Планеты без тектоники плит и с недостаточным количеством углекислого газа могут свидетельствовать о том, что технологическая инопланетная жизнь встречается редко.
Согласно новому исследованию, представленному на совместном заседании EPSC–DPS2025 в Хельсинки на этой неделе, ближайшие к нам в галактике Млечный Путь технологические виды могут находиться на расстоянии 33 000 световых лет, а их цивилизация должна существовать не менее 280 000 лет, а возможно, и миллионы лет, чтобы сосуществовать с нами.
Эти цифры отражают высокие шансы против обнаружения миров, похожих на Землю, с тектоникой плит и атмосферой, в которой доминируют азот и кислород, с нужным количеством кислорода и углекислого газа.
По мнению доктора Мануэля Шерфа и профессора Хельмута Ламмера из Института космических исследований Австрийской академии наук в Граце, возможность успеха SETI (поиск внеземного разума) кажется призрачной.
«Внеземные разумы — ВЭР — в нашей галактике, вероятно, довольно редки», — говорит Шерф.
Чем больше углекислого газа в атмосфере планеты, тем дольше она может поддерживать биосферу и фотосинтез, а также предотвращать утечку атмосферы в космос. Однако это хрупкий баланс: слишком много углекислого газа может привести к парниковому эффекту или сделать атмосферу слишком токсичной для жизни.
Тектоника плит регулирует количество углекислого газа в атмосфере как часть углеродно-силикатного цикла, поэтому для обитаемой планеты необходима тектоника плит. Постепенно углекислый газ, извлекаемый из атмосферы, оказывается запертым в горных породах, а не перерабатывается.
«В какой-то момент из атмосферы будет извлечено столько углекислого газа, что фотосинтез перестанет работать», — говорит Шерф. «Для Земли это ожидается примерно через 200 миллионов до примерно 1 миллиарда лет».
Атмосфера Земли состоит в основном из азота (78%) и кислорода (21%), но также содержит следовые количества углекислого газа (0,042%). Шерф и Ламмер рассматривают, что произойдёт на планете с 10% углекислого газа (такая планета может избежать парникового эффекта, если она дальше от своего солнца, или её солнце моложе и менее яркое), и обнаруживают, что её биосфера может поддерживаться в течение 4,2 миллиарда лет. В качестве альтернативы атмосфера с 1% углекислого газа может поддерживать биосферу максимум в течение 3,1 миллиарда лет.
Для таких миров также потребуется не менее 18% кислорода. Большее количество кислорода необходимо более крупным и сложным животным, а предыдущие исследования показали, что если уровень кислорода упадёт ниже этого значения, то свободного кислорода будет недостаточно для горения на открытом воздухе. Без огня плавка металла будет неосуществима, и технологическая цивилизация станет невозможной.
Шерф и Ламмер сопоставили эти сроки существования биосферы со временем, необходимым для эволюции технологической жизни, которое на Земле составило 4,5 миллиарда лет, и возможным сроком существования технологического вида. Это важно, потому что чем дольше существует их вид, тем больше шансов, что они будут сосуществовать с нами.
Объединение всех этих факторов привело Шерфа и Ламмера к выводу, что технологический вид, живущий на планете с 10% углекислого газа, должен существовать не менее 280 000 лет, чтобы в галактике одновременно с нами существовала хотя бы одна другая цивилизация.
«Для существования 10 цивилизаций одновременно с нашей среднее время жизни должно составлять более 10 миллионов лет», — говорит Шерф. «Количество ВЭР довольно низкое и сильно зависит от продолжительности жизни цивилизации».
Это означает, что если мы обнаружим ВЭР, то он почти наверняка будет намного старше человечества.
Эти цифры также позволяют предположить, что следующая ближайшая технологическая цивилизация находится на расстоянии около 33 000 световых лет. Наше солнце находится примерно в 27 000 световых лет от галактического центра, а это значит, что следующая ближайшая технологическая цивилизация по отношению к нашей может находиться на другой стороне Млечного Пути.
Эти цифры не являются абсолютными — Шерф указывает, что следует учитывать и другие факторы, такие как происхождение жизни, происхождение фотосинтеза, происхождение многоклеточной жизни и частоту, с которой разумная жизнь развивает технологии, но в настоящее время их невозможно количественно оценить. Если каждый из этих факторов имеет высокую вероятность, то ВЭР могут быть не такими редкими. Если каждый из этих факторов имеет низкую вероятность, то требуется более пессимистичный прогноз.
Тем не менее Шерф твёрдо убеждён, что SETI должен продолжать поиск.
«Хотя ВЭР могут быть редкими, есть только один способ это выяснить — это искать их, — говорит Шерф. — Если эти поиски не дадут результатов, это сделает нашу теорию более вероятной, а если SETI что-то найдёт, то это будет одним из крупнейших научных прорывов, поскольку мы узнаем, что мы не одиноки во Вселенной».