarom is het niet? Onze gegevens over het waarneembare universum suggereren dat de aanwezigheid van het leven moet worden opgemerkt; dat het niet is uitgegroeid tot een van de grote paradoxen die ons begrip van de ruimte dicteren.

9 Drake vergelijking

Foto credit: Amalex5

Frank Drake is een Amerikaanse astronoom en astrofysicus en ontwikkelde een formule met kwantificeerbare variabelen die de aanwezigheid van buitenaards leven bepalen. Drake's ontwikkeling van wat bekend kwam te staan ​​als de Drake-vergelijking was meestal toevallig. Hij was de speerpunt van een bijeenkomst van gelijkgestemde astronomen in het National Radio Astronomy Observatory in Green Bank, West Virginia, in 1961 en miste een gestructureerde agenda. Een dag voor de conferentie tekende Drake een formule voor het bepalen van de mogelijkheid van intelligent leven in onze melkweg.

Deze formule is N = R x f_p x n_e x f_l x f_ik x f_c x L, waarbij:

N = het aantal beschavingen in onze melkweg dat in staat is tot communicatie
R = gemiddelde snelheid van stervorming
f_p = deel van die sterren met planeten
n_e = gemiddeld aantal bewoonbare planeten per ster
f_l = fractie van bewoonbare planeten die doorgaan met het ontwikkelen van het leven
f_ik = deel van planeten met leven dat intelligent leven ontwikkelt
f_c = intelligente leven dragende planeten waar het leven detecteerbare communicatie ontwikkelt
L = tijdsduur dat de communicatie van een beschaving detecteerbaar is

De Drake-vergelijking is gebaseerd op meerdere onbekende variabelen, maar het gaf de astronomen een concreet startpunt voor het afleiden van de aanwezigheid van intelligent leven in onze melkweg. Al meer dan 50 jaar gebruiken wetenschappers Drake's vergelijking als hun basis voor het extrapoleren van het bestaan ​​van intelligent buitenaards leven.

8 Zoo Hypothesis

Star Trek fans erkennen de Prime Directive als een van de belangrijkste ethische principes van de kosmos. Simpel gezegd verbiedt de Prime Directive Starfleet communicatie met, of interferentie in, de ontwikkeling van jonge beschavingen in het universum. Dit betekent dat beschavingen in hun vroege jaren worden overgelaten om zich ongestoord door krachten van buitenaf te ontwikkelen.

Deze opvatting over buitenaards leven, en waarom we er nog geen zijn tegengekomen, werd in 1973 gesuggereerd door radio-astronoom John Ball van MIT als de dierentuinhypothese. De hypothese van Ball beweert dat buitenaardse beschavingen een pact of verdrag waarnemen waarin ze actief onderontwikkelde beschavingen, zoals de onze op aarde, vermijden die nog geen niveau van interplanetaire communicatie hebben bereikt. Er zijn verschillende voorgestelde redenen achter deze vermijding, voornamelijk dat het in ons voordeel is, of het voordeel van andere beschavingen, dat we toegestaan ​​worden om organisch te groeien als een beschaving. Simpel gezegd, de dierentuin-hypothese ziet de mensheid als onderdeel van een galactisch heiligdom, verboden terrein voor geavanceerdere wezens.

7 Geweldig filter

Het concept van de Great Filter komt van de professor in de economie Robin Hanson. In een notendop reageert het op de Fermi-paradox en alle andere beweringen die ons gebrek aan communicatie met buitenaardse wezens verklaren. Blijf op je stoel zitten, want het grote filter, afhankelijk van hoe het wordt geïnterpreteerd, is ongelooflijk optimistisch of ronduit somber.

Het idee is dat ten minste één gebeurtenis in de tijdlijn die leidt tot intelligent leven hoogst onwaarschijnlijk is. Het kan bijvoorbeeld zo goed als onmogelijk zijn om het juiste sterrenplaneet-samenspel te ontwikkelen, waardoor het latere leven onmogelijk wordt. Of de Great Filter is misschien niet de ontwikkeling van het leven, maar eerder de opkomst van meercellig leven.Dit zou betekenen dat eencellige prokaryote organismen relatief vaak voorkomen, maar complexe eukaryote organismen ontwikkelen zich zelden. Er zijn veel gesuggereerde Great Filter-gebeurtenissen die de mensheid al heeft volbracht, waardoor we aan de rechterkant van het lot staan. Het zou betekenen dat mensen op aarde het bijna-onmogelijke hebben gedaan, aan de andere kant van een uiterst zeldzame galactische gebeurtenis.

Nu voor het nadeel: we zouden aan de verkeerde kant van de grote filter kunnen staan. Dit zou betekenen dat het gebruikelijk is dat intelligent leven zoals wij ons in het universum ontwikkelen, maar beschavingen in ons stadium van ontwikkeling, of kort daarna, staan ​​voor een verpletterende gebeurtenis die hen vernietigt. Gezien de tijd waarin we leven, met klimaatverandering en nucleaire proliferatie, naast andere uitdagingen, is het mogelijk dat de Great Filter (ing) -gebeurtenis voor ons ligt en dat weinigen die geen beschavingen hebben het andere einde bereiken.

6 De Kardashev-schaal

De Kardashev-schaal werd in 1964 ontwikkeld door de Russische astrofysicus Nikolai Kardashev. Kardashev's schaal was ontworpen om het energiepotentieel van intelligente beschavingen te meten en gebruikte deze meting als een teken van hun vooruitgang. Kardashev's oorspronkelijke schaal, later geannoteerd door andere wetenschappers, suggereerde drie soorten beschavingen:

Een Type I-beschaving kan alle energie gebruiken die wordt gegenereerd door een ouderster op hun eigen planeet. Met een Type I-beschaving worden de energieopname en -productie van een planeet opgevangen en volledig benut. Type II-beschavingen kunnen de volledige energieproductie van een ster benutten. Er zijn een aantal behoorlijk indrukwekkende weergaven van hoe dit kan worden gedaan; een suggestie is de ontwikkeling van een Dyson-bol. Een Type III-beschaving regelt de energie-output op de schaal van zijn hele melkwegstelsel, geen geringe prestatie.

Andere wetenschappers hebben Type IV en Type V beschavingen toegevoegd, die nog meer wilde technologieën bevatten. Type IV-beschavingen zouden bijna in staat zijn om de energie-output van het hele universum te gebruiken. Type V-beschavingen kunnen het universum naar believen manipuleren en zijn in wezen goddelijk.

Je vraagt ​​je misschien af ​​waar de mensheid op deze grote schaal valt. Nou, we zijn op nul of dichtbij. Astronoom Carl Sagan stelde een rangorde voor van rond de 0,7, gegeven ons huidige gebruik van fossiele brandstoffen en andere niet-hernieuwbare energiebronnen. Dit betekent dat we enige tijd hebben voordat we zelfs op de schaal van Kardashev gaan staan.

5 Multiversum Theorie

We gaan even niet alleen naar buiten, maar naar ons hele universum. Dat komt omdat elke discussie over buitenaards leven niet compleet is zonder een knipoog naar multiversumtheorie. Multiverse theorie projecteert dat er mogelijk een onbeperkt aantal alternatieve universums is. In sommige gevallen zouden deze andere universums vergelijkbaar zijn met degene die we bewonen, waar kleine verschillen leiden tot variaties in ruimte-tijd, die een oneindig aantal parallelle universums katalyseren.

Ten tweede bedacht kosmoloog Alexander Vilenkin het 'Äúbubble universums'-concept van het multiversum. In dit geval is ons universum exponentieel opgeblazen na de oerknal. Veel andere universums zijn ook opgeblazen, zoals een ballon, terwijl anderen op een gegeven moment zijn gestopt met groeien. Dit leidde tot, Äúpocket,Äù universums, allemaal afgesneden van elkaar, met nieuwe wetten van de fysica.

Er zijn verschillende iteraties van multiversumtheorie, elk met hun eigen fysieke en metafysische regels. Het is onnodig om te zeggen dat het veel is om je hoofd eromheen te wikkelen. Wat het buitenaards leven betreft, houd dit gewoon in gedachten: we weten niet wat het leven in ons universum is en bovendien weten we niet wat het leven in andere universums is.

4 Aestivatiehypothese

Aestivatie verwijst naar de periode van inactiviteit van een dier, vergelijkbaar met de slaapstand, wanneer de stofwisseling vertraagt ​​als reactie op hoge buitentemperaturen en weinig water. Voedsel en andere hulpbronnen kunnen schaars zijn gedurende een periode van vertering, dus is het logisch dat dieren, zoals de krokodil, lage energievelden leggen en geen verspilling van energie hebben.

Toegepast op interstellair niveau, dicteert de aestivatiehypothese dat vroegere intelligente beschavingen zich in het universum ontwikkelden, maar omdat het universum nog relatief nieuw en heet is, wachten ze op afkoeling. De kosmische temperaturen zijn momenteel hoog, wat de verwerkingsefficiëntie ten goede komt. Zie het op deze manier: Intelligente wezens willen niet dat hun supercomputers oververhit raken, dus wachten ze (miljarden, misschien triljoenen, van jaren) om het universum te laten afkoelen en om meer gastvrij te zijn voor exploratie en exploitatie. Deze hypothese biedt een antwoord op de eerder genoemde Fermi-paradox. Waar is iedereen? Momenteel nemen ze een dutje.

3 SETI

De zoektocht naar buitenaardse intelligentie (SETI) luistert al meer dan 50 jaar geduldig naar signalen van buitenaards leven. Elke discussie in de 21e eeuw over buitenaards leven zou nalatig zijn zonder een knipoog naar SETI. Wat is SETI precies en hoe werkt het? De vroegste pogingen tot SETI vonden plaats in de lente van 1960, waarbij microgolffrequenties werden geleid in de richting van stersystemen die vergelijkbaar zijn met ons zonnestelsel. De Sovjet-Unie ontwikkelde ondertussen haar eigen SETI-strategieën, waaronder de creatie van omnidirectionele antennes, die werden gebruikt om grote delen van de nachtelijke hemel te onderzoeken op energie die werd gecreëerd door hyper-futuristische beschavingen.

De huidige internationale norm voor SETI-onderzoek maakt gebruik van radiotelescopen om frequentieafwijkingen waar te nemen die onze atmosfeer binnenkomen. Een groot deel van de SETI-activiteit is dus gericht op het 'aanraken' van tekens van buitenaards leven. De nieuwste en beste in het vinden van buitenaardse wezens? Dat zou METI (Messaging Extraterrestrial Intelligence) International zijn, die directe pogingen doet om contact te maken met verre levensvormen die een oor in de hemel kunnen hebben.

2 Gaian Knelpunt

In overeenstemming met de Great Filter-benadering van buitenaards leven is het Gaian Knelpunt-concept. Vier miljard jaar geleden hadden Venus, Aarde en Mars mogelijk allemaal omstandigheden die geschikt waren om te leven. Toch werd Venus vervolgens exponentieel warm, terwijl Mars bevroor. Veel astronomen zijn van mening dat scenario's zoals deze vrij algemeen zijn in het universum, wat betekent dat er een overvloed aan planeten kan zijn met optimale omgevingen voor het vroege leven om te vormen, maar dat het leven zich niet op tijd op de planeet kan aanpassen en stabiliseren om te evolueren naar complexe organismen. Dit is waar de Gaian knelpunt bestaat, kort na de ontwikkeling van eenvoudige organismen, die overvloedig aanwezig kunnen zijn in het universum.

Weinigen van deze organismen, mogelijk alleen wij, waren in staat om de bottleneck op te ruimen en evolueerden niet langer prokaryotisch te zijn. Terwijl we de verre uithoeken van het universum verkennen, is het heel goed mogelijk dat we ontelbare gefossiliseerde microben tegenkomen, een bewijs dat het leven gebruikelijk is in ons universum. Intelligent leven ... niet zo veel.

1 Middelmatigheidsprincipe

We sluiten deze lijst af met een relatief eenvoudige toevoeging, hoewel het een van de kern is van hoe we denken over buitenaards leven. Het middelmatigheidsprincipe suggereert dat een willekeurig item uit een grote verzameling objecten waarschijnlijk afkomstig is uit een van de meer algemene categorieën binnen de groep. Zie het zo: een hoed heeft tien stukjes papier. Negen van hen zijn rood en een is groen, maar u weet dit niet van tevoren. Je tekent een rood stuk papier. Gebruik makend van het middelmatigheidsprincipe, ga je ervan uit, op basis van de waarschijnlijkheidswetten dat je artikel uit een relatief gemeenschappelijke groep bestaat.

Toegepast op kosmologie, wordt het middelmatigheidsprincipe gebruikt om te zeggen dat de Aarde statistisch gezien het meest waarschijnlijk tot de meerderheid van de planeten behoort, wat betekent dat planeten zoals de Aarde overvloedig aanwezig zijn in het universum. Aan de andere kant suggereert de zeldzame aardhypothese dat de aarde, willekeurig gekozen tussen de planeten, toevallig dat groene stuk papier is. Wie zal zeggen of het middelmatigheidsprincipe of de zeldzame aardhypothese correct is. Tot we buitenaards leven ontdekken (of ze ontdekken ons) is het een raadsel.