Далекие соседи: почему инопланетные цивилизации могут быть чрезвычайно редки
Планеты без тектоники плит и с низким содержанием углекислого газа могут означать, что технологически развитая инопланетная жизнь встречается редко
Согласно новому исследованию, представленному на совместном заседании Европейского конгресса по планетной науке и Отделения планетологии Американского астрономического общества (EPSC-DPS2025), вероятность существования технологически развитой внеземной жизни может быть значительно ниже, чем считалось ранее. Работа доктора Мануэля Шерфа и профессора Хельмута Ламмера из Института космических исследований Австрийской академии наук в Граце предлагает новый взгляд на условия, необходимые для возникновения и поддержания сложной биосферы и, как следствие, технологической цивилизации. Их анализ показывает, что такие цивилизации могут быть чрезвычайно редкими в нашей галактике, а ближайшая к нам, возможно, находится на расстоянии около 33 000 световых лет.
Центральным элементом исследования является роль тектоники плит и состава атмосферы, особенно содержания углекислого газа и кислорода, в долгосрочной поддержке жизни. Ученые подчеркивают, что тектоника плит играет ключевую роль в регулировании климата планеты через углеродно-силикатный цикл — процесс, при котором углекислый газ из атмосферы поглощается горными породами, а затем возвращается обратно в атмосферу в результате вулканической активности. Этот механизм позволяет поддерживать стабильный климат миллиарды лет, что необходимо для развития сложной жизни. Без тектоники плит этот цикл нарушается, и углекислый газ постепенно навсегда уходит из атмосферы, что делает невозможным продолжение фотосинтеза.
Авторы отмечают, что даже при наличии тектоники плит количество углекислого газа в атмосфере со временем снижается. На Земле ожидается, что уровень CO₂ станет слишком низким для эффективного фотосинтеза примерно через 200 миллионов — один миллиард лет. Это ограничивает время, в течение которого планета может поддерживать биосферу, способную эволюционировать до высоких форм жизни. Исследователи моделируют сценарии для планет с разным начальным содержанием углекислого газа. Например, планета с 10% CO₂ в атмосфере могла бы сохранять биосферу в течение 4,2 миллиарда лет, если бы находилась на безопасном расстоянии от своей звезды, чтобы избежать парникового эффекта. В то же время планета с 1% CO₂ смогла бы поддерживать жизнь не более 3,1 миллиарда лет. Эти временные рамки оказываются критически важными, поскольку развитие технологической цивилизации требует длительных периодов стабильной биологической эволюции.
Особое внимание уделено роли кислорода. Для возникновения сложных животных и, в конечном счете, технологий требуется не менее 18% кислорода в атмосфере. Ниже этого уровня невозможно поддерживать процессы горения, которые являются основой металлургии и многих других технологических достижений. Таким образом, даже если на планете существует жизнь, она может никогда не перейти к технологическому этапу, если уровень кислорода не достигнет и не сохранится на достаточном уровне в течение длительного времени.
Учитывая, что на Земле понадобилось около 4,5 миллиарда лет для появления технологической цивилизации, ученые провели оценку того, сколько таких цивилизаций может одновременно существовать в Млечном Пути. Они пришли к выводу, что для того, чтобы хотя бы одна другая цивилизация существовала одновременно с нами, каждая из них должна была бы просуществовать не менее 280 000 лет. Если же мы хотим, чтобы одновременно с нами существовало десять цивилизаций, средняя продолжительность их существования должна превышать 10 миллионов лет. Эти цифры указывают на то, что даже если такие цивилизации возникают, они, скорее всего, очень недолговечны или чрезвычайно редки.
На основе этих расчетов авторы оценивают, что ближайшая к нам технологическая цивилизация может находиться примерно в 33 000 световых годах. Учитывая, что Солнце расположено примерно в 27 000 световых годах от центра галактики, это означает, что потенциальные соседи могут находиться на противоположной стороне Млечного Пути, за пределами нашей локальной области. Такое расстояние делает любые формы контакта или обнаружения крайне сложными с текущими технологиями.
Исследователи подчеркивают, что их модель не учитывает все возможные факторы, влияющие на возникновение жизни и разума. Неопределенными остаются вероятности возникновения самой жизни, появление фотосинтеза, переход к многоклеточности и развитие технологий у разумных существ. Каждый из этих этапов может быть как достаточно вероятным, так и чрезвычайно редким событием. Если все они происходят часто, внеземные цивилизации могут быть более многочисленными. Однако если любой из этих этапов маловероятен, картина становится значительно более пессимистичной.
Несмотря на это, Мануэль Шерф призывает не прекращать поиски внеземного разума. Он отмечает, что даже если цивилизации редки, единственный способ узнать это наверняка — продолжать наблюдения и эксперименты в рамках проектов типа SETI. Отсутствие сигналов со временем будет усиливать доверие к теории редкости технологических видов, тогда как любое обнаружение станет одним из величайших прорывов в истории науки, кардинально изменив наше понимание места человечества во Вселенной.
Таким образом, данное исследование вносит важный вклад в дебаты вокруг парадокса Ферми — почему, при огромном количестве звезд и планет, мы до сих пор не обнаружили признаков внеземной жизни. Оно предлагает физические и геохимические объяснения этой загадки, указывая на то, что условия, необходимые для появления и долгосрочного существования технологических цивилизаций, могут быть гораздо более узкими и редкими, чем предполагалось ранее.