Цивилизации, вероятно, быстро распространяются по Вселенной

Поиск внеземного разума (SETI) сталкивается с проблемой неопределённости из-за наличия всего одного примера — Земли и человечества. Это заставляет учёных строить теории о том, где может находиться другая разумная жизнь.

Одна из гипотез — теория перколяции — предполагает, что рост цивилизаций ограничен законами физики и ёмкостью планетарных сред. В новом исследовании команда из Университета Филиппин Лос-Баньос рассмотрела, как цивилизации могут расти в трёх типах вселенных:

• Статической

• Доминируемой материей

• Доминируемой тёмной энергией

Их результаты, опубликованные в препринте на arXiv, показывают, что разумная жизнь имеет ограниченное время для заселения Вселенной и, вероятно, делает это по логистической функции роста (LGF).

Применение теории перколяции

Теория перколяции описывает, как сети распадаются на кластеры при удалении узлов. К парадоксу Ферми её впервые применили Карл Саган и Уильям Ньюман в 1981 году, предположив, что межзвёздное исследование — это процесс диффузии, а не линейной экспансии.

В новом исследовании учёные использовали LGF, где скорость роста замедляется по мере приближения к предельной ёмкости среды (доступным обитаемым планетам). Они рассчитали два ключевых параметра:

• T — время, необходимое для заселения сферического участка Вселенной.
• H — параметр Хаббла, описывающий скорость космического расширения.

Результаты для разных моделей Вселенной

• Статическая Вселенная: Расселение чётко следует LGF — медленный старт, быстрый рост, замедление при исчерпании ресурсов.
• Вселенная с тёмной энергией: Процесс в целом также следует LGF, но с задержкой. При достаточно большом H время T стремится к бесконечности, так как некоторые планеты удаляются быстрее света и становятся недостижимыми.
• Вселенная, доминируемая материей: При малом H соотношение T ~ H остаётся линейным. При большом H оно меняется на T ~ H². В отличие от вселенной с тёмной энергией, T не уходит в бесконечность, так как хаббловская сфера сжимается, и далёкие планеты со временем могут стать достижимыми.

«Мы не ожидали этого результата... Наше исследование "расширяет" это поведение на случаи, когда решётка расширяется, как наша собственная Вселенная», — отметил доктор Алинеа.

Где же они? Три фазы расширения

Модель предсказывает трёхфазную схему расселения:

1. Медленная скорость заселения.
2. Быстрая скорость заселения.
3. Снова медленная скорость заселения.

Исследователи предполагают, что наша галактика, возможно, находится в Фазе I — периоде медленного расселения, когда лишь несколько цивилизаций занимаются межзвёздной экспансией. Большие расстояния между обитаемыми планетами усугубляют эту медлительность.

«Но как только будет достигнуто некоторое количество путешествующих цивилизаций, мы можем войти в Фазу II... Учитывая достаточно времени после входа в эту фазу, мы можем наконец поздороваться с инопланетянами».

Последствия для будущего человечества

Расширение Вселенной, управляемое тёмной энергией, бросает вызов межзвёздным амбициям человечества. Существует сфера достижимых для заселения планет, но она сжимается со временем.

Однако, если Вселенная перейдёт в состояние, подобное доминированию материей, где скорость расширения ниже, колонизация в принципе станет возможной на любом расстоянии.

Вывод: Ответ на вопрос Ферми может заключаться в том, что передовые цивилизации находятся в ранней, медленной фазе расширения, что пока мешает установлению контакта. Со временем вероятность встречи может возрасти.