پارادوکس فرمی یکی از جذاب‌ترین آزمایش‌های فکری است که نسل‌های مختلف دانشمندان آن را دنبال کرده‌اند. این پارادوکس تخمینی از تعداد تمدن های کهکشان ارائه می دهد و از سوی دیگر نشان می دهد که چرا ما نمی توانیم آنها را ملاقات کنیم. بر اساس پارادوکس فرمی، اگر تعداد تمدن ها در کهکشان راه شیری افزایش یابد، حداقل یک تمدن باید به منظومه شمسی آمده باشد و فقدان شواهد به معنای عدم وجود چنین تمدن هایی است. بسیاری از متفکران و دانشمندان بر این پارادوکس تأکید کرده اند و سعی کرده اند دلیلی برای فقدان شواهد تمدن های فرازمینی هوشمند بیاورند.
زندگی می تواند بسیار کمیاب باشد و موانع سفر بین ستاره ای بسیار دشوار است. در نتیجه، پاسخ سؤال فوق روشن است; اما یک مقاله جدید پاسخ جدیدی ارائه می دهد: شاید منظومه شمسی و خورشید ما انتخاب خوبی برای گسترش تمدن ها نباشند. برای درک پارادوکس فرمی، ابتدا باید معادله دریک را درک کنید. معادله دریک تخمین احتمالی از تعداد تمدن های فرازمینی در کهکشان راه شیری را ارائه می دهد. در واقع، این معادله دقیقاً نمی گوید چند تمدن وجود دارد. بلکه خلاصه مفاهیمی است که ما در مورد تعداد تمدن ها داریم.
یکی از اجزای اصلی معادله دریک ستاره ها هستند. این معادله سرعت تشکیل ستاره در کهکشان، تعداد ستاره‌های میزبان سیاره و تعداد سیارات بالقوه قابل سکونت که میزبان حیات هستند را در نظر می‌گیرد. دقت معادله زمانی افزایش می‌یابد که تعداد سیارات میزبان حیات و احتمال تبدیل شدن این حیات به تمدن‌های هوشمند و تعداد تمدن‌های هوشمندی که با ارسال سیگنال حضور خود را اعلام می‌کنند را محاسبه کنیم. در نهایت طول عمر تمدن ها تخمین زده می شود.
با استفاده از متغیرهای مختلف برای پاسخ به هر یک از سوالات، به تخمین های متعددی از تعداد تمدن های هوشمند می رسیم. در واقع این معادله یک آزمایش فکری است و هیچ مدرکی وجود ندارد. اگرچه شواهد ناقصی وجود دارد. مقاله جدیدی پارادوکس فرمی را با تمرکز بر انواع مختلف ستارگان بررسی می کند. طبق این مقاله، همه انواع ستارگان مقصد مناسبی برای توسعه تمدن های پیشرفته نیستند. ستاره های کم جرم، به ویژه کوتوله های K، بهترین اهداف مهاجرت برای تمدن های پایدار هستند.
این مقاله با عنوان “زیستگاه کهکشانی ستارگان کم جرم به عنوان راه حلی برای پارادوکس فرمی” است و در مجله Astrophysical منتشر خواهد شد. نویسندگان این مقاله Jacob Hogg Misra و Thomas J. Fuchs هستند. Haque Misra یک محقق ارشد در موسسه فضایی مرمر آبی در سیاتل، واشنگتن، و فوکس یک دستیار پژوهشی در فیزیک در دانشگاه واشنگتن است. مقاله با خلاصه ای از پارادوکس فرمی آغاز می شود:
یک تمدن در حال گسترش می تواند به سرعت در سراسر کهکشان گسترش یابد، بنابراین عدم بازدید بیگانگان از منظومه شمسی می تواند به این معنی باشد که چنین تمدن در حال گسترشی وجود ندارد.
نویسندگان همچنین به یکی از معروف‌ترین تحلیل‌های پارادوکس فرمی توسط مایکل هارت، اخترفیزیکدان آمریکایی در سال 1975 اشاره می‌کنند. مقاله هارت با عنوان «توضیحاتی برای عدم حضور فرازمینی‌ها در زمین» در مجله انجمن سلطنتی نجوم منتشر شد. این تحلیل به عنوان اولین تحلیل تفصیلی پارادوکس فرمی انتخاب شد. هارت در مقاله خود نشان می دهد که چگونه تمدن می تواند در یک کهکشان در فضایی کوتاهتر از عمر یک کهکشان گسترش یابد. او توضیح می‌دهد که اگر تمدنی کشتی‌های مستعمره‌ای را به ۱۰۰ ستاره نزدیک بفرستد، چه اتفاقی می‌افتد. این کشتی ها می توانند منظومه های ستاره ای را مستعمره کنند و هر یک از این مستعمرات می توانند این روند را تکرار کنند. هارت می نویسد:
اگر بین سفرها وقفه ای وجود نداشته باشد، ردیف جلوی کاوشگرهای فضایی درست روی سطح کره ای قرار می گیرند که شعاع آن با سرعت 0.1 سرعت نور منبسط می شود. با این سرعت، بیشتر کهکشان ما 650000 سال نوری را طی می کند.
هارت همچنین اشاره می کند که تمدن پیشرفته زمان زیادی برای یافتن ما خواهد داشت، مگر اینکه سفر خود را کمتر از دو میلیون سال پیش آغاز کرده باشد. از نظر هارت، تنها توضیح برای فقدان شواهد تمدن های پیشرفته این است که چنین تمدن هایی وجود ندارند.
هارت در مقاله خود به چند نتیجه می رسد: جستجو برای هوش فرازمینی (SETI) و تلاش های مشابه اتلاف وقت و پول است. اما نویسندگان مقاله جدید با دیدگاه هارت مخالف هستند. فرضیه اصلی بسیاری از نظریه پردازان پارادوکس فرمی این است که همه ستارگان برای تمدن پیشرفته به یک اندازه جذاب هستند و تمدن ها به یک اندازه در همه جا حضور دارند. اما آیا چنین فرضی درست است؟ نویسندگان تحقیق جدید چنین نظری ندارند. آنها در تحقیقات خود نوشتند:
بر اساس فرضیه هانسن و زاکرمن (2021)، نشان می‌دهیم که یک تمدن در حال گسترش به طور انتخابی منظومه‌های ستاره‌ای کم‌جرم M یا K را انتخاب می‌کند و ستاره‌های پرجرم‌تر را نادیده می‌گیرد تا طول عمر خود را در کهکشان به حداکثر برساند.
ارزیابی ستارگان بر اساس طول عمر برای انسان قابل درک نیست. به جز اخترفیزیکدانان، چه کسی اهمیت می دهد که یک نوع ستاره ده میلیارد سال عمر کند و نوع دیگر ده تریلیون سال؟ اما فرض کنید شما بخشی از بدن حیاتی تمدنی هستید که یک میلیون سال یا حتی بیشتر قدمت دارد و به دیگر منظومه های ستاره ای راه یافته است. در این صورت سن ستاره برای شما مهم می شود. کوتوله های K و کوتوله های M (کوتوله های قرمز) عمر طولانی دارند. حتی یک تمدن بسیار پیشرفته برای استعمار یک سیستم دیگر به منابع زیادی نیاز دارد. پس چرا این منابع را برای یک سیستم ستاره ای که مدت زیادی دوام نمی آورد هدر دهیم؟
ستاره های کوتوله M و K به دلیل شرایط مناسب تر برای سکونت، بیشترین توجه بیگانگان بالقوه را به خود جلب می کنند.
نویسندگان مقاله تخمین زدند که چقدر طول می کشد تا یک تمدن کهکشانی بتواند کهکشانی را که کوتوله های M و K را هدف قرار می دهد مستعمره کند. بر اساس برآوردها، چنین تمدنی برای رسیدن به تمام ستارگان کم جرم به دو میلیارد سال نیاز دارد. به گفته محققان:
یک تمدن پیشرفته احتمالی برای چنین سفرهای بین ستاره ای و تسخیر همه ستاره های کوتوله M و K به امکانات ویژه نیاز دارد. هر چه امکانات این تمدن بیشتر باشد زمان سفر دو میلیارد ساله کمتر می شود. حتی تکامل سریع می تواند در 2 میلیون سال اتفاق بیفتد.
ممکن است دوره‌هایی وجود داشته باشد که یک تمدن بالقوه منتظر برخورد نزدیک با ستاره انتخابی خود باشد. نویسندگان همچنین این سناریو را فرض می کنند: “تمدن ها می توانند بازدیدهای بین ستاره ای را برای انبساط سریع کهکشانی بدون نیاز به پروازهای نسبیتی انجام دهند.” نویسندگان معتقدند که سناریوی استقرار کامل کهکشان را می توان رد کرد. زیرا طبق فرضیه ها منظومه شمسی انتخاب بیگانگان نیست.
به گفته ستاره شناسان، فقدان شواهد کافی برای حضور تمدن های دیگر، فرضیه ستاره ای کم جرم را تایید می کند. عدم وجود استقرار بیگانگان در منظومه شمسی با این نظریه که گسترش بیگانگان به نیمی از کهکشان، یعنی ستاره های کوتوله K یا M محدود می شود، سازگار است. نویسندگان این فرضیه را مطرح می کنند که موجودات فضایی در حال حاضر در سراسر ستارگان کم جرم کهکشان راه شیری پراکنده شده اند و ما نمی توانیم آنها را صرفاً به این دلیل که متوجه آنها نشده ایم رد کنیم. محققان می نویسند:
باید به خاطر داشت که بیگانگانی که سفر خود را از سیستم والدین کوتوله G آغاز می کنند، زمان زیادی برای گسترش کهکشان دارند بدون اینکه ما متوجه فعالیت های آنها شویم.
چه چیزی باعث می شود گونه ها با سرعت بالایی گسترش پیدا کنند؟ رشد جمعیت؟ نیاز به انرژی؟ کنجکاوی علمی؟ دیگران را کتک بزنیم؟ آنها می نویسند: “ما هنوز نمی دانیم که آیا چنین انبساط در مقیاس کهکشانی به طور کلی برای تمدن های پیشرفته رایج است یا مطلوب.”
انسان راهی برای درک این اسرار ندارد. انسان مدرن تنها یک چهارم میلیون سال از سفر خود را طی کرده است. تنها ده هزار سال از کاربرد کشاورزی روی زمین و تنها چند دهه از ساخت اولین ایستگاه های فضایی می گذرد. انگیزه انسان و وضعیت ذهنی او به طور دقیق توسط زمان آزمایش نشده است. بنابراین عجیب نیست که نتوانیم اطلاعاتی در مورد آن به دست آوریم. حتی ممکن است بعد از مدتی بیهوده به نظر برسد.
با این حال، به نظر نویسندگان، شایسته است به دنبال نشانه‌هایی از گسترش تمدن‌های احتمالی دیگر باشیم، حتی اگر محدودیت‌های بیشتری برای تحقیقات خود قائل شویم. هدف ما باید ستارگان کم جرم باشد. دانشمندان با این ایده هارت که جستجو برای هوش فرازمینی (SETI) و دیگر تلاش‌های مشابه اتلاف وقت و پول است، مخالف هستند و می‌گویند:
جستجوی امضاهای فناوری در سیارات فراخورشیدی می تواند دقت جستجوی انبساط کهکشانی کم جرم را افزایش دهد.
زمان ارباب دنیاست. از طول عمر ما تا عصر تمدن های فرازمینی تا زندگی و مرگ ستارگان، زمان بر همه چیز حکومت می کند. نسبیت می تواند زمان را دستکاری کند اما نمی تواند آن را متوقف کند. ما هنوز نمی دانیم چه تمدن هایی در جهان وجود دارد و این تمدن ها چگونه زمان را مدیریت یا درک می کنند. آیا در تجربه خود دچار خطا و انحراف شده ایم؟ قطعا بله. اما اگر حیات فرازمینی آنقدر متفاوت باشد که تلاش ما برای توضیح پارادوکس فرمی نیاز به اصلاح داشته باشد، چه؟ اگر درک و تجربه آنها از زمان کاملاً متفاوت باشد چه؟
شاید موجودات فضایی بر گسترش حیات تسلط داشته باشند و آنقدر عمر کرده باشند که انسان بتواند بخشی از انبساط های متعدد در منظومه های ستاره ای دیگر باشد. شاید مثل ما هویت واحدی نداشته باشند، اما به نوعی ماهیت دورگه و دورگه گروه فردی و ژنتیکی هستند. آنها حتی می توانند اطلاعات ژنتیکی جدید را به گونه ای دریافت کنند که ما حتی نمی توانیم تصور کنیم. شاید تولیدمثل برای آنها منسوخ شده باشد و از دغدغه ها و محدودیت های یک عمر کوتاه رها شوند. همچنین، ممکن است دیگر موجودات زنده و گونه هایی که در گذشته بودند وجود نداشته باشند. شاید آنها موجوداتی همزیست باشند و شاید هزاران موجود دیگر.
همچنین این امکان وجود دارد که جوامع بیگانه بسیار متفاوت باشند و اصلاً نیازی به گسترش نداشته باشند. شاید آنها فکر می کنند که توسعه جوامع هدف ارزشمندی نیست. به نظر می رسد که چنین تمدن هایی با مرگ سیاره خود از بین می روند، اما شاید به نوعی از این مشکل جلوگیری کنند. احتمالاً صدها مورد دیگر وجود دارد که نمی توانیم به آنها فکر کنیم.
این اما و اگرها پایان بسیاری از بحث ها در مورد پارادوکس فرمی و معادله دریک است. هنوز چیزهای زیادی هست که نمی دانیم و نمی توانیم بفهمیم که نمی دانیم. بشریت هنوز در ابتدای راه است. اما مردم کنجکاو هستند و این یکی از صفات مورد علاقه آنهاست. دانشمندانی مانند Haga Misra و Fachs تشویق می شوند که در مورد این مسائل فکر کنند. آیا آنها درست هستند؟ آیا آنها اشتباه می کنند؟ آیا تمدن کهکشانی در حال تکاملی در کهکشان راه شیری وجود دارد؟ شاید هرگز نتوانیم به این سوالات پاسخ دهیم، اما باید به جستجو ادامه دهیم.