Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Sommige intelligente beschavingen zouden vast kunnen komen te zitten op hun werelden

Jupiters maan Europa heeft een warme oceaan onder een dikke ijslaag. Zijn er andere werelden zoals Europa? Hoe zou het zijn voor intelligente wezens die in een wereld als deze leefden? Ze zouden nooit de sterren aan de hemel zien, hun eigen sterren of andere planeten in hun zonnestelsel. Credit:NASA/JPL/Galileo ruimtevaartuig

Evolutie heeft hier op aarde een wonderbaarlijk diverse verscheidenheid aan levensvormen voortgebracht. Toevallig zijn pratende primaten met tegengestelde duimen naar de top gestegen en bouwen ze een ruimtevarende beschaving op. En wij zijn landbewoners. Maar hoe zit het met andere planeten? Als de dominante soort op een oceaanwereld een of andere technologische beschaving opbouwt, zouden ze dan in staat zijn om uit hun oceaanhuis te ontsnappen en de ruimte te verkennen?



Een nieuw artikel in het Journal of the British Interplanetary Society onderzoekt het idee van beschavingen op andere werelden en de factoren die hun vermogen bepalen om hun zonnestelsels te verkennen. De titel is "Introductie van de Exoplanet Escape Factor en de Fishbowl Worlds (twee conceptuele hulpmiddelen voor de zoektocht naar buitenaardse beschavingen)." De enige auteur is Elio Quiroga, professor aan de Universidad del Atlántico Medio in Spanje.

We kunnen op geen enkele manier weten of er andere buitenaardse intelligenties bestaan ​​of niet. Er bestaat op zijn minst een mogelijkheid dat er nog andere beschavingen bestaan, en we zijn zeker niet in een positie om met zekerheid te zeggen dat dit niet het geval is. De Drake-vergelijking is een van de instrumenten die we gebruiken om over het bestaan ​​van ETI's te praten. Het is een soort gestructureerd gedachte-experiment in de vorm van een vergelijking waarmee we het bestaan ​​van andere actieve, communicatieve ETI's kunnen schatten. Enkele van de variabelen in de Drake-vergelijking zijn de snelheid van stervorming, het aantal planeten rond die sterren en het deel van de planeten dat leven zou kunnen vormen en waarop leven zou kunnen evolueren om een ​​ETI te worden.

In zijn nieuwe onderzoeksartikel komt Quiroga met twee nieuwe concepten die bijdragen aan de DE:de ontsnappingsfactor van exoplaneten en vissenkomwerelden.

Planeten met verschillende massa's hebben verschillende ontsnappingssnelheden. De ontsnappingssnelheid van de aarde bedraagt ​​11,2 km/s (kilometer per seconde), wat meer is dan 40.000 km/u. De ontsnappingssnelheid geldt voor ballistische objecten zonder voortstuwing, dus onze raketten reizen niet echt met een snelheid van 40.000 km/u. Maar de ontsnappingssnelheid is nuttig voor het vergelijken van verschillende planeten, omdat deze onafhankelijk is van het gebruikte voertuig en de voortstuwing ervan.

Superaardes hebben veel grotere massa's en veel hogere ontsnappingssnelheden. Hoewel er geen exacte definitie bestaat van de massa van een superaarde, gebruiken veel bronnen de bovengrens van 10 aardmassa's om deze te definiëren. Een ETI op een superaarde zou dus te maken krijgen met een andere reeks omstandigheden dan hier op aarde als het gaat om ruimtevaart.

Deze eenvoudige grafiek uit het onderzoeksartikel laat zien hoe de ontsnappingssnelheid toeneemt met de planetaire massa. De x-as toont de massa's van de aarde en de y-as toont de vereiste ontsnappingssnelheid. Credit:Quiroga, 2024

In dit werk implementeert Quiroga de ontsnappingsfactor van exoplaneten (Fex) en de ontsnappingssnelheid van exoplaneten (Vex.). Door ermee te werken, komt hij tot een voorbeeld van ontsnappingssnelheden voor enkele bekende exoplaneten. Merk op dat de samenstelling van de planeten niet cruciaal is, alleen hun massa.

Quiroga wijst erop dat een planeet met een Fex-waarde van <0,4 sowieso moeite zou hebben om welke atmosfeer dan ook vast te houden, waardoor leven onwaarschijnlijk wordt. Omgekeerd zou een Fex-waarde van>2,2 ruimtereizen onwaarschijnlijk maken. “Waarden van Fex> 2,2 zouden ruimtereizen onwaarschijnlijk maken voor de bewoners van de exoplaneet:ze zouden de planeet niet kunnen verlaten met enige denkbare hoeveelheid brandstof, noch zou een levensvatbare raketstructuur bestand zijn tegen de druk die met het proces gepaard gaat, althans met de materialen die we kennen (voor zover we weten regeert hetzelfde periodiek systeem van elementen en dezelfde combinaties daarvan het hele universum).

‘Het zou daarom zo kunnen zijn dat een intelligente soort op deze planeten nooit de ruimte in zou kunnen reizen vanwege pure fysieke onmogelijkheid’, schrijft Quiroga. Het is zelfs mogelijk dat ze nooit op het idee komen van welke vorm van ruimtevaart dan ook. Wie weet?

Natuurlijk is ruimteverkenning geen eenrichtingsverkeer. Astronauten moeten terugkeren uit de ruimte, en de massa van een planeet heeft daar invloed op. Re-entry legt zijn eigen moeilijkheden op aan een superaarde die tien keer zo groot is als onze planeet. Ook de atmosferische dichtheid speelt een rol. Een ruimtevaartuig moet zijn snelheid en wrijvingswarmte beheersen wanneer het opnieuw binnenkomt, en dat is moeilijker op een massievere planeet, net zoals ontsnappen.

Quiroga spreekt ook over het idee van de 'vissenkomwerelden'. Dit zijn de planeten boven Fex 2.2 waaruit ontsnappen fysiek onmogelijk is. Hoe zou het leven van een intelligente soort eruit kunnen zien in een Fishbowl-wereld?

In zijn onderzoeksartikel nodigt Quiroga ons uit om speculatief te zijn, met een knipoog naar science fiction. Stel je een oceaanwereld voor die de thuisbasis is van een intelligente soort. In een veranderlijke omgeving reist communicatie zonder hulp veel verder dan in een atmosfeer als die van de aarde. Zonder hulp kunnen signalen honderden kilometers ver reizen.

In een dergelijke omgeving "zou communicatie tussen individuen mogelijk kunnen zijn zonder de noodzaak van communicatieapparatuur", legt Quiroga uit. De impuls om communicatietechnologieën te ontwikkelen is dus misschien niet aanwezig. In dat geval, zegt Quiroga, heeft de technologie zich mogelijk niet ontwikkeld en kan de beschaving helemaal niet als ‘communicatief’ worden beschouwd, een van de sleutels tot de definitie van een ETI.

Dit cijfer uit het onderzoek laat zien hoe gemakkelijk of moeilijk het zou zijn om de ruimte te bereiken vanaf enkele bekende exoplaneten. Groen geeft aan dat ontsnapping mogelijk is, oranje geeft waarschijnlijke problemen aan en rood geeft de praktische onmogelijkheid van ruimtevaart aan. Credit:Quiroga 2024

"Telecommunicatietechnologie zal misschien nooit op zo'n wereld verschijnen, ook al zou er een volledig ontwikkelde beschaving kunnen bestaan", schrijft Quiroga. "Een dergelijke beschaving zou niet 'communicatief' zijn en niet in aanmerking worden genomen in de Drake-vergelijking."

Andere omstandigheden zouden beschavingen effectief in de val kunnen lokken op hun thuiswereld. Op een planeet met een ononderbroken, ononderbroken bewolking zou de sterrenhemel nooit zichtbaar zijn. Welke invloed zou dat hebben op een beschaving? Kun je je verwonderen over de sterren als je ze niet kunt zien en niet weet dat ze er zijn? Natuurlijk niet. Iets soortgelijks geldt in een dubbelstersysteem zonder nacht. Sterren zouden nooit zichtbaar zijn en nooit objecten en bronnen van verwondering zijn.

Oceaanwerelden presenteren een soortgelijk raadsel. Op oceaanwerelden of manen met warme oceanen en kilometers dikke bevroren ijsschelpen zouden alle bewoners een uiterst beperkt zicht hebben op het universum waarin zij leven. Het is moeilijk om je een technologische beschaving voor te stellen die ontstaat in een oceaan onder kilometers ijs. Maar we kunnen niet beoordelen of dat mogelijk is of niet.

Quiroga's ontsnappingsfactor voor exoplaneten (Fex) kan ons helpen ons voor te stellen in welke soorten werelden ETI's zouden kunnen voorkomen. Het kan ons helpen te anticiperen op de factoren die ruimtevaart verhinderen of op zijn minst belemmeren, en het brengt meer complexiteit in de Drake-vergelijking. Het leidt ons naar het idee van Fishbowl-werelden, onontkoombare planeten die een beschaving voor altijd aan de planeet gebonden kunnen houden.

Zonder het vermogen om ooit van hun planeet te ontsnappen en hun zonnestelsels te verkennen, en zonder het vermogen om buiten hun werelden te communiceren, zouden hele beschavingen kunnen opkomen en ten onder gaan zonder ooit te weten van welk universum ze deel uitmaakten? Zou het bij wijze van spreken vlak onder onze neus kunnen gebeuren en zouden we het nooit weten?

Meer informatie: Elio Rodríguez, Introductie van de Exoplanet Escape Factor en de Fishbowl Worlds (twee conceptuele hulpmiddelen voor de zoektocht naar buitenaardse beschavingen), Journal of the British Interplanetary Society (2024). DOI:10.59332/jbis-076-10-0365

Aangeboden door Universe Today