Багато зоряних систем на мільярди років старші за Сонячну, і ми вже виявили тисячі екзопланет різного типу. Проте жодних ознак інших цивілізацій досі немає. Розберімося, як гіпотеза Великого фільтра пояснює цю суперечність і чому за її логікою будь-яка знахідка позаземного життя стає тривожним сигналом для нас.
Чому бактерія на Марсі — погана новина
Уявіть, що марсохід натрапляє на сліди давніх бактерій у ґрунті Червоної планети. Здавалося б, сенсація, чудова новина! Але на це можна поглянути по-іншому. Така знахідка може стати й поганою новиною для майбутнього людства.
Щоб цивілізація колонізувала Галактику й видимо перебудувала все довкола, вона має пройти довгий ланцюг етапів, який тягнеться від появи перших молекул, здатних до самовідтворення, аж до виходу за межі власної системи. Серед незліченних зір видимого Всесвіту цей шлях не пройшов ніхто. Точніше сказати, що ми не бачимо жодного сліду.
Цю суперечність між очікуваною кількістю цивілізацій і повною відсутністю ознак їхнього існування називають парадоксом Фермі. Гіпотеза Великого фільтра пояснює мовчання космосу тим, що один із кроків має настільки мізерну ймовірність, що на ньому все й обривається.
Питання лише в тім, який саме крок, найімовірніше, є непрохідним. Якщо життя зароджується відносно легко, то у списку підозрюваних залишаються пізні етапи, й принаймні один із них у людства ще попереду. Марсіанська бактерія свідчила б саме про те, що зародження життя у Всесвіті не є чимось унікальним.
Нікого у порожньому небі
Наша Галактика приблизно втричі старша за Сонце. Їй близько 13 млрд років, а нашому світилу лише 4,6 млрд, тож незлічена кількість зір утворилися задовго до появи Сонця. Планет біля них теж вистачає. Розрахунки за даними телескопа Kepler показують, що кам’яниста планета в зоні, де на поверхні може існувати рідка вода, припадає приблизно на кожну другу або третю зорю сонячного типу, хоча похибка цих оцінок велика і справжнє число може виявитися помітно меншим.
Але навіть за найскромнішими оцінками світів, придатних для життя, у Галактиці має бути багато. Гіпотезу Великого фільтра 1996 року запропонував Робін Генсон, американський економіст і футуролог. За його оцінкою, освоєння Галактики забрало б мільйони років, а це для космосу строк мізерний. Розрахунок спирається на припущення, що першими летять автоматичні апарати, здатні збудувати свої копії з місцевої сировини й вирушити далі, тож охоплення зростає лавиноподібно.
Таких технологій поки що не існує, і критики гіпотези вказують саме на це. Але навіть якщо помилитись на порядок, цивілізація, старша за нашу на кілька мільйонів років, давно могла б колонізувати Галактику або хоча б близькі зоряні системи.
І ми б це помітили, принаймні якщо виходити з того, що розвинена цивілізація неминуче перебудовує матерію під свої потреби, як це робимо ми на Землі. Генсон описує, який вигляд це могло б мати: астероїдні пояси, розібрані на сировину для орбітальних споруд, або мережі колекторів навколо зорі, які перехоплюють значну частку її випромінювання та помітно змінюють спектр. Таку конструкцію ще 1960 року описав фізик Фрімен Дайсон, і відтоді її називають сферою Дайсона.
Нарешті демонтаж самих зір заради матеріалу, з якого вони складаються. Перелік цим не вичерпується, бо передбачити наміри чужого розуму неможливо. Та нічого подібного ми не спостерігаємо. Усе, що ми бачимо — від сусідніх планет до далеких галактик — чудово описується зрозумілими фізичними процесами. Отже, десь у ланцюжку наших міркувань є хибна ланка.
Чому бар’єр важко виявити
Генсон запропонував розкласти шлях космічної цивілізації на окремі етапи. Спершу потрібна придатна планета біля відповідного світила. Далі мають з’явитися молекули, здатні копіювати самі себе, а з них найпростіші клітини. Наступний крок — це клітини складнішого влаштування, з окремим сховищем спадкової інформації всередині, бо саме на такій основі згодом виникають усі помітні форми життя.
Потім іде розмноження за участю двох особин, яке різко пришвидшує появу нових ознак, а за ним — багатоклітинні організми й тварини з великим мозком та руками, які можуть користуватись інструментами. Передостанній етап — це технологічна цивілізація, здатна змінити долю власного виду, і саме тут зараз перебуває людство. Останній — це вихід за межі своєї системи та міжзоряні перельоти.
Логічно припустити, що найповільніший із цих етапів і буде тим самим бар’єром. Насправді така логіка оманлива, і причина в тому, що судити ми можемо лише за історією однієї планети, а ця планета особлива. Очевидно, що Земля дійшла до передостаннього кроку, інакше нікому було б ставити ці запитання. Через це наші оцінки термінів виходять викривленими.
Припустимо, якийсь етап, скажімо перехід до багатоклітинного життя, настільки складний, що в середньому потребує мільярдів років. На більшості планет стільки він і триває. Але час обмежений, бо світило з віком стає гарячішим і рано чи пізно робить планети своєї системи непридатними для подальшого розвитку життя. Там, де складний етап забрав звичайний для себе строк, ланцюг обривається на півдорозі. Такі планети в наших міркуваннях не враховані, бо розповісти про них нема кому.
Залишаються рідкісні винятки. Ті світи, де складний етап через вдалий збіг обставин був подоланий набагато швидше за середній строк. Земля — один із них, а отже, жоден з її важких етапів не тривав стільки, скільки тривав би зазвичай. Кожен із них уклався у відведений планеті час, тож у земній історії важкі етапи майже не відрізняються від легких.
Молода Земля була розплавленою, і відлік починається з моменту, коли вона охолола. Перші сліди найпростіших клітин у гірських породах з’являються приблизно через 0,5 млрд років, складні клітини — ще через два мільярди, розмноження за участю двох особин — через наступні 0,8 млрд, багатоклітинне життя — ще через 0,5 млрд, а до нашого часу минуло останні 0,6 млрд.
Проміжки не однакові, але різниця між ними невелика. Якби тривалість етапу відповідала його складності, розрив був би значно відчутнішим. Два застереження тут важливі. Найперші сліди клітин знайдені в найдавніших породах, які взагалі збереглися, тож справжня дата може бути й ранішою. А поява складних клітин збіглася з насиченням атмосфери киснем, і цю подію швидше визначила хімія планети, ніж біологія.
Бар’єр позаду чи попереду
Від того, який саме етап виявиться найважчим, залежить і доля людства. Уявімо, найважчим є один із ранніх кроків, скажімо, сама поява життя або перехід до складних клітин. Тоді, за логікою гіпотези, світів нашого рівня у Всесвіті майже немає, бо цивілізації попросту не встигають формуватись. Це означає, що найважче для людства вже позаду. Це оптимістичний варіант із відкритою дорогою попереду і світлим майбутнім.
Песимістичний виглядає інакше. Якщо ранні сходинки даються порівняно легко, цивілізації регулярно доходять до нашого рівня і на ньому зникають. Як же таке може бути? Проблема в тому, що технології, завдяки яким стає можливим вихід у космос, водночас роблять можливим і самознищення. Генсон називає масштабну ядерну війну, екологічну катастрофу або настільки глибокий суспільний розпад, після якого відродження стає неможливим.
Пізніші автори, серед них філософ Нік Бостром, додають до переліку системи штучного інтелекту, здатні вийти з-під контролю творців, а також біологічні технології, які дають змогу створювати збудників хвороб і можуть бути доступні надто широкому колу людей.
Кожна рання сходинка, яка виявиться легкою, вибуває з числа кандидатів на роль бар’єра. Саме тому найпростіші організми на сусідній планеті були б поганим знаком, хоча висновок працював би за двох умов. Треба було б довести, що марсіанське життя виникло незалежно, і виключити перенесення мікроорганізмів між планетами разом з уламками порід після ударів астероїдів.
Сам Генсон писав про це стримано. За його словами, у разі підтвердження давнього марсіанського життя підстави для оптимізму довелося б шукати серед пізніших сходинок. Бостром у статті 2008 року висловився різкіше й зізнався, що сподівається на порожні результати марсіанських місій. Мертві породи й безживні піски його б порадували, а сліди навіть найпростішого життя стали б тривожним знаком, і чим складніше знайдене, тим гірше.
Чого ця концепція не доводить
Слабких місць тут вистачає, і найперше з них полягає в тому, що гіпотеза нічого не пояснює, а лише перекладає питання з однієї площини в іншу. Замість «чому нікого не чути?» ми питаємо: «На якій сходинці всі зупиняються?» Відповіді як не було, так і немає. До того ж бар’єр не обов’язково один: замість єдиного найважчого кроку їх може бути кілька, і кожен із них відсіюватиме частину світів.
Мовчання неба має й інші тлумачення. Геолог Пітер Ворд і астроном Дональд Браунлі 2000 року припустили, що мікроби у Всесвіті поширені, а от складні організми потребують настільки рідкісного збігу умов, що Земля може бути майже унікальною. А ще раніше, 1973 року, астроном Джон Болл запропонував інший варіант. Можливо, чужі цивілізації існують, але навмисне тримаються осторонь, а Сонячну систему залишили як заповідник.
Генсон вважає це припущення слабким. Заповідником можна було б оголосити Сонячну систему, але слідів чужого життя не видно ніде, куди сягають телескопи. Отже, правило про невтручання мали б незалежно винайти й жодного разу не порушити всі цивілізації видимого Всесвіту, які ніколи між собою не спілкувалися.
Але найсильніше заперечення проти самої гіпотези інше. Ми майже не шукали. Систематичні пошуки радіосигналів від інших цивілізацій тривають тільки з 1960-х років. У 2018 році астрономи Джейсон Райт, Шубхам Канодія та Емілі Лубар порахували, яку частку можливих сигналів ці програми охопили за весь час. Вийшло приблизно стільки ж, скільки води в невеликому басейні у порівнянні з усіма океанами Землі. Тобто висновок про тишу поки що спирається на надто малу вибірку.
Розширити картину здатні дві речі, і обидві вже в роботі. Європейський апарат Rosalind Franklin вирушить до Марса в жовтні 2028 року, сяде наприкінці 2030 року і зможе пробурити ґрунт на глибину до двох метрів, аналізуючи зразки просто на планеті. Приблизно тоді ж, наприкінці 2028 року, стартує китайська місія «Тяньвень-3», яка теж пробурить два метри, але привезе щонайменше 500 грамів марсіанського ґрунту на Землю близько 2031 року.
Так глибоко на Марсі ще не бурили, а саме глибина тут вирішує, бо планета не має ні щільної атмосфери, ні достатнього магнітного поля. Поверхня відкрита випромінюванню, яке руйнує складні сполуки вуглецю, з яких складаються всі живі організми. На двох метрах ґрунт від нього захищений, тож давні сліди могли зберегтися.
Другий напрям — це вивчення атмосфер планет біля інших зір у пошуках газів, які вважають біомаркерами, тобто ознаками присутності живих організмів. Наскільки це складно, показала історія з планетою K2-18 b, розташованою за 124 світлових роки від нас. Слабкий слід одного з таких газів, помічений за допомогою James Webb, викликав хвилю обговорень, але кілька незалежних перевірок надійного сигналу не підтвердили.
Поки що вся гіпотеза тримається на припущеннях, а не на доказах відсутності життя у Всесвіті. Те, що ми досі не знайшли, ще не означає, що там нікого немає. Але якщо в марсіанському ґрунті таки знайдуть сліди давніх бактерій, варто буде запитати себе, чи хороша це новина для нас як цивілізації.
