Evolutionen har producerat en fantastisk mångfald av livsformer här på jorden. Det råkar vara så att talande primater med motsatta tummar steg till toppen och bygger en rymdfarande civilisation. Och vi är jordbor. Men hur är det med andra planeter? Om den dominerande arten i en havsvärld bygger en teknisk civilisation av något slag, skulle de då kunna fly från sitt hav och utforska rymden?
En ny artikel i Journal of the British Interplanetary Society undersöker idén om civilisationer på andra världar och de faktorer som styr deras förmåga att utforska sina solsystem. Dess titel är "Introducing the Exoplanet Escape Factor and the Fishbowl Worlds (Två konceptuella verktyg för sökandet efter utomjordiska civilisationer)." Den enda författaren är Elio Quiroga, professor vid Universidad del Atlántico Medio i Spanien.
Vi har inget sätt att veta om andra utomjordiska intelligenser finns eller inte. Det finns åtminstone en viss möjlighet att andra civilisationer existerar, och vi kan verkligen inte säga säkert att de inte gör det. Drake-ekvationen är ett av verktygen vi använder för att prata om förekomsten av ETI. Det är ett slags strukturerat tankeexperiment i form av en ekvation som låter oss uppskatta förekomsten av andra aktiva, kommunikativa ETI. Några av variablerna i Drake-ekvationen är stjärnbildningshastigheten, antalet planeter runt dessa stjärnor och andelen planeter som kan bilda liv och där livet kan utvecklas till att bli en ETI.
I sin nya forskningsartikel kommer Quiroga med två nya koncept som matas in i DE:exoplanetens flyktfaktor och fishbowl-världar.
Planeter med olika massor har olika flykthastigheter. Jordens flykthastighet är 11,2 km/s (kilometer per sekund), vilket är mer än 40 000 km/h. Utrymningshastigheten är för ballistiska föremål utan framdrivning, så våra raketer färdas faktiskt inte 40 000 km/h. Men flykthastigheten är användbar för att jämföra olika planeter eftersom den är oberoende av fordonet som används och dess framdrivning.
Superjordar har mycket större massor och mycket högre flykthastigheter. Även om det inte finns någon exakt definition av en superjords massa, använder många källor den övre gränsen av 10 jordmassor för att definiera dem. Så en ETI på en superjord skulle möta en annan uppsättning villkor än vi gör här på jorden när det gäller rymdresor.
I detta arbete implementerar Quiroga exoplanetens flyktfaktor (Fex) och exoplanetens flykthastighet (Vex.) Genom att arbeta med dem kommer han fram till ett urval av flykthastigheter för några kända exoplaneter. Observera att planeternas sammansättning inte är kritisk, bara deras massor.
Quiroga påpekar att en planet med ett Fex-värde på <0,4 skulle kämpa för att hålla fast vid vilken atmosfär som helst, vilket gör livet osannolikt. Omvänt skulle ett Fex-värde på>2,2 göra rymdresor osannolik. "Värden på Fex> 2.2 skulle göra rymdfärder osannolika för exoplanetens invånare:de skulle inte kunna lämna planeten med någon tänkbar mängd bränsle, inte heller skulle en livskraftig raketstruktur motstå trycket som är involverat i processen, åtminstone med material vi känner (så vitt vi vet styr samma periodiska system av grundämnen och samma kombinationer av dem hela universum)."
"Det kan därför vara så att en intelligent art på dessa planeter aldrig skulle kunna resa ut i rymden på grund av ren fysisk omöjlighet", skriver Quiroga. Faktum är att de kanske aldrig kommer på idén om någon typ av rymdresor alls. Vem vet?
Naturligtvis är rymdutforskning inte en enkelriktad gata. Astronauter måste återvända från rymden, och en planets massa påverkar det. Återinträde medför sina egna svårigheter på en superjord som är tio gånger mer massiv än vår planet. Atmosfärens densitet spelar också en roll. En rymdfarkost måste kontrollera sin hastighet och friktionsuppvärmning när den går in igen, och det är svårare på en mer massiv planet, precis som att fly är.
Quiroga talar också om idén om "fiskskålsvärldarna". Dessa är planeterna ovanför Fex 2.2 från vilka det är fysiskt omöjligt att fly. Hur kan livet för en intelligent art se ut i en Fishbowl-värld?
I sin forskningsartikel uppmanar Quiroga oss att vara spekulativa med en nick till science fiction. Föreställ dig en havsvärld som är hem för en intelligent art. I en flytande miljö färdas kommunikation utan hjälp mycket längre än i en atmosfär som jordens. Signaler utan hjälp kan färdas i hundratals kilometer.
I en sådan miljö, "... kan kommunikation mellan individer vara genomförbar utan behov av kommunikationsenheter," förklarar Quiroga. Så drivkraften att utveckla kommunikationsteknik kanske inte finns där. I så fall, säger Quiroga, kanske tekniken inte har utvecklats och civilisationen kanske inte alls anses vara "kommunikativ", en av nycklarna till definitionen av ett ETI.
"Telekommunikationsteknik kanske aldrig dyker upp i en sådan värld, även om den kan vara hem för en fullt utvecklad civilisation", skriver Quiroga. "En sådan civilisation skulle inte vara "kommunikativ" och skulle inte övervägas i Drake-ekvationen."
Andra omständigheter kan effektivt fånga civilisationer i deras hemvärldar. På en planet med kontinuerligt, obrutet molntäcke skulle stjärnhimlen aldrig vara synlig. Hur skulle det påverka en civilisation? Kan du undra över stjärnorna om du inte kan se dem och inte vet att de finns där? Självklart inte. En liknande sak är sant i ett binärt stjärnsystem utan nattetid. Stjärnor skulle aldrig vara synliga och skulle aldrig vara föremål och källor till förundran.
Oceanvärldar presenterar en liknande gåta. På havsvärldar eller månar med varma hav och frusna isskal kilometer tjocka, skulle alla invånare ha extremt begränsad utsikt över universum de lever i. Det är svårt att föreställa sig en teknisk civilisation som uppstår i ett hav under flera kilometer is. Men vi kan inte bedöma om det är möjligt eller inte.
Quirogas exoplanet escape factor (Fex) kan hjälpa oss att föreställa oss vilka typer av världar som kan vara värd för ETI. Det kan hjälpa oss att förutse de faktorer som förhindrar eller åtminstone hämmar rymdresor, och det ger mer komplexitet i Drake-ekvationen. Det leder oss till idén om Fishbowl-världar, ofrånkomliga planeter som skulle kunna hålla en civilisation planetbunden för alltid.
Utan förmågan att någonsin fly sin planet och utforska sina solsystem, och utan förmågan att kommunicera bortom sina världar, skulle hela civilisationer kunna stiga och falla utan att någonsin veta universum de var en del av? Kan det hända precis under näsan på oss, så att säga, och vi skulle aldrig veta?
Mer information: Elio Rodríguez, Introducing the Exoplanet Escape Factor and the Fishbowl Worlds (två konceptuella verktyg för sökandet efter utomjordiska civilisationer), Journal of the British Interplanetary Society (2024). DOI:10.59332/jbis-076-10-0365
Tillhandahålls av Universe Today
