Az üzemanyag cella laírását a bal oldali felső menűben találod meg.
Itt elfogyott a memória helyem és nem ad az Admin.
Üdv Polgár Sándor
1999. I. 29. A gamma kitörések rejtélyét már 30 éve próbálják megoldani a tudósok, az első gamma kitörés 1967-es felfedezése óta. E hét fő híre az, hogy sikerült egy gamma kitörést a látható tartományban is regisztrálni. E különös események több mint 30 éves kutatása során ez most sikerült először. Ennek köszönhetően a kutatók végre válaszolni tudnak a kérdésre: Hol történnek a kitörések? És hozzákezdhetnek a következő kérdés megválaszolásához: Mi okozza őket? Csillagászok nemzetközi összefogásával megszületett a válasz az első kérdésre. A kitörések az Univerzum távoli vidékein történnek, melyek alkalmával néhányszor 10 másodperc alatt annyi energia szabadul fel, mint amennyit a Nap egész 10 milliárd éves élettartalma alatt termelni tud. A kutatók azonban még mindig nem érték igazán mi okozhat ily rövid idő alatt ekkora energia felszabadulást.
Röviden a történet…
A gamma kitörések (röviden GRB, az angol Gamma Ray Burst kifejezés kezdőbetűiből) rövid ideig tartó, nagyenergiájú felvillanások. Átlagosan naponta egy történik, megjósolhatatlan időpontban, az ég egy előre megjósolhatatlan pontján. Felfedezésük kezdete óta (amely egy balesetnek hála történt) néhány ezer kitörést regisztráltak, legnagyobb részüket a BATSE detektorral (Burst and Transient Source Experiment, szó szerint => kitörés és tranziens forrás kisérlet), amely Compton Gamma Sugár Obszervatórium fedélzetén kapott helyet (röviden GRO). A GRB-k égbolton való eloszlása teljesen egyenletes. Úgy tűnik, nem a Tejútrendszer a kitörések forrása. Akkor hol történnek? Ez az a kérdés, amely a csillagászokat évtizedekig foglalkoztatta, de egyértelmű magyarázatot sokáig senki sem talált a kitörésekre.
A kitörések égi helyzetének és fényességének eloszlása kizárja a lehetőségét, hogy a GRB-k helye a Tejútban lenne. A csillagászok két lehetőség közül választhattak:
A Tejút halo-jának nagyon-nagynak kell lennie, körülbelül egy millió fényév átmérőjűnek, ami sokkal nagyobb a Tejút látszó átmérőjénél (ami kisebb, mint 100 000 fényév), de jóval nagyobb attól a halo-tól is, amiről tudjuk, hogy létezik. Hatalmas halo-t feltételeznünk kell ahhoz, hogy meg tudjuk magyarázni a GRB-k egyenletes eloszlását, mert a Nap 25 000 fényévre van a Tejút közepétől. (Kis halo-val csak akkor lehetne megmagyarázni az izotrópiát, ha a megfigyelő a Tejút közeppontjában lenne.)
A másik esetben ezerszer nagyobb távolságokat tételezünk fel (az ilyen nagy távolságot a csillagászok kozmológiainak neveznek). A GRB eloszlása adott, egyenletes, ez pedig arra enged következtetni ez esetben, hogy a távolság nagyobb, mint a galaxis halmazok, szuperhalmazok távolsága, mert különben azok irányába kellene, hogy csoportosuljanak a kitörések.
Az első kitörés felfedezésétől a BATSE 1991-es fellövéséig a legtöbb csillagász a kitörések Tejútbeli származása felől volt meggyőződve, amelyet közeli neutroncsillagok okoznak. A galaxisunk sok neutron csillagot tartalmaz, melyek tömege a Nappal összemérhető, ám nem nagyobbak egy 10 kilométeres gömbnél. E piciny, ám mégis csillagnyi tömeget magába záró objektumok hatalmas gravitációs, mágneses tere ideális forrása lehet a gamma kitöréseknek.
Amiért megépítettük a BATSE-t…
A BATSE kisérlet a GRO-n e teória igazolására lett elindítva. Azt hittük, hogy a BATSE egyedülálló érzékenységével a nagyon halovány gamma kitöréseket is megpillanthatjuk, így feltérképezhetjük vele a Tejutat a gamma kitörések alapján.
E feltételezés az ábra alapján érthetőbbé válik. A kép felső részén a Tejút korongját láthatjuk oldalnézetben. A BATSE detektort a csillag jelképezi. Ha nem tudunk az űrben túl messzire ellátni (kicsi az érzékenység), amelyet a belső kör szimbolizál, abban a helyzetben találjuk magunkat, hogy a kitörések mind égi elhelyezkedés, mind erősség terén egyenletes eloszlásúak.
Ha viszont ki tudunk nézni a korongból -amit a külső kör jelképez-, akkor nem lesz egyenletes eloszlás az égen, mivel a neutron csillagok főleg a korongba tömörülnek. A körvonal mentén haladva a kitörések sűrűsége változik, így kevesebb távoli, azaz halvány kitörést észlelhetünk, mint homogén eloszlás esetén.
Hoppá!
Ez az elképzelés 1992-ben szembesült a valósággal, mikor is a BATSE megfigyelési anyagából egyértelműen kiderült, hogy a nagy érzékenység ellenére se látható semmilyen tömörölés a Tejút korongja irányába, de még a galaxis halmazok, szuperhalmazok irányába se. Az eloszlás majdnem teljesen véletlenszerű.
Az igazsághoz hozzá tartozik, hogy a GRB-k egyenletes égi eloszlását akár úgy is magyarázzhatjuk, hogy azok hozzánk nagyon közel keletkeznek. Sokkal kisebb távolságra, mint a Tejút korongjának legközelebbi határa. Ekkor a kisebb körnek megfelelő eloszlást kell kapnunk a kitörések erősségére.
A megfigyelések ennek ellentmondanak. Pontosan kivehető a nagyon gyenge GRB-k hiánya: a kitörések minden irányban előfordulnak, de minden irányban láthatunk egy távolsági határt is.
Ez arra utal hogy a távolság sok milliárd fényév.Ekkora távolságnál a Univerzum tágulása jól észrevehető effektusokat produkál. Egy fontos hatása a tágulásnak fény vöröseltolódása (és a gamma sugaraknak is természetesen, elektromágneses sugárzás volta végett) és az órák lassulása. Mindkét effektus hatása nagyon hasonló ahhoz, amit a BATSE adatai mutatnak. A kutatók e kozmológiai hatások miatt is vizsgálják a kitöréséket, és látszik is az idő dilatáció (a gyenge, ezért minden bizonnyal távoli kitörések általában hosszabbak, mint az erős közelebbiek), valamint az energia eltolódás, ahol is a halovány kitörések sugárzása lágyabb, gyengébb komponensek felé tolódik el. Általában véve a BATSE ezen adatai is a kozmológia távolság mellett szolgálnak bizonyítékul, ám ezek még nem minden kétséget kizáró adatok.
A kozmológia forrás hipotézisének kulcsa az, hogy a kitörést megtaláljuk az elektromágneses spektrum gamma tartományán kívül is. Ekkor ugyanis találhatunk a kitörés irányába egy halvány galaxist, amelyikben valószínűleg kitört, azon pedig lemérhetjük a vörös eltolódást, amiből a távolság egyszerűen számolható. Ha pedig a kitörést a látható tartományban is megtaláljuk, a vörös eltolódás azonnal mérhető.
És végre, egy találat!
A GRB-k gamma tartományon kívüli megtalálása csak mostanában vált lehetségesé az olasz-holland BeppoSAX szondára szerelt széles látómezejű kamera (WFC) segítségével. E kamerával a GRB helye 6 ívperc átmérőjű kör tartományára szűkíthető (a telihold 30 ívperc átmérőjű), ráadásul órákon belül, sokkal gyorsabban, mint korábban lehetséges volt. Ez a 6 ívperces kör elég kis terület ahhoz, hogy ha elég gyorsan értesülnek a csillagászok a kitörésről, optikai és rádió tartományban is felfedezhetik a GRB utánfénylését.
A WFC röntgen tartományban is érzékeny, az égnek egy 40-szer 40 ívperces darabját tudja figyelni, általa a röntgen források pontos helyének meghatározása néhány ívmásodperces hibahatárral történik.A BeppoSax műholdon egy „GRB monitor” működik, amely automatikusan meghatározza, hogy a forrás, amelyet lát vajon egy GRB-től ered-e, vagy nem. Mikor egy GRB-t talál, a helyzetét olyan pontosan meghatározza, ahogy csak tudja, és értesítik a világ megfigyelő csillagászait.
Az első alkalom, mikor e rendszer gamma kitörést talált 1997. Február 28.-án történt. Az Orion csillagkép irányában látszó kitörés területét 21 órán belül „lefényképezte” egy csillagász csoport, egy 4,2 méteres teleszkópot használva. Egy hét múlva megismételve ezt ,észrevették, hogy egy csillag ami február 28.-án látszódott, egy hét múlva már nem.
Eközben a BeppoSAX csillagászai a szonda egy precízebb röntgen műszerével a GRB helyén egy gyenge, egyre halványuló röntgenforrást találtak, melynek pozíciója (egy kicsivel egy ívperc alatti pontatlansággal) hasonló volt a csillagéval, amely eltűnt. Ekkor figyeltek meg először GRB utánfénylést mind röntgen, mind optikai tartományban. Később a ROSAT űrszondával már 10 ívmásodperces pontossággal sikerült megerősíteni, hogy a röntgen utánfénylés helye megegyezik az eltűnt csillagéval.
Amint az eltűnő optikai utánfénylést felfedezték, olyan fényerős teleszkópok, mint az ESO Újtechnológiás Teleszkópja és a Keck Teleszkóp mélyűr felvételeket készített a „helyszínről”. Az utánfénylés helyén egy kissé kiterjedt, ugyanakkor nagyon halvány objektumot véltek felfedezni, talán egy távoli galaxist.
Néhány héten belül két megfigyelést végzett a Hubble Űrteleszkóp is, mely azt mutatta, hogy egy halványuló pontszerű forrást (az elhalványulás jelezte, hogy ez az utánfénylése a GRB-nek) egy kiterjedtebb, jól behatárolható „maszat” vesz körbe. Ámbár ez nem perdöntő bizonyíték, de összhangban van azzal a feltételezéssel, hogy az 1997. Február 28.-ai gamma kitörés egy nagyon távoli galaxisban történt.
És egy másik
A következő nagy előrelépés 1997. Május 8.-án történt, mikor a WFC újra GRB-t talált. A GRB helyén a Kitt Peak Nemzeti Obszervatórium 90 centiméteres teleszkópjával egy változócsillagot találtak. A Keck teleszkóp vizsgálatai abszorpciós vonalakat talált a színképben, melynek vöröseltolódása 0,83 volt (a hullámhossza 1,83-szor nagyobb, mintha az itt a Földön keletkezett volna). A nagy távolság ez által bizonyítást nyert.E GRB-nél sikerült először rádió tartományban is megpillantani egy kitörést.
Egészen e hétig a csillagászoknak fogalmuk sem volt arról, hogy egy gamma kitörés mennyi látható fényt is bocsát ki miközben tart a kitörés. A tudományos közösség magas pioritással foglakozott a GRB-k megfigyelésének finomításával, így sikerült egy csoportnak létrehoznia a GRB Koordináta Hálózatot (GCN). E rendszer a BATSE adatait folyamatosan figyelve, a kitörés helyét meghatározva másodpercekkel a kitörés után az Interneten keresztül informálja a csillagászokat, hogy azonnal megfigyelhessék e különös jelenségeket.
A kitörés pontos helyének meghatározása nagy kihívás. Korábban az optikai megfigyelések csupán órákkal az után kezdődhettek, hogy a kitörés véget ért. Ekkora már olyannyira elhalványul az utánfénylés, hogy a csupán a Föld legnagyobb teleszkópjai segítségével vizsgálhatók. Hála a GCN gyors reakcióidejének a ROTSE-I berendezés Los Alamosban akkor képes megfigyelni a kitörést a látható tartományban, amikor az zajlik! A ROTSE berendezést úgy tervezték meg, hogy amint megkapja a GCN-től az adatokat, másodperceken belül automatikusan célra tud állni, majd 8 másodpercenként fényképeket készít az ég azon 16,5 ívperces darabjáról.
A ROTSE 4 másodperccel az után kapja meg az információt a kitörésről, hogy a BATSE azonosítja azt. A célra állás azonban időt vesz igénybe, de a kitörés kezdetétől nem több, mint 22 másodperc múlva már készíti a felvételeket. Eddig a legfényesebb 8,9 magnitudós volt, csupán 15-ször halványabb, mint amit puszta szemmel látni tudunk.
Készült a Science@NASA cikke alapján.
Fermi munkássága során rájött, mi is a probléma a földön kívüli élettel kapcsolatban: „Hol vannak ők?”, kérdezte. Egy földön kívüli civilizációnak a teljes galaxisban való elterjedéséhez sokkal kevesebb idő kell, mint magának a galaxisnak az élettartalma, ahol kialakult. A Tejút létezésének ideje alatt számtalan szupercivilizáció benépesíthette az egész galaxist, mégse találkoztunk egyel sem, a nyomukat se látjuk.
A Tejútrendszer körülbelül 10 milliárd éves és mintegy 100 000 fényév kiterjedésű. A Tejút méretéből, s a benne lévő csillagok számából következtethetünk a csillagok egymáshoz képesti távolságára. Átlagosan fényévenként egy csillag található. Az átlagos idő, amit a kibontakozó civilizáció a csillagok közti utazással tölt el, az határozza meg elterjedés sebességét. A Föld Nap körüli keringési sebességével számolva két csillag között az út 10 000 év. Úgy tűnik, technológiailag 0.1 fénysebesség © elérhető, lecsökkentve az utazások átlagos időtartalmát 10 évre. Egy új bolygó benépesítéséhez, valamint innen az új kolonizációs misszió elindításához elkerülhetetlenül időre van szükség, így legyen két naprendszer benépesítése közt eltelt idő 1 000 év, ami megfelel nagyjából 0.001 c-nek. A galaxis benépesítéséhez az egyik végétől a másikig így távolság/sebesség, 100 000 / 0.001, azaz 100 millió év kell (Részletesebb tanulmányok ezt 50 milliótól egészen 1 milliárd évre teszik). Fermi paradoxonjának sarokköve a galaxisunk élettartalmának és a teljes kolonizáció időtartalmának aránya. Ha egyszer egy csillagok közt utazni tudó civilizáció kifejlődik, akkor az mint a futótűz, oly gyorsan telepíti be az egész galaxisunkat, galaxisunk időtávlatából nézve.
Ők jönnek és mennek? Ez idáig egyetlen egy kapcsolatfelvétel sem történt. Az tisztán látszik, hogy a közeli nap-típusú csillagok felől nem érkezik hozzánk civilizáció keltette rádiósugárzás. Továbbá, a Naprendszer égitestei isősinek látszanak, egyik sem mutatja semmi jelét valamilyen hatalmas építkezésnek. A Hold is érintetlennek tűnik a 4 milliárd évvel ezelőtti nagy bombázás óta. A Vénusz és a Mars nincsenek terraformálva. Az aszteroidok is azon a pályán keringenek, ahol létrejöttek. Nincs semmi bizonyíték földön kívüli civilizációk Naprendszerbeli tevékenységének. Sem a múltban, végképp a jelenben. Hol vannak ők?
Brin nevezte el ezt a „Nagy csendnek”, és összegyűjtötte a lehetséges magyarázatokat erre. Szeretném, ha hozzájuk adná az enyémet: egy asztrofizikai magyarázat az intelligens élet késői kialakulására Tejútrendszerünkben.Egy asztrofizikai magyarázat
A gamma kitörések nagyjából fél MeV-os fotonokból álló, átlag 10 másodperces villanások. Évente mintegy 300 kitörés regisztrálható, melyeknek az égbolton való eloszlása egyenletes. Keletkezési helyük kozmológiai távolságokban fekszik. Egy kitörés alatti energia kibocsátás hatalmas, 10^45 joule, néhány másodperc alatt. Ez összevethető a szupernóva robbanások által felszabadított energiamennyiséggel, de attól két dologban különbözik. Először is, a szupernóva robbanás energiájának nagy része neutrínók formájában szabadul fel, míg a gamma kitöréseknél elektromágneses sugárzásként. Arról túl keveset tudunk, hogy vajon a gamma kitörések során is keletkezik-e neutrínó. Másodszor, az energiának az a kis része, amely szupernóva robbanás során fotonként szabadul fel, át kell, hogy verekedje magát egy átlátszatlan tűzgolyón. Erre több napra van szüksége, így az összenergia több nap, több hét alatt folyamatosan szabadul ki a tűzgolyó fogságából. Gamma kitörések során a fotonok teljes tömege néhány másodperc alatt felszabadul.
Ha gamma kitörés történik bárhol a megfigyelhető univerzumban, mi látjuk azt. Az évenkénti 300 kitörés alapján egy millió év alatt 300 millió kitörés történik. A megfigyelhető univerzum mintegy egy milliárd galaxist tartalmaz, így kiszámítható, hogy körülbelül 3 millió évenként következik be egy galaxisban egy gamma kitörés.
A gamma kitörések szinte biztos, hogy sokkal gyakoribbak voltak a múltban, mint a jelenben. Több asztrofizikai ok is ezt támasztja alá. A legvalószínűbb oka a gamma kitöréseknek a neutron csillagok összeütközése. A neutroncsillag párok kettős csillagokból kellett hogy keletkezzenek, a csillagszületési ráta pedig 10 milliárd évvel ezelőtt volt a legmagasabb, azóta pedig folyvást csökken.
A galaxisonkénti gamma kitörések időbeli eloszlását modellezhetjük, idővel exponenciálisan csökken. Az évente megfigyelt mintegy 300 kitörés mind kozmológiai távolságra van tőlünk, így a kitörésük sem ma történt, hanem évmilliárdokkal korábban. Számításaink szerint a mi korunkban egy galaxisban nagyjából 220 millió évente következik be egy-egy kitörés.
Az egész lényege a következő: feltételezzük, hogy minden egyes gamma kitörés az élet tömeges kipusztításával jár együtt abban a galaxisban, ahol felvillant. A kitörések nagyságára jellemző, hogy ha az a galaxisunk középpontjában történik, akkor 2/3 sugár távolságra a galaxis középpontjától is még egy tized napállandónyi sugárzás ér néhány másodpercig (a csillagközi por elnyelése nem számottevő). Ahhoz hogy a gamma kitörés halálos legyen, az kell, hogy legyen valamilyen mechanizmus, amely a kitörés energiáját szállító fotonokat felszíni halálos sugárzássá konvertálja, ugyanis a légkör megóv minket a közvetlen sugárzástól. Thorsett vizsgálta, hogy egy közeli gamma kitörés milyen hatással lenne a légkörre. Legnagyobb valószínűség szerint tönkretenné az ózon réteget, ahol már 50%-os csökkenés is 50-szeresére növené a 295 nm-es UV sugárzást, mely leginkább roncsolja a fehérje szerkezeteket. Más mechanizmusok is lehetségesek. A gamma kitörések halálosak.
E modell szerint a tömeges kipusztítások a múltban sokkal gyakrabban előfordultak. 10 milliárd évvel ezelőtt ~3 millió évente. Az idő múlásával a kitörések sűrűsége lecsökkent, egészen a mostanira, körülbelül 220 millió évenkéntire. E modell feltételezi, hogy az utolsó kitörés a galaxisunkban még az előtt megtörtént, hogy a Föld felszínét elborította volna az élet, ~270 millió évvel ezelőtt. Egy gamma kitörés egy fejlett civilizáció számára valószínűleg nem egyenlő a véggel, így gamma kitörések elsősorban úgy tudják megakadályozni egy galaxis élettel való megtelését, ha megakadályozzák, hogy benne az intelligencia kifejlődhessen. A múltat időszakokra kell bontanunk, hogy feltérképezhessük az intelligencia kifejlődését.
Evolúciós időszakok
Több evolúciós időszak létezése teljesen nyilvánvaló a Földön. Kevesebb, mint 1 milliárd évbe telt, hogy az élet kialakulhasson, 3 milliárdba pedig az, hogy „megszülethessen” az első olyan élőlény, melynek bonyolultsági foka meghaladja az egyszerű többsejtűekét. Az elmúlt fél milliárd év során fejlődtek ki a halak, települt be állatokkal a szárazföld, jött létre az intelligencia. 300 millió éven keresztül a halak voltak a Föld meghatározó élőlényei. 200 millió évig a dinoszauruszok uralkodtak, 70 millió éve az emlősök.
Számunkra az intelligens élet kifejlődése a fontos. E gamma kitörés modell jóslata szerint 100 millió éves időközönként egy halálos kitörés történik, a modell egyik feltételezése éppen az, hogy a szárazföldi élőlények nagy része nem élhet túl egy ilyen kitörést. Mennyi időre van szükség ahhoz, hogy a szárazföldi élőlények valamelyik képviselője intelligensé váljon? Amíg ez az idő összehasonlíthatóan hosszabb, mint két kitörés között eltelt idő, az intelligens élet nem jöhet létre.
Feltételezhetnénk, hogy az intelligencia kifejlődéséhez 400 millió évre van szükség, hiszen az élet az óta van jelen a szárazföldeken. Ez azonban félrevezető. A halaknak 500 millió évük volt rá, hogy kifejlesszék nyelvüket, szerszámaikat és hogy használják a matematikát, de mégsem tették. A dinoszauruszok elképesztően sikeresek élőlények voltak. Minden lehetséges földterületet meghódítottak, de mégse fejlesztették ki az intelligenciát. Az emlősök 100 millió éven keresztül a dinoszauruszok árnyékában éltek, mégse történt semmi az intelligencia terén, de megmutatkozhattak ezen életforma korlátjai. Csak az elmúlt 70 millió év folyamán fejlődött ki az intelligencia.
A dolog lényege minden bizonnyal az élőlények komplexitása. Bonner tanulmányai szerint egyértelműen kivehető az élőlények komplexitásának növekedése az idő múlásával. Ő az élőlények méretét használta, mint a komplexitásuk mértékét. Megfordítva, mennél komplexebb egy faj vagy törzs, annál nagyobb élőlényt tud kifejleszteni. Persze a méret növekedése távolról sem jelenti azt, hogy a legnagyobb a legsikeresebb. A legnagyobbak helyzete elég speciális, a tömeges kihalások során ők tűnnek el legelőször a Föld színéről. Ámbár ezen komplexebb felépítésű faj kisebb méretű tagjai rendszerint jobban bírják a kedvezőtlen történéseket. Általában túlélnek, és az új korszakba lépve ők lesznek a domináns élőlények. Az is kimutathatóan igaz, hogy mind a tengeri, mind a szárazföldi élőlények legnagyobb képviselői az idők folyamán még nagyobbá nőttek.
Egy érdekes feltételezés az, hogy az élet mindaddig nem hoz létre intelligenciát, amíg az nem ér el egy bizonyos komplexitást. Hogy ezt alátámasszuk, ábrázoljuk az állatok agytömegét a testtömegükhöz viszonyítva. Egy érdekes összefüggést fedezhetünk fel a logaritmikus ábrázolásban. Az állatok agytömege nagyjából a testtömegük 3/4. hatványa szerint alakul. Az élőlények két csoportra oszthatók az ábrázolás szerint. A halak, hüllők, dinoszauruszok az első, míg a később megjelent élőlények, madarak, emlősök a második egyenes körül csoportosulnak. A két egyenesnek azonos a meredeksége, csupán a nullpontjukban van eltérés. A két állatcsoport között 10-szeres agytömeg különbség van, testtömegükhöz viszonyítva. Nem meglepő, a madarak és az emlősök általában sokkal ügyesebbek, jóval bonyolultabban viselkednek, mint a halak vagy hüllők. A főemlősök a magasabb egyenes magasabb régióiban helyezkednek el, az emberrel és a delfinnel az élen. Nagy valószínűség szerint az intelligencia kifejlődése szempontjából a szárazföldi életforma fontos, már csak az emberi civilizációból is kiindulva.
Mintegy 200 millió évbe telt, hogy szárazföldi élet evolúciója létrehozta a magasabb agytömeg – testtömeg aránnyal rendelkező állatokat. Amikor egy esemény kiváltotta a dinoszauruszok kihalását, az evolúció megkezdhette a kísérletezést a komplexebb felépítésű állatfajokkal. Mintegy 100 millió év alatt az emlősöknél megjelent az intelligencia. Az evolúciónak sokkalta több ideje volt kikísérletezni az alacsonyabb komplexitású fajok határait, de azok a határok túl szűkösnek bizonyultak az intelligenciához.
Mi, e modell létrehozói a fentebb leírtak miatt két evolúciós időszakot tartunk fontosnak. Az elsőt, amely mintegy 100 millió évig tartott. Ez alatt kifejlődtek azok a szárazföldi élőlények, melyeknek komplexitása elegendő az intelligencia fejlődésének beindulásához. A második, szintén 100 millió éves időszak alatt pedig ezen élőlényeknél kifejlődött az intelligencia.
Fázisátalakulás
A csillagászok már rég megértették a Kopernikuszi alapelvet: az emberek nem foglalnak el különleges helyet az univerzumban. Olyan érvelés, mint „az intelligens élet elképesztően valószínűtlen, ezért egyedül vagyunk az univerzumban” a csillagászokat, az Univerzum megfigyelőit, magukat is elképesztően valószínűtlenné teszik. Nagyon valószínű, hogy az emberekhez hasonlóan mások is figyelik az Univerzum eseményeit, fürkészik titkait. Ők még nincsenek itt, még.
Brin jött rá az egyensúly fontosságára, amely e tanulmányban is fontos szerepet kap. Általában gyümölcsöző egy rendszer vizsgálatakor, ha feltételezzük annak egyensúlyát. A rendszerben történő legtöbb gyakori változás úgy vizsgálható, mint egy kvázi egyensúlyi helyzet kilengései. Ez helytálló, mikor például egy táguló gázt, vagy egy galaxist vizsgálunk milliárd éves skálán. A Fermi paradoxonra megoldást nyújtó magyarázatok többsége egy, az egyensúlyi helyzettől távol lévő helyzetet sugalmaz. Az olyan megoldások, mint: „még nem volt elég idejük, hogy elérjenek minket” vagy „mi vagyunk az elsők és egyetlenek” (ez utóbbi persze nem zárhatja ki, hogy mi jelenleg a galaxisunk kolonizálásának kezdeténél tartunk) feltételezik a nem egyensúlyi helyzetet, de ennek megmagyarázására nincs jobb indokuk, mint a szerencse (vagy az antropikus elv „csak így lehet” jelmondatához fordulnak). E gamma kitörés modell felajánl egy magyarázatot: a Tejút jelenleg egy átalakuláson megy keresztül.
A fázisátalakulás elmélete egy egyszerű, mégis lényegre törő modellt nyújt számunkra, hogy megérthessük, hogy megy végbe az átalakulás két egyensúlyi helyzet között. Például ahogy a vízből jég lesz, ha lecsökken a hőmérséklet, vagy ahogy az optikailag vastag Univerzum átlátszóvá vált, mikor az elektronokat először kötötték meg a protonok, miközben lecsökkent a hőmérséklet. Javaslatunk szerint a „fázis átalakulást” úgy kell értelmeznünk, hogy az idővel csökkenő akadályozó tényező elér egy olyan alacsony értéket, ahol a korábban tiltott folyamatok már beindulhatnak.
Lehetséges, hogy az Univerzumban az intelligens élet felemelkedése egy fázisátalakulás, és most szerte a galaxisunkban fajok fejlődnek ki, és kezdenek a csillagokra tekintgetni. A galaxisunk 10 milliárd éves korát, és a betelepítés kb. 0.1 milliárd éves időtartalmát nézve ez nem lenne rendkívüli dolog, de mindenképp rendkívüli a szinkronizáció, hogy mindegyik egyszerre, azaz most kezdi. A fázisátalakulásnak van egy alapvető vonása: ha azt a körülmények megengedik, bárhol, nagyon hamar végbemegy.
A fenti érvelésnek fontos eleme a gátló folyamat, vagy folyamatok, amely szükséges ahhoz, hogy megakadályozza egy civilizáció felemelkedését a galaxisban, vagy talán az egész Univerzumban. A gamma kitöréseké talán e szerep.
Az időskálák is hasonlót sugallnak. Az egyszerű modellünk alapján a gamma kitörések közötti eltelt idő jelenleg nagyjából 200 millió év. Mintegy 100 millió év alatt kifejlődtek azok a megfelelően komplex élőlények, amelyek bölcsői lehettek az intelligenciának, majd újabb 100 millió év alatt kifejlődött eme élőlények utódaiban az intelligencia, így a szükséges idő összesen ~200 millió év. A két időtartam megegyezik egymással, így arra számíthatunk, hogy fázisátalakulás fog bekövetkezni. (Érdekes még, hogy a galaxis kolonizálása is mintegy 100 millió éves időtartamot igényel.)
E modell alapvető következtetése az, hogy minden egyes gamma kitörés nullára veti vissza az intelligencia fejlődési fokának állapotát. Az evolúció kezdheti az elejéről. Újra mintegy 200 millió évnek kell eltelnie, hogy létrejöhessen az intelligencia. Ez megadja a választ a Fermi paradoxonra is: „Nem volt még elég idejük, hogy ideérjenek”. Még fontosabb, hogy e modell teljesen hatálytalanítja Fermi számításait, hiszen ő úgy kalkulált, hogy az intelligencia felemelkedéséhez, elterjedéséhez a galaxis teljes élettartam rendelkezésre ált, mind a 10 milliárd év. E modell viszont lecsökkenti ezen időt a legutóbbi gamma kitörésre, néhányszor 100 millió éves időtartamra. Mivel ez az idő összemérhető az intelligencia kifejlődésének időtartalmával, valamint a galaxis betelepítéséhez szükséges idővel, a Fermi paradoxon ezzel feloldást nyer.
Következtetések
Az élőlények tömeges kihalásának okának hosszú ideig csak belső okokat gondoltak: az atmoszféra átalakulása, klímaváltozás, vagy a növekvő verseny a bioszféra tagjai között. 1980 táján világossá vált, hogy a Föld nem egy zárt doboz, mivel a Naprendszer más égitestjei, a meteorok és üstökös magok szintén okozhatnak nagy kihalásokat az élővilágban. Ezen írás rámutat arra, hogy a Naprendszer se egy elzárt világ, a kihalásokat okozhatták galaktikus események is, de akkor azok az egész galaxisban ugyanezt tették.
Ha a halálos gamma kitörések modellje helyes, akkor a jelenlegi átlagos időtartam két gamma kitörés közt 220 millió év galaxisonként. Ha az elméletek helyesek az evolúcióval és az élőlények komplexitásával kapcsolatban, akkor amint az élőlények a kitörésektől nyugodtan fejlődhetnek a szárazföldön, az intelligencia kialakulásához 200 millió év kell. Az időtartamok egyeznek. Ezért az a nem egyensúlyi állapot, hogy csupán egy faj, (azaz mi) figyeli a galaxist és elmélkedik a csillagközi utazáson, arra enged következtetni, hogy a fázisátalakulás kezdetén vagyunk. Egy olyan egyensúlyi állapotba, ahol a galaxis teljesen be van telepítve intelligenciával. Egy, korábban tiltott állapot most már engedélyezett. Nagyon valószínű, hogy az intelligens élet mostanában csírázott ki szerte a Tejútrendszerben, és legalább néhányuk minden bizonnyal most kezd bele a terjeszkedésbe. Mintegy 100 millió év múlva a Tejút egy új egyensúlyi állapotot ér el, ahol szerte a galaxisban intelligens élet lakozik.
Ezen írás nem egészen szöveghű fordítása az eredetinek, melynek írója:
James AnnisExperimental Astrophysics GroupMS 127, Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia, IL 60510, USAannis@fnal.gov
AJÁNLOM AZ OLDALT
