Ewelina Zambrzycka: Matematyk Frank Drake wyliczył, że kosmos powinno zamieszkiwać 5 milionów inteligentnych cywilizacji reprezentujących różne typy rozwoju. Jeden z typów zakłada, że cywilizacja jest zdolna do pozyskiwania energii już nie tylko z pojedynczej gwiazdy, ale z całej galaktyki. W związku z tym, że nic nie trwa wiecznie, jakaś liczba tych cywilizacji już nie istnieje, ale przynajmniej powinna pozostawić po sobie pewne ślady, artefakty. Co zmusza mnie do zadania ulubionego pytania: czy jesteśmy jedyną cywilizacją we wszechświecie?

dr Grzegorz Brona: Równanie stworzone przez Drake’a jest bardzo proste, ale jego zasadniczy problem stanowi to, że większość współczynników wchodzących w jego skład jest nieznana i wymaga dodatkowych założeń. Różne założenia przyjmowane przez naukowców pozwalają wyliczyć, że liczba cywilizacji, które aktualnie wysyłają sygnały w kosmos w różnych zakątkach Drogi Mlecznej, wynosi od jednej do wielu tysięcy.

W mojej opinii najistotniejszą kwestią w równaniu Drake’a jest jednak czynnik związany z przeżywalnością cywilizacji technicznych, czyli z tym, jak długo oddziałują one na wszechświat. Ludzkość osiągnęła poziom cywilizacyjny, na którym może zostać wykryta poprzez analizę widma elektromagnetycznego, zaledwie jakieś sto lat temu. Mniej więcej w tym samym czasie wynaleźliśmy broń, która byłaby w stanie wymazać całą naszą cywilizację z powierzchni Ziemi. Jednak wbrew pesymizmowi czasów zimnej wojny ludzkość przetrwała i obecnie zaczyna coraz śmielej myśleć o podboju Układu Słonecznego. A cywilizacji, która obejmuje nie jedno, lecz kilka ciał niebieskich, znacznie trudniej się samounicestwić. Nie zagrażają jej również planetarne katastrofy, takie jak upadek meteorytu czy wzrost aktywności sejsmicznej. Wydaje się więc, że jesteśmy o krok od zabezpieczenia się przed wyginięciem. A skoro nam się to (mam nadzieję) uda, dlaczego nie miałoby się udać innym cywilizacjom? Czas życia cywilizacji technologicznych, który pojawia się w równaniu Drake’a, może w zasadzie być dowolnie długi.

To kieruje nas w stronę drugiej poruszonej kwestii. Skoro wszechświat istnieje od 13,8 miliarda lat, a nadaje się do zamieszkania mniej więcej od 7 miliardów lat, to inne cywilizacje Galaktyki równie dobrze mogły się pojawić wiele milionów lub też miliardów lat przed człowiekiem. I jeśli nie uległy samozagładzie, miały mnóstwo czasu na rozwój. Stały się najpierw cywilizacjami pierwszego typu, po upływie wielu tysięcy lat przeszły na poziom drugi, aż w końcu po upływie milionów lat znalazły się na poziomie trzecim. Tymczasem gdy patrzymy na rozgwieżdżone nocne niebo, ba, gdy kierujemy w niebo nasze superteleskopy optyczne, radiowe i inne obserwatoria unoszące się w kosmosie, nie widzimy przejawów istnienia sfer Dysona, czyli megastruktur kosmicznych otaczających całą gwiazdę, lub innych budowli, które takie cywilizacje musiałyby stworzyć. Nie dostrzegamy niczego, co nie powstałoby w sposób naturalny.

Wszechświat powinien pulsować życiem, ale widzimy pustkę

Chyba nie jest aż tak źle. Kosmiczny teleskop Keplera badał przecież w konstelacji Łabędzia gwiazdę KIC 8462852, która zachowuje się – przynajmniej według astronoma Jasona Wrighta z Uniwersytetu Pensylwanii – jakby była otoczona megastrukturą Dysona.

W 2015 roku rzeczywiście opublikowano bardzo ciekawy artykuł na temat jednej z gwiazd obserwowanych przez łowcę planet pozasłonecznych, czyli obserwatorium Keplera. Dane dotyczyły gwiazdy KIC 8462852, nazywanej również gwiazdą Tabby (od Tabethy Boyajian, astronomki zaangażowanej w jej obserwację), która znajduje się około 1500 lat świetlnych od Ziemi. Ujawniły, że gwiazda co jakiś czas bardzo mocno ciemnieje, nawet o 20 procent. Coś olbrzymiego pojawia się pomiędzy nią a naszymi obserwatoriami astronomicznymi. Planeta wielkości Jowisza spowodowałaby pociemnienie maksymalnie o 1 procent. Coś, co okrąża Tabby, musi być więc wielokrotnie większe. Ponadto dane Keplera sugerują, że ta gwiazda z czasem traci powoli swój blask. Jest to coś niespotykanego dla takiej gwiazdy jak Tabby. Zupełnie tak, jakby coś ją coraz bardziej przysłaniało.

Pojawiła się więc hipoteza, że jesteśmy świadkami powstawania kosmicznej megastruktury budowanej przez odległą o 1500 lat świetlnych cywilizację. Być może jest to na przykład sfera Dysona. Na gwiazdę skierowano radioteleskopy. Niestety, nie wykryto w ten sposób żadnych dodatkowych sygnałów mogących świadczyć o aktywności pozaziemskiej cywilizacji. Podobnie nie wykryto błysków laserowych pochodzących z okolic gwiazdy. A takie błyski mogłyby na przykład służyć komunikacji kosmitów. Pojawiły się też inne hipotezy, które tłumaczą zachowanie Tabby bez uciekania się do interwencji cywilizacji pozaziemskiej. Podstawową możliwością jest wielki obłok pyłu, który orbituje wokół gwiazdy i co jakiś czas ją przesłania. Niektórzy naukowcy uważają również, że to procesy na samej gwieździe mogą powodować jej okresowe pociemnienie. Tak czy inaczej zagadka pozostaje, a ja z niecierpliwością czekam na kolejne informacje o Tabby.

To teraz policzmy: obserwowany wszechświat ma około 90 miliardów lat świetlnych średnicy. Mieszczą się w nim 2 biliony galaktyk. Załóżmy, że w każdej jest 100 miliardów gwiazd, a planet w całym wszechświecie może być kwadrylion. W samej Drodze Mlecznej jest nawet 400 miliardów gwiazd. To wielkości, których nie jestem w stanie ogarnąć rozumem, za to przemawia do mnie porównanie mówiące, że na każde ziarnko piasku na Ziemi przypada przynajmniej 10 tysięcy gwiazd. Mnóstwo miejsc, w których mogło pojawić się inteligentne życie, masa czasu, w którym mogło się pojawić. W takim razie dlaczego, poza podejrzeniami związanymi z gwiazdą Tabby, nigdy nie natknęliśmy się na żadne sondy obcych cywilizacji? Na żadne sygnały radiowe czy jakiekolwiek inne przejawy życia innego niż to ziemskie?

Racja, wszechświat powinien pulsować życiem. Gdy patrzymy w niebo, powinniśmy widzieć transformacje gwiazd w wielkie elektrownie, starty intergalaktycznych statków kosmicznych powinny dostarczać mnóstwa kosmicznych fajerwerków, a pozostałości po wojnach gwiezdnych powinny od czasu do czasu przechodzić przez nasz Układ Słoneczny. Z jednej strony nasze silne przekonanie o wielkiej liczbie cywilizacji, z drugiej strony brak ich wyraźnych śladów. Paradoks. Paradoks, który został sformułowany po raz pierwszy przez Enrica Fermiego, fizyka, który jako pierwszy zademonstrował samopodtrzymującą się reakcję jądrową. Właśnie to odkrycie doprowadziło do budowy pierwszej elektrowni jądrowej i przyczyniło się do powstania bomby atomowej.

Czy obce cywilizacje wyginęły, zanim mogliśmy nawiązać z nimi kontakt?

W 1950 roku Fermi opublikował artykuł o znamiennym tytule „Gdzie oni są?”, tymczasem minęło 70 lat i pytanie pozostaje aktualne. Gdzie oni są?

Na początku odpowiedź wydawała się prosta. Najwyraźniej tendencją każdej cywilizacji jest dążenie do samozagłady. W końcu tak powstała nasza cywilizacja: dzięki wojnom i technologicznemu postępowi, który wymuszały te wojny, czy nam się to podoba, czy nie. Jeżeli więc wojny wpisane są w DNA cywilizacji, a każda cywilizacja w pewnym momencie swojej historii zyskuje dostęp do broni jądrowej, nic dziwnego, że musi to się skończyć zagładą. Na szczęście jednak, jak się okazało, nie zawsze tak się dzieje. Ludzkość przetrwała zimną wojnę między innymi dzięki lepszej komunikacji pomiędzy wrogimi stronami. Komunikacji, która mogła odbywać się na przykład na forum ONZ. Można więc przyjąć, że znaczna część cywilizacji powstających w kosmosie nie ulega jednak samozagładzie.

Drugą opcją jest katastrofa naturalna, która czai się gdzieś w mrokach kosmosu. Pierwsza myśl to upadek wielkiego meteorytu. Jednak nawet przy obecnym stanie rozwoju ludzkości nie wydaje się, aby ciągłość naszego gatunku mogła być zagrożona przez takie ciała niebieskie. W niedalekiej przyszłości będziemy mogli przed tym zagrożeniem w pełni się obronić.

Coś, co niesie zagładę, musiałoby być znacznie potężniejsze. Musiałby to być czynnik, na który nawet zaawansowana cywilizacja nie ma wpływu, na przykład wybuch pobliskiej supernowej. Prawdopodobnie coś takiego spowodowało tak zwane wymieranie ordowickie sprzed ponad 430 milionów lat. Z Ziemi zniknęło wówczas 85 procent gatunków. Wybuchy supernowych są jednak wydarzeniami losowymi i są groźne, jeśli wystąpią niedaleko (powiedzmy: w obszarze trzydziestu lat świetlnych od cywilizacji). Dlatego trudno wytłumaczyć w ten sposób zniknięcie wszystkich cywilizacji rozumnych w Drodze Mlecznej. Kolejną możliwością jest przyjęcie założenia, że w pewnym momencie cywilizacje zmieniają się na tyle, że zarzucają plany podboju kosmosu. Rynek gier komputerowych ma obecnie wartość porównywalną z całym rynkiem kosmicznym, łącznie z telekomunikacją, nawigacją i zobrazowaniami satelitarnymi. Wygląda na to, że ludzie wolą się skupić na wirtualnych światach, niż lecieć na Marsa. Ciekaw jestem, jak będzie to wyglądało za jakieś sto lat.

NASA oficjalnie ogłosiła, że za sto pięćdziesiąt z kawałkiem lat w Ziemię uderzy asteroida Bennu i nasz świat się skończy. Asteroida ma ponoć około 500 m średnicy, sporo mniej od tej, która uderzyła w półwysep Jukatan i zakończyła panowanie dinozaurów. Mimo to ma zgładzić 60 procent ludzkości.

Zdaję sobie sprawę z tego, że zawód dziennikarza predysponuje do szukania sensacji. Rzeczywiście – uderzenie ciała o średnicy 300 m w Ziemię może być zabójcze dla gatunku ludzkiego. Ale czy do takiej sytuacji naprawdę dojdzie? Gdybyś przyjrzała się dokładniej danym, to zauważyłabyś, że obliczenia naukowców sugerują jedynie taką możliwość. W żadnym razie nie jest to pewnik. Prawdopodobieństwo, że Bennu uderzy w Ziemię w XXII wieku, wynosi obecnie mniej więcej jeden do 3 tysięcy. I wciąż maleje, bo coraz dokładniej poznajemy parametry tej asteroidy. Oczywiście wielu dziennikarzy chcących wylądować na pierwszej stronie portali internetowych oznajmia, że Bennu zderzy się z Ziemią, i pomija dodatkową informację o prawdopodobieństwie. Tak czy inaczej jeden do 3 tysięcy to stosunkowo duże zagrożenie dla ludzkości. Dlatego w grudniu 2018 roku do Bennu dotarła amerykańska sonda OSIRIS-REx, której zadaniem jest dokładny pomiar asteroidy i dostarczenie na Ziemię jej fragmentów. Pozwoli nam to lepiej oszacować zagrożenie i przygotować się do ewentualnej misji ratunkowej.

Czy kosmici chowają się przed nami i przed sobą wzajemnie?

A może te obce cywilizacje wcale nie chcą być widziane lub my nie mamy narzędzi, by je zobaczyć?

Tak, to jest kolejna możliwość. Od wielu lat nasłuchujemy na falach radiowych kosmitów. Wychodzimy z założenia, że skoro na Ziemi pierwsze transmisje radiowe i telewizyjne zostały przeprowadzone jakieś sto lat temu, kosmici również będą widoczni w widmie radiowym. Uważamy, że nawet jeśli nie spróbują skomunikować się z nami specjalnie, to ich transmisje radiowe i telewizyjne w końcu do nas dotrą. To rozumowanie rodzi jednak dwa zasadnicze problemy.

Po pierwsze, sygnał radiowy bądź telewizyjny pochodzący z Ziemi jest na tyle słaby, że można go wykryć jedynie z odległości mniejszej niż rok świetlny. A kosmici pewnie tak jak my nie marnują energii i nie rozsiewają silnego sygnału we wszystkich możliwych kierunkach. Po drugie zaś, ostatnio coraz trudniej wykryć także cywilizację ludzką. A to dlatego, że coraz większa część naszej komunikacji nie opiera się na silnych sygnałach radiowych. Wynaleźliśmy światłowody, telewizję cyfrową, telefony komórkowe i wi-fi. Te ostatnie wykorzystują fale radiowe o niskiej energii i małym zasięgu.

Prawdopodobnie w wypadku obcych cywilizacji możliwość wykrycia również maleje wraz z rozwojem. Co więcej, mogą one nie być zainteresowane nawiązaniem kontaktu z człowiekiem. Mogą uznawać, że nie dorośliśmy do ich standardów albo że gatunek ludzki należy umieścić w rezerwacie przeznaczonym dla młodych cywilizacji. Pamiętaj, że Pierwsza Dyrektywa z serii Star Trek zakazywała kontaktu z cywilizacjami o zbyt niskim poziomie rozwoju. To optymistyczna wersja. Pesymistyczna mówi o tym, że wyżej rozwinięte cywilizacje mogą traktować te młodsze jako pretendentów do władania Galaktyką. W tym wypadku nasz los byłby przesądzony. Na szczęście, skoro nie widzimy w kosmosie szczątków innych zniszczonych cywilizacji, ten scenariusz można uznać za bardzo mało prawdopodobny.

Jest jeszcze jedna możliwość. Jesteśmy pierwszą cywilizacją, która się rozwinęła w Drodze Mlecznej. Szczyt antropocentryzmu, wiem, ale ktoś musi być przecież pierwszy...

A może to wszystko jest tylko wielką symulacją komputerową?

A może przeciwnie, może wcale nie jesteśmy pierwsi, a nawet w ogóle nas nie ma? Może jesteśmy tylko postaciami w cudzej grze i jedynie wydaje się nam, że mamy na coś wpływ? Może jesteśmy tylko Simami w grze jakiegoś kosmicznego nastolatka?

Gdybym miał wybór, wolałbym być głównym bohaterem gry „Wiedźmin”. Ale pytanie jest zasadne i brzmi: czy nie żyjemy w fantastycznej symulacji komputerowej? Dzisiejsze komputery pozwalają na symulowanie zderzeń zachodzących w Wielkim Zderzaczu Hadronów LHC, cząstek chemicznych, a nawet fragmentów łańcuchów DNA.

Należy się spodziewać, że w przyszłości moc obliczeniowa komputerów będzie dalej wzrastać. Pojawi się możliwość dokładnych symulacji tak złożonych struktur jak komórki. Potem będą proste organizmy oraz interakcje między tymi organizmami. Stąd już prosta droga do symulacji ekosystemów, nawet tak dużych jak planeta. Dalszy wzrost mocy obliczeniowej umożliwi budowanie komputerowych odpowiedników ogromnych fragmentów wszechświata. Gdy mówię o odpowiednikach, mam na myśli symulacje komputerowe, które odtwarzają wszystkie rzeczywiste procesy: od prostych procesów chemicznych do formowania się systemów planetarnych.

Czyli jeśli ktoś już to zrobił, to możemy być taką symulacją? Ba, tych symulacji może być tyle, ile komputerów zdolnych je wygenerować. Możemy być nie tylko symulacją, ale jedną z milionów symulacji całego ogromnego wersum nieskończonej liczby równoległych wszechświatów – ogromnego multiwersum.

Naukowcy, którzy przeprowadzają symulacje komputerowe, zazwyczaj nie ograniczają się do pojedynczego uruchomienia programu. Symulacja uruchamiana jest wiele razy, a wyniki są ze sobą porównywane. Dotyczy to symulacji zdarzeń, w których występuje pierwiastek losowości. A tak na pewno byłoby w przypadku symulacji wszechświata, opartego na prawach mechaniki kwantowej, które zawierają w sobie właśnie losowość. Oznacza to, że naukowiec dysponujący superkomputerem i symulacją wszechświata będzie chciał ją powtórzyć prawdopodobnie wiele milionów razy. Żeby na przykład zobaczyć, jak często w jego symulacji pojawi się inteligentny gatunek.

Reasumując – istnieje jedna prawdziwa rzeczywistość i być może wiele milionów rzeczywistości zasymulowanych przez jakiegoś Wielkiego Uczonego. Jakie jest prawdopodobieństwo tego, że zamieszkujemy akurat tę jedną jedyną prawdziwą rzeczywistość i że podbijemy wszechświat, zanim Wielki Uczony postanowi wyłączyć komputer?

Fragment wywiadu Eweliny Zambrzyckiej z dr. Grzegorzem Broną pochodzi z książki „Człowiek. Istota kosmiczna”, wydanej przez wydawnictwo Znak Literanova.

Człowiek istota kosmiczna