Program hledání mimozemšťanů - SETI at home - vzbudil obrovský zájem
lidí na celém světě. Normální smrtelník neměl dosud šanci se podobného
projektu zúčastnit. Dnes se poprvé může zapojit kdokoli, ať už slyšel
o Fourierově transformacích a filtraci signálu, o teleskopu v Arecibu,
o vodíkové čáře na kmitočtu 1421 MHz anebo pouze hltá Danikenovy knihy
a neví, čím zaměstnat procesor v počítači.
Dnes stačí k hledání malých zelených mužíčků pouze dostatečně výkonné
PC a připojení na Internet.
Projekt běží druhý týden a mimozemšťany hledá půl miliónu lidí. Drtivá
většina z nich však nemá ani tu nejmenší představu, jaké jsou naše šance.
Upřímě řečeno, jsou mizivé.
Už v dobách, kdy lidé začali otáčet k nebi první mohutné teleskopy a
poslouchat, jesli nás někdo nevolá, sestavil americký astronom Frank
Drake slavnou formuli, která slouží k přibližnému odhadu celkového
počtu technických civilizaci:
N = N* fp ne f1 fi fk fL
N |
počet technických civilizací |
N* |
počet hvězd v Galaxii |
fp |
zlomek hvězd, které mají planetární systém vhodný pro vznik
života |
ne |
průměrný počet planet, vhodných pro vznik života, v jednom
hvězdném systému |
f1 |
zlomek planet, kde život skutečně vzniká |
fi |
zlomek obydlených planet, na nichž se vyvinul inteligentní
život |
fk |
zlomek planet obydlených inteligentními bytostmi, které vyvinuly
účinnou komunikační techniku
| fL |
zlomek doby života technické civilizace. |
Počet hvězd v Galaxii je v rovnici nejbezpečnější údaj. Kvalifikované
odhady tvrdí, že v Galaxii je 4.0e11 hvězd (blíže poznámky na konci).
Přibližně polovina hvězd není sama - má jednoho nebo hned několik
hvězdných průvodců. Předpokládá se, že vznik a stabilita planet ve
vícenásobných hvězdných systémech je podstatně složitější, než u
osamělé hvězdy. Vícenásobné systémy proto vyloučíme.
Z těchto hvězd můžeme - možná ne s klidným svědomím, ale přesto
celkem oprávněně - vyloučit hvězdy, které jsou buď příliš veliké a
tudíž vydrží svítit jen velmi krátkou dobu, a hvězdy, které jsou
naopak příliš malé a poskytují svým planetám pouze velmi málo energie.
Takto můžeme vyloučit asi 45 procent zbývajích hvězd.
Je vysoce pravděpodobné, že většina
zbývajících osamocených hvězd má vlastní planetární systém. Ale zkusme
být pesimičtí a řekněme, že jen každá desátá hvězda má planetu vhodnou
pro vznik života.
Když vypočítáme počet hvězd, které mají planetární systém vhodný pro
vznik života, dostaneme se k fantastickému číslu: 9 miliard hvězd v
v naší Galaxii má planetu vhodnou pro vznik života.
Na kolika planetách život doopravy vzniká? Zde vstupujeme skutečně na
nejistý led a začínáme tápat. Laboratorní pokusy ukazují, že za
běžných kosmických podmínek vznikají komplexní organické molekuly -
základní kameny života - velice snadno. Pro snadný vznik života například
může mluvit také nedávno zvěřejněný nález fosilního "marťana - mikroba" v
meteoritu nalezeném v Antarktidě a pocházejícího téměř jistě z Marsu.
Zkusme proto troufale tvrdit, že na každé třetí vhodné planetě
vzniknul život. Postavme f1 = 1/3.
V Galaxii se podle našich výpočtů nachází život na třech miliardách
planet! Zatím je to fantastické!
Další hodnoty v rovnici jsou čiré spekulace. Na kolika planetách se
vyvinula inteligence? Na každé desáté? Zdá se mi to jako optimistická
volba, ale hledači mimozemských signálů mají pro takto vysokou
hodnotu zdůvodnění, vypadající velmi věrohodně. Kolik takových
civilizací dokázalo vytvořit techniku, potřebnou pro hvězdnou
komunikaci? Taky každá desátá? Budiž. Takže fi = 0.1, fk = 0.1 a počet
technických civilizací, které v naší Galaxii vznikly, je potom 30
miliónů!
Na první pohled jsme se dostali k číslům, která vyrážejí dech. Když
vzniklo v Galaxii 30 miliónů technických civilizací, potom přece
musíme zaslechnout aspoň jednu! Jenže teď přijde studená sprcha.
Fosilní nálezy nám říkají, že život na Zemi trvá možná 4 miliardy let.
Dosud živá historie nám ukazuje, že technická civilizace, schopná
mezihvězdné komunikace, zde existuje teprve asi 50 let, to jest méně,
než desetimiliardtinu této doby, do fL tudíž dosaďme poměr těchto dvou
čísel: 1.25e-8.
Výsledek? V naší Galaxii je v tuto dobu pouze 0.375 civilizace. Nejbližší
civilizace, podobná té naší, tak může být například až ve vedlejší
galaxii v Andromedě, pravděpodobněji ještě dál.
Ale naše šance na úspěch se může radikálně změnit, pokud budeme
počítat trochu jinak. Zkusme předpokládat, že existují starší
civilizace, než ja ta naše. Zkusme uvěřit tomu, že mocní tohoto světa
nestisknou jaderný knoflík s lebkou a zkříženými hnáty, ani nás
neusmaží skleníkový efekt, ani se neudusíme ve vlastních odpadcích,
ale budeme se hřát na sluníčku a posílat do světa své televizní a
radarové vysílání mezi hvězdy ještě dlouhou, dlouhou dobu.
Nejstarší historické prameny ukazují, že lidé dokázali vytvořit
cilivizaci již někdy před deseti tisíci lety. Zkusme vypočítat, jak
moc se naše šance na zachycení signálu změní, pokud by naše technická
civilizace vydržela ještě dalších deset tisíc let. Dobu života
uvažujme u dalších civilizací stejnou.
Vyjde nám, že v Galaxii by tak v současné době bylo 75 civilizací, které
můžeme zaslechnout. Naše šance se radikálně zvýšily.
Pokud budeme uvažovat průměrnou dobu života technické civilizace na
jeden milión let, můžeme počítat se sedmi a půl tisíci civilizacemi.
Jak jsme si ukázali, naše šance závisí nejvíce na době, po kterou
dokáže průměrná civilizace přežít. Pokud živé,
inteligentní a technicky založené bytosti libovolného druhu v naší galaxii
dokáží vyřešit své problémy s technikou, ekologií, ekonomikou a se
sebevražednými sklony a dokáží udržet svou civilizaci po velmi dlouhou
dobu, máme velikou šanci jednoho dne na takovou civilizaci narazit.
Zachycení jakéhokoliv umělého mimozemského signálu by pro nás
bylo důležitou zprávou, i kdybychom její obsah nedokázali rozluštit. V
takové zprávě by totiž bylo zakódováno jedno veliké poselství a pohled
do budoucnosti. Byl by to důkaz o tom, že civilizace se dožívají
vysokého věku že bychom i my mohli směle doufat, že dokážeme vyřešit své
problémy a že lidé na této planetě budou žít ještě tisíce či milióny let.
Měli bychom před sebou báječnou budoucnost.
Odhady výše uvedené jsou spíše pesimistické.
Někteří vědci se domnívají, že všechny faktory mají hodnotu blízkou
jedné. V takovém případě Drakeova rovnice poskytuje přímý jednoduchý odhad:
počet současných civilizací je přibližně rovný délce trvání průměrné
civilizace v letech.
Pokud by byla doba trvání průměrné civilizace jeden milión roků, mělo
by být v současné době v Galaxii asi milión technických civilizací!
Pokud by tento milión byl rozložen po Galaxii víceméně stejnoměrně,
potom je vysoká šance, že nejbližší takováto civilizace není vzdálená
více, než 200 světelných let.
To by v tom byl čert, abychom něco nezaslechli!
Čím zdůvodňují zastánci takto vysokých počtů své odhady?
Začnu vysvětlení od druhé věty termodynamické, jejíž doslovné znění v
lidové tvořivosti je:
"Pořádek je třeba pracně udržovat, zatímco bordel se udržuje sám."
Míra neuspořádanosti (entropie) s časem roste. V této souvislosti se
jeví vznik života jako krajně nepravděpodobná záležitost, přesto zde
na Zemi život existuje a vzkvétá a vysmívá se druhé větě termodynamiky.
Vědcům nedá vznik života spát. Už počátkem padesátých let ukázali Harold
Urey a Stanley Miller, že v podmínkách, které pravděpodobně vládly na
prazemi, je velmi snadné vytvořit složité organické sloučeniny -
aminokyseliny - základní složky pozemského života.
I když to není život, k tomu je ještě daleko, jednoduchost vzniku
složité organické chemie lze považovat za prokázanou i bez života.
Život zkoušíme modelovat na počítačích. Programátoři se snaží
genetické algoritmy používat v praxi, vědci modelují vývoj celých
organismů. Ukazuje se, že tyto modely mají výrazné tendence zlepšovat
samy sebe, organizovat se a zvyšovat svůj stupeň organizace.
Podobné tendence lze údajně vidět i v dalších oblastech - samo se dokáže
regulovat třeba tržní hospodářství, můj kolega tvrdí, že samo se
dokáže regulovat například i pálení slivovice, jakmile se jednou rozjede.
Velmi složitá je obyčejná sněhová vločka - přitom je každá jiná. Jak
hloupé molekuly vody poznají, jak se srovnat do krásného sněhového
krystalu. I zcela nedávno objevený svět fraktálů ukazuje, že pod
slupkou zdánlivého chaosu je skrytý vnitřní řád.
Je jisté, že naše poznání světa není zdaleka úplné. Zdá se, že proti
narůstající entropii působí jiný - dosud neobjevený a přesně nezformulovaný
přírodní zákon o narůstající komplexitě. Jeho dosah zatím jen tušíme.
Už při velkém třesku byl náš vesmír predurčen svými fyzikálními zákony
k vytvoření života a civilizace na naší Zemi. Vůbec to není náhoda.
Vznik života, vědomí a inteligence je praděpodobně přímým důsledkem
působení přírodních zákonů.
A protože předpokládáme, že přírodní zákony platí univerzálně, stejně
v celém vesmíru (jinak by nemělo naše bádání smysl), je zcela jasné,
že život, který na základě přírodních zákonů vznikl na naší zemi,
vznikne na základě týchž zákonů zcela jistě i jinde.
Je možné, že život vzniká zcela automaticky, kdykoliv se vyskytnou
alespoň trochu příhodné podmínky.
Přitom tyto "příhodné" podmínky se výrazně liší od toho, co si my lidé
představujeme. Stáří Země je asi 4.5 miliard let. Fosilní nálezy
ukazují, že život se na Zemi objevil asi před 3.6 miliardami let,
prakticky okamžitě, kdy se alespoň částečně stabilizovala sluneční
činnost a zemský povrch zchladnul a přestal být neustále bombardován z
vesmíru. Pro dnešního člověka byly tehdejší životní podmínky naprosto
nepředstavitelné.
Zákon o narůstající komplexitě, vedoucí ke vzniku života a inteligence
na Zemi, se i na nás, na lidech, vyřádil zcela dosytosti.
Antropologové tvrdí, že za posledních několik desítek tisíc let se
lidský druh nijak podstatně nezměnil. Kdybychom sáhli třicet tisíc let
do minulosti a vylovili tam prehistorického člověka, byl by stejný,
jako my. Jeho schopnosti by byly shodné s našimi.
Darwinova teorie o vývoji druhů tvrdí, že život se vyvíjí zcela
náhodně. Mechanismus je asi takový: Příroda vytvoří například 100
organismů jednoho druhu s náhodnými mírnými odlišnostmi. Přežít může
jen jeden nebo dva. Ty rysy, jejich nositelé přežili a dokázali se
rozmnožit, se v další generaci objeví u většiny potomstva.
Tento jednoduchý princip staví na předpokladu, že náhodné mutace,
jejichž nositelé dokázali přežít, jsou pro přežití nějakým způsobem
podstatné a proto je jejich zachování žádoucí.
Vrátím se k onomu prehistorickému člověku, vytaženému z pralesa doby
kamenné. Pro jeho přežití bylo v pralese nejpodstatnější utéci co
nejrychleji před zubatou chlupatou potvorou, vyhrabat kořínky pro sebe
a svou rodinu, ulovit králíka, vránu či veverku, nebo umřít hlady a
vyhynout.
Kde takový člověk sebral v pralese veškeré schopnosti, které lidé
mají? I ten člověk z pralesa umí sestrojit obrovský teleskop a zkoumat
hvězdy, umí postavit urychlovač částic a prozkoumávat svět tak malý,
že jej v pralese nikdo, i se sebelepšíma očima, nemůže spatřit. I ten
člověk z pralesa si dokáže představit a zkoumat svět elementárních částic.
Může vystudovat dnešní vysokou školu, může být aktivním účastníkem
našeho kulturního života. Prakticky nám to ukazují například
australští domorodci, kteří se během pár desetiletí ocitli z doby
kamenné v moderní době.
Na co jsou dobré tyto schopnosti pro přežití v pralese? Skutečně to
napovídá, že dostatečně složité organizované systémy mají přirozenou
tendenci svou složitost a organizovanost dále zvyšovat a tato tendence
je natolik výrazná, že dokáže předběhnout skutečné aktuální potřeby systému.
Kromě toho předpokládám, že existuje i nějaký další zákon
"o zvědavosti vesmíru". Vesmír se našim prostřednictvím snaží poznat
sám sebe, svoje zákony, minulost a budoucnost. Nikde jsem neobjevil
tento předpoklad v souvislosti se SETI vyřčený, ale pro úspěch hledání
je klíčový.
Ve vesmíru může existovat velké množství civilizací, ale my máme
možnost se dozvědět pouze o těch, které se samy aktivně snaží
poznat své sousedství a kontaktovat spolubydlící. Pokud život na jiných
planetách není zvědavý, pokud se nesnaží propátrat aktivně své
okolí, těžko se může na takovém světě vyvinout technická
civilizace. A i kdyby se vyvinula, komunikace s civilizací, která nemá
na komunikaci zájem, není možná.
Zvědavost, která je pro SETI tolik důležitá, je další "nadbytečnou"
vlastností, kterou nás příroda vybavila. Už dlouhé roky mě udivuje,
jak fascinovaně lidé zvedají hlavy k obloze a snaží se porozumět
hvězdám, vzdáleným bilióny kilometrů. K čemu je lidem pochopení
podstaty vesmíru? Proč potřebujeme vědět, jestli jsme sami, nebo ne?
Jak nám pomůže v přežití znalost vnitřních pochodů ve hvězdách? V
galaxiích? Proč je výhodné vědět o velkém třesku? Jistě, my to dneska
dokážeme zdůvodnit. Ale podle čeho tohle věděl vesmír ještě
dříve, než se stačila vyvinout první inteligentní bytost?
Podle jakých zákonů pracovala evoluce, když nás vybavila vlastnostmi,
které nebyly pro naše přežití podstatné ještě spousty tisíciletí?
Kdyby nebyl zvědavý samotný vesmír, poslušný přírodních zákonů,
dozajista by touto vlasností nevybavil ani nás.
Vypadá to, že naše poznání není zdaleka úplné. Na myšlenkách, o kterých
jsem se tady rozepisoval, s velkou pravděpodobností něco bude.
Poznámky:
Pro vyjádření čísel v exponenciálním tvaru používám "počítačovou" notaci:
4.0e10 znamená do normální mluvy přeloženo čtyři celé nula krát deset
na desátou a
1.25e-8 znamená jedna celá dvacet pět krát deset na méně osmou.
Údaje o hvězdách [3]:
Jako "obyvatelné" jsem odhadl hvězdy spektrálních tříd F, G a K,
jejich procentuální zastoupení v Galaxii je 9.3, 9.3 a 39.1 procent.
Větší hvězdy mají krátkou dobu života.
Menší hvězdy dodávají dostatečné množství energie pouze v nejbližším
okolí. Ovšem planeta musí být v dostatečně velké vzdálenosti od hvězdy,
jinak se její rotace brzy zastaví a hvězda bude osvětlovat pouze jednu
polokouli planety. Podobně se i my díváme na stále stejnou přivrácenou
stranu Měsíce.
Literatura:
[1] Paul Davies: Jsme sami?
[2] Carl Sagan: Kosmos
[3] M. Šolc, J. Švestka, V. Vanýsek: Fyzika hvězd a vesmíru
|