Шимон Давиденко
Пришельцы идут!
Продолжаем публикацию наиболее интересных статей из журнала Science Life и интернетовского архива научных публикаций ArXiv.
Каков шанс, что на нас нападут инопланетяне?
На этот вопрос попробовал ответить Альберто Кабаллеро, докторант в Университете Виго в Испании. он занимается международными конфликтами. Это направление исследований вдохновило Кабаллеро на проведение мысленного эксперимента. Он задал вопрос: если в космосе есть другие цивилизации и если их склонность к вторжению к своим соседям соответствует склонности людей к развязыванию войн, сколько агрессивных инопланетян может быть в Млечном Пути? Об этом он написал статью, которую разместил в архиве научных препринтов arXiv.
Как часто люди вызывают войны на Земле?
Кабаллеро начал со сбора данных о количестве вооруженных конфликтов на Земле в период с 1950 по 2022 год. За это время войны или вторжения разного масштаба были вызваны 51 страной из 195 существующих. Возглавили список США с 14 вооруженными конфликтами.
Затем испанец оценил вероятность того, что страна спровоцирует войну, в зависимости от доли ее военных расходов в общих мировых расходах на вооружение. Опять же, Соединенные Штаты лидировали и здесь. Военные расходы США составляли 38 процентов всех денег, вложенных в военный сектор в течение исследуемого периода.
На следующем шаге Кабаллеро сложил склонность каждой страны к войне и разделил результат на количество стран на Земле. Он получил 0,028 процента и посчитал эту величину индикатором, показывающим, какова "текущая вероятность того, что человечество начнет войну против инопланетной цивилизации".
Как часто люди могут вызывать войны в космосе?
Это была только первая часть мысленного эксперимента. Далее Кабаллеро использовал шкалу Кардашева, чтобы оценить, когда земляне смогут освоить межзвездные путешествия. Обусловив технологический прогресс количеством накопленной энергии, он подсчитал, что до этого этапа нам осталось 259 лет. Сделав предположение, что склонность человека к вторжению со временем снижается, он подсчитал, что через два с половиной века риск того, что наши преемники отправятся на звездные войны, составляет 0,0014 процента.
Как часто враждебные цивилизации могут вызывать войны?
Что, если склонность к агрессивному поведению, приписываемая Homo sapiens, распространится и на другие потенциальные цивилизации Млечного Пути? Кабаллеро использовал оценки SETI 2012 года: сколько планет в галактике может иметь жизнь? Говорят, что только в Млечном Пути могло существовать 15 000 цивилизаций. Сколько из них будут враждебными? Если бы у них была такая же склонность к агрессии, как у людей, их было бы около четырех (4,42, если быть точным). Но, к счастью, если по шкале Кардашева появится дополнительная цивилизация типа 1, то есть та, которая освоила межзвездные путешествия, тогда расчетный балл Кабаллеро упадет ниже единицы.
"Вероятность того, что инопланетная цивилизация, с которой мы вступаем в контакт, нападет на нас, на два порядка меньше, чем вероятность того, что на Землю упадет астероид-убийца", - признал в своей статье Кабаллеро.
Интересен мысленный эксперимент испанца. Однако предложенная им аргументация вызывает ряд возражений. Во-первых, в его основу положены данные о конфликтах на Земле за небольшой период: всего семьдесят лет. Во-вторых, вывод основан на многих рискованных предположениях. Например, что склонность к агрессии потенциальных пришельцев будет соответствовать склонности человека. Если к этому добавить огромные расстояния в космосе, то риск войны с инопланетной цивилизацией падает практически до нуля.
Пол Шуттер
Сферы Дайсона около белых карликов
До сих пор никто не нашел доказательств существования разумных инопланетян где-либо еще в космосе. Но если они действительно существуют, то могут проживать на сферах Дайсона, вращающихся вокруг звезд, называемых белыми карликами, разбросанных по всему Млечному Пути.
Именно здесь мы должны сосредоточить поиски инопланетян, сообщил журналу Live Science соавтор исследования Бен Цукерман, почетный профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. По его словам, основанным на результатах этого поиска, астрономы могут оценить, сколько передовых цивилизаций скрывается в Галактике.
Да здравствует цивилизация
Любая развитая цивилизация нуждается в энергии: для еды, для транспорта, для конфликтов, для комфорта. В настоящее время 8 миллиардов человек на Земле потребляют около 580 миллионов миллионов джоулей энергии каждый год, что эквивалентно выработке энергии почти 14 миллиардами тонн нефти, по данным The World Counts. Действительно, почти вся энергия, используемая человечеством, поступает из ископаемого топлива, поскольку нам не хватает технологической смекалки, чтобы полагаться на крупнейший генератор энергии в Солнечной системе: Солнце.
Если люди покроют каждый квадратный сантиметр поверхности Земли солнечными панелями, они будут генерировать более 1017 джоулей энергии в секунду. Это все равно приведет к потере большей части энергии, излучаемой Солнцем, которая составляет около 1026 джоулей в секунду. Это мотивирует строить сферу Дайсона, названную в честь знаменитого физика Фримена Дайсона, который разработал эту идею в 1960 году.
Первоначальное предложение Дайсона о твердой сфере (со стопроцентным покрытием солнечным светом) не работает из-за проблем со стабильностью, поскольку было бы невозможно удержать звезду в центре, и вся сфера рассыпалась бы из-за экстремальных приливных и вращательных нагрузок. Тем не менее, легко представить себе продвинутую цивилизацию, строящую кольца или рои гигантских структур, покрытых солнечными панелями.
Неудачные стартапы
Но независимо от того, насколько развита та или иная цивилизация и сколько объектов, подобных сфере Дайсона, она построит, ей придется смириться с тем фактом, что срок жизни каждой звезды конечен. Если вокруг типичной солнцеподобной звезды возникла цивилизация, то однажды эта звезда превратится в красный гигант и оставит после себя холодный белый карлик. Этот процесс, в свою очередь, поджарит внутренние планеты и, по мере того, как белый карлик остывает, заморозит планеты внешние. Так что оставаться на поверхности планеты в долгосрочной перспективе нецелесообразно. Это означает, что любые инопланетяне могут либо собраться и уйти, найдя новую систему, которую можно назвать домом, либо построить ряд мест обитания, которые собирают излучение от оставшегося белого карлика.
Согласно новой статье, написанной Цукерманом и опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, маловероятно, что инопланетные цивилизации решат пройти через трудности путешествия к новой звезде только для того, чтобы построить сферу Дайсона. Скорее они соберутся строить эти мегаструктуры только вокруг своих родных звезд, которые со временем превратятся в белых карликов.
Это предположение позволяет ученым установить прямую связь между временем жизни звезд и распространенностью сфер Дайсона. Итак, рассуждал Цукерман, если астрономы будут искать сферы Дайсона вокруг белых карликов и ничего не найдут, это может помочь оценить, сколько развитых цивилизаций может существовать в Галактике.
Астрономы обнаружили лишь небольшую часть всех белых карликов в Галактике. Но если достаточное количество инопланетян решили построить сферы Дайсона вокруг своих белых карликов, то мы должны увидеть, по крайней мере, одну сферу Дайсона в наших обзорах. Если мы их не увидим вообще, это установит верхний предел количества инопланетных цивилизаций, строящих сферы Дайсона вокруг белых карликов.
Конечно, могут быть инопланетяне, которые решат не строить сферы Дайсона, или инопланетяне, которые строят сферы вокруг других видов звезд, но Цукерман утверждает, что в Млечном Пути наиболее вероятным результатом деятельности передовых цивилизаций будет создание сфер Дайсона вокруг белых карликов, и поэтому мы должны сосредоточить наши поиски в этом направлении.
Долгосрочный взгляд
Однако этот поиск не будет легким. "Если какие-либо сферы Дайсона действительно существуют, их, вероятно, будет трудно найти, потому что нужно обследовать очень много звезд", - отметил Цукерман, добавив, что "сигнал от сферы Дайсона, вероятно, будет слабым по сравнению со звездой, вокруг которой она вращается". Только что это за сигнал? Наличие сферы Дайсона (или кольца, или роя) вокруг белого карлика будет иметь два эффекта. Если сфера достаточно велика или достаточно близка к звезде, она будет блокировать свет, поступающий на Землю, как это делают транзитные экзопланеты. Но такие сферы Дайсона могут также добавить инфракрасный сигнал. Мегаструктуры будут поглощать излучение белого карлика и преобразовывать эту энергию в другие виды энергии. Поскольку никакое преобразование не является эффективным на 100%, этот процесс оставит некоторое количество отработанного тепла, которое будет уходить в виде инфракрасного света.
Удивительно, но мы уже нашли много белых карликов с избыточным инфракрасным излучением, но, согласно исследованию, это связано с пылью в этих системах, а не с мегаструктурами. Существующие исследования белых карликов не обнаружили никаких свидетельств существования сфер Дайсона. Учитывая общее количество белых карликов, которые, как мы ожидаем, населяют Млечный Путь, Цукерман подсчитал, что не более 3% обитаемых планет вокруг солнцеподобных звезд дают начало цивилизации, которая решит построить сферу Дайсона вокруг получившегося белого карлика. Однако вокруг солнцеподобных звезд так много планет, что этот расчет дает только верхний предел в 9 миллионов потенциальных белых карликовых сферостроительных цивилизаций в Млечном Пути. В конце концов, никто не знает, сколько развитых цивилизаций может быть в Млечном Пути, если они вообще есть, сказал Цукерман.
"Некоторые астрономы, включая меня, считают, что технологическая жизнь может быть очень редким явлением, - сказал Цукерман. - Действительно, мы можем даже обладать самыми передовыми технологиями в нашей галактике Млечный Путь. Но никто не знает, так ли это, поэтому стоит поискать доказательства".
Пол Шуттер
Черная дыра может быть не такой, как мы думаем
Первое изображение черной дыры было получено с помощью наблюдений за центром галактики M87, сделанных Телескопом Горизонта Событий. Мы до сих пор точно не знаем, что происходит, когда черные дыры умирают. С тех пор, как Стивен Хокинг обнаружил, что черные дыры испаряются, мы знали, что они потенциально могут исчезнуть из нашей Вселенной. Но нашего понимания гравитации и квантовой механики недостаточно, чтобы описать последние моменты жизни черной дыры. Теперь новое исследование, основанное на теории струн, предполагает возможную и столь же странную судьбу испаряющихся черных дыр: остаток, к которому мы, в принципе, могли бы получить доступ, или сингулярность, не окутанная горизонтом событий.
Важность излучения Хокинга
Черные дыры, строго говоря, не полностью черные. В чистой общей теории относительности, без каких-либо других модификаций или соображений другой физики, они остаются черными навечно. Однажды сформировавшись, черная дыра станет черной навсегда. Но в 1970-х Хокинг использовал язык квантовой механики, чтобы исследовать, что происходит вблизи границы черной дыры, известной как горизонт событий. Он неожиданно обнаружил, что странное взаимодействие между квантовыми полями нашей Вселенной и односторонним барьером горизонта событий открывает путь для выхода энергии из черной дыры. Эта энергия принимает форму медленного, но постоянного потока излучения и частиц, которые стали известны как излучение Хокинга. С каждой частицей энергии, которая ускользает, черная дыра теряет массу и, таким образом, сжимается, в конечном итоге полностью исчезая.
Появление излучения Хокинга создало так называемый информационный парадокс черной дыры. Вся информация, описывающая вещество, падающее в черную дыру, пересекает горизонт событий и никогда больше не появляется.
Но само излучение Хокинга не несет никакой информации, и, тем не менее, черная дыра в конце концов исчезает. Так куда девается вся попавшая в черную дыру информация?
Выйти за пределы Эйнштейна
Информационный парадокс черной дыры - это гигантский мигающий неоновый знак для физиков о том, что мы чего-то не понимаем. Возможно, мы не понимаем природу квантовой информации, природу гравитации или природу горизонтов событий - или все вместе. "Самый простой" подход к решению информационного парадокса черной дыры - разработать новую теорию гравитации, выходящую за рамки общей теории относительности Эйнштейна.
В конце концов, мы уже знаем, что общая теория относительности не работает в центрах черных дыр, которые представляют собой крошечные проколы в пространстве-времени, известные как сингулярности, где плотность стремится к бесконечности. Единственный способ правильно описать сингулярность - использовать квантовую теорию гравитации, которая правильно предсказывает, как сильная гравитация ведет себя в чрезвычайно малых масштабах. К сожалению, в настоящее время у нас такой теории нет.
Было бы неплохо смотреть на сингулярности напрямую, но, насколько мы понимаем, согласно общей теории относительности, все сингулярности заперты за горизонтом событий, что делает их недоступными для нас. Но, изучая процесс излучения Хокинга, мы, возможно, сможем найти кратчайший путь к тому, чтобы приблизиться к сингулярности и понять сумасшедшую физику, которая там происходит.
По мере того, как черные дыры испаряются, они становятся все меньше, а их горизонты событий неудобно приближаются к центральным сингулярностям. В последние моменты жизни черных дыр гравитация становится слишком сильной, а черные дыры становятся слишком маленькими, чтобы мы могли правильно описать их с помощью наших нынешних знаний. Итак, если мы сможем разработать лучшую теорию гравитации, то сможем использовать последние моменты излучения Хокинга, чтобы проверить, как ведет себя теория.
Есть много кандидатов на квантовую теорию гравитации, из которых наиболее развита теория струн. Несмотря на то, что нет однозначных решений теории струн, можно взять то, что мы знаем об общих чертах теории, и использовать для создания модифицированных версий общей теории относительности.
Голые сингулярности
Эти модифицированные теории не являются "полной" правильной заменой общей теории относительности, но они позволяют нам исследовать, как может вести себя гравитация по мере того, как она все ближе и ближе приближается к квантовому пределу. Недавно группа теоретиков использовала одну из таких теорий, известную как гравитация Эйнштейна-Дилатона-Гаусса-Бонне, для исследования конечных состояний испаряющихся черных дыр. Они подробно описали свою работу в документе, размещенном в базе данных препринтов arXiv.
Детали результатов команды немного размыты. Это связано с тем, что модифицированная общая теория относительности не так хорошо понята, как обычная общая теория относительности, и сложная математика требует множества приближений и множества догадок. Тем не менее исследователи смогли нарисовать общую картину происходящего.
Аллен Деллер
Может ли мозг жить вечно?
В исследовании, опубликованном в журнале eNeuro, исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе описали, как они удалили воспоминания одной морской улитки и ввели их другой морской улитке в виде РНК. Nectome, стартап из Силиконовой долины, полагает, что однажды они разработают технологию, необходимую для полного копирования физической структуры человеческого мозга, и смогут воссоздать его вместе с сознанием человека, которому мозг принадлежал.
А еще есть Neuralink, одно из предприятий Илона Маска. Конечной целью Neuralink не является "копирование" или "воспроизведение" человеческого разума. Они хотят сосредоточиться на истинных интерфейсах между биологическим человеческим мозгом и машинами, которые улучшат нас. Несмотря на то, как много мы знаем об анатомии мозга и о том, как он взаимодействует с нашими телами и управляет ими, на самом деле мы очень мало знаем, что на самом деле составляет наше "я". Сознание, его природа и происхождение - открытый вопрос, имеющий одинаковое значение как в точных науках, так и в философии.
Мы даже толком не понимаем, что составляет основные строительные блоки самости. Теоретическая идея инграммы как биохимического или биофизического процесса, посредством которого кодируется память, восходит к немецкому биологу-эволюционисту и исследователю памяти Ричарду Семону, работавшему на рубеже ХХ века. Спустя более ста лет мы до сих пор не знаем, что такое инграмма.
Что значит быть сознательным?
Сознание само по себе является огромной тайной. В статье 2005 года группа ученых утверждала, что у нас должно быть согласованное определение того, что такое сознание. Они придумали 17 свойств, которые, по их мнению, означают сознание:
1: Мозговая активность, измеренная ЭЭГ у человека в сознании, нерегулярна: от 20 до 70 электрических колебаний в секунду.
2: Необходима петля связи между таламусом и неокортексом головного мозга. Если таламус достаточно поврежден, человек теряет сознание.
3. Нейронная активность, связанная со сложными задачами, затрагивает широко распространенные участки мозга.
4: Сознание, по-видимому, требует разнообразного сенсорного ввода для своего развития.
5: Информация должна быть довольно новой и сложной, иначе она быстро исчезнет из сознания.
6: Сознание сосредоточено на настоящей и активной, продолжающейся сенсорной стимуляции.
7: Сознание внутренне непротиворечиво.
8: Сознание ограничено в своих возможностях, точно так же, как внимание или память человека.
9: Действие и восприятие объединены и согласованы в сознательном человеке.
10: Самосознание, по крайней мере состоящее из своего места в мире среди всего остального и своей индивидуальности.
11: Сознательный человек должен быть в состоянии указать субъективный опыт.
12: Сознание - это частный опыт, ограниченный одним человеком.
13: Сознание имеет структуру центрального фокуса, окруженного периферийным ощущением смутной неопределенности.
14: Сознание, кажется, улучшает обучение.
15: Однажды возникнув, сознание может продолжать существовать независимо от сенсорного ввода.
16: Сознательный человек способен взаимодействовать с другими сознаниями или объектами и понимать их место в мире.
17: Сознание позволяет человеку планировать и принимать решения для преодоления проблем, с которыми не может справиться базовое рефлекторное поведение.
Философы, как и ученые, составившие приведенный выше список качеств, также пытаются определить сознание устойчивым образом. Все, что мы осознаем в данный момент, составляет часть нашего сознания, делая сознательный опыт одновременно самым знакомым и самым загадочным аспектом нашей жизни. Знакомство и тайна так же определяют сознание, как и любые другие слова. В философии существование сознания рассматривается как доказанное в логическом смысле, поскольку "оно", каким бы оно ни было, может как бы отсутствовать. Это также доказано в медицине, когда мы можем физически измерить активность мозга человека и его электрическую активность: там, где ничего не происходит, кажется, что сознание также полностью отсутствует.
Состояния сознания
Но сознание - это не просто бинарная установка у людей. Существует множество состояний сознания в континууме. Мы постоянно переключаемся между состояниями более низкого и более высокого осознания: наше сознание либо больше сосредоточено вовне на сенсорных стимулах и восприятиях, либо мы сосредоточены внутри на своих мыслях и рассуждениях. Жизнь "в данный момент" и веселое времяпрепровождение на вечеринке или выполнение действий с высоким уровнем адреналина, как правило, находятся на стороне более низкого осознания, в то время как такие действия, как медитация/практика осознанности и письмо, являются примерами более высокого состояния осознания.
Другие состояния сознания, которые бросают вызов нашему пониманию того, что значит быть в сознании, включают гипноз, сон и различные состояния, вызванные наркотиками. Гипноз вызывается, когда сознание человека концентрируется на единственном фокусе, по сути, происходит снижение периферийного сознания, которое делает человека восприимчивым к внушению.
Не все одинаково восприимчивы к гипнозу, но те, кто испытывает изменения в состоянии мозговых волн, измеренные с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Эти мозговые волны измеряются в циклах в секунду, в диапазоне от максимума ~ 40 до самого низкого диапазона ~ 1-4 цикла в секунду.
В то время, как у активных и полностью бодрствующих людей наблюдается бета-паттерн мозговых волн, а у тех, кто в состоянии покоя - альфа-волна, гипнотизированные люди попадают в тета-волну, которая похожа на то, что наблюдается у людей, которые мечтают или медитируют. Самые глубокие гипнотические состояния погружают субъекта в состояние дельта-волн, эквивалентное глубокому сну без сновидений. Сам по себе сон представляет собой многоуровневое состояние сознания, проходящее через следующие состояния: бодрствование, начало сна, легкий сон, медленный сон и состояние сна.
Сон, по-видимому, является биологическим требованием для организмов со сложным мозгом, чтобы испытывать осознанность и сознание. Это обеспечивает жизненно важный период отдыха и восстановления сил для нашего мозга. Мозг - самый требовательный к ресурсам орган в человеческом теле, на него приходится не менее 20 процентов расхода калорий в день, и он выполняет несколько задач каждую секунду нашей жизни. Пребывание без сна в течение всего лишь одного 24-часового цикла может иметь заметные пагубные последствия для нас физически и биохимически. Доказано, что продолжительное недосыпание приводит к повышенному риску диабета, увеличению веса, повышению артериального давления, снижению функции иммунной системы, снижению полового влечения, ухудшению равновесия, повышенному риску несчастных случаев, повышению частоты сердечных заболеваний, перепадам настроения, проблемам с памятью и проблемам. с вниманием и концентрацией.
А еще есть состояния сознания, вызванные наркотиками. Наркотики, такие как лекарства от бессонницы, барбитураты и анестетики, могут привести нас в состояние, подобное сну, в то время как галлюциногенные соединения фактически погружают человека в повышенное состояние сознания.
Что происходит, когда мы умираем?
Помимо фактического определения того, что такое сознание, существует проблема того, что происходит, когда все это, казалось бы, исчезает после смерти. "Смерть мозга" официально признается как "...необратимая потеря всех функций головного мозга, в том числе ствола. Три основных признака смерти мозга - это кома, отсутствие рефлексов ствола мозга и апноэ..." Пациент, у которого определена смерть мозга, является юридически и клинически мертвым.
Диагностика смерти мозга
Когда это происходит, мы не можем измерить ничего, что указывало бы на какой-либо уровень сознания, и во всех смыслах и целях это отсутствие осознания необратимо. Чаще всего смерть мозга происходит, когда самому мозгу нанесено серьезное повреждение в результате травмы либо в результате длительного кислородного голодания и гибели клеток.
Основываясь на этом свидетельстве, кажется, что самость, а также сознание и осознание, которые приходят с ней, существуют в структуре мозга. Когда физический сгусток нейронов и липидов, который является "нами", разрушается, "нас" больше не существует.
По сути, мозг - это жесткий диск, и когда он разрушается, все, что в нем содержится, уходит вместе с ним. Однако, если это так, то сознание может быть воспроизведено. Можно ли каким-то образом загрузить или скопировать разум? "Полная карта человеческого мозга, содержащая подробную информацию о каждом нейроне и синапсе, заняла бы около 20 000 терабайт и потребовала бы 1016 флопов (операций с плавающей запятой в секунду) вычислительной мощности для функционирования.
В настоящее время только самый быстрый суперкомпьютер в мире способен обрабатывать столько чисел за секунду. Если все, что делает человека человеком, находится в структуре мозга, (многие ученые считают, что это в принципе возможно), то при достаточном развитии технологий мы в конечном итоге сможем создать копию самих себя. Когда структура рушится (если структура ЕСТЬ человек), то человек уходит навсегда.
Так что переделывать структуру - не значит возвращать утраченное сознание из "мертвых". Вместо этого будет просто создание клона с воспоминаниями и личностью, эквивалентными этому человеку, всякий раз, когда происходит полное копирование ее/его мозга.
Если есть "недостающий ингредиент", который приводит к сознанию и отвечает за то, что "вы" это что-то, что нельзя воссоздать, просто перестроив точную структуру нейронов, нам может не повезти, когда дело доходит до этих вариантов. Мы можем обнаружить, что можем копировать структуру и информацию разума, но, когда мы "загружаем" его, все, что мы видим, это твердые данные и полное отсутствие чего-либо вроде самосознания.
Инициатива Илона Маска Neuralink направлена ??на создание имплантируемых интерфейсов между мозгом и компьютерами. Первыми целями будет лечение расстройств головного мозга и нервной системы, а в конечном итоге путь приведет к улучшению нормально функционирующего мозга, то есть к увеличению памяти и скорости обработки, добавлению встроенного облачного доступа и доступа в Интернет, а также расширению наших чувств.
Хотя эти мечты замечательны и будут способствовать благополучию многих людей, которые в настоящее время страдают от дегенеративных состояний и проблем с психическим здоровьем, есть еще одна цель, для достижения которой усилия Neuralink в конечном итоге внесут большой вклад. Чтобы сделать то, чего хочет достичь команда Neuralink, необходима также технология, достаточно продвинутая, чтобы пролить больше света на наше понимание сознания. Впервые в истории ученые смогут изучать и взаимодействовать с человеческим разумом способами, которые позволят им одновременно сопоставлять физические, химические и электромагнитные взаимодействия.
Ничто из перечисленного на самом деле не принимает во внимание концепцию души. Это уводит нас за пределы возможного с научной точки зрения. Если сознание - это бессмертная душа, которая покидает тело после смерти и входит в какое-то другое царство, логика подсказывает, что возвращение этой души невозможно. В то же время, глядя на науку в ее нынешнем состоянии, поиск души по-прежнему не кажется возможным - в лучшем случае мы могли бы надеяться на клонирование сознания. Миссия Neuralink и миссия других людей, занимающихся интерфейсами мозг-машина, могут предложить окончательный ключ к возможности преодолеть пробелы, которые сейчас кажутся непреодолимыми.
Чтобы сознание когда-либо стало бессмертным, оно, вероятно, должно оставаться устойчивым и непрерывным. Нам нужно будет перестроить человечество таким образом, чтобы обеспечить сознание с нулевым временем простоя.
Уильям Локетт
Планеты-изгои? Или гигантский космический корабль пришельцев?
Астрономам давно известно, что планеты-изгои блуждают по Галактике, не удерживаемые ни одной звездой. Сначала они казались простой особенностью Вселенной; интересным для ознакомления фактом. Но в недавней статье было высказано предположение, что нам следует отнестись к этим неуловимым объектам гораздо серьезнее, поскольку они могут стать пристанищем для передовых инопланетных цивилизаций, ищущих новую родную планету. Другими словами, меньше "планет-изгоев" и больше "мега-инопланетных космических кораблей, которые затмят Звезду Смерти".
Что же делает планеты-изгои такой идеальной формой транспорта для инопланетян? И стоит ли нам беспокоиться о них? Прежде чем мы углубимся в тему инопланетных форм жизни, сначала нужно понять, что такое планета-изгой, откуда они взялись и как перемещаются по галактике. Планета-изгой - это экзопланета, выброшенная из своей родительской звездной системы. Это может произойти либо за счет сложных гравитационных взаимодействий, либо за счет сверхновой, отталкивающей внешнюю планету. Астрономы сейчас считают, что огромная гравитация Юпитера выбросила планету такого же размера, как Нептун, из нашей Солнечной системы около 4 миллиардов лет назад.
Чтобы покинуть гравитационное тело (например, планету или звезду), нужно достичь космической скорости. Это когда кинетическая энергия (Ke = 1/5*m*v?) убегающего объекта равна (или больше) его гравитационной потенциальной энергии (Ge = m*g*h). Скорости убегания, как правило, невероятно высоки. Например, скорость убегания с Земли (от уровня моря) составляет 25 000 миль в час, а убегание от Солнца с орбиты Земли требует скорости 93 000 миль в час!
Эти планеты-изгои, возможно, возникли около звезды, более массивной, чем наше Солнце, или "убежали" с более близкой орбиты, что потребовало еще более высоких скоростей убегания.
Те немногие планеты-изгои, которые наблюдались, движутся в космосе с огромными скоростями, достигающими в некоторых случаях 62 000 миль в час.
Но эта скорость по отношению к окружающим звездам, что очень важно. Видите ли, звезды вращаются вокруг центра Галактики с одинаковой скоростью и в одном направлении. Вот почему наше Солнце вращается вокруг центра Галактики с поразительной скоростью 479 000 миль в час, но при этом имеет почти нулевой шанс столкнуться с другой системой, учитывая, что другие звезды также движутся с такой же скоростью и в том же направлении. Но поскольку планеты-изгои были насильственно выброшены из систем этих движущихся звезд, они могут догнать другие звезды или пересечь звездный поток. Это означает, что планеты-изгои имеют высокие шансы перехватить звездные системы и могут перемещаться между ними относительно быстро, когда они проносятся через Галактику.
Вот почему в недавней статье из Кембриджа была представлена ??гипотеза о том, что продвинутые инопланетяне" могут использовать эти планеты-изгои для перемещения по Галактике, поскольку такие планеты гораздо полезнее любого межзвездного космического корабля, который они могли бы построить.
Даже для сверхразвитых цивилизаций переход от одной звездной системы к другой - трудный путь. На это уйдут тысячи, если не миллионы лет, а значит, на борту придется жить нескольким поколениям. Кроме того, кораблю нужно сырье и топливо, чтобы те, кто находится на борту, могли безопасно жить в глубинах космоса и иметь возможность высадиться или замедлить движение, когда они доберутся до места назначения. Такое судно было бы чрезвычайно сложно построить!
Другая альтернатива состоит в том, что инопланетяне могли бы "прыгнуть" на планету-изгоя, которая движется в том направлении, в котором они хотят переместиться. Некоторые из этих планет будут похожи на Землю и будут содержать все необходимые материалы и питательные вещества, чтобы жизнь и цивилизация могли процветать. Конечно, пока они в космосе, не было бы солнца для фотосинтеза или обогрева планеты, но были бы гидротермальные жерла, которые могли бы поддерживать жизнь, и ядерная или термоядерная энергия для обогрева, обеспечения энергией и даже выращивания растений с использованием искусственных источников энергии. Как только планета-изгой достигнет звездной системы, куда инопланетяне хотели попасть, они построят множество ракет и уйдут.
Теоретически это гораздо более простой способ путешествовать по космосу, чем строить собственный корабль с нуля. Я говорю "теоретически", потому что мы недостаточно знаем о планетах-изгоях, чтобы знать наверняка. Поскольку они не вращаются вокруг звезды, они очень тусклые, и мы не можем сделать вывод об их существовании по движению или яркости звезд, как если бы это были обычные экзопланеты. Вместо этого нам нужно просмотреть тысячи изображений, сделанных в течение десятилетий разными телескопами, чтобы найти случайные совпадения с планетой-изгоем и фоновыми звездами. В настоящее время мы видим их как ряд фоновых звезд, выстроенных в линию, медленно меняющих блеск одна за другой по мере того, как планета-изгой проходит мимо.
Но это означает, что мы не знаем, сколько таких планет существует, какого они размера, и то, и другое является важной информацией, которая может подтвердить или опровергнуть эту гипотезу. Например, если планет-изгоев слишком мало, они не будут перехватывать звездные системы достаточно часто, чтобы развитая цивилизация могла их использовать. По крайней мере, планеты должны перехватывать звездные системы каждые несколько сотен тысяч лет или около того. Но если это число ближе к одному случаю в несколько миллиардов лет, то шансы на то, что инопланетяне найдут планету-изгоя, которая пересечет их систему, будет лететь туда, куда они хотят попасть, и будут иметь правильный состав и размер до того, как их звезда умрет или они, как вид, будут истреблены - эти шансы практически нулевые.
Астрономы считают, что в Млечном Пути есть миллиарды, если не триллионы, планет-изгоев, которых должно быть более чем достаточно, чтобы инопланетяне могли сделать свой выбор, но поскольку их так трудно обнаружить, мы пока этого не знаем. определенно. Даже если количество планет-изгоев достаточно велико для частых пересечений, размер все еще может быть проблемой. Видите ли, подавляющее большинство планет-изгоев, о которых мы знаем в настоящее время, имеют размеры Юпитера, а это означает, что они являются газовыми гигантами и совершенно негостеприимны для жизни даже продвинутых инопланетян. Вероятно, это связано с ограничениями наших методов наблюдений, поскольку мы не можем видеть небольшие планеты-изгои.
В конце концов, мы нашли доказательства того, что наша собственная система "изгнала" газового гиганта. Если нет планет-изгоев, подобных Земле, то эта гипотеза не может быть реализована. Но все же к ней стоит отнестись серьезно. Такие организации, как NASA и SETI, регулярно сканируют звезды, чтобы увидеть, есть ли у них техносигнатуры. Это следы искусственных радиоволн и искусственного освещения, которые говорят нам, что в звездной системе или экзопланете есть развитая цивилизация. К сожалению, ученым еще предстоит найти такие контрольные признаки присутствия инопланетян, но, может быть, если бы они направили свои сверхчувствительные телескопы на планеты-изгои, им повезет больше?
Мы не можем ограничить наш поиск экзопланетами, похожими на Землю, поскольку это означало бы, что мы случайно пропустим огромное количество потенциально пригодных для жизни мест. Так что, кто знает, однажды мы сможем найти космических автостопщиков, едущих на бродячей планете к новому дому. Будем надеяться, что они дружелюбны или, если нет, готовы избегать нашего приятного уголка космоса.
Происхождение Вселенной и тайна гравитационных сингулярностей
Начало Вселенной было огромным вопросом в научном сообществе в начале ХХ века, пока бельгийский физик и священник Жорж Леметр не представил наиболее последовательное объяснение начала Вселенной, известного как Большой взрыв. В отличие от названия, Большой взрыв на самом деле не был взрывом. Это было просто расширение пространства. Через одну миллионную триллионных долей секунды так называемый взрыв имел фазу, называемую фазой Планка. Физические теории известной Вселенной не сработали, но мы подойдем к этому позже.
Давайте сначала попробуем понять период после эпохи Планка. Гипотетически на самой ранней стадии Большого взрыва известные фундаментальные силы природы были объединены в одну силу (кроме гравитации). Затем началась инфляционная фаза, когда Вселенная начала экспоненциально расширяться. Почти невозможно понять оценку расширения пространства между 10-36 и 10-32 секундами Большого взрыва. Именно в этот момент сильное взаимодействие отделилось от остальных трех фундаментальных сил, и осталось пространство с высокой плотностью энергии, с электрослабыми взаимодействиями.
Электрослабые взаимодействия означают комбинированную форму электромагнитных и слабых ядерных сил. С расширением температура Вселенной уменьшилась и стала достаточной для образования кварк-глюонной плазмы. Вплоть до первой секунды Большого взрыва во Вселенной происходило образование адронов путем объединения кварков. Примерно в этой фазе частицы и их античастицы аннигилировали, образуя только материю Вселенной.
Подсчитано, что на каждый миллиард и одну частицу материи приходится один миллиард частиц антиматерии, и из этой дополнительной частицы возникла вся материя Вселенной, которую мы видим сегодня. В космологии она называется барионной асимметрией или процессом бариогенеза и до сих пор является одной из важнейших нерешенных проблем физики.
Возможно, у нас есть другая Вселенная, полностью состоящая из частиц антиматерии.
Законы физики продолжают требовать в нескольких случаях теории множественных вселенных. Возвращаясь к Большому взрыву, эра нуклеосинтеза началась, когда протоны и нейтроны соединились вместе, образуя первые ядра атома, а именно водорода, гелия-4 и т. д. Вселенная была непрозрачна, поскольку температура была слишком высока, чтобы электроны могли связываться с ядрами, и нет свободных фотонов.
Фотоны во время этой фазы ранней Вселенной находились в тепловом равновесии с частицами материи. Вселенная еще больше расширилась и остыла. Когда Вселенной было около трехсот восьмидесяти тысяч лет, наступила эра рекомбинации, когда условия были достаточно подходящими, чтобы электроны соединились с ядрами и образовали нейтральные атомы. Именно во время этой фазы испускалось космическое микроволновое фоновое излучение. Реликтовое излучение является одним из самых убедительных доказательств теории большого взрыва о происхождении Вселенной.
За открытием космического микроволнового фонового излучения стоит чрезвычайно увлекательная история. Это было случайное открытие и одно из самых глубоких в истории астрофизики и космологии. В 1964 году Роберт Уилсон и Арно Пензиас подумали, что неожиданные звуки в их приемнике были результатом голубиного помета, и дуэт ученых часами чистил голубиный помет. К счастью, шумы продолжались, и после совместного анализа астрофизиков из Принстона, включая Боба Дике, Джима Пиблза, Дэвида Уилкинсона и дуэта Пензиаса и Уилсона, открытие реликтового излучения было подтверждено.
Теоретическое предсказание излучения, сделанное Принстонской командой, совпало с данными, полученными учеными из Bell Labs, что привело к научному открытию.
Анализ реликтового излучения сыграл большую роль в определении физических условий в ранней Вселенной, включая состав и возраст. Данные 2013 года, отправленные спутником Planck (запущенным в 2009 году), помогли нам найти больше информации о содержании темного вещества и темной энергии. Большинство фаз ранней Вселенной понятны и могут быть поняты с помощью законов физики. От образования первого кварка до эры рекомбинации и производства космического микроволнового фонового излучения все очень хорошо согласуется с экспериментальными данными и расчетными предположениями.
Чего мы, однако, не понимаем ясно, так это природы плотной формы материи, в которой законы физики нарушаются. В научных терминах это называется гравитационной сингулярностью. Аналогичное состояние можно найти в центре черной дыры. Законы физики не работают в этих областях пространства. Мы понимаем гравитацию в соответствии с общей теорией относительности Эйнштейна, а для сверхплотных областей математические уравнения просто не работают. Решения становятся неполными.
Гравитационные сингулярности - это единственные известные на сегодняшний день места в космосе, где, кажется, сочетаются две основы современной физики: общая теория относительности и квантовая механика. Какими бы сложными ни были математические решения, они могут стать отличным источником для изучения и, возможно, нахождения единой теории всего.
В течение нескольких десятилетий физики и космологи пытались объединить квантовую механику с общей теорией относительности, но безуспешно. Иногда математика не подходит, а иногда экспериментальные данные, требуемые теорией, почти невозможно получить с помощью технологий, которые у нас есть сегодня. Наиболее многообещающими теориями гравитации, которые мы разработали до сих пор, являются теория суперструн и петлевая квантовая гравитация. Но у этих теорий есть свои ограничения. Возможно, полноценная теория квантовой гравитации могла бы помочь нам понять самые загадочные уголки Вселенной.