은하 정착과 페르미 역설

우주 범위의 종은 수십억 년이 지정된 은하수 전체를 쉽게 정착시킬 수 있습니다. 그러나 사실은 현재 우리 태양계에 명백한 것이 없다는 것입니다. 이 진술들 사이의 불일치는 Fermi 역설이며, 처음에는 그것을 공식화 한 노벨상을 수상한 물리학 자의 이름을 딴 것입니다. Fermi 역설의 참호 공식화에서 미국 천체 물리학 자 Michael H. Hart는 오늘날 지구상의 외계 존재 또는 유물의 부족을“사실 A”라고 불렀습니다. 그는 자신의 결론에 대한 대부분의 반대 의견-우주 문명이 지금까지 은하계를 넘을 수 있다는 것을 보여 주었다. 영원히 행동 (내가 단일 문화적 오류를 불렀던 예).

윌리엄 뉴먼 (William Newman)과 칼 사간 (Carl Sagan)은 나중에 하트의 작품에 대한 주요 반박을 썼다. 특히, 그들은 은하수를 통해 묘사 된 Hart가 를 많이 움직일 수 있다고 언급했다. 인구 증가율이 너무 낮아서 근처의 별들에게만 퍼져야하는 경우 식민지 선박의 속도보다 느리게 느리게. 그들은 또한 오래 지속 된 문명이 빠르게 확장되는 것과 일치하지 않기 때문에 은하계를 정착시키는 데 구부러진 모든 종은 성공하기에 충분히 오래 지속되지 않을 것이라고 주장했다. 다시 말해, 그들은 갤럭시가 멀리 떨어져 있지 않은 문명을 빠르게 확장하는 문명으로 가득 차있을 수 있다고 추론했다.

이 주제에 관한 2014 년 논문에서 동료들과 나는 이러한 많은 주장을 반박했다. 특히, 우리는 단일 정착지에서 인구 증가를 충족시키지 않아야한다고 주장했다. 모든 정착지와 함께 . 인구 증가, 자원 고갈 또는 과밀화가 새로운 정착지의 창출을 유도하거나 작고 지속 가능한 정착지가 결코 결코 결코 없다고 가정 할 이유가 없습니다. 새로운 정착 선박을 시작하십시오. 소규모 지속 가능한 정착지의 빠르게 확장되는 네트워크를 쉽게 상상할 수 있습니다 (실제로 전 세계 최초의 인간 이주는 이와 비슷해 보일 것입니다).

또 다른 요인은 시간 척도와 식민지 전면 속도에 대한 Newman과 Sagan의 숫자에 영향을 미칩니다. 이 주제에 대한 이전의 대부분의 작업은 여과 모델을 이용하여 선박이 별의 정적 2 차원 기판으로 움직입니다. 이 모델에서 별을 런칭하는 정착 선박은 근처의 모든 별을 빠르게 정착시켜 정착 할 수있는 별의 수를 제한 할 수 있습니다. 그러나 실제 별은 3 차원으로 움직입니다. 즉, 은하계 전체에 궤도 정착지를 가지고 다닐 수 있으며, 정착지에는 항상 충분히 오래 기다리면 신선한 새로운 별이 정착 할 것입니다.

Adam Frank와 함께 로체스터 대학교에서 조나단 캐롤 넬렌 백 (Jonathan Carroll-Nellenback)은 얼마 전까지 만해도 Caleb Scharf와 나와 함께 작업을 마치고, 현실적인 정착 전선이 어떻게 별의 실제 가스에서 어떻게 행동 할 것인지, 은하계 센터에서 우리의 거리에서 은하 디스크의 특징적인 특징에 대한 분석 및 수치 모델에 관한 작업을 마쳤습니다. 여기서 큰 발전은 몇 가지입니다.

1. Carroll-Nellenback은 현실적인 별 가스에 대한 수치 모델을 갖춘 정착 확장 전선을위한 분석 형식주의를 검증했습니다.
2. 그는 유한 한 정착 수명을 설명했다.
3. 그는 또한 은하 정착 전선이 그들에게 어떻게 의존하는지 알아보기 위해 다양한 정착 행동을 탐구했습니다.

