ZÁHADA: Mimozemšťané, kde jste?

Jiří Svršek
podle článku Robina Hansona

Odkazy a literatura:

[X1] The Great Filter - Are We Almost Past It? Robin Hanson. Caltech, Sept. 1996.

[X2] Memetics publications on the web.

[X3] F. E. Freiheit "The Possibilities of FTL: Or Fermi's Paradox Reconsidered. 1993

[X4] Christopher Miller (1995) "Cosmic Hide and Seek: the Search for the Missing Mass".

[X5] PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News Number 283 August 27, 1996 by Phillip F. Schewe and Ben Stein

[X6] The Search for Extraterrestrial Intelligence Institute.

[N1] Důkaz existence života na Marsu? Physics News Update. Natura 10/1996.

[1] Raup, David Malcolm: O zániku druhů. Nakl. Lidové Noviny, Praha 1995, překlad: Anton Markoš (orig.: Extinction: Bad Genes or Bad Luck?, Acta geol. hisp., 16, 1/2, 25 - 33, rok: 1981). ISBN: 80-7106-099-2

[2] Barrow, John D.: Teorie všeho. Mladá fronta, Praha 1997. z angl. orig.: Theories of Everything. The Quest for Ultimate Explanation. Oxford University Press, 1991. ISBN: 80-204-0602-6

[3] Šolc, M. - Švestka, J. - Vanýsek, V: Fyzika hvězd a vesmíru. SPN, Praha 1983

[4] Hlad, O. - Pavlousek, J.: Přehled astronomie. SNTL, Praha 1990

[5] Grygar, Jiří: Vesmírná zastavení. Panorama, Praha 1990. ISBN: 80-7038-202-3

Lidstvo má snad před sebou světlou budoucnost a začne se rozšiřovat do vzdálených oblastí vesmíru. Skutečnost, že za řadu let výzkumu vesmíru jsme v našem blízkém okolí neobjevili žádné známky života, ale tuto naději nepodporuje.

V roce 1961 Dr. Frank Drake , radioastronom z Národní radioastronomické observatoře v Green Banku odhadl počet vyspělých civilizací v naší Galaxii, jejichž signály bychom měli zachytit. Drakeova rovnice se stala základem vědeckého výzkumu, který se soustředil na odhad jednotlivých parametrů Drakeovy rovnice. Dokonce velmi pesimistické odhady parametrů Drakeovy rovnice vedou k závěru, že mimozemské civilizace musí v naší Galaxii existovat v poměrně velkém počtu. Dosud ale přes veškerou snahu radioastronomů nebyl objeven žádný náznak jejich existence. [X6] Existuje snad "Velký filtr", v jehož důsledku nepozorujeme žádné vyspělé civilizace ve vesmíru?

Práce biologů, astronomů, fyziků a vědců v oblasti sociálních věd naznačují, že by takový filtr měl být mnohem menší, než dosud pozorujeme. Proto musí být v našich dosavadních závěrech závažná chyba. Abychom zjistili, kde se tato chyba nachází a jaké šance lidstvo v budoucnu má, měli bychom přehodnotit všechny uvažované vědecké oblasti. Důkazy mimozemských civilizací hledáme pomocí rádiových signálů, fosilních nálezů na Marsu nebo pomocí astronomie temné hmoty ve vesmíru. Žádné jsme dosud nenalezli. Život jinde ve vesmíru se snad mohl vyvíjet jiným způsobem, jiným směrem a nemusel vůbec projít naší technologickou érou. Nebo mohl zaniknout kvůli neznámému ohrožení, které dosud neznáme a které možná stojí někde před námi.

Enrico Fermi, Freeman J. Dyson, Michael H. Hart, Frank J. Tipler a další zdůrazňovali souvislosti mezi negativním výsledkem projektu hledání mimozemských civilizací SETI (the Search for Extraterrestrial Intelligence) a faktem, že mimozemšťané ještě dosud nekolonizovali naši Zemi. Nikdo však dosud dostatečně nezkoumal souvislosti mezi tímto negativním výsledkem pozorování a naším vlastním vědeckým výzkumem.

"Velké ticho" (nebo také Fermiho paradox) musí vést k revizi standardního přístupu v jedné nebo více oblastí vědy. Je možné, že touto revizí objevíme některá dosud zcela skrytá nebezpečí, která ohrožují naši civilizaci. Proč jsme dosud přesvědčeni, že "Velké ticho" není výsledek, který od zkoumání vesmíru očekáváme?

1. Drakeova rovnice

Drakeova rovnice odhaduje počet vyspělých civilizací v naší Galaxii, jejichž radiové signály bychom zachytit. Jednotlivé parametry této rovnice jsou předmětem samostatného vědeckého výzkumu. Některé parametry lze vědeckými metodami již odhadnout, pro jiné nemáme dosud žádné vědecké metody. Jak postupně rostou naše technické možnosti výzkumu vesmíru a tím se objevují nové možnosti, daří se výrazně zpřesnit odhady některých parametrů Drakeovy rovnice. Příkladem jsou parametry f_p a n_e.

Parametr f_p v Drakeově rovnici představuje podíl hvězd, které mají planetární systém. Teoretické modely tvrdí, že planety vznikají ze zbytkového oblaku plynu a prachu, z něhož vznikla centrální hvězda.

Hvězdy vznikají z plynoprachového mračna o nízké teplotě s velmi nízkou hustotou. Díky vnějšímu impulsu se mračno začne nepravidelně smršťovat a kvůli zachování momentu hybnosti začne rotovat kolem určité rotační osy. Vlivem odstředivé síly se původně amorfní plynoprachové mračno změní v poměrně pravidelný rotující plochý disk chladné látky. Prachová zrna se začnou kupit do velmi tenkého rotujícího disku a plyn se většinou soustřeďuje v centrálním kulovém tělese a z části tvoří tlustší disk, který se prolíná s prachovým diskem. Prachová zrna se po určité době soustřeďují téměř výlučně v prachovém disku. Počítačové simulace naznačují, že během několika tisíců let vznikají zrna o velikosti asi 10 milimetrů a za dalších tisíc let již prachový disk může obsahovat kameny o rozměrech až 5 kilometrů (tzv. planetesimály první generace).

Za dobu asi 20 tisíc vznikají planetesimály druhé generace o průměru asi 500 až 800 kilometrů a hmotnosti asi 10^21 kilogramu. Tato tělesa již byla schopna na sebe vázat plynnou atmosféru z původního plynného disku.

Z planetesimál druhé generace postupně vznikají vzájemným gravitačním působením jednotlivé planety. V centrální oblasti původního disku kondenzuje protohvězda a po dosažení kritické hustoty a hmotnosti se v této protohvězdě zažehne termonukleární reakce přeměny vodíku na hélium.

Prvním důkazem tohoto teoretického modelu vzniku hvězd a planetárních soustav se stala podrobná pozorování hvězd, které vyzařují více infračerveného záření, než teoretické modely hvězd předpovídají. Infračervené záření těchto hvězd bylo analyzováno satelitem IRAS (the Infrared Astronomy Satellite) . Tyto hvězdy jsou obklopeny prachovým mračnem, které zabraňuje průchodu viditelného světla. V některých případech byl pozorován prachový disk.

V říjnu 1995 švýcarští astronomové Michel Mayor a Dider Queloz oznámili pozorování periodických změn rychlosti hvězdy 51 Pegasi. Tyto změny jsou způsobeny pohybem hvězdy vpřed a vzad ve směru zorného paprsku. Astronomové došli k závěru, že tento pohyb je způsoben gravitačními silami velké planety obíhající kolem hvězdy. Rychlost hvězdy kolísá kolem střední hodnoty o 50 metrů za sekundu v cyklu čtyř dní.

Tyto výsledky nezávisle na švýcarských astronomech potvrdili Dr. Geoff Marcy a Dr. Paul Butler ze Státní univerzity v San Francisco a z Kalifornské univerzity.

Hvězda 51 Pegasi má podobnou hmotnost, velikost a teplotu jako Slunce. Objevená planeta se ale nepodobá žádné planetě Sluneční soustavy. Její velmi krátká oběžná doba naznačuje, že se pohybuje velmi těsně nad povrchem hvězdy. Pro srovnání, Merkur má oběžnou dobu 66 dní. Z vysokých variací rychlosti hvězdy plyne, že planeta má hmotnost nejméně polovinu hmotnosti Jupiteru. Její povrchová teplota zřejmě dosahuje více než 1500 stupňů Celsia a proto nelze očekávat, že by na této planetě existoval život.

Na zasedání Americké astronomické společnosti v lednu 1996 oznámili Dr. Marcy a Dr. Butler objev dalších dvou planet, které obíhají kolem hvězd podobných Slunci. Jde o hvězdy 70 Virginis a 47 Ursa Majoris. Tyto planety jsou velmi velké. Planeta hvězdy 70 Virginis má hmotnost asi šestkrát větší než hmotnost Jupiteru, planeta hvězdy 47 Ursa Majoris má hmotnost asi dvakrát větší než hmotnost Jupiteru. 20. června 1996 byla objevena další planeta obíhající hvězdu tau Bootes (HD120136). Planeta má hmotnost asi 3,9 hmotnosti Jupiteru a její oběžná doba je 3,3 dne a poloměr oběžné dráhy asi 8,3 astronomických jednotek.

Další extrasolární planeta byla objevena v polovině roku 1996 u blízké hvězdy Lalande 21185 (BD+362147) s hmotností přibližně stejnou jako Jupiter a obíhající asi ve vzdálenosti planety Saturn. Hvězda Lalande 21185 se nachází 8,1 světelného roku od Slunce.

David Grey z Univerzity v západním Ohiu vyslovil pochybnosti o důkazech extrasolárních planet z nepatrného dopplerovského posuvu ve spektrech hvězd. V časopise Nature v únoru 1997 uvedl, že v případě hvězdy 51 Pegasi může být posuv ve spektru způsoben nestabilitou samotné hvězdy. Vědci z Caltechu interferometrem prokázali, že hvězda 51 Pegasi je binárním hvězdným systémem.

V září 1998 byly oznámeny další objevy extrasolárních planet kolem hvězdy HD187123 s oběžnou dobou tří dnů a kolem hvězdy HD21027 s oběžnou dobou 473 dní. Objevy extrasolárních planet vyvolaly diskusi, zda dráha a velikost planety Země je běžná nebo anomální, protože všechny dosud objevené planety měly buď poloměr dráhy mnohem menší nebo mnohem větší než planeta Země a většinou měly mnohem větší hmotnost.

V květnu 1999 dvě nezávislé skupiny astronomů oznámily objev hvězdy se třemi planetami. Nejbližší planeta kolem hvězdy Ypsilon Andromedae byla objevena již dříve. Hmotnosti planet jsou po řadě 0,75, 2 a 4 hmotnosti Jupitera a vzdálenosti jsou po řadě 0,06, 0,83 a 2,5 astronomických jednotek. Hmotnost nejbližší planety přitom představuje záhadu, protože podle různých teorií planety o hmotnosti srovnatelné s hmotností Jupiteru nemohou vzniknout poblíž centrální hvězdy.

V listopadu 1999 Geoffrey Marcy z Kalifornské univerzity v Berkeley, Paul Buttler z Carnegie Institution a Greg Henry ze Státní univerzity v Tennessee oznámili pozorování stínu planety procházející přes kotouček vzdálené hvězdy. Do listopadu 1999 bylo objeveno celkem asi 30 extrasolárních planet.

V prosinci 1999 astronomové z Univerzity v St. Andrews oznámili pozorování světla odraženého od extrasolární planety. Astronomové pozorovali světlo odražené přímo od planety, která obíhá kolem hvězdy tau Bootis asi 50 světelných let od Slunce. Přímé pozorování odraženého světla od planety je velmi obtížné kvůli silnému záření centrální hvězdy. Pozorovaná planeta má modrozelenou barvu, dvojnásobnou velikost a asi osminásobnou hmotnost planety Jupiter.

Parametr n_e v Drakeově rovnici představuje počet planet fyzikálně podobných Zemi v jednom planetárním systému. Všechny hvězdy mají oblast, v níž planety mají takovou teplotu, že se na jejich povrchu může vyskytovat kapalná voda. Planety s fyzikálně podobnými podmínkami jako má Země jsou základní podmínkou možné existence života ve formě, v níž ho známe.

Voda je prostředím, ve kterém probíhají všechny biochemické reakce a molekulárně biologické procesy. Voda v kapalném stavu existuje jen v určitém rozsahu teplot a tlaků.

Pokud je planeta příliš malá, její gravitační pole není schopné udržet dostatečně hustou atmosféru. Tato atmosféra se rozptyluje do vesmíru a kapalná voda z povrchu se odpaří.

Pokud je planeta příliš velká, její gravitační pole může udržet velmi hustou atmosféru. Při velkém tlaku se voda může vyskytovat v kapalném stavu pouze za velmi vysokých teplot. Přestože známe některé příklady pozemských organismů, které žijí v horkých pramenech nebo v oceánech poblíž sopek, není jasné, jak se adaptovaly na takové extrémní podmínky.

Další možnost existence kapalné vody naznačily nové objevy týkající se Jupiterova měsíce Europa. Podle tiskové zprávy Jet Propulsion Laboratories z 9. dubna 1997 sonda Galileo pořídíla snímky, které vedou k závěru, že ledové kry na povrchu měsíce Europa plují na povrchu částečně tekutého oceánu. Tento oceán zřejmě vznikl částečně vlivem slapových sil Jupiteru a částečně teplem z radioaktivního rozpadu prvků uvnitř měsíce. Podobnou myšlenku vyslovil autor románu "A Space Oddysey 2010" Arthur C. Clark.

Mohl vzniknout život na měsíci Europa? Snad, ale ve velmi primitivních formách. Optimisté však zastávají nyní názor, že měsíce velikosti srovnatelné se Zemí v extrasolárních systémech mohou být vhodným prostředím pro vznik a vývoj života.

Hledání planet fyzikálně podobných planetě Zemi by se mělo zabývat několik projektů. Projekt Kepler by měl využít fotometrie pro detekci přechodu planet velikosti Země přes kotouček blízké hvězdy. Projekt Darwin navržený Evropskou agenturou pro vesmír ESA (European Space Agency) by měl využívat infračerveného interferometru pro detekci planet velikosti Země u blízkých hvězd a detekovat spektroskopicky přítomnost atmosféry. Projekt ExNPS (Exploration of Neighboring Planetary Systems) Národního úřadu pro letectví a vesmír NASA by měl využít interferometrie pro detekci planet podobných Zemi. [X6]

Parametr f_i v Drakeově rovnici představuje podíl planet s životem, na nichž vznikl inteligentní život díky tomu, že měl dostatečnou dobu pro svůj vývoj a příznivé podmínky.

2. Kolonizace vesmíru

Život na Zemi se evolučním vývojem adaptoval natolik, že obsadil všechny možné ekologické niky. Dříve stabilní populace a druhy se časem rozšířily do neobsazených oblastí planety. Všechny známé formy života mají svoji "disperzní fázi", v níž začínají pronikat do nových ekologických nik díky netriviálním mutacím a pohlavnímu křížení a přitom využívají nové technologie. Tímto způsobem se život například dostal z moře na souš nebo do vzduchu.

Podobně lidstvo pokračuje ve vývoji pokročilých technologií a obsazuje nové geografické a ekonomické niky. Například v době, kdy se Čínské impérium na čas oddělilo od okolního světa, ostatní národy vyplnily takto vzniklé mezery.

Tento jev lze snadno pochopit na základě evoluční teorie. Obecně se vždy najde několik jedinců jednoho druhu, kteří se pokusí obsadit určitou ekologickou niku, zatímco zbytek druhu žije v nice původní. Díky různým mutacím mohou tito jedinci mít v nové nice určitou výhodu v souboji s jedinci stejného druhu nebo s jedinci jiných druhů. Podobně ve společnosti existují vzájemně soutěžící populace, kdy přežívají ty skupiny, které mají určitou výhodnou technologii. Díky této technologii mohou vyplnit nové niky a stanou se ekonomicky a technicky silnými. Příkladem může být objev spalovacího motoru, pomocí něhož došlo k prudkému rozvoji pozemní dopravy.

S rozvojem každé civilizace nutně souvisí kolonizace. Lidstvo se vyvíjí uvnitř komplexu ovlivňujících se organizačních, kulturních, memetických [X2] a genetických systémů. Všechny tyto systémy mají dlouhodobou tendenci využít všechny reprodukčně užitečné zdroje.

Proto lze očekávat, že jakmile se cestování vesmírem stane dostupnou technologií, naši potomci začnou kolonizovat první planety, později hvězdy a jiné galaxie. Tato expanze do vesmíru povede ve vzdálené budoucnosti k soutěžení jednotlivých kolonií. Různé skupiny kolonizátorů se budou vyvíjet různým způsobem.

I velmi opatrný vývoj lidstva bude vyžadovat stále více hmoty a energie. V kosmologicky krátké době (několik miliónů let) musí každá civilizace narazit na zásadní omezení svého rozvoje. Rozvoj každé civilizace nutně pokračuje obsazováním nevyužitých zdrojů energie a hmoty, a to dokonce i v případě, že se setká s jinými civilizacemi ve vesmíru. Tak dochází k lokálním tlakům na zdroje energie a hmoty.

Evoluční teorie vede k závěru, že nutně musí docházet k vzájemným tlakům mezi kolonisty ve snaze udržet maximální ekonomický růst. Tento boj prohrají ty skupiny kolonizátorů, které se budou ve vesmíru pohybovat příliš pomalu, budou příliš váhat nebo se budou příliš pomalu rozmnožovat, aby početně převážily jiné skupiny. Rostoucí tlak na zdroje nutně povede k realizaci velmi vzdálených průzkumných letů ve snaze získat jako první dosud neobydlené oblasti vesmíru.

Již dnes lze odhadnout, jaké technologie budou v budoucnu nutné pro realizaci kosmických letů do vzdálených oblastí vesmíru. Nové kosmické koráby budou dostatečně nezávislé na vnějších zdrojích. Během následujících staletí se objeví kosmické stroje s vysokou užitečnou zátěží, se schopností reprodukce, založené na nanotechnologiích a s umělou inteligencí na palubě.

Kromě rychlosti světla neexistuje žádné závažné omezení. Vesmírní kolonizátoři zřejmě dosáhnou pomocí nanotechnologií možností řídit atomovou strukturu hmoty, aby tak mohly získat veškerou potřebnou energii.

3. Expanze civilizací do vesmíru

Během několika miliónů let naši potomci dosáhnou okamžiku, kdy se budou explozivně šířit rychlostí blízkou rychlosti světla do celé galaxie a později do celého vesmíru. Cestování rychlostí vyšší než je rychlost světla by vedlo k rychlejší expanzi.

Lze očekávat, že taková expanze za čas dosáhne všech oblastí, které obsahují užitečné zdroje energie a hmoty. Nejhodnotnější zdroje hmoty a energie existují mezi hvězdami a v galaktických jádrech. Naši potomci ale budou zřejmě schopni využít všechny dostupné zdroje energie včetně planetárních soustav.

Expanzi lidstva v takovém měřítku by snad mohla být zastavena pouze jinou podobně expandující mimozemskou civilizací. Pokud by nějaká kolonie byla zničena, brzy ji nahradí jiná.

Bez možnosti cestování nadsvětelnou rychlostí, která by zajišťovala uniformitu vývoje, se nutně objeví velká diversita mezi různými částmi expanze a zejména pak mezi různými expanzemi. Lze očekávat různé kultury, jazyky nebo detaily ve tvaru těla. Mnohem menší diversita se bude objevovat u civilizací, které budou ve srovnání s jinými v reprodukční nevýhodě.

Například si lze představit vesmírné predátory, kteří vyhledávají a ničí ostatní formy života. Obtížnější je pak ale pochopit, proč tito predátoři nekolonizují všechny systémy, které navštíví, když taková kolonizace je levná. Agresivní kolonizátoři mohou také znemožnit přístup ke zdrojům energie jiným skupinám.

Lze si také představit, že někteří kolonizátoři ponechávají určitá místa nedotčena, jako "přírodní rezervace", které jsou zdrojem informace. Pak je ale obtížné pochopit, proč by takto zachovávali většinu míst ve vesmíru. Jiné skupiny, které by využily více těchto míst jako zdroje potřebné energie a hmoty, by vůči takovým kolonizátorům byly jistě ve výhodě.

Konečně je nutné očekávat, že pokročilé formy života si různým způsobem přizpůsobí místa, která kolonizují. Přírodní systémy nemají ideální strukturu pro účely kolonizátorů a proto lze očekávat, že si tato místa kolonizátoři přizpůsobí. Existuje jen velmi málo přírodních struktur, které by vyžadovaly nepatrné a málo viditelné změny.

Například již poměrně malé množství jaderného odpadu vede ke změně spektra dotčené hvězdy. Kolonizátoři mohou přeměnit asteroidy kolem hvězdy na solární kolektory, které zadrží podstatnou část světelné energie hvězdy. Takové změny by se nutně musely projevit ve spektru, teplotě a dalších fyzikálních vlastnostech dotřené hvězdy. Vyspělé civilizace mohou celé hvězdy rozebrat nebo je mohou obklopit Dysonovou sférou, na níž lze žít milióny let. Velmi vyspělé civilizace mohou dokonce rozebrat celé galaxie.

Pokud by některá pokročilá forma života kolonizovala naši vlastní planetu, museli bychom o tom vědět. Také bychom si jistě všimli, kdyby nějaká mimozemská civilizace začala využívat jako zdroj hmoty a energie pásmo asteroidů ve sluneční soustavě. Pro takovou civilizaci by jistě zajímavým zdrojem energie byl Jupiter nebo dokonce Slunce. Proto se můžeme domnívat, že v blízkém okolí našeho Slunce se nevyskytuje žádná agresivní civilizace, nebo nás taková civilizace ponechává jako "přírodní rezervaci".

Naše planeta nebo sluneční soustava nevypadá, jako by byla kolonizována nějakou pokročilou civilizací. Navíc se nám velmi dobře daří vysvětlit chování naší planety, sluneční soustavy, blízkých hvězd, Galaxie a dokonce jiných galaxií pomocí "mrtvých" přírodních procesů, aniž bychom se museli uchylovat k vysvětlení pomocí činnosti pokročilých forem života. Naše vlastní Galaxie se podobá všem blízkým galaxiím a je těžké uvěřit tomu, že by celá námi viditelná oblast vesmíru byla přírodní rezervací mezi uměle upravenými galaxiemi.

Proto se lze oprávněně domnívat, že dosud žádná civilizace ve vesmíru nedosáhla svého období expanze. To ovšem znamená, že žádná civilizace o několik miliónů let starší než je naše, tohoto období ještě nedosáhla.

4. Velký filtr

Uvažujme nyní zásadní evoluční kroky, které by mohly vést k expanzi nějaké civilizace ve viditelném vesmíru:

1. Vhodný hvězdný systém (včetně existence organických látek).
2. Reprodukce organického systému (existence látky podobné RNA).
3. Jednoduchý (prokaryontní) jednobuněčný život.
4. Složitý (eukaryontní) jednobuněčný život.
5. Pohlavní reprodukce života.
6. Mnohobuněčný život.
7. Nástroje užívající živočichové s velkým mozkem.
8. Vývoj lidstva.
9. Kolonizační expanze do vesmíru.

"Velké ticho" vede k závěru, že jeden nebo více kroků je velmi nepravděpodobných. To je onen "Velký filtr" na cestě od neživého vesmíru k expandujícímu životu. Naprostá většina hvězd ve vesmíru výše uvedenou cestou vůbec neprojde kvůli své nevhodné velikosti, nevhodné teplotě, nepřítomnosti planet a mnoha dalším fyzikálním podmínkám.

Skutečnost, že vesmír vypadá, jako by byl bez jiných forem života, představuje zásadní problém pro vysvětlení naší vlastní existence. Pokud existují jiné zásadně odlišné cesty ke vzniku vyspělého života, pak zmíněný filtr musí být ještě mnohem větší, než si představujeme.

5. Něco je špatně

Biologové a ostatní vědci již řadu let pracují na přijatelném vysvětlení každého výše uvedeného evolučního kroku, přičemž se snaží, aby pravděpodobnost takového vysvětlení nebyla velmi malá. Dnes ji existují přijatelné modely, které vysvětlují vznik RNA a její reprodukce, vznik a vývoj prokaryontních buněk, vznik a vývoj eukaryontních buněk, vznik mnohobuněčných organismů, vznik nervové soustavy a mozku a konečně vznik a vývoj lidské civilizace.

Každý takový přijatelný model může představovat jeden člen v Drakeově rovnici, která odhaduje pravděpodobnost vzniku inteligentního života na některé planetě ve vesmíru.

Podobně technologičtí "optimisté" uvažují různé standardní ekonomické trendy a standardním chápáním evolučních procesů se snaží zdůvodnit přijatelnost výše popsané cesty ke kolonizaci vesmíru v budoucnosti v kosmologicky krátkém čase.

Někteří odborníci tento scénář nepovažují za optimistický. Dávají přednost stabilnější cestě, která by nevedla k ovládnutí části vesmíru. Ale i příznivci stability musí přiznat, že za dostatečně dlouhou dobu, pokud lidstvo nemá stagnovat, bude muset začít s kolonizací okolního vesmíru. Vždy tedy existuje šance, že lidstvo se vydá cestou kolonizační expanze.

Pokud všechna uvažovaná vysvětlení jsou alespoň minimálně pravděpodobná, pak naše pozorování naznačují, že někde se skrývá závažná chyba a že jeden nebo více kroků je málo pravděpodobný. Pokud by byl nepravděpodobný některý z prvních evolučních kroků, pak bychom nemohli pozorovat v oblasti miliard světelných let kolem nás žádný život. Pokud je ale nepravděpodobný poslední krok ke kolonizační expanzi do vesmíru, pak to má zásadní důsledky pro naši vlastní budoucnost. Náš vlastní potenciál musí být mnohem menší, než se dosud domníváme. Optimismus týkající se naší budoucnosti se tak staví přímo proti optimismu týkajícího se všech předchozích kroků evolučního vývoje.

6. Naše budoucnost

Racionální optimismus týkající se naší budoucnosti je přijatelný pouze tehdy, pokud některý z uvedených evolučních kroků je velmi málo pravděpodobný. Pokud takový krok nenalezneme, pak musíme očekávat, že pozemská civilizace ještě neprošla Velkým filtrem. Taková budoucnost je jistě chmurná, ale na druhé straně povědomí o této skutečnosti může lidstvu tento fakt překonat.

Pokud Velký filtr leží ještě před námi, měli bychom se vážně zabývat pravděpodobnými scénáři dalšího našeho vývoje, jako je jaderná válka nebo ekologická katastrofa, které zabrání naší budoucí expanzi do vesmíru. Velké ticho nám pak naznačuje, že přinejmenším jeden z těchto scénářů má vysokou pravděpodobnost.

S vědomím takové vážné hrozby bychom se měli vážně zabývat dalším rozvojem naší civilizace. Snad bychom měli věnovat mnohem větší pozornost ochraně našich ekosystémů nebo dalšímu rozvoji naší ekonomiky. Měli bychom také vážně uvažovat o možném ohrožení naší civilizace různými fyzikálními experimenty. Možná bychom měli věnovat větší pozornost projektům jako je Biosféra 2, které alespoň část lidstva uchrání před celosvětovou katastrofou.

Abychom zjistili, zda se Velký filtr nachází již v naší minulosti nebo leží někde v naší budoucnosti, musíme prozkoumat všechna jeho přijatelná vysvětlení. Takový průzkum se týká všech kroků vývoje života na Zemi.

7. Revize biologie

Řada teoretických studií, které si kladou za cíl vysvětlit jednotlivé evoluční kroky, stojí na myšlence dlouhých časových období. Na druhé straně zdůvodňované evoluční kroky jsou časově velmi krátké. Možná právě zde se může skrývat chyba těchto teorií, které tak mohou ignorovat některé důležité faktory nebo detaily. Je obecným pravidlem, že jednoduchý přijatelný model většinou selže při pokusu vysvětlit složitější jevy.

Je třeba poznamenat, že řada biologů očekává mezi neživou hmotou a inteligentním životem velký filtr. Jsou přesvědčeni, že astronomové, kteří odhadují členy Drakeovy rovnice, dostatečně neznají biologii. Poznamenávají také, že vznik člověka mohl být pouhou, velmi řídkou evoluční náhodou.

Uvažujme nyní dva typy evolučních kroků. Prvním typem je "diskrétní" evoluční krok, který musí proběhnout v určitém krátkém časovém období a pokud se neuskuteční, neuskuteční se již nikdy v budoucnu. Takový evoluční krok například může vyžadovat jisté fyzikální podmínky, které nastanou pouze jednou při vzniku sluneční soustavy. Druhým typem je evoluční krok "pokus a omyl", který pokud selže, neovlivní možnost svého opakování. Právě tohoto typu evolučních kroků se týká Velký filtr.

8. Revize astrofyziky

Kromě biologie existuje několik dalších možností jak vysvětlit Velký filtr také ve fyzice a astronomii.

Jednou z možností je, že rychlost letů vesmírem a kolonizace hvězd a galaxií může být mnohem těžší, než se zdá. Takové cestování může být dokonce prakticky nemožné, a to i v případě, že případná mimozemská civilizace je schopna využít nanotechnologie. Například mezihvězdná látka může být mnohem hůře průchodná, než se dosud domníváme. Pokud tomu tak skutečně je, pak sice máme mnohem větší šance na přežití, ale menší šance na průzkum a kolonizaci hvězd v okolí sluneční soustavy. Čím nižší může být maximální rychlost cestování vesmírem, tím menší Velký filtr musíme vysvětlit.

Vesmír také může být mnohem menší, než pozorujeme, například kvůli určité netriviální topologii, kdy pozorovaný světelný kužel událostí je ve skutečnosti menší, než pozorujeme. Opět musíme vysvětlit menší Velký filtr, než se nám dosud zdá.

Optimistickou fyzikální alternativou by bylo například snadné vytvoření lokálního "dětského vesmíru" (baby universe), který by obsahoval neomezené množství energie a energie. Dětský vesmír je vázán k původnímu vesmíru červími dírami, tedy prostoročasovými topologickými tunely [2]. V takovém vesmíru všechny probíhající procesy nemají žádný vliv na původní vesmír a navíc kolonisté z takového vesmíru nemají možnost uniknout do původního vesmíru, snad jen pomocí místních supernov.

Můžeme tak uvažovat tři astrofyzikální alternativy, pomocí nichž lze vysvětlit, zda náš vesmír je naplněn formami života a zda naši místní oblast vesmíru lze chápat jako izolovanou "zoologickou" zahradu.

Především je možné, že rozsáhlé projekty, jako jsou orbitální solární kolektory postavené z asteroidů, Dysonovy sféry nebo rozebírání hvězd, jsou prakticky nemožné. To by vysvětlilo, proč blízké hvězdy nejsou ovlivněny činností inteligentních bytostí. Druhou alternativou je možnost, že takové projekty nemusí výrazně pozměnit spektra pozorovaných hvězd. Poslední alternativou je pro nás velmi nepříznivá možnost, že žádný inteligentní život v pozorované části vesmíru prostě neexistuje.

Dále je možné, že rozvinutý inteligentní život kolonizuje "temnou hmotu", která tvoří podstatnou součást vesmíru. Tento scénář by mohl souviset se silnější verzí sociální hypotézy "zoologické zahrady", jak bude popsáno dále.

Dosud považujeme temnou hmotu ve vesmíru za neživou hmotu, ale s rozvojem průzkumu vesmíru se může ukázat, že je tomu jinak. Nedávné průzkumy gravitačních čoček naznačují, že zhruba polovina temné hmoty v galaktickém halu se skládá z objektů o hmotnosti od jedné do deseti hmotností Slunce a relativně málo je objektů o hmotnosti, která je srovnatelná s hmotností Země. Dosud nejmenší pozorovaný objekt byl hnědý trpaslík o hmotnosti asi 20 až 50 hmotností Jupitera, který má absorbční spektrum podobné spektru Jupitera.


9. Revize sociálních teorií

Autor článku [X1] se domnívá, že podstatnou část Velkého filtru bude možno vysvětlit pomocí biologické evoluce života a inteligence. Přitom však řada fyziků, ve snaze vysvětlit Velký filtr, soustřeďuje pozornost na oblast, které rozumí nejméně, na sociální vědy.

Astronomové Carl Sagan a William Newman například zastávají názor, že buď se naše civilizace se zničí jadernými zbraněmi, anebo se naučí žít s ostatními skupinami ve vzájemné toleranci, zbaví se svých predispozicí k snaze udržovat území a k agresi. Podle autorů tato adaptace musí probíhat s vysokou přesností u všech jedinců, protože jen tak lze zabránit rychlému vzniku agresivního galaktickému imperialismu.

Podobně Papagiannis zastává názor, že lidstvo musí překonat své tendence k trvalému materiálnímu růstu a musí je nahradit jinými nemateriálními cíli, díky nimž překonáme krizi, ve které se lidstvo nyní nachází. Mimozemské civilizace v Galaxii tak mohou být intelektuálně založené a mohou mít vysokou etiku a morálku. Taková civilizace může zkvalitňovat svůj život aniž by potřebovala další rozsáhlé materiální a energetické zdroje.

Bohužel, takové představy jsou schopny vysvětlit pouze velmi malou část Velkého filtru. Nelze totiž očekávat, že by se všechny civilizace v pozorovatelné části vesmíru chovaly výše zmíněným způsobem. Takové teorie jsou spíše přáním, než vážným pokusem vysvětlit problém Velkého filtru použitím sociálních věd.

Protože na druhé straně se řada odborníků domnívá, že ve vesmíru musí existovat mocné skupiny se snahou kolonizovat a zničit případné protivníky, není žádný teoretický důvod dávat přednost jedné nebo druhé variantě. Dokonce i v případě, že by civilizace měly jen nízkou tendenci ke kolonizaci, variace stále nabízí možnost existence alespoň jedné agresivní civilizace.

Sociální vědci mají dobré důvody očekávat vzájemně soutěžící populace, které se sice snaží obsadit nové niky, ale které budou váhat rozpoutat válku se závažnými důsledky. Proto se můžeme oprávněně domnívat, že takové populace dají přednost mezihvězdné migraci před válečným konfliktem.

Někteří odborníci se domnívají, že díky naší schopnosti řídit populační růst pomocí genetických procesů, se lidstvo osvobodí od "biologického imperativu" rozmnožování a zvolí jiné možnosti. Biologické organismy jsou schopny využít nejen všechny nabízené možnosti, ale stále hledají možnosti nové.

Genetické inženýrství sice může významně urychlit procesy variace, ale nezmění základní evoluční proces variace a následné selekce nejvýhodnějších životních forem. Aby se lidstvo vyhnulo tomuto přirozenému evolučnímu procesu, muselo by být schopno globální kontroly porodnosti. Této kontroly lze dosáhnout pouze jistou formou světové vlády, která by kontrolovala porodnost, vyrovnaným ekonomickým růstem a určitou politikou.

Zcela pesimistickými představami jsou scénáře celosvětové jaderné války nebo ekologické katastrofy. Aby se lidstvo vyhnulo ničivé jaderné válce, mohlo by se snad rozšířit po celé sluneční soustavě a tím by pravděpodobnost ničivého válečného konfliktu výrazně poklesla. Ekologické katastrofě by zase mohla zabránit naše schopnost překonat svoji biologickou podstatu, například pomocí strojové (umělé) inteligence. Ačkoliv Velký filtr snad lze vysvětlit také jinými způsoby, pesimistické scénáře jsou silnou motivací pro jeho studium.

Je také možné, že existuje určitá třída dosud nám neznámých sociálních katastrof, které vedou k zániku celé civilizace. Známe takové příklady z minulosti, kdy relativně izolované civilizace z nám neznámých důvodů zcela zanikly. Pokud lépe pochopíme tyto historické události, lépe se vyhneme takové sociální katastrofě v budoucnu.

Ničivé sociální scénáře jsou implicitní součástí obvyklé formulace Drakeovy rovnice. Na úrovni evolučních kroků Drakeova rovnice požaduje pravděpodobnost toho, že systém dosáhne dalšího evolučního kroku. Na naší úrovni ale Drakeova rovnice zjišťuje, jaká je předpokládaná doba, než civilizace zanikne, a jaká je šance, že se znovu objeví.

Další možnou alternativní sociální teorií je představa, že naši potomci již nebudou nuceni spolu vzájemně soutěžit, takže evoluční model ztratí v tomto případě svůj smysl. Můžeme si např. představit, že za předpokladu uzavřeného vesmíru naše budoucí civilizace dosáhne možnosti nadsvětelného cestování vesmírem. Potom se může vyhnout okamžiku, než dojde k expanzi civilizace do vesmíru, tím, že vytvoří stabilní centrální vládu, která se bude snažit udržet přirozené podmínky ve vesmíru, protože každé místo ve vesmíru bude rychle dosažitelné.

Hypotéza nadsvětelného cestování vesmírem ovšem vyvolává spoustu zásadních fyzikálních otázek.

Bez možnosti nadsvětelného cestování by ve vesmíru musely existovat civilizace, které by udržovaly konzervativní politiku kolonizace vesmíru. Tyto civilizace by svoji politiku vnucovaly ostatním nekonzervativním civilizacím, které by musely zřejmě být v určité vojenské nevýhodě v případě konfliktu. Navíc by průměrná hustota nekonzervativních civilizací musela být natolik nízká, že v kosmologických měřítcích souhlasí s naším pozorováním.

Žádnou zvláštní sociální teorii nevyžaduje již dříve zmíněná "zoologická hypotéza", podle níž je námi pozorovatelná oblast vesmíru ochráněna před kolonizací jinými civilizacemi. Zvláštní sociální teorii však vyžaduje vysvětlení problému, proč veškerá námi pozorovatelná hmota ve vesmíru leží uvnitř této přírodní rezervace.

Snad lze námi pozorovaný vzorek viditelné části vesmíru vysvětlit určitou hustotou a povahou těchto přírodních rezervací, případně určitou nenápadností částečně upravených oblastí. Přitom musí existovat určitý všeobecně rozšířený způsob, jakým se dává najevo, že daná hvězda je součástí některé přírodní rezervace. Můžeme předpokládat, že existuje určitý signál ve velmi úzkém vlnovém pásmu spektra hvězdy, který všechny civilizace jsou schopny detekovat.

Hypotéza "zoologické zahrady" naznačuje, s jakými problémy se lze setkat při pokusu o čistě sociální vysvětlení Velkého filtru, pokud se nepoužijí některé astrofyzikální alternativy, jako je cestování nadsvětelnou rychlostí.

10. Závěr

Dosud žádná cizí civilizace nekolonizovala naši sluneční soustavu, ani žádnou soustavu v blízkém okolí. Žádná civilizace na některé z miliard hvězd v pozorovatelné části vesmíru dosud nedosáhla technologické úrovně, které snad naše civilizace může v budoucnu dosáhnout. Naše pozorování ukazují, že mezi běžnou neživou hmotou a pokročilým expandujícím životem existuje Velký filtr, který nám zabraňuje takový život pozorovat. Jak daleko je naše civilizace od tohoto filtru?

Pokud máme mít nějaké optimistické vyhlídky do budoucna, musíme najít určité zvláštní velmi nepravděpodobné evoluční kroky v historii života na Zemi. Existuje několik kritických evolučních kroků typu pokus a omyl, které se staly během biologické evoluce: vznik života, jeho komplexnost, vznik pohlavního rozmnožování, vznik společenství, vznik rozumu a řeči. Pokud předpokládáme, že celkem existuje zhruba devět kritických evolučních kroků, z nichž každý trval průměrně 300 miliónů let, že pouze jedno procento všech hvězd v pozorované části vesmíru takové kroky umožňuje a že pouze jedno procento všech civilizací unikne vlastnímu zničení, pak jsme schopni vysvětlit existenci Velkého filtru.

Různé neobvyklé překážky vývoje inteligentních civilizací, které někteří odborníci hledají v astrofyzice nebo v sociálních vědách, jsou méně přijatelné, než výše zmíněné kritické evoluční kroky. Tyto překážky totiž vyžadují jisté speciální podmínky a umělé předpoklady.

Rozvoj astrofyziky snad brzy přinese relevantní informace. Astronomie temné hmoty může brzy potvrdit nebo vyvrátit hypotézu "zoologické zahrady". Důkaz života na Marsu může prokázat, že jeho vznik je nejsnazším kritickým evolučním krokem.

I v dalších oblastech vědy bylo dosaženo pokroku. Řada týmů se zabývá otázkami počátků života na Zemi. Teoretičtí fyzikové v dohledné budoucnosti zjistí, zda bude v budoucnu cestování nadsvětelnou rychlostí teoreticky možné. Spekulativní inženýrství pomáhá odhadnout problémy mezihvězdného cestování a projektů v kosmickém měřítku. Astronomové, matematikové a biologové se snaží odhadnout, jak dlouho ještě bude Země příznivá pro život (pokud ji do té doby nezničíme). Sociální vědci se snaží objasnit důsledky kolonizace a sebezničujících tendencí.

Snad není daleko doba, kdy kosmické sondy budou schopny prakticky ověřit teorii mezihvězdné panspermie např. nalezením živých jednobuněčných organismů v nitru komet. Výzkum projektu SETI pokračuje v testování hypotézy, že život je v pozorovatelné části vesmíru hustě rozšířen, ale jeho pozorování brání určitý rozsáhlý filtr.

Konečně bychom neměli zapomínat na neobvyklé aspekty záhady Velkého filtru. Především nesmíme zapomínat na interdisciplinární podstatu této záhady. Vědci každého vědeckého oboru mohou tvrdit, že podstata Velkého filtru se nachází v jiném oboru. Ale důkaz lze přinést pouze spoluprácí všech dotčených oborů. Astronomové nemohou existenci Velkého filtru ve svém oboru odmítnout, pokud např. nepřipustí hypotézu, že snahou každé civilizace je kolonizovat okolní hvězdy. Biologové zase mohou namítat, že vesmír nemusí být tak velký, jak astronomové dosud tvrdí.

Při posuzování hypotézy Velkého filtru musíme zabránit tomu, aby byl problém "zameten pod koberec" tvrzením, že jeho podstata musí ležet někde v dosud neprobádané oblasti vědy, aniž bychom připustili nepříjemnou skutečnost, že skutečně jsme ve vesmíru zcela sami, případně že před námi leží nějaká dosud neznámá osudová katastrofa.

Konečně musíme pamatovat na to, že Velký filtr je tak velký, že případný nepravděpodobný kritický krok musí být dostatečně nepravděpodobný. I kdyby život vznikl pouze na jedné hvězdě každé galaxie, stále před námi leží problém filtru: proč nepozorujeme důsledky činnosti vyspělých civilizací?

Uvažujme situaci, kdy v určitém časovém intervalu musí proběhnout v určitém daném pořadí několik evolučních kroků typu "pokus a omyl". Každý krok má určitou konstantní pravděpodobnost svého úspěchu na jednotku času za podmínky, že předchozí krok proběhl úspěšně. Pokud je pravděpodobnost úspěchu všech kroků v daném časovém intervalu nízká, pak za předpokladu, že všechny kroky proběhly, průměrný čas provedení každého "kritického" kroku nesouvisí s tím, nakolik je tento krok kritický.

Řekněme, že máme jednu hodinu na odemknutí pěti zámků s jedním, dvěma až pěti číselníky o deseti číslech metodou pokus a omyl. Očekávaný čas odemknutí prvního zámku je 0,01 hodiny, druhého 0,1 hodiny, třetího 1 hodina, čtvrtého 10 hodin a pátého 100 hodin. Nyní se podívejme na onen řídký případ, kdy se nám podaří za hodinu odemknout všech pět zámků. Průměrný čas odemknutí prvních dvou zámků může být 0,096 a 0,075 hodin, což odpovídá obvykle očekávanému času 0,01 a 0,1 hodiny. Průměrný čas odemknutí třetího zámku ale může být 0,2 hodiny a průměrný čas odemknutí posledních dvou zámků může být 0,24 hodiny. Všechny kritické kroky, nezávisle na tom, nakolik jsou kritické. Trvají zhruba stejný čas, zatímco nekritické kroky zabírají svůj obvyklý čas. Trvání jednotlivých kroků má zhruba exponenciální rozdělení (se standardní odchylkou nejméně 76% od střední hodnoty).

Tento model lze použít na evoluci života na Zemi s tím, že hlavní vývojové změny ve fosilních záznamech probíhaly zhruba rovnoměrně. Tento model je srovnatelný s jinými modely, které se snaží nalézt kritické, nezbytné a jedinečné kroky v evoluční historii.

Fosilní záznamy naznačují pět zhruba stejně dlouhých období mezi velkými evolučními změnami od vzniku Země. Nejstarší fosilní záznamy jednoduchého jednobuněčného života byly objeveny zhruba 0,9 miliardy let po ochlazení Země (tedy před asi 4,5 miliardou let). Nejstarší fosilní záznamy komplexních jednobuněčných organismů (eukaryontů) se objevují po asi 2 miliardách let. Asi za 0,8 miliardy let evoluční tempo dramaticky vzrostlo, zřejmě se vznikem pohlavního rozmnožování. Po asi 0,5 miliardy let později se objevil mnohobuněčný život a za asi 0,6 miliardy let poté se objevil člověk.

Ačkoliv tyto intervaly nejsou přesně stejné, lze pro ně použít exponenciální rozdělení pro dobu trvání jednotlivých kritických evolučních kroků na základě modelu "pokus a omyl". Přitom je nutné uvažovat jisté komplikace a nepřesnosti.

Za prvé, první evoluční krok mohl proběhnout kdykoliv od okamžiku, kdy Země byla dostatečně chladná, aby na ní mohl vzniknout život. Stáