Серия «Космос и инопланетные цивилизации»

Их расчет показал, что в самом оптимистичном сценарии, прямо сейчас в нашей галактике, может существовать 36 технологических цивилизаций. Это такой теоретический потолок.

Сам соавтор работы Кристофер Конселис спокойно признавал - их результат держится на допущениях, которые могут быть ошибочны. Если жизнь на подобных Земле планетах не возникает сама легко, а эволюция редко доходит технического прогресса, то число цивилизаций стремится вниз, от 36 до единицы или почти ноля. Так что вполне допустимо предположить, что мы единственная технологическая цивилизация на ближайшие к нам 20000 галактик.
Так что можно взять число от 1/20000 до 36 технических цивилизаций на галактику. А если представить редкость цивилизаций, которые освоили, практически невозможные, субсветовые полеты... Но об этом позже. И это далеко не пессимистичные цифры, если учесть, что в обозримой Вселенной, по современным оценкам, триллионы галактик. Я прекрасно представляю, что такие цифры сложно  понять на трезвую голову.

К чему такие мысли. При таких расстояниях между техническими цивилизациями, расстояние между ними будет начинаться от 17000 световых лет, согласно оптимистичному исследованию, и  до десятков миллионов световых лет в пессимистичном варианте. А мы знаем из физики, что скорость света непреодолима.

Допустим, мы, каким-то чудом, построили десятитонный корабль способный разогнаться до  0.95 от скорости света. Физика такого не запрещает, хотя технологически это чистая фантастика и абсурд. Для разгона до такой скорости и последующего торможения нам понадобится энергия чудовищного порядка. Если перевести ее в привычные единицы, речь пойдет о миллиардах килотонн тротилового эквивалента. Это энергия, сопоставимая с сотнями миллионов бомб, сброшенных на Хиросиму.
Но даже так мы сократим 17000 световых лет до 11000 лет на борту звездолета. Чтобы ужать полет хотя бы до 50 бортовых лет, нужно уже абсурдное количество энергии и скорость, близкая к световому пределу.
"При приближении к скорости света релятивистский импульс и энергия объекта растут по гиперболе, устремляясь к бесконечности у самого предела." Теперь вопрос: как думаете, какой процент цивилизаций освоил такую технологию?

Еще раз: 17000 световых лет это самый оптимистичный прогноз расстояния к ближайшей цивилизации. В реальности это могут быть миллионы световых лет.
При таком полете на нашей родной планете сменятся формы жизни, изменятся языки, возможно сдвинутся континенты. Такой полет - это билет в один конец без права на возвращение.

Теперь про то, как друг друга найти. Мы даже не иголка в стоге сена, а гораздо хуже.
Первая проблема такого поиска - навигация. Мы видим галактики,  какими они были миллионы лет назад. За это время звезда с планетой могла взорваться, цивилизация исчезнуть, или наоборот только зародиться.

Вторая проблема - оптика. Есть мнение, что нас можно засечь в телескоп. На самом деле, чтобы с "оптимистического" расстояния 17000 световых лет разглядеть Землю, нужен телескоп диаметром отражателя в 8500 километров. И то, он увидит размытое пятно, а не континенты или города.

Кто-то их читателей тут напишет, "а как же радиосигналы? Мы же сотню лет посылаем в космос сигналы телепередач и радиотрансляций!". Вот только сигнал затухает обратно пропорционально квадрату расстояния. Уже на расстоянии в пару световых лет наши сигналы полностью растворяются в общем галактическом радиошуме, и полностью неразличимы уже у ближайшей к Солнцу Проксима Центавры.

Вот теперь про так называемый парадокс Ферми, который гласит: "Если инопланетяне есть, то почему вселенная молчит?". С точки зрения современных представлений это уже не парадокс, просто  в 1950-х годах знаменитый физик Энрико Ферми переоценил плотность цивилизаций и удивился полному молчанию космоса. Это уже не загадка, а прямое следствие масштабов вселенной.  Инопланетяне вероятно есть. И мы есть. Но между нами бездна времени и пространства. Абсолютно непреодолимая бездна.

Цивилизация — штука редкая. Даже если прямо сейчас в галактике нас десять штук, мы размазаны по ней тонким слоем. Увидеть друг друга не выйдет. Остаётся только догадываться.

А теперь — подшипник

Представьте, что вы — разумный кальмар на планете Kepler-442b. Вы живёте под оранжевым небом, дышите метаном и носите мантию не для красоты, а для терморегуляции. Ваша цивилизация открыла электричество и строит станки.

В какой-то момент вы сталкиваетесь с трением. У вас крутится вал, он греется и изнашивается. Вы не знаете ничего о Земле и её инженерах. Вы просто смотрите на проблему. И вы перебираете варианты: смазка — ок, но её мало. Подшипник скольжения — лучше, но всё равно ест энергию. И тут вы приходите к идее: поместить между трущимися поверхностями третье тело, которое будет катиться.

Вы садитесь и считаете. Минимум трения даёт сфера. Сфера лучше цилиндра, потому что касание точечное. Чтобы сфера не вылетела, нужно замкнуть её между двух колец. Кольца должны быть твёрдыми, иначе износятся раньше шарика. Вы идёте в кузницу и куёте сталь. Или ваш местный аналог стали: железо плюс углерод — такая химия работает везде, где есть звёздный нуклеосинтез.

Вы закаляете обойму, шлифуете шарики до идеальной поверхности, потому что любая микротрещина — это концентратор напряжений. Вы ставите сепаратор, чтобы шарики не тёрлись друг о друга.

И вот вы смотрите на готовое изделие. Оно серебристое, если сталь. Оно матово-серое, если керамика. Оно имеет внутреннее кольцо, внешнее кольцо, ряд шариков и сепаратор. Вы счастливы.

В этот же самый момент на Земле инженер завода ГПЗ смотрит на подшипник 6205. Он выглядит точно так же.

Вопрос: вы списывали? Нет. Вы просто оба решали одну задачу при одних и тех же ограничениях. Физика не дала вам выбора.

Продолжим — воздушный шар

Теперь ваш вид хочет подняться в небо. У вас есть атмосфера, у вас есть газы. Вы понимаете: нагретый газ расширяется, его плотность падает. Если заключить его в оболочку, архимедова сила вытолкнет её вверх.

Вы ищете форму оболочки. Куб? Нет, углы порвутся от давления. Цилиндр? Лучше, но неравномерно. Сфера? Идеально: при заданном объёме у неё минимальная площадь поверхности, а значит, минимальная масса оболочки и равномерное натяжение ткани.

Вы шьёте оболочку дольками, как апельсин, потому что плоский раскрой не даёт сферы. Вы вешаете снизу гондолу. Гондола должна быть под центром шара, иначе перевернётся.

Итог: в небе над планетой Кеплер висит грушевидный или сферический шар с корзиной на стропах. Братья Монгольфье узнали бы его мгновенно.

Самолёт: эпизод с профилем крыла

Проходит век. Вам надоело плыть по ветру. Вы хотите лететь туда, куда вам надо, и быстро. Вы начинаете резать крыло.

Вы берёте плоскую пластину — она даёт подъёмную силу, но страшно тормозит. Вы гнёте её — лучше, но всё равно плохо. Вы ставите эксперименты и выводите профиль: сверху выпуклый, снизу плоский или вогнутый. Почему? Потому что воздуху над крылом приходится проходить больший путь за то же время, он ускоряется, давление падает — появляется подъёмная сила. Это уравнение Бернулли, а не чей-то патент.

Дальше — фюзеляж. Вы хотите везти груз и пассажиров. Пассажиры дышат вашим аналогом воздуха. На высоте давление низкое, в кабине — высокое. Что держит перепад давлений лучше всего? Цилиндр. Или сфера, но сфера неудобна компоновочно. Вы делаете трубу со скруглёнными торцами. Это не дизайн, это сопромат: в углах квадратного фюзеляжа напряжения будут пиковыми, пойдут усталостные трещины.

Двигатели вы ставите под крыло, потому что так масса разгружает крыло в полёте и упрощает обслуживание на земле. Если двигателей два, они висят в гондолах симметрично.

Теперь взгляните на Boeing 737. Или Ту-154. Или Airbus A320. Это не земные самолёты. Это самолёты газовой среды. Просто на Земле их научились строить мы.

Мурашки

Суть не в том, что инопланетяне — наши копии. Суть в том, что законы физики — это жёсткий каркас. Он оставляет очень мало степеней свободы. Вы можете выбрать цвет краски, но не можете выбрать форму шарика. Вы можете выбрать планировку салона, но не можете выбрать профиль крыла, если хотите долететь.

Поэтому где-то там, за тысячу световых лет, стоит завод. Он гудит трансформаторами, пахнет смазкой и штампует подшипники. Если бы вы вошли в цех, вы бы поняли, куда идти и за какой рычаг дёргать. Но вы туда не попадёте никогда. И они к вам — тоже.

В этом и есть холодная магия этой теории: мы все решаем одни задачи, приходим к одним ответам, но остаёмся абсолютно чужими.