Nacházíme se v zóně samoty vesmíru?

Jsme ve vesmíru sami? To je pravděpodobně jedna z nejzákladnějších, ne-li úplně ta nejzákladnější otázka lidské existence. Lidé se na ni snaží najít odpověď po tisíciletí v té či oné podobě, ale teprve nedávno jsme získali nástroje a znalosti, abychom se mohli pokusit odhadnout, zda jsme sami, či nikoliv. Toto úsilí má podobu slavných nástrojů, jako je Fermiho paradox a Drakeova rovnice, ale vždy existuje prostor pro podrobnější pochopení. Nový článek Antala Verese z Maďarské zemědělské univerzity publikovaný v časopise Acta Astronautica představuje novou otázku: Zónu samoty.

Zóna samoty ale není místo, je to statistické okno, kde je pravděpodobnost existence přesně jedné formy života dané složitosti větší než v situaci, kdy existuje buď více forem života stejné úrovně technologického pokroku, nebo žádná. Tato druhá část je klíčová – dělá ze statistického okna zvonovitou křivku spíše než exponenciální funkci. Než se ale dostaneme příliš daleko do statistických detailů, pojďme si ujasnit některé koncepty.

Fermiho paradox, který je slavný díky fyziku Enrico Fermi, se ptá, zda pokud je ve vesmíru tolik míst, kde se může vyvinout život, kde jsou všichni mimozemšťané? Dosud nikdo nedokázal přijít s uspokojivou odpovědí, ale existuje řada teorií, které se na tuto otázku snaží odpovědět – dvě z nich jsou klíčové pro pochopení Zóny samoty. První je myšlenka „Velkých filtrů“, podle nichž musí forma života pro dosažení určité úrovně technologického rozvoje projít statisticky nepravděpodobnou událostí. Původní vznik života na Zemi je jedním klasickým velkým filtrem, stejně jako přechod z jednobuněčných na mnohobuněčné organismy. Každý z těchto filtrů je kolektivní, protože každá forma života jimi musí postupně projít – a podle některých verzí teorie nás v našem cyklu technologického rozvoje možná čeká ještě více.

Dalším klíčovým konceptem je Kardaševova stupnice. Tato stupnice, původně vyvinutá sovětským fyzikem Nikolajem Kardaševem, hodnotí úroveň technologického rozvoje formy života podle množství energie, kterou její civilizace spotřebuje. Typ I využívá energii typické planety o velikosti Země, typ II využívá veškerý výkon mateřské hvězdy a typ III by spotřebovával veškerou energii celé galaxie. Současné odhady z různých zdrojů uvádějí lidstvo na této stupnici s hodnotou přibližně 0,7.

Posledním klíčovým konceptem je Drakeova rovnice. Tato slavná rovnice, kterou vyvinul astronom Francis Drake, se pokouší vypočítat počet civilizací v Galaxii, které dosáhly technologické úrovně odpovídající lidskému postavení. Mezi její faktory patří rychlost tvorby hvězd, podíl hvězd s planetami a podíl planet, na kterých by se potenciálně mohl vyvinout život.

Model Zóny samoty Antala Verese využívá myšlenky ze všech tří těchto konceptů a je postaven na čtyřech klíčových principech. Prvním je „složitost“, která umožňuje seřadit životní formu na stupnici od 0 do nekonečna podle toho, jak „složitá“ je, od jednoduchých jednobuněčných organismů až po „postbiologickou inteligenci“ – zde přichází na řadu Kardaševův škálovací faktor. Dalším je „pravděpodobnost existence“ – tj. jaká je pravděpodobnost, že existuje civilizace alespoň určité úrovně složitosti. Dalším klíčovým faktorem je „pravděpodobnost nouzového stavu“ – šance, že životní forma alespoň této úrovně vznikne, existuje pouze v jednom systému. A konečně, celkový počet potenciálních systémů ve vesmíru. Článek bere upravenou verzi čísla z Drakeovy rovnice a rozšiřuje ji na celý vesmír, nikoliv jen na naši Galaxii, a toto číslo se ustálí na 10^24, což je odhadovaný počet terestrických planet v pozorovatelném vesmíru.

Z těchto faktorů Antal Veres vypočítává, jak často se pravděpodobnost vzniku nachází v „zóně samoty“, a to výpočtem, zda splňuje dvě podmínky: Pravděpodobnost, že existuje pouze jedna civilizace dané technologické úrovně, je vyšší než pravděpodobnost, že existuje více z nich. Pravděpodobnost, že existuje alespoň jedna civilizace dané technologické úrovně, je vyšší než pravděpodobnost, že neexistuje žádná z nich.

Tento druhý faktor se může zdát zřejmý, ale z tohoto rámce vyplývá zásadní poznatek. Ve scénářích, které jsou ohledně evoluce biologického života příliš pesimistické, je ve skutečnosti pravděpodobnější, že by život vůbec neexistoval, než že by existoval pouze v jednom případě. Aby Veres tento argument dokázal, provedl čtyři různé scénáře, aby zjistil, jaká je pravděpodobnost výskytu formy života v Zóně samoty.

Ve scénáři „astrobiologického optimismu“, který vysvětluje „snadnou“ evoluci na více světech, v podstatě neexistuje žádná šance, aby civilizace s technologickými možnostmi lidstva byla ve vesmíru sama, protože by se hemžil jinými civilizacemi. Na druhou stranu, ve scénáři evolučního tvrdého kroku, který umisťuje Velký filtr na historickou cestu Země dříve v životě, je pravděpodobnost pobytu v zóně samoty opět blízká nule, protože je pravděpodobnější, že neexistují žádné formy života, spíše než že existuje jen jedna.

Existuje však jedna konkrétní odpověď na Fermiho paradox, která tomuto modelu dobře odpovídá – hypotéza vzácné Země. V tomto scénáři je komplexní život extrémně vzácný, ale ne tak daleko, aby nebyl vůbec nemožný. Podmínky na rané Zemi musely být tak akorát, aby umožnily vývoj života, ale neúmyslné obnovení těchto podmínek na jiné planetě je extrémně nepravděpodobné. To má za následek relativně vysokou pravděpodobnost, že se ve skutečnosti nacházíme v zóně samoty – Veres odhaduje tuto pravděpodobnost na přibližně 29,1 %. Jde dokonce ještě o krok dál a definuje další scénář v „ideálním bodě“ rámce zvaný hypotéza kritické Země, která maximalizuje pravděpodobnost, že jsme sami, na 30,3 %.

Jedním z důležitých poznatků z tohoto cvičení je, že pravděpodobnost, že se v Zóně samoty ocitneme, není v žádném scénáři vyšší než 50 %. Mnohem pravděpodobnější je, že buď existuje více forem života na naší technologické úrovni, nebo že tam nebude vůbec žádná. S rostoucím odhadem na Kardaševově škále dané formy života se však pravděpodobnost, že se v dané zóně ocitneme, zvyšuje – skutečně vyspělé civilizace mají více než 50% šanci, že budou v daném okamžiku samy.

Tento model je užitečným nástrojem pro pochopení toho, jak o této základní otázce přemýšlet – ale stejně jako u všech diskusí kolem této základní otázky se o ní jistě bude vést debata. Pokud se na cestě našeho civilizačního vývoje skutečně něco nepokazí, možná na to jednoho dne budeme schopni definitivně odpovědět, ale do té doby si bude lidstvo jako celek i nadále muset klást otázku, zda se skutečně nacházíme v Zóně samoty.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/are-we-in-the-solitude-zone-of-the-universe

autor: František Martinek