모든 별이 정착 할 수있는 것은 아니라는 생각은 명심해야합니다. Adam Frank는 이것을 aurora 효과라고 부릅니다 김 스탠리 로빈슨 소설 이후 시스템이“거주 가능하지만 정착 할 수는 없다”고 소설 이후

결과는 꽤 깔끔합니다. 우리가 정착지가 독립적으로 행동하게 할 때, 하트의 주장은 정착지가 느려 지더라도 꽤 좋아 보인다. 모든 선박이 매우 제한된 범위 (예를 들어, 지구에 가장 가까운 별에만 도달 할 수 있음)를 가지고 있어도 오늘날 우리 자신의 성간 선박보다 더 빠르지 않더라도 (Voyager 2와 같은), 우리는 여전히 평생 미만의 은하수를 정착시켜 Hart의 Fermi Paradox 버전을 지원할 수 있습니다.

캐롤 넬렌 백 (Carroll-Nellenback)은 또한 그들이 보유한 체제를 탐구합니다 여기에 있었지만 너무 오래 전부터 눈치 채지 못했습니다. Frank와 Gavin Schmidt는 Silurian 가설 논문에서 이러한 가능성을 탐구했으며, 나는 태양계의“이전 원주민 기술 종”에 관한 논문에서 비슷한 일을했습니다. 아이디어는“사실 A”는 매우 를 방문한 기술에만 적용된다는 것입니다. 최근에 방문한 후 영구적으로 . 적극적으로 유지되지 않은 지구의 모든 기술이나 태양계는 결국 파괴 및/또는 매장 될 것이므로, 우리는 실제로 수백만 년 동안 지구의 역사를 시간에 다시 탐색 할 수 있습니다.

다시 말해서, "태양계가 방문한 적이 있습니까?" “최근에 정착 했습니까? ".". Carroll-Nellenback은 실제로 정착 된 시스템에 태양계가 많이 있지만 지난 1 백만 년 동안 방문되지 않은 매개 변수 공간이 실제로 있다는 것을 보여줍니다.

물론, 논문에서 언급 한 바와 같이, 우리가 은하계의 정착지 네트워크에 의해 영구적으로 정착되지 않았을 수도있는 다른 많은 이유가 여전히 있습니다.

Hart의 결론은 또한 태양계가 범위 내에있는 모든 외계인에 의해 정착 가능한 것으로 간주 될 것이라는 가정의 대상이됩니다. 이 가정의 가장 사치스러운 모순은 동물원 가설 (Ball 1973)이지만, 우리는 Hart의 추론에서 결함을 지적하기 위해 그러한“Solipsist”위치 (Sagan &Newman 1983)를 불러 일으킬 필요는 없습니다. 오로라 효과를 포함하여 태양계가 정착 할 수없는 많은 이유를 상상할 수 있습니다.

특히, 지구의 생명 유지 자원이 외계 정착 프로젝트를위한 특히 좋은 목표가된다는 가정은 확장과 탐험을 정복하여 원주민 인구에 대한 (또는 적어도 무관심한) 인간 태도의 외계인에 대한 순진한 투영이 될 수있다 (Wright &Oman-Reagan 2018). 극도로 오래 지속되는 문명이 기본 생활을 떠나는 것의 중요성과 근거리 공간 환경이 방해받지 않는 것의 중요성을 인식 할 수 있다고 그럴듯하게 적용 할 수 있습니다.

우리의 결과는 Seti Optimists를위한 혼합 가방입니다. 정착 전선이 전체 은하계를 가로 질러야한다는 주장, Fermi 역설의 중심에있는 은하계를 가로 질러야합니다. 특히 별 자체의 움직임 때문에 강력합니다. 은하계를 아주 잘 섞어서 단순히 연결된 정착지의“Empires”를 방지해야합니다. Hart가 우리가 은하계에 혼자 있다는 것을 의미한다는 것이 맞다면, 이것은 실제로 갤럭 틱 Seti에게 매우 낙관적입니다. 왜냐하면 그것은 다른 를 의미하기 때문입니다. 단일 우주 범위의 종들조차도 그들과 빠르게 발병해야합니다. 실제로, 우리의 분석은 은하 디스크와 함께 회전하지 않는 Halo Stars의 존재를 고려하지 않았거나, 중심에 가까운 별이 돌아 다니는 데 시간이 줄어든다는 사실을 고려하지 않았습니다.

반면에 하트의 주장에는 보류되지 않을 수있는 많은 가정이 있습니다. 특히, 태양에 가 있다는 그의 주장은 정착 된 시스템의 범위에 있었다면 그것은 정착되었을 것이고 정착민들은 여전히 ​​여기에있을 것입니다. 아마도 어떤 이유로 지구 생활은 지구의 생명을 깨끗하게 유지하기를 원하거나 외계인 정착지가 생존하기에는 너무 탄력적이고 악의적이기 때문에 정착지를 막을 수있을 것입니다. 아마도 지구는 aurora 일 것입니다 ?