Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

Nogle intelligente civilisationer kunne være fanget i deres verdener

Jupiters måne, Europa, har et varmt hav under en tyk iskold skal. Er der andre verdener derude som Europa? Hvordan ville det være for intelligente skabninger, der levede i en verden som denne? De ville aldrig se stjernerne på himlen, deres egne stjerner eller nogen andre planeter i deres solsystemer. Kredit:NASA/JPL/Galileo rumfartøj

Evolution har produceret en vidunderlig mangfoldighed af livsformer her på Jorden. Det sker bare sådan, at talende primater med modsatrettede tommelfingre steg til toppen og bygger en rumfarende civilisation. Og vi er jordboere. Men hvad med andre planeter? Hvis den dominerende art i en havverden bygger en teknologisk civilisation af en slags, ville de så være i stand til at undslippe deres hav hjem og udforske rummet?



En ny artikel i Journal of the British Interplanetary Society undersøger ideen om civilisationer på andre verdener og de faktorer, der styrer deres evne til at udforske deres solsystemer. Dens titel er "Introduktion af Exoplanet Escape Factor and the Fishbowl Worlds (To konceptuelle værktøjer til eftersøgning af udenjordiske civilisationer)." Den eneste forfatter er Elio Quiroga, professor ved Universidad del Atlántico Medio i Spanien.

Vi har ingen måde at vide, om andre udenjordiske intelligenser eksisterer eller ej. Der er i det mindste en mulighed for, at andre civilisationer eksisterer, og vi er bestemt ikke i stand til at sige med sikkerhed, at de ikke gør det. Drake-ligningen er et af de værktøjer, vi bruger til at tale om eksistensen af ​​ETI'er. Det er en slags struktureret tankeeksperiment i form af en ligning, der giver os mulighed for at vurdere eksistensen af ​​andre aktive, kommunikative ETI'er. Nogle af variablerne i Drake-ligningen er stjernedannelseshastigheden, antallet af planeter omkring disse stjerner og den brøkdel af planeter, der kunne danne liv, og hvorpå livet kunne udvikle sig til at blive en ETI.

I sin nye forskningsartikel kommer Quiroga med to nye begreber, der fødes ind i DE:exoplanet flugtfaktor og fiskeskålsverdener.

Planeter med forskellig masse har forskellige flugthastigheder. Jordens flugthastighed er 11,2 km/s (kilometer i sekundet), hvilket er mere end 40.000 km/t. Flugthastigheden er for ballistiske genstande uden fremdrift, så vores raketter kører faktisk ikke 40.000 km/t. Men flugthastigheden er nyttig til at sammenligne forskellige planeter, fordi den er uafhængig af det anvendte køretøj og dets fremdrift.

Superjord har meget større masser og meget højere flugthastigheder. Selvom der ikke er nogen nøjagtig definition af en superjords masse, bruger mange kilder den øvre grænse på 10 jordmasser til at definere dem. Så en ETI på en superjord ville stå over for et andet sæt forhold, end vi gør her på Jorden, når det kommer til rumrejser.

Denne simple graf fra forskningsartiklen viser, hvordan flugthastigheden stiger med planetmassen. X-aksen viser jordmasserne, og y-aksen viser den nødvendige flugthastighed. Kredit:Quiroga, 2024

I dette arbejde implementerer Quiroga exoplanetens flugtfaktor (Fex) og exoplanetens flugthastighed (Vex.) Ved at arbejde med dem kommer han frem til en prøve af flugthastigheder for nogle kendte exoplaneter. Bemærk, at sammensætningen af ​​planeterne ikke er kritisk, kun deres masser.

Quiroga påpeger, at en planet med en Fex-værdi på <0,4 alligevel ville kæmpe for at holde på enhver atmosfære, hvilket gør livet usandsynligt. Omvendt ville en Fex-værdi på>2,2 gøre rumrejse usandsynlig. "Værdier af Fex> 2.2 ville gøre rumrejser usandsynlige for exoplanetens indbyggere:de ville ikke være i stand til at forlade planeten ved at bruge nogen tænkelig mængde brændstof, og en levedygtig raketstruktur ville heller ikke modstå presset involveret i processen, i det mindste med materialer, vi kender (så vidt vi ved, styrer det samme periodiske system af grundstoffer og de samme kombinationer af dem hele universet)."

"Det kunne derfor være tilfældet, at en intelligent art på disse planeter aldrig ville være i stand til at rejse ud i rummet på grund af ren fysisk umulighed," skriver Quiroga. Faktisk kommer de måske aldrig til at tænke på ideen om nogen form for rumrejse overhovedet. Hvem ved?

Naturligvis er udforskning af rummet ikke en ensrettet gade. Astronauter skal tilbage fra rummet, og en planets masse påvirker det. Genindtræden pålægger en superjord, der er ti gange mere massiv end vores planet, sine egne vanskeligheder. Den atmosfæriske tæthed spiller også en rolle. Et rumfartøj skal kontrollere sin hastighed og friktionsopvarmning, når det kommer ind igen, og det er sværere på en mere massiv planet, ligesom det er at undslippe.

Quiroga taler også om ideen om "fiskeskålsverdene". Det er planeterne over Fex 2.2, hvorfra det er fysisk umuligt at undslippe. Hvordan kunne livet for en intelligent art være i en Fishbowl-verden?

I sin forskningsartikel inviterer Quiroga os til at være spekulative med et nik til science fiction. Forestil dig en havverden, der er hjemsted for en intelligent art. I et flydende miljø rejser ustøttet kommunikation meget længere end i en atmosfære som Jordens. Signaler uden hjælp kunne rejse hundredvis af kilometer.

I et miljø som det, "... kunne kommunikation mellem individer være mulig uden behov for kommunikationsenheder," forklarer Quiroga. Så drivkraften til at udvikle kommunikationsteknologier er der måske ikke. I så fald, siger Quiroga, er teknologien muligvis ikke udviklet, og civilisationen bliver måske slet ikke betragtet som "kommunikativ", en af ​​nøglerne til definitionen af ​​et ETI.

Denne figur fra forskningen viser, hvor let eller svært det ville være at nå rummet fra nogle kendte exoplaneter. Grøn indikerer, at flugt er mulig, orange indikerer sandsynlige problemer, og rød indikerer praktisk umulighed af rumrejser. Kredit:Quiroga 2024

"Telekommunikationsteknologi dukker måske aldrig op i sådan en verden, selvom den kunne være hjemsted for en fuldt udviklet civilisation," skriver Quiroga. "En sådan civilisation ville ikke være "kommunikativ" og ville ikke blive overvejet i Drake-ligningen."

Andre omstændigheder kunne effektivt fange civilisationer i deres hjemverdener. På en planet med kontinuerligt, ubrudt skydække ville stjernehimlen aldrig være synlig. Hvordan ville det påvirke en civilisation? Kan du undre dig over stjernerne, hvis du ikke kan se dem og ikke ved, at de er der? Selvfølgelig ikke. En lignende ting er sandt i et binært stjernesystem uden nattetid. Stjerner ville aldrig være synlige og ville aldrig være objekter og kilder til undren.

Oceanverdener præsenterer en lignende gåde. På havverdener eller måner med varme oceaner og frosne isskaller kilometer tykke, ville enhver indbygger have ekstremt begrænset udsigt over det univers, de bebor. Det er svært at forestille sig en teknologisk civilisation, der opstår i et hav under flere kilometer is. Men vi er ikke i stand til at vurdere, om det er muligt eller ej.

Quirogas exoplanet escape factor (Fex) kan hjælpe os med at forestille os, hvilke slags verdener der kunne være vært for ETI'er. Det kan hjælpe os med at forudse de faktorer, der forhindrer eller i det mindste hæmmer rumrejser, og det bringer mere kompleksitet ind i Drake-ligningen. Det leder os til ideen om Fishbowl-verdener, uundgåelige planeter, der kunne holde en civilisation planetbundet for evigt.

Uden evnen til nogensinde at undslippe deres planet og udforske deres solsystemer og uden evnen til at kommunikere ud over deres verdener, kunne hele civilisationer rejse sig og falde uden nogensinde at kende universet, de var en del af? Kunne det så at sige ske lige for næsen på os, og vi ville aldrig vide det?

Flere oplysninger: Elio Rodríguez, Introducing the Exoplanet Escape Factor and the Fishbowl Worlds (to konceptuelle værktøjer til søgen efter udenjordiske civilisationer), Journal of the British Interplanetary Society (2024). DOI:10.59332/jbis-076-10-0365

Leveret af Universe Today




Varme artikler