Eesmärk keskuse poole
Linnutee on 13 MILJARDIT aastat vana. Mõned meie galaktika vanimad tähed sündisid universumi enda alguse lähedal. Me teame, et kõigi nende aegade jooksul on sündinud vähemalt üks tehnoloogiline tsivilisatsioon – USA!
Aga kui galaktika on nii iidne ja me teame, et see võib luua elu, siis miks me pole kelleltki teiselt midagi kuulnud? Kui mõni teine tsivilisatsioon oleks meist vaid 0,1% Galaktika vanusest vanem, oleks ta meist miljoneid aastaid kaugemal ja arvatavasti arenenum. Kuimeiekui olete juba elu teistesse maailmadesse saatmise tipul, kas Linnutee ei peaks nüüdseks kubisema tulnukate laevadest ja kolooniatest?
Võib olla. Kuid on ka võimalik, et oleme otsinud valest kohast. Hiljutised arvutisimulatsioonid autor Jason T. Wright et al viitavad sellele, et parim koht iidsete kosmoses liikuvate tsivilisatsioonide otsimiseks võib olla galaktika tuum, mis on maavälise intelligentsi otsimisel suhteliselt uurimata sihtmärk.
Animatsioon, mis näitab galaktika asustust. Valged punktid on settimata tähed, magenta sfäärid on settinud tähed ja valged kuubikud tähistavad läbisõidulaeva. Moodustunud spiraalne struktuur on tingitud galaktilisest nihkest, kui asustuslaine laieneb. Kui galaktika keskpunkt on saavutatud, suureneb koloniseerimise kiirus dramaatiliselt. Krediit: Wright et al
Churn
Vanemad kosmosekolonisatsiooni matemaatilised mudelid on püüdnud määrata aega, mis kulub tsivilisatsiooni levimiseks kogu Linnuteel. Arvestades Linnutee suurust, võib laiaulatuslik galaktiline koloniseerimine võtta kauem aega kui galaktika enda vanus. Selle uue simulatsiooni ainulaadne omadus on aga Galaxy tähtede liikumise arvestamine. Linnutee ei ole staatiline, nagu eeldati varasemates mudelites, vaid pigem keerlev mass. Kolonisatsioonilaevad või sondid lendaksid tähtede vahel, mis ise liiguvad. Uus simulatsioon näitab, et tähtede liikumine aitab koloniseerida, aidates kaasa tsivilisatsiooni levikule hajutavale mõjule.
Simulatsioon põhineb varasematel uuringutel Jonathan Carroll-Nellenback jt mis pakkus välja, et hüpoteetiline tsivilisatsioon võib levida väiksema valguskiirusega läbi liikuva galaktika. Simulatsioon eeldab tsivilisatsiooni, mis kasutab laevu, mis liiguvad kiirusega, mis on võrreldav meie enda kosmoselaevaga (umbes 30 km/s). Kui laev saabub simulatsioonis virtuaalsesse elamiskõlblikku maailma, peetakse maailma kolooniaks ja võib ise iga 100 000 aasta järel vette lasta uue veesõiduki, kui levialas on mõni muu asustamata maailm. Simuleeritud kosmoselaevade ulatus on 10 valgusaastat ja maksimaalne reisiaeg 300 000 aastat. Virtuaalse koloonia tehnoloogia pidi kestma 100 miljonit aastat, enne kui see sureb välja võimalusega ümber asustada, kui mõni teine koloonia peaks galaktilise liikumise tõttu levialasse triivima.
Tulemused on dramaatilised. Galaktika pöörlemine tekitab kolonisatsiooni laine või 'rinde'. Kui esiosa jõuab galaktika tuumani, katalüüsib tuuma tihedus kolonisatsioonikiiruse kiiret kasvu. Isegi kui kosmoseaparaadi kiirusele seatakse väga konservatiivsed piirangud, võib enamiku Galaktikast koloniseerida vähem kui miljardi aastaga – see on murdosa selle kogu vanusest.
Vaateväli
Simulatsiooni tulemused kinnitavad varasemaid ettepanekuid Vishal Gajjar jt. Galaktika keskusest elumärke otsima. Galaktika keskpunkti ei saa mitte ainult kiiresti koloniseerida, vaid ka tõhusalt otsida tehnoloogiat. Meil on otsenähtavus Galaktika keskpunkti, mis hõlmab meie suhtes kõige tihedamat ruumi. Ja kuna galaktika tekkis seestpoolt väljapoole, on selle keskpunkt täidetud vanemate planeetidega, mis annavad elu arenemiseks rohkem aega.
Keskus on ka loogiline koht, kus 'vestelda' ja tagasi - Galaxy keskne fookuspunkt. Kui soovite saada signaali ülejäänud galaktikasse, saate seda teha keskelt, et katta Linnutee ketas. Samuti, kui soovite leida signaali, võite vaadata sama keskust. Gajjar jt. oletada ka, et arenenud tsivilisatsioon võib olla võimeline kasutama Linnutee energiat keskne supermassiivne must auk kogu galaktikat hõlmava signaalimajaka toiteks. Rääkige võimsast 'tere!'
Mojave kõrbes jäädvustatud vaade galaktika keskuse poole Maalt. Krediit: Autori foto
Miks siis nii vaikne?
Ometi ei vasta see ükski eelmisele küsimusele – kus nad on? Tegelikult muudab Galaxy koloniseerimise kiirus keerulisemaks, miks me pole kellestki midagi kuulnud. Lisaks on Caroll-Nellenback et al. Pange tähele ka seda, et koloniseerimise ajal võib arenenud tsivilisatsioon välja töötada uusi jõuseadmeid, mis lühendavad levimiseks vajalikku aega. Ja veel, Galaktilise tuuma esialgsed raadioskaneeringud ei näidanud ühtegi signaali. Võib-olla on vaikus ise vastuseks. Galaxy on nii vana ja elu levimiseks on nii palju aega, et mõned usuvad, et vaikus rikub lootuse kellegagi kohtuda.
Aga sealonikka loodan! Simulatsioon näitab, et on võimalik, et mõned Galaktika osad ei ole eoonide ajast hoolimata kunagi asustanud. See on tõhususe küsimus. Pidage meeles, et soovite koloniseerida võimalikult lühikese vahemaa tagant. Aja möödudes surevad mõned kolooniad välja ja kaovad võib-olla ressursside ammendumise või kataklüsmilise sündmuse tõttu. Selle asemel, et jõuda kaugemale kosmosesse, otsustavad kolooniad asustada surnud kolooniat lähemalt. Moodustuvad asustatud kolooniate klastrid, mida ümbritsevad asustamata planeedid, mida kunagi ei koloniseerita. 'Püsiseisund' saavutatakse seal, kus Linnutee elamiskõlblike maailmade piirkonnad on koloniseerimiseks lihtsalt liiga ebaefektiivsed.
Vaikimise seletamiseks on ka teisi võimalusi. Võib-olla juhib pikaealisi tsivilisatsioone jätkusuutlikkus, et need kasvaksid oodatust aeglasemalt. Kui koloniseerivaid tsivilisatsioone on mitu, konkureerivad nad ressursside pärast või hoiavad üksteisest distantsi. Võib-olla hoolitsevad tsivilisatsioonid selle eest, et nad ei segaks asustatud planeete, nagu meie oma (sarnaselt ... Peamine direktiiv Star Trekis ) või on ettevaatlikud teistes maailmades esinevate võimalike bioloogiliste kokkusobimatuste suhtes. Kõik need võimalused võivad seletada, miks me pole veel kellegagi kohtunud… kui meil just pole… ei, tõsiselt.
Maetud minevik
Carroll-Nellenback jt. kaaluge 'ajalist horisonti' - ajaloopunkti, millest kaugemale ei jääks Maal enam tõendeid varasema koloniseerimise kohta. Oletame näiteks, et galaktiline tulnukate tsivilisatsioon maandus Maale miljardeid aastaid tagasi, elas tuhandeid aastaid ja suri siis välja. Kogu selle aja möödudes ei jääks nende kohaloleku kohta praktiliselt mingeid tõendeid. Nii et 'meie' pole tulnukate tsivilisatsiooniga kohtunud, kuid võimalik, et Maa ise on seda kohanud.
Simulatsioon näitab, et arvestades meie asukohta galaktikas, on 89% tõenäosus, et tähtedevaheliste laevade külastamiseta võib mööduda vähemalt miljon aastat – potentsiaalselt piisavalt aega, et kustutada varasema kolonisatsiooni märgid. Asi on selles, et galaktika täieliku koloniseerimise või täiesti tühjaks jäämise vahel näitab simulatsioon, et võib olla keskteid – õigeid vastuseid vaikusele, mis jätavad ruumi tehnoloogilisele maavälisele elule isegi ilma kontaktita.
Globaalne elu?
Kuigi galaktika kese on ideaalne tulevikuvaldkond SETI-uuringute jaoks, on galaktikas ka teisi piirkondi, mis jäljendavad keskpunktiga samu soodsaid tingimusi – kerasparved.
Kerasparved (GC) on iidsed massiivsed tähtede kogumid, mis tiirlevad ümber Galaktika keskpunkti kümnete tuhandete valgusaastate kaugusel. Reliikviad intensiivse tähtede tekke perioodist mida katalüüsivad galaktikate ühinemised Linnuteel on teada umbes 150 GC-d vanuses 10–13 miljardit aastat.
Teadaolevate kerasparvede 3D-mudel ja nende asukoht võrreldes ülejäänud Linnutee krediidiga: Galaxy 3D
GC-d on uskumatult tihedad, tähed on üksteisele keskmiselt palju lähemal kui Linnutee kettal. Tähtedevahelise reisimise või suhtluse puhul räägime tavaliselt aastatuhandetest. Kuid GC-s olev tsivilisatsioon kogeks tähtede vahel reisimise aega vaid paar aastat ja suhtlusajad kuude või isegi nädalate jooksul. Probleem on selles, et GC-de tihedus võib negatiivselt mõjutada nii planeedi moodustumist kui ka planeetide orbiidi stabiilsust.
R. Di Stefano ja A. Ray arvutage välja, mida nad nimetavad 'GC elamiskõlblikuks tsooniks'. Tavaliselt kasutame terminit 'elamiskõlblik tsoon', et kirjeldada vahemaad, mida planeet vajab tähe ümber tiirlemiseks, et säilitada vedela vee temperatuuri. Maa asub Päikese elamiskõlblikus tsoonis (see on meie jaoks hea). Kahemõõtmelise raadiuse asemel, nagu planeedi orbiit, on GC elamiskõlblik tsoon kolmemõõtmeline kest, mis tiirleb ümber klastri keskpunkti. Kesta paksuse sisemine osa algab sealt, kus GC tihedus langeb sinna, kus päikesesüsteemid suudavad ellu jääda lähedalasuvate tähtede gravitatsiooniliste häirete tõttu. Lähedal asuva tähe gravitatsioon võib planeetide tolmurõngaid laiali tõmmata, mis häirib planeetide loomist. Süsteemi lähedalt mööduv teine täht võib samuti planeedi oma ematähest välja visata.
Kesta paksuse välisserv on määratletud selle järgi, kus tihedus muutub nii madalaks, et tähtede keskmine kaugus on suurem kui 10 000 AU (astronoomilised ühikud, mis tähistavad Maa kaugust Päikesest umbes 150 000 KM). 10 000 AU võrdub umbes 2 valgusegakuud. Apärast seda vähenevad klastris olemise eelised – nimelt lühike reisi- ja sideaeg naabertähtedega. Kestaga hõlmatud tsoon on see, mida Di Stefano ja Ray nimetavad GC-ks kolonisatsiooni 'magusaks kohaks' – tähesüsteemid, mis asuvad üksteise lähedal, hõlbustades kiiret reisimist/suhtlust, kuid mitte nii lähedal, et nad üksteise süsteemid laiali rebiksid.
Universumi Fraser Cain, kellega liitus eksoplaneedi uurija dr Jason Wright Penn State'i ülikoolist. Jason Wright oli Galaxy koloniseerimise simulatsiooni üks juhtidest
Soovime, et GC magus koht hõlmaks peamiselt väiksema massiga tähti, mis elavad kõige kauem. Tõesti, väikese massiga tähtedel on ka väikseima raadiusega päikese elamiskõlblikud tsoonid. Mida lähemal tiirleb planeet oma ematähe ümber, seda väiksem on tõenäosus, et mõni teine täht selle ära rebib. GC-d kogevad ka nähtust, mida nimetatakse massiliseks segregatsiooniks, kus kõige massiivsemad tähed – ja seega ka kõige ebasoodsamad parve elamiskõlblikkuse jaoks – leiavad end gravitatsioonijõul tsentri poole tõmbamas. See eraldamine sorteerib seejärel loomulikult klastri kõige väiksemast parima valiku süsteemini tuumast perifeeriasse.
Tulemused on soodsad. Hüpoteetilises GC-s, mis läheneb 100 000 Päikese massile, hõlmab magus koht 40% G-tähtedest (kollased kääbused nagu meie oma Päike) ning 15% K- ja M-tähtedest (oranžid ja punased kääbused). See on palju tähti. On isegi võimalus, et planeedid, misonSüsteemidest välja visatud võivad siiski tsivilisatsiooni vastu võtta, kuna planeet saab kombineeritud ümbritsevast energiast kõikidelt parve tähtedelt – eriti kui tsivilisatsioonil on arenenud päikeseenergia püüdmise tehnoloogia. Vabalt hõljuv kosmosetulnukate maailm.
Lihtsalt numbreid välja visates viitavad Di Stefano ja Ray, et isegi kui ainult 10% GC tähtedest on elamiskõlblikud planeedid, 1% neist toetab intelligentset elu ja 1% neist on suhtleva tsivilisatsiooniga, võiks vähemalt üks suhtlev tsivilisatsioon eksisteerida igal pool. GC Linnuteel. Linnuteele endale määratud sarnased muutujad – palju väiksema tähetihedusega – tooksid kaasa…ühe suhtleva tsivilisatsiooni (tõenäoliselt meie). Protsentide muutmine veidi vähem konservatiivseks tähendaks, et hajutatud kettal võiks eksisteerida rohkem tsivilisatsioone, kuid neid eraldaks tohutud vahemaad, mis ulatuvad üle 300 valgusaasta.
Kui asusite GC-s, võite proovida suhelda Linnutee kauge kettaga. Kahjuks pole me veel leidnud otseseid tõendeid selle kohta, et planeedid eksisteerivad GC-des. Meie eksoplaneetide leidmise tehnikaid kahjustavad GC-de kaugus ja tihedus. Kuid see ei välista võimalust. Kui GC-s eksisteerib tsivilisatsioon, millel on kiire juurdepääs tuhandetele tähtedele, ütlevad Di Stefano ja Ray, et tsivilisatsioon oleks põhimõtteliselt 'surematu'.
Globular Cluster M13 Krediit: Howard Trottier, SFU Trottieri observatoorium
Oleme tegelikult edastanud sõnumi GC-le – kaunile M13 Hercules Globular Cluster'ile. Heraklese tähtkujus asuv parv on 22 000 valgusaasta kaugusel, läbimõõt 145 valgusaastat ja koosneb umbes 100 000 tähest. 1974. aastal saadeti Arecibo raadioteleskoobist sõnum M13-le (PUHKA RAHUS) . Sõnum sisaldas numbreid 1 kuni 10, DNA keemilisi ühendeid, graafilist inimese kujundit, päikesesüsteemi graafikat ja raadioteleskoobi enda graafikat. Kogu saateaeg oli 3 minutit. Sinna on veel paar tuhat aastat aega.
Tõenäoliselt ei ole madala eraldusvõimega teade M13 saabumise ajaks märgatav. Kuid võib-olla saavutame ühel päeval kontakti galaktikaid hõlmava tsivilisatsiooniga. Või võib-olla saab MEIST galaktikaid hõlmav tsivilisatsioon. Selle loo puhul ootan ma põnevusega selle eelseisvat ekraani kohandamist Asimovi fondi sari!
Arecibo sõnum edastas M13 kerasparve. Creative Commons
Funktsioonipilt: Hubble'i, Spitzeri ja Chandra teleskoopide loodud liitkujutis Linnutee tuumast. Krediitröntgenikiirgus: NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; Optiline: NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolovy
Jälgi Matthew'd Instagram ja Twitter rohkemate SPAAAACE lugude jaoks
Rohkem uurida:
Kardaševi II tüübi galaktikatelt III tüüpi galaktikatele ülemineku dünaamika soosib tehnosignatuuri otsinguid galaktikate keskpiirkondades – IOPscience (Uurimisartikkel – avatud juurdepääs)
Fermi paradoks ja Aurora efekt: eksotsivilisatsiooni lahendamine, laienemine ja püsiseisundid – IOPscience (Avatud juurdepääs)
Läbimurre, kuulake intelligentse elu otsimine I galaktikakeskuse lähedal – NASA/ADS (harvard.edu) (Avatud juurdepääs)
GLOBULAARSED KLASTTRID KUI ELU HÄLLID JA ARENDATUD tsivilisatsioonid – IOPscience (Avatud juurdepääs)
Teabe edastamine maaväliste tsivilisatsioonide poolt. – NASA/ADS (harvard.edu) (Avatud juurdepääs)