Серия «Почему мы не видим инопланетян»

Это этап в развитии жизни или цивилизации, который почти никто не проходит.

То есть это какой-то революционный момент, когда система переходит на более высокий энергетический уровень. Близкий пример — огонь. Есть огонь — есть тепло и жареная пища (по сути внешнее пищеварение). Нет огня — мы примерно на уровне шимпанзе.

Наши любимые популяризаторы космологии от Деграсса Тайсона до Сурдина с Семихатовым рассказывают про Великий фильтр. И в их словах огромное количество логики. Но лично я, маленький инженер из провинции, с ней не согласен. И сейчас расскажу почему.

Но чтобы это объяснить, нужно посмотреть на системы и энергию.

Любая система требует энергии для своего существования.

А жизнь — это сложнейшая система с очень тонким энергетическим балансом.

Есть несколько стадий развития жизни:

1. РНК жизнь.

2. ДНК жизнь.

3. Прокариоты.

4. Эукариоты.

5. Колонии эукариотов.

6. Многоклеточные. Разделение эукариотов на ткани.

7. Социализация.

8. Использование энергии других животных.

9. Огонь.

10. Растениеводство, скотоводство.

11. Использование энергии воды, ветра, пара (вторая степень огня).

12. Использование природных источников высокой энергии (уголь, нефть, газ).

13. Использование энергии расщепления вещества (АЭС).

14. Использование энергии слияния вещества (термояд).

Дальше пока не знаем, с термоядом у нас проблемы.

Вот вам 14 “великих фильтров”, каждый из которых уникален. Но я бы выделил несколько ключевых.

1. Эукариот — симбиоз митохондрии и прокариота. Это настоящее чудо. Вероятность, судя по всему, крайне мала. По сути это первый серьёзный скачок сложности.

2. Многоклеточные. Разделение эукариотов на ткани — это второй скачок, когда оказалось, что можно разделить функции клеток и работать как единая система.

3. Огонь. Не только люди используют огонь, но только люди системно используют его для согревания и приготовления пищи.

4. Использование энергии воды, ветра, пара. Величайшее достижение приматов. Мы вынесли работу из своих мышц.

Лично моё мнение — это ключевые фильтры, вероятность прохождения которых крайне мала.

На планете сейчас порядка 10³⁰ живых особей (включая бактерии) и около 10¹⁰ людей.

Разница — примерно 10²⁰ раз или 20 порядков. Не в 20 раз, а когда к числу добавили 20 нолей.

И вот мы прошли 13 из 14 этапов.

Это значит, что у нас есть хотя бы один экспериментальный пример: есть вид, который прошёл весь путь.

Какова вероятность, что другая ветка жизни сможет пройти этот же путь?

По нашим данным — жизнь от химии до человека может пройти этот путь за 4,5 млрд лет. Это главное.

Но есть нюансы.

Чтобы мы такие получились, потребовались либо ~10³⁰ особей одновременно, либо порядка 10⁴⁰–10⁴² организмов за всю историю Земли (оценки грубые, но порядок понятен).

И второй момент — время.

От LUCA (общего предка всей жизни) до нас прошло порядка 10¹⁰ (10 млрд) поколений и около 4,5 млрд лет.

То есть это не “одна удача”.

Это гигантское количество попыток.

Я специально не рассматриваю другие варианты, потому что у нас нет данных. У нас есть только один эксперимент — Земля. Но он показывает, что путь от ДНК до человека возможен.

Теперь немного о звёздах типа Солнца и планетах типа Земли.

В нашей галактике:

Звёзд типа Солнца — миллиарды (порядка нескольких миллиардов).
Планет типа Земли в зоне жизни — тоже миллиарды (если брать нижнюю оценку — около миллиарда).

Средний возраст таких систем — около 6 млрд лет.

Возраст Солнца — 4,6 млрд лет.
Возраст Земли — 4,5 млрд лет.

То есть в среднем такие системы старше нас примерно на 1–1,5 млрд лет.

Если где-то процесс пошёл, у них было существенно больше времени.

Есть оценки, что вероятность разумной жизни — примерно 1 к 100 000 000 планет типа Земли.

То есть даже по грубой оценке в нашей галактике должно быть несколько цивилизаций.

Но если взять вероятность прохождения каждого “фильтра” как 1%, то после 13 этапов получится примерно 1 к 10²⁶.

А звёзд в наблюдаемой Вселенной порядка 10²⁴.

Получается, мы почти гарантированно одни.

Шансы, мягко говоря, невысокие.

И это при том, что реальные вероятности для некоторых переходов явно гораздо ниже 1%. Например переход прокариота в эукариота.

На этом месте можно закончить всю историю. И пойти домой.

Но тут появляется одна странная штука.

Эмерджентность.

Эмерджентность — это когда у системы появляются свойства, которых нет у её отдельных частей.

И она ведёт себя странно.

Мы не до конца понимаем механизм.

Мы видим накопление, рост, усложнение.

И потом — скачок.

Когда у вас огромное количество молекул, растёт вероятность сложной химии.
Когда есть много ДНК, появляются простейшие.
Когда есть прокариоты, появляется эукариот.

Тут возникает интересное правило.

Когда система набирает достаточную массу, она может перейти на новый уровень.

Теперь пример на человеческой цивилизации.

Когда население Земли достигло примерно 1 млн человек — мы освоили огонь.
При 10–20 млн — земледелие.
Около 100–200 млн — энергия ветра и воды (паруса, мельницы).
Около 1 млрд — уголь и пар.
Около 2 млрд — нефть и электричество.
Около 5 млрд — атом.
Около 8 млрд — ИИ.

Здесь важно: это не строгая причинно-следственная связь, а наблюдаемая зависимость.

Но тренд виден.

Накопление людей → усложнение системы → новый уровень энергии.

И здесь моя ключевая мысль.

Вероятность перехода на каждом этапе не “фиксированная”. Она растёт вместе с системой. То есть это не серия независимых случайных событий.

Это развитие.

И тогда Великие фильтры выглядят иначе.

Не как барьеры.

А как Чекпоинты - точки, до которых нужно дорасти.

И если система достигает нужного уровня сложности, энергии и количества взаимодействий,

то переход становится не чудом, а закономерностью.

И тогда вопрос:

уже не в том, возможна ли жизнь, а в том, почему мы её не видим?

• добыча

• переработка

• строительство

• логистика

Всё это будут делать не люди. Люди туда придут позже. Когда там уже можно жить, а не выживать.

Если кому ближе аналогии — это скорее Factorio, чем героическая космонавтика. Сначала — дроны и цепочки производства. Потом — всё остальное.

И вот здесь важно понять, что такое производство в космосе на самом деле.

Это не “лучше”, чем на Земле. И не “хуже”.
Это просто другое.

В космосе нет веса. Масса есть, а веса нет. Это кажется мелочью, но это полностью меняет конструкцию любых систем. Не нужно держать собственный вес, не нужно бороться с провисанием, нагрузками, опорами. Всё становится легче в буквальном смысле.

Логистика тоже ведёт себя иначе.
На Земле ты платишь за движение постоянно: трение, воздух, дороги, износ.
В космосе ты платишь только два раза — за изменение скорости. Разогнал — и груз летит. Часы, дни, годы. С тормозом тоже самое. Без дополнительных затрат. Это очень странная экономика, но именно она там работает.

Есть ещё один бонус, о котором редко думают: среда.
Вакуум — бесплатный и идеальный. Нет окисления, нет примесей из атмосферы, нет давления. Это даёт возможности для процессов, которые на Земле либо сложны, либо нестабильны.

Но вместе с этим приходит главный минус.
И он один, но очень серьёзный — тепло.

И это сначала выглядит как тупик.

Но если посмотреть иначе — это не тупик, а ограничение, к которому можно адаптироваться.

Вся энергия, которую ты используешь, в итоге превращается в тепло. На Земле ты его просто выбрасываешь в атмосферу. В космосе так не получится. Значит, ты вынужден использовать его дальше: греть процессы, поддерживать среду, частично возвращать в электричество. Не на сто процентов, конечно, но даже прибавка в десять–двадцать процентов в космосе — это уже серьёзно.

И тут возникает следующая важная мысль.

Мы люди, мы хотим быть в космосе сами.
Но мы не будем теми, кто полноценно придет туда первым.

Люди туда придут позже:

• как инженеры

• как исследователи

• как те, кто задаёт смысл

А не как те, кто вручную крутит гайки в вакууме.

И вот здесь возникает парадокс, который, на мой взгляд, недооценивают.

Солнечная система огромна.
И в этом проблема.

В ней:

• больше воды, чем нам когда-либо понадобится

• больше металлов, чем мы сможем переработать за очень долгое время

• энергии Солнца достаточно с огромным запасом

Это не дефицитная среда. Это избыточная среда.

В ней можно разместить сотни миллиардов людей. Возможно, больше.
И для этого не нужны никакие мегаструктуры уровня “сферы Дайсона”. Достаточно комбинации солнечной энергии, накопителей и локальных источников. Просто КосмоТЭЦ из теплоотвода устраивать.

Любая база при правильной архитектуре становится автономной.

И вот здесь ловушка...

Нам не нужно спешить к звёздам.

Не потому что мы не можем.
А потому что у нас нет для этого причины. Нами движет выгода, а это не выгодно.

Сначала мы будем осваивать Солнечную систему. Медленно, через ошибки, через переработку технологий, через роботов, которые будут строить инфраструктуру.

И это займёт не десятки лет.
И даже не сотни.

Скорее всего — тысячи.

И только когда эта система станет для нас “тесной”, либо ресурсы чрезвычайно избыточными,
у нас появится настоящая мотивация двигаться дальше.

А пока — весь космос, который нам действительно нужен,
уже находится здесь.

В третье части, мы поговорим о Великом фильтре и энергии.

Допустим, мы построили корабль поколений. Не анабиоз, не «заморозка», а нормальная жизнь. Он летит до ближайшей землеподобной планеты 10 000 лет.

Если большую часть этого времени люди живут при g, близкой к нулю, то на выходе мы получим не «колонистов», а других людей.
Слабые кости, другие мышцы, другая сердечно-сосудистая система.

Высадка на планету с нормальной земной гравитацией для них будет ровно тем же, чем берег для кита.
Физиологическая смерть.

Окей, скажут мне. Давайте сделаем Вавилон-5. Крутящееся основание, искусственная гравитация, всё красиво.

Можно.
Но тут начинается физика, от которой не уйдёшь.

Чтобы:

• не блевать при каждом повороте головы

• не ловить постоянный эффект Кориолиса

• чтобы у детей нормально формировалось тело

станция должна вращаться медленно. Примерно 1 оборот в минуту.

А чтобы при такой скорости получить 1g, нужен радиус примерно 1 километр.

То есть диаметр — около 2 км.

Вы вообще представляете, что это за масштаб?

А корабль поколений с нормальной гравитацией — это уже не корабль. Это летающий город.

Бублик:

• диаметр минимум 2 км

• длина жилой части около 1 км

И это не «понт». Это минимальный размер, если вы хотите:

• фермы с нормальным разнообразием пищи

• воду

• запасы

• ремонт

• резервирование всего

По оценкам (не фантастическим, а инженерным):

• жилая площадь ~6 км²

• внутренний объём ~3 млрд кубометров

• масса:

  • минимум ~1 млрд тонн

  • реалистично 1,5–2 млрд тонн

Для сравнения:

• МКС — 420 тонн

• плотина «Три ущелья» — около 40 млн тонн

А тут — миллиарды тонн, которые надо:

• построить в космосе

• герметизировать

• сделать надёжными на 10 000 лет

• и потом ещё сдвинуть с места

• и разогнать хотя бы до 16,6 км/с (третья космическая)
  
  И всё это ради чего?

  Ради экипажа в несколько тысяч человек — меньше нельзя, иначе через 10 000 лет будет генетическая деградация, как ни крути.

  И вот тут у меня возникает очень простой вопрос.

  Если мы уже:

  • построили город

  • сделали в нём гравитацию

  • наладили фермы

  • сделали его автономным

  нахрена ему вообще куда-то лететь?

  Пусть там и живут.
  Рядом с Солнцем.
  Рядом с ресурсами.
  Рядом с возможностью что-то починить, а не сдохнуть через пару тысяч лет из-за одного системного косяка.
  
  Вывод простой и неприятный.

  Корабль поколений:

  • либо нормальный — с гравитацией, но тогда это орбитальный город, которому незачем лететь

  • либо маленький — но тогда через 10 000 лет он привезёт людей, которые физически не могут жить на планете
    

  В обоих случаях:
  мы ничего не заселим.

  Поэтому корабль поколений — это красивая фантастика.
  А в реальности — тупик.
  
  Chat GPT помогал прилизать текст, но текстовка полностью моя)))
  Продолжение следует...