Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1940, ο Ούγγρος-Αμερικανός επιστήμονας John von Neumann ανέπτυξε μια μαθηματική θεωρία για το πώς οι μηχανές θα μπορούσαν να αναπαραχθούν ατελείωτα. Αυτή η εργασία προκάλεσε την ιδέα των «von Neumann probes», μιας κατηγορίας αυτοαναπαραγόμενων διαστρικών ανιχνευτών (SRPs) που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να κάνουν τα πάντα, από την εξερεύνηση του Σύμπαντος έως τη σπορά του με τη ζωή και την παρέμβαση στην εξέλιξη των ειδών.
Μερικοί έχουν φυσικά προτείνει να είναι μια έρευνα SETI, η οποία θα συνεπαγόταν την αναζήτηση ενδείξεων αυτοαντιγραφόμενου διαστημικού σκάφους στον γαλαξία μας. Αλλά όπως συμβαίνει πάντα με προτάσεις όπως αυτές, το Fermi Paradox επιβεβαιώνει τελικά τον εαυτό του ζητώντας την παλιά ερώτηση - «Πού είναι όλοι;» Εάν υπάρχουν εξωγήινοι πολιτισμοί εκεί έξω, γιατί δεν βρήκαμε κανένα αποδεικτικό στοιχείο για τα SRP τους;
Σύμφωνα με τον Duncan H. Forgan, ερευνητή στο Κέντρο Επιστήμης Εξωπλανητών του Πανεπιστημίου του St. Andrews στο Ηνωμένο Βασίλειο, η απάντηση θα μπορούσε να είναι ότι αυτοί οι ανιχνευτές τελικά καταλήγουν σε θηρευτές (γνωστός και ως beserkers) και καταλήγουν να καταστρέφονται. Ο Forgan παρουσίασε αυτό το επιχείρημα σε μια μελέτη, με τίτλο "Predator-Prey Behavior in Self-Replicating Interstellar Probes", το οποίο εμφανίστηκε πρόσφατα σε προεκτύπωση στο διαδίκτυο.
Η ιδέα της αυτο-αντικατάστασης μηχανών είναι χρονοβόρα, με αναφορές που χρονολογούνται από τον φιλόσοφο Ρενέ Ντεκάρτες του 17ου αιώνα. Σύμφωνα με ένα δημοφιλές ανέκδοτο, ο Descartes είχε σχέση με τη Βασίλισσα Χριστίνα της Σουηδίας ότι το ανθρώπινο σώμα ήταν ουσιαστικά μια μηχανή. Η βασίλισσα στη συνέχεια φέρεται να επισήμανε ένα κοντινό ρολόι και διέταξε τον Descartes, «να το προσέχει να αναπαράγει απογόνους».
Ωστόσο, ο John von Neumann πρότεινε για πρώτη φορά ένα εννοιολογικό πλαίσιο για μια κινηματική μηχανή που θα ήταν ικανή να αυτοαναπαράγεται. Κατά τη διάρκεια μιας σειράς διαλέξεων που έδωσε το 1948 και το 1949, μοιράστηκε την ιδέα του για μια μηχανή που χρησιμοποιούσε αποθήκη ανταλλακτικών για την κατασκευή πανομοιότυπων μηχανών με βάση ένα πρόγραμμα που είναι αποθηκευμένο σε ταινία μνήμης.
Μόλις ολοκληρωθεί, ο συναρμολογητής θα αντιγράψει τα περιεχόμενα της ταινίας μνήμης σε αυτό του αντιγράφου, το οποίο στη συνέχεια θα άρχιζε να κατασκευάζει ένα άλλο μηχάνημα με βάση τον ίδιο ίδιο σχεδιασμό. Αυτές οι ιδέες θα διαδόθηκαν αργότερα σε ένα άρθρο που εμφανίστηκε σε ένα τεύχος του 1955 Επιστημονικός Αμερικανός, με τίτλο "Man Viewed as a Machine" (γράφτηκε από έναν άλλο διάσημο Ούγγρο-Αμερικανό επιστήμονα, John G. Kemeny).
Ο Von Neumann αργότερα θα τελειοποιήσει αυτήν την πρόταση αναπτύσσοντας ένα μοντέλο για ένα αυτοδιπλασιασμό βασισμένο σε αυτόματα που λειτουργούσαν σε κυψελοειδές επίπεδο, αναπαράγονταν εκθετικά και άπειρα. Ο Richard Feynman θα επεκτεινόταν σε αυτήν την ιδέα με τη διάλεξή του στη συνάντηση της Αμερικανικής Φυσικής Εταιρείας (APS) στο Caltech το 1959, «Υπάρχει άφθονος χώρος στο κάτω μέρος».
Αυτή η διάλεξη θα εμπνεύσει τον Eric K. Drexler (που συχνά αποκαλείται «πατέρας της νανοτεχνολογίας») να προτείνει την ιδέα του για μοριακούς συναρμολογητές στο διάσημο βιβλίο του του 1986 Μηχανές Δημιουργίας: Η ερχόμενη εποχή της Νανοτεχνολογίας. Αυτές και άλλες μελέτες έδειξαν ότι οι ατελείωτες αυτοαναπαραγόμενες μηχανές ήταν μια πιθανότητα, η οποία φυσικά έδωσε την ιδέα ότι μια προηγμένη εξωγήινη νοημοσύνη (ETI) μπορεί να το είχε ήδη κάνει.
Εδώ μπαίνουν το θέμα των SRP και του Fermi Paradox. Όπως εξήγησε ο Dr. Forgan στο Space Magazine μέσω email:
«Η κύρια ώθηση είναι ότι εάν μπορούν να γίνουν SRP, τότε θα πρέπει να μπορούν να εξερευνήσουν τον Γαλαξία σε περίπου 10-100 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό είναι πολύ μικρότερο από την ηλικία της Γης, οπότε όλα τα πράγματα είναι ίσα, εάν μπορούν να γίνουν SRP, τότε οι πιθανότητες είναι ότι ο Γαλαξίας θα είχε εξερευνηθεί πλήρως πολλές φορές και ένας ανιχνευτής θα πρέπει να βρίσκεται στο Ηλιακό Σύστημα αυτή τη στιγμή. Αλλά δεν βλέπουμε ένα! Γιατί λοιπόν δεν βλέπουμε σημάδια SRP; "
Πράγματι, μια έγκυρη ερώτηση, και που πίστευαν ορισμένοι επιστήμονες αντιμετωπίστηκε όταν ο Oumuamua πέρασε από το Ηλιακό μας Σύστημα. Αφού ανέλυσε την παράξενη συμπεριφορά του, ο Shmuel Bialy και ο καθηγητής Abraham Loeb του Ινστιτούτου Θεωρητικών Υπολογισμών του Χάρβαρντ-Σμιθσόν (ITC) ανέφεραν ότι «το Oumuamua μπορεί να είναι ένα ηλιακό πανί ή τα απομεινάρια ενός διαστρικού ανιχνευτή.
Δυστυχώς, η επακόλουθη ανάλυση έδειξε ότι αυτό το μυστηριώδες αντικείμενο ήταν πιθανότατα το θραύσμα ενός αποσυνθεμένου κομήτη. Ενώ υπήρξε πηγή απογοήτευσης για πολλούς, ο τρόπος που ο Oumuamua ενέπνευσε τόσο πολύ στον τρόπο της έρευνας ήταν εντυπωσιακός. Τόνισε επίσης πόσο δύσκολη είναι η αναζήτηση στοιχείων για ETI. Ως εκ τούτου, γιατί η θεωρία που εξέτασε ο Forgan είναι τόσο ελκυστική.
Μήπως δεν βλέπουμε αποδεικτικά στοιχεία για ETI, επειδή τα αποδεικτικά στοιχεία αφαιρούνται ενεργά (τουλάχιστον όσον αφορά τα SRP); Για να δοκιμάσει αυτή τη θεωρία, ο Δρ Forgan εφάρμοσε μοντέλα που βασίζονται σε εξισώσεις Lotka-Volterra (γνωστές και ως εξισώσεις αρπακτικών-θηραμάτων) σε έναν θεωρητικό πληθυσμό SRPs. Αυτές οι εξισώσεις χρησιμοποιούνται συνήθως για να περιγράψουν τη δυναμική των βιολογικών συστημάτων στα οποία αλληλεπιδρούν δύο είδη.
Σε αυτήν την περίπτωση, οι εξισώσεις επανατοποθετήθηκαν για να περιγράψουν τι θα συνέβαινε εάν μερικοί από αυτούς τους ανιχνευτές άρχισαν να τρέχουν amok και να αρχίσουν να καταναλώνουν τα δικά τους. Όπως το εξήγησε ο Forgan:
«Μία λύση για την έλλειψη SRPs είναι ότι τα SRP μεταλλάσσονται καθώς αναπαράγονται και εξελίσσονται σε πολλαπλά είδη. Εάν ένα είδος θηρεύει άλλους ανιχνευτές, τότε ο συνολικός πληθυσμός μπορεί να μειωθεί και η προσπάθεια εξερεύνησης μπορεί να αποτύχει. Διερεύνησα αυτήν τη λύση χρησιμοποιώντας κλασικά οικολογικά μοντέλα αρπακτικών θηραμάτων, τα οποία δεν είχαν εφαρμοστεί ποτέ σε μια διαστρική κλίμακα. Αυτό μοιάζει λίγο με τη μελέτη της οικολογίας πολλών νησιών, με τους αρπακτικούς και το θήραμα να είναι πουλιά που μπορούν να πετάξουν σε κοντινά νησιά. "
Ευτυχώς (ή δυστυχώς, ανάλογα με την άποψή σας), τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων του Forgan έδειξαν ότι εάν ορισμένα SRP δυσλειτουργούσαν και άρχισαν να συμπεριφέρονται σαν ανιχνευτές, ο συνολικός πληθυσμός δεν θα επηρεαστεί δραστικά. Εν ολίγοις, οι «θήραμα» ανιχνευτές θα βρουν τρόπους για να επιβιώσουν, χάρη σε μεγάλο βαθμό στην ικανότητά τους να αναπαραχθούν.
«Διαπίστωσα ότι ο συνολικός πληθυσμός των ανιχνευτών μπορεί να παραμείνει πολύ υψηλός, ακόμη και όταν υπάρχουν αρπακτικά», είπε. «Αυτό φαινόταν αληθές ανεξάρτητα από τις υποθέσεις που έκανα για το πόσο« πεινασμένοι »ήταν οι αρπακτικοί ή για το πώς κινήθηκαν οι ανιχνευτές για τον Γαλαξία».
Φυσικά, αυτά τα ευρήματα έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην υπόθεση SRP και πώς σχετίζεται με το Fermi Paradox. Και, όπως σημειώνεται, μπορούν να θεωρηθούν τόσο καλά και κακά. Από τη μία πλευρά, σώζει την ιδέα ότι μπορεί να υπάρχουν εξωγήινοι ανιχνευτές εκεί έξω για να βρούμε. Από την άλλη, εγείρει το ερώτημα γιατί δεν το βρήκαμε, επιβεβαιώνοντας έτσι το ενοχλητικό Fermi Paradox. Ή όπως το έθεσε η Forgan:
«Για μένα, αυτό κάνει το επιχείρημα SRP ισχυρότερο από ποτέ. Κάνει μια πιθανή λύση (η λύση Predator-Prey) πολύ λιγότερο εφικτή ως μέσο αφαίρεσης SRPs από τον Γαλαξία μας. Θα πρέπει να σκεφτούμε ακόμη πιο σκληρά γιατί δεν βλέπουμε σημάδια ευφυούς ζωής πέρα από τη Γη. "
Για το καλύτερο ή το χειρότερο, το Fermi Paradox ισχύει ακόμα. Για πολλούς ερευνητές και λάτρεις της SETI, πολλές ελπίδες εξαρτώνται από την ανάπτυξη διαστημικών τηλεσκοπίων επόμενης γενιάς τα επόμενα χρόνια. Αυτά περιλαμβάνουν το πολυαναμενόμενο Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) και το Διαστημικό τηλεσκόπιο υπερύθρου μεγάλου πεδίου (WFIRST), οι πνευματικοί και επιστημονικοί διάδοχοι του Hubble, Kepler, Spitzer, και άλλοι.
Υπάρχουν επίσης επίγειες συστοιχίες όπως το Εξαιρετικά μεγάλο τηλεσκόπιο (ELT), το Τηλεσκόπιο τριάντα μέτρων (TMT) και το Τηλεσκόπιο Giant Magellan (GMT) που θα αρχίσει να λειτουργεί έως τη δεκαετία του 2020. Με τη βελτιωμένη ευαισθησία και ανάλυση αυτών των οργάνων, οι επιστήμονες αναμένουν να μάθουν πολλά περισσότερα για το Σύμπαν και τους πολλούς εξωπλανήτες που υπάρχουν στον τοπικό γαλαξία.
Και ενώ συνεχίζουμε να αναζητούμε σημάδια εξωγήινης νοημοσύνης χρησιμοποιώντας αυτά τα βελτιωμένα όργανα, μπορούμε πάντα να διαβεβαιώσουμε τον εαυτό μας ότι το Σύμπαν είναι ένα πραγματικά, πραγματικά μεγάλο μέρος. Όπως είπε αργά ο μεγάλος Carl Sagan - «Αν είμαστε μόνοι στο Σύμπαν, σίγουρα φαίνεται σαν ένα φοβερό χάσιμο χώρου».
Ή, αν προτιμάτε μια πιο αυστηρή και διφορούμενη ανάληψη πραγμάτων, είναι καλό να θυμάστε τα λόγια του αείμνηστου (και εξίσου υπέροχου) Arthur C. Clarke - «Υπάρχουν δύο δυνατότητες: είτε είμαστε μόνοι στο Σύμπαν ή δεν είμαστε . Και τα δύο είναι εξίσου τρομακτικά. "
Για όσα γνωρίζουμε, μπορεί να μην υπάρχει έλλειψη ETI εκεί έξω, και ίσως δεν πρέπει να βιαζόμαστε να τους συναντήσουμε. Για ό, τι ξέρουμε, είναι απίστευτα προηγμένοι και δεν φοβούνται να χτυπήσουν μερικούς μυρμηγκιάδες! Ή είναι πιθανό να μην βιαστούν να μας γνωρίσουν. και δεδομένου του ιστορικού μας, ποιος μπορεί να τους κατηγορήσει;
Στο μεταξύ, η αναζήτηση συνεχίζεται! Και φροντίστε να δείτε αυτό το ενημερωτικό βίντεο TED-Ed σε ανιχνευτές von Neumann:
