În anii 40, savantul maghiar-american John von Neumann a dezvoltat o teorie matematică pentru modul în care mașinile se pot reproduce la nesfârșit. Această lucrare a dat naștere ideii „sondelor von Neumann”, o clasă de sonde interstelare auto-replicante (SRP) care ar putea fi folosite pentru a face totul, de la explorarea Universului până la semănarea acestuia cu viața și intervenirea în evoluția speciilor.
Unii au sugerat în mod natural că aceasta ar fi o cercetare SETI focalizată, care ar presupune căutarea unor semne ale navelor spațiale autoreplicante în galaxia noastră. Dar, așa cum se întâmplă întotdeauna cu propuneri de genul acesta, Paradoxul Fermi se reafirmă în cele din urmă, punând întrebarea în vârstă - „Unde este toată lumea?” Dacă există civilizații extraterestre acolo, de ce nu am găsit dovezi ale SRP-urilor lor?
Potrivit unui Duncan H. Forgan, un coleg de cercetare al Centrului pentru Știința Exoplanetelor de la Universitatea St. Andrews, Marea Britanie, răspunsul ar putea fi că, în cele din urmă, aceste sonde se transformă în sonde prădătoare (de asemenea, beserkers) și ajung să se distrugă. Forgan a prezentat acest argument într-un studiu, intitulat „Predator-Prey Behavior in Self-Replicating Probes Interstellar“, care a apărut recent în pre-imprimare online.
Ideea mașinilor care se înlocuiesc cu sine este una onorată de timp, cu referințe care datează din filosoful secolului al XVII-lea, René Descartes. Conform unei anecdote populare, Descartes a relatat reginei Christina din Suedia că corpul uman a fost în esență o mașină. Regina a arătat apoi spre un ceas din apropiere și a ordonat lui Descartes, „să vedem că reproduce urmași”.
Cu toate acestea, a fost John von Neumann care a propus pentru prima dată un cadru conceptual pentru o mașină cinematică care să fie capabilă să se autorepeteze. În timpul unei serii de prelegeri pe care le-a susținut în 1948 și 1949, și-a împărtășit conceptul pentru o mașină care a folosit un depozit de piese de schimb pentru a construi mașini identice, bazate pe un program stocat într-o casetă de memorie.
Odată finalizat, asamblatorul va copia conținutul benzii de memorie pe cel al duplicatului, care va începe apoi să construiască o altă mașină bazată pe același design identic. Aceste idei vor fi ulterior popularizate într-un articol apărut într-un număr din 1955 Științific american, intitulat „Omul privit ca o mașină” (scris de un alt cunoscut om de știință maghiar-american, John G. Kemeny).
Ulterior, Von Neumann ar perfecționa această propunere prin dezvoltarea unui model pentru un auto-replicator bazat pe automatele care funcționau la nivel celular, replicându-se exponențial și la infinit. Richard Feynman s-ar extinde pe această idee cu prelegerea sa la reuniunea American Physical Society (APS) de la Caltech din 1959, „Există o mulțime de camere în partea de jos”.
Această prelegere l-ar inspira pe Eric K. Drexler (adesea numit „tatăl nanotehnologiei”) pentru a-și propune ideea pentru asamblatori moleculari în celebra sa carte din 1986. Motoare ale creației: Era viitoare a nanotehnologiei. Aceste și alte studii au indicat că mașinile de auto-replicare la nesfârșit erau o posibilitate, ceea ce a dat naștere, în mod firesc, ideii că o informație extraterestră avansată (ETI) ar fi putut să o facă deja.
Aici intră în joc problema SRP-urilor și a Paradoxului Fermi. După cum a explicat dr. Forgan pentru Space Magazine prin e-mail:
„Principala forță este că, dacă se pot realiza SRP, atunci ar trebui să poată explora Galaxia în aproximativ 10-100 de milioane de ani. Aceasta este mult mai scurtă decât vârsta Pământului, deci toate lucrurile fiind egale, dacă se pot realiza SRP-uri, atunci șansele sunt ca Galaxia ar fi fost explorată pe deplin de multe ori, iar o sondă ar trebui să se afle chiar acum în Sistemul Solar. Dar nu vedem una! Deci de ce nu vedem semne ale SRP-urilor? ”
Într-adevăr, o întrebare valabilă și una pe care unii oameni de știință au crezut a fost adresată atunci când „Oumuamua a navigat prin sistemul nostru solar. După ce au analizat comportamentul său ciudat, Shmuel Bialy și profesorul Abraham Loeb de la Institutul de Calcul Teoretic Harvard-Smithsonian (ITC) s-au aventurat cu adevărat că „Oumuamua ar putea fi o solă solară sau rămășițele unei sonde interstelare.
Din păcate, analizele ulterioare au indicat că acest obiect misterios a fost cel mai probabil fragmentul unei comete dezintegrate. Deși o sursă de dezamăgire pentru mulți, modul în care „Oumuamua s-a inspirat atât de mult în calea cercetării a fost impresionant. De asemenea, a subliniat cât de dificilă este căutarea dovezilor de ITI. De aici este atât de atrăgătoare teoria pe care a testat-o Forgan.
S-ar putea ca noi să nu vedem dovezi ale ETI, deoarece dovezile se elimină activ (cel puțin în ceea ce privește SRP)? Pentru a testa această teorie, dr. Forgan a aplicat modele bazate pe ecuațiile Lotka-Vololterra (aka ecuațiile prădător-pradă) unei populații teoretice de SRP. Aceste ecuații sunt utilizate de obicei pentru a descrie dinamica sistemelor biologice în care interacționează două specii.
În acest caz, ecuațiile au fost reconstituite pentru a descrie ce s-ar întâmpla dacă unele dintre aceste sonde ar începe să ruleze amok și să înceapă să consume propriile lor. După cum a explicat Forgan:
„O soluție a lipsei SRP-urilor este că SRP-urile mută pe măsură ce se reproduc și evoluează în mai multe specii. Dacă o specie se preface asupra altor sonde, atunci populația totală poate fi redusă și efortul de explorare poate eșua. Am investigat această soluție folosind modele ecologice clasice de pradă-pradă, care nu au fost niciodată aplicate pe o scară interstelară până acum. Aceasta este un pic ca studierea ecologiei mai multor insule, prădătorii și prada fiind păsări care pot zbura spre insulele din apropiere. ”
Din fericire (sau, din păcate, în funcție de punctul dvs. de vedere), rezultatele simulărilor Forgan au indicat faptul că, dacă unele SRP-uri funcționau defectuos și încep să se comporte ca sondele beserker, populația totală nu va fi drastic afectată. Pe scurt, sondele „prada” ar găsi modalități de a supraviețui, datorită în mare parte capacității lor de reproducere.
„Am descoperit că populația totală a sondelor poate rămâne foarte mare, chiar și cu prădători prezenți”, a spus el. „Acest lucru părea să fie adevărat, indiferent de ipotezele pe care le-am făcut despre cât de„ foame ”erau prădătorii sau cum s-au mișcat sondele despre Galaxy.”
Desigur, aceste descoperiri au implicații semnificative pentru ipoteza SRP și modul în care se raportează la Paradoxul Fermi. Și, după cum s-a menționat, ele pot fi văzute atât ca vești bune, cât și rele. Pe de o parte, salvează ideea că ar putea exista sonde extraterestre acolo. Pe de altă parte, se ridică întrebarea de ce nu am găsit niciunul, reafirmând astfel paradoxul Fermi. Sau cum a spus Forgan:
„Pentru mine, acest lucru face ca argumentul SRP să fie mai puternic ca niciodată. Aceasta face ca o soluție posibilă (soluția Predator-Prey) să fie mult mai puțin posibilă ca mijloc de îndepărtare a SRP-urilor de pe Calea Lactee. Va trebui să ne gândim și mai greu la motivul pentru care nu vedem semne de viață inteligentă dincolo de Pământ. "
În bine sau în rău, Paradoxul Fermi rămâne valabil. Pentru mulți cercetători și pasionați de SETI, o mulțime de speranțe depinde de desfășurarea telescopilor spațiali de generație viitoare în anii următori. Acestea includ mult așteptate Telescopul spațial James Webb (JWST) și Telescop spațial infraroșu larg (WFIRST), succesorii spirituali și științifici ai Hubble, Kepler, Spitzer, si altii.
Există, de asemenea, tablouri la sol, cum ar fi Telescop extrem de mare (ELT), Telescop de treizeci de metri (TMT) și Telescop Magellan uriaș (GMT) care va începe operațiunile până în 2020. Odată cu sensibilitatea și rezoluția îmbunătățită a acestor instrumente, oamenii de știință se așteaptă să învețe mult mai multe despre Univers și despre numeroasele exoplanete care există în cadrul galaxiei locale.
Și în timp ce continuăm să căutăm semne ale informațiilor extraterestre folosind aceste instrumente îmbunătățite, putem oricând să ne asigurăm că Universul este un loc într-adevăr mare. După cum spunea târziu, marele Carl Sagan - „Dacă suntem singuri în Univers, sigur pare o pierdere de spațiu groaznică.”
Sau, dacă preferați o abordare mai clară și mai ambiguă, este bine să vă amintiți cuvintele Arthur C. Clarke ale răposatului (și la fel de grozav) - „Există două posibilități: fie suntem singuri în Univers, fie nu suntem . Ambele sunt la fel de înspăimântătoare. "
Din câte știm, este posibil să nu existe lipsă de ETI-uri acolo și poate nu ar trebui să ne grăbim să le întâlnim. Din tot ce știm, sunt incredibil de avansați și nu le este frică să bată peste câteva furnici! Sau este posibil să nu se grăbească să ne întâlnească; și având în vedere palmaresul nostru, cine îi poate învinovăți?
Între timp, căutarea continuă! Și nu uitați să consultați acest videoclip informativ TED-Ed pe sondele von Neumann:
