Формула жизни? Новая модель рассчитывает шансы разумных существ в нашей Вселенной и за ее пределами

Как будет выглядеть та же область вселенной с точки зрения количества звезд для разных значений плотности темной энергии. По часовой стрелке, сверху слева, нет темной энергии, та же плотность темной энергии, что и в нашей вселенной, в 30 и 10 раз больше плотности темной энергии в нашей вселенной. Изображения получены с помощью набора космологических симуляций. Автор: Oscar Veenema

Вероятность возникновения разумной жизни в нашей Вселенной и в любых гипотетических за ее пределами можно оценить с помощью новой теоретической модели, которая перекликается со знаменитым уравнением Дрейка.

Эту формулу придумал американский астроном доктор Фрэнк Дрейк в 1960-х годах для расчета количества обнаруживаемых внеземных цивилизаций в нашей галактике Млечный Путь.

Более 60 лет спустя астрофизики под руководством Даремского университета разработали другую модель, которая фокусируется на условиях, создаваемых ускорением расширения Вселенной и количеством образующихся звезд.

Предполагается, что это расширение обусловлено таинственной силой, называемой темной энергией, которая составляет более двух третей Вселенной.

Каков расчет?

Поскольку звезды являются предпосылкой для возникновения жизни в том виде, в каком мы ее знаем, модель может быть использована для оценки вероятности возникновения разумной жизни в нашей Вселенной, а также в сценарии мультивселенной различных гипотетических вселенных.

Новое исследование не пытается вычислить абсолютное число наблюдателей (т. е. разумной жизни) во вселенной, а вместо этого рассматривает относительную вероятность того, что случайно выбранный наблюдатель будет обитать во вселенной с определенными свойствами. Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

В статье делается вывод о том, что типичный наблюдатель ожидал бы увидеть существенно большую плотность темной энергии, чем та, что наблюдается в нашей Вселенной, что позволяет предположить, что ее состав делает ее редким и необычным случаем в мультивселенной.

Представленный в статье подход предполагает расчет доли обычной материи, преобразованной в звезды за всю историю Вселенной, для различных плотностей темной энергии.

Модель предсказывает, что эта доля составит приблизительно 27% во Вселенной, которая наиболее эффективно формирует звезды, по сравнению с 23% в нашей Вселенной.

Это означает, что мы не живем в гипотетической вселенной с самыми высокими шансами на формирование разумных форм жизни. Или, другими словами, значение плотности темной энергии, которое мы наблюдаем в нашей вселенной, не является тем, которое максимизировало бы шансы жизни, согласно модели.

На этом снимке космического телескопа Хаббл запечатлена тройная звездная система, в которой могут находиться потенциально обитаемые планеты. Наш ближайший звездный сосед, система Альфа Центавра, включает три звезды. Автор: NASA, ESA, G. Duchene (Universite de Grenoble I); Image Processing: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Влияние темной энергии на наше существование

Ведущий научный сотрудник д-р Даниэле Сорини из Института вычислительной космологии Даремского университета сказал: «Понимание темной энергии и ее воздействия на нашу Вселенную является одной из самых сложных задач в космологии и фундаментальной физике.

«Параметры, управляющие нашей Вселенной, включая плотность темной энергии, могли бы объяснить наше собственное существование.

«Однако, как ни удивительно, мы обнаружили, что даже значительно более высокая плотность темной энергии все равно будет совместима с жизнью, что позволяет предположить, что мы, возможно, не живем в наиболее вероятной из вселенных».

Новая модель может позволить ученым понять влияние различной плотности темной энергии на формирование структур во Вселенной и условия развития жизни в космосе.

Темная энергия заставляет Вселенную расширяться быстрее, уравновешивая гравитационное притяжение и создавая Вселенную, в которой возможно как расширение, так и формирование структур.

Однако для развития жизни необходимы области, где материя может скапливаться, образуя звезды и планеты, и она должна оставаться стабильной в течение миллиардов лет, чтобы жизнь могла развиваться.

Важно отметить, что исследование показывает, что астрофизика звездообразования и эволюция крупномасштабной структуры Вселенной тонким образом объединяются, определяя оптимальное значение плотности темной энергии, необходимое для зарождения разумной жизни.

Профессор Лукас Ломбрайзер из Женевского университета и соавтор исследования добавил: «Будет интересно использовать эту модель для изучения возникновения жизни в разных вселенных и посмотреть, следует ли переосмыслить некоторые фундаментальные вопросы, которые мы задаем себе о нашей собственной Вселенной».

Объяснение уравнения Дрейка

Уравнение доктора Дрейка было скорее руководством для ученых о том, как искать жизнь, а не инструментом оценки или серьезной попыткой получить точный результат.

В число его параметров вошли скорость ежегодного звездообразования в Млечном Пути, доля звезд с вращающимися вокруг них планетами и количество миров, которые потенциально могли бы поддерживать жизнь.

Для сравнения, новая модель связывает скорость ежегодного звездообразования во Вселенной с ее фундаментальными составляющими, такими как вышеупомянутая плотность темной энергии.

В исследовании приняли участие ученые Эдинбургского университета и Женевского университета.

Источник: Royal Astronomical Society