Kategorie
Kosmologia

Obliczanie populacji Galaktyki

Obliczanie populacji Galaktyki

W naszej Galaktyce jest 400 miliardów gwiazd. Około 10% z nich to gwiazdy typu G i K, nie wchodzące w skład systemów wielokrotnych. Prawdopodobnie wszystkie one mają układy planetarne, można też w miarę ostrożnie założyć, że 10% z tych układów wytworzyło planetę, na której warunki pozwoliły na wykształcenie aktywnej biosfery. Statystycznie rzecz biorąc, połowa z nich rozwija się równie długo lub dłużej niż biosfera ziemska. Daje nam to 2 miliardy aktywnych, dobrze rozwiniętych biosfer zamieszkanych przez złożone rośliny i zwierzęta, mogące wyewoluować w istoty zdolne do posługiwania się techniką na przestrzeni 10-40 milionów lat. Przyjmijmy wartość średnią 20 milionów lat jako czas „regeneracji” tj.. W takim wypadku możemy zapisać:

gdzie N i L są zdefiniowane tak jak w równaniu Drake’a, natomiast ns to liczba gwiazd w Galaktyce (400 miliardów), ƒg to odsetek „dobrych” gwiazd (pojedyncze gwiazdy typu G i K – około 0,1), ƒb to odsetek planet mających biosfery (zakładamy 0,1), ƒm to odsetek biosfer, które są dojrzałe (zakładamy 0,5), a nb – wartość wynikająca z tych czterech czynników – to liczba dojrzałych i aktywnych biosfer w Galaktyce.

Jeżeli pozostaniemy przy poprzednim oszacowaniu, że okres życia L przeciętnej cywilizacji technicznej wynosi 50 tysięcy lat, i podstawimy do równania powyżej resztę liczb, otrzymamy wynik, iż obecnie w Galaktyce jest około 5 milionów aktywnych cywilizacji technicznych. To o wiele więcej niż wynikałoby z równania Drake’a, gdyż oznacza to, że 1 gwiazda na 80 tysięcy jest domem dla zaawansowanej cywilizacji. Biorąc pod uwagę lokalną gęstość występowania gwiazd w naszym regionie Galaktyki, wynikałoby stąd, że najbliższy ośrodek cywilizacji pozaziemskiej powinien znajdować się zaledwie 185 lat świetlnych stąd.

Jednakże cywilizacje techniczne, jeżeli w ogóle przetrwają, muszą rozpocząć loty kosmiczne. W naszym przypadku (jedynym, na którego podstawie możemy oprzeć nasze rozważania) przerwa między skonstruowaniem radioteleskopów a osiągnięciem poziomu pozwalającego na loty międzygwiezdne nie powinna trwać więcej niż kilka wieków, co jest okresem mało znaczącym w porównaniu z L = 50000 lat. Tak więc gdy cywilizacja raz nabierze rozpędu, prawdopodobnie będzie się rozprzestrzeniać. Jak stwierdziliśmy w rozdziale 9 układy napędowe zdolne rozpędzić statek do prędkości rzędu 5% prędkości światła wydają się możliwe do skonstruowania. Pierwsi międzygwiezdni koloniści zwrócą zapewne uwagę przede wszystkim na gwiazdy najbliższe, czekając, aż cywilizacja rozwinie się dostatecznie, by umożliwić przesunięcie kosmicznej granicy na dalsze obiekty. W naszym regionie Galaktyki przeciętna odległość między gwiazdami to 5-6 lat świetlnych. Jeżeli uznamy, że potrzeba 1000 lat na opanowanie i dostateczne rozwinięcie nowego systemu gwiezdnego, by wysłać z niego kolejne ekspedycje, sugerowałoby to, iż prędkość fali kolonizacji, przesuwającej się po Galaktyce, wynosi w przybliżeniu 0,5% prędkości światła. Jednakże okres ekspansji cywilizacji niekoniecznie musi się równać okresowi jej życia; nie może być dłuższy, natomiast może okazać się znacznie krótszy. Jeżeli założymy, że okres ekspansji stanowi połowę czasu życia, to średnie tempo ekspansji V wyniesie połowę prędkości fali kolonizacji, czyli 0,25% prędkości światła.

Założyliśmy, że średni czas życia L cywilizacji technicznej wynosi 50 tysięcy lat. Jeżeli to prawda, ich średni wiek równa się połowie tej wartości, czyli 25 tysiącom lat. Gdyby typowa cywilizacja rozprzestrzeniała się w założonym wyżej tempie, promień skolonizowanej przez nią strefy wynosiłby 62,5 roku świetlnego (VL/2 = 62,5 roku świetlnego), a jej terytorium obejmowałoby około 3000 gwiazd. Jeżeli pomnożymy rozmiary domeny przez liczbę cywilizacji wyliczoną powyżej, okaże się, że około 15 miliardów gwiazd, czyli 3,75% stanu liczebnego Galaktyki, leży w strefie czyichś wpływów. Jeśli 10% tych gwiazd ma planety, na których znajdują się budynki i koloniści, oznacza to, że Droga Mleczna zawiera około 1,5 miliarda cywilizowanych układów gwiezdnych. Co więcej, okazuje się, że najbliższy posterunek którejś z cywilizacji pozaziemskich powinien znajdować się w odległości 185 – 62,5 = 122,5 roku świetlnego od nas.

Przedstawione wyliczenie najlepiej oddaje mój punkt widzenia w tej sprawie, lecz oczywiście zawiera wiele niejasności. Największa z nich to wartość parametru L; mamy bardzo mało danych, pozwalających ją ocenić, a wpływa ona bardzo znacząco na całą resztę obliczeń. Wartość V również pozostaje niepewna, chociaż nie aż tak jak L, ponieważ tutaj możemy sięgnąć do wiedzy inżynierskiej, by ułatwić sobie zadanie. W tabeli pokazano, jak wartości końcowe otrzymujemy, gdy zmieniamy L i V, pozostawiając inne parametry bez zmian.

Tabela. Liczba i rozprzestrzenienie cywilizacji w Galaktyce.

W tabeli N oznacza liczbę cywilizacji technicznych w Galaktyce (5 milionów według poprzednich obliczeń), C to liczba systemów gwiezdnych, które zostały skolonizowane przez jakąś cywilizację (1,5 miliarda), R to promień typowej domeny (62,5 roku świetlnego), S to odległość dzieląca środki cywilizacji (185 lat świetlnych), D to prawdopodobna odległość do najbliższego pozaziemskiego posterunku (122,5 roku świetlnego), F zaś oznacza odsetek gwiazd w Galaktyce, które znajdują się pod czyjąś kontrolą (3,75% w powyższych wyliczeniach).

Analizując liczby w tabeli widzimy, jak wartość parametru L determinuje obraz Galaktyki. Jeżeli L jest „małe” (10 tysięcy lat lub mniej), mamy mało cywilizacji zaawansowanych, są one oddalone od siebie, a bezpośredni kontakt nie nastąpi prawdopodobnie nigdy. Jeżeli Lma wartość pośrednią (-50 tysięcy lat), promień domen jest raczej mniejszy niż odległość między cywilizacjami, ale niewiele, więc można oczekiwać sporadycznych kontaktów (pamiętajmy, że L, V i S to wartości średnie; poszczególne cywilizacje w różnych miejscach Galaktyki mogą charakteryzować się innymi parametrami). Jeżeli L jest dużą liczbą (200 tysięcy lat lub więcej), cywilizacje są gęsto upakowane, a kontakty między nimi powinny następować często. (To wyliczenie wpływu L na gęstość występowania cywilizacji odnosi się do naszego obszaru Galaktyki. W jej jądrze gwiazdy znajdują się dużo bliżej siebie, więc wystarczą mniejsze wartości L, by osiągnąć taką samą gęstość występowania, lecz, generalnie, zachodzą tam podobne zależności).

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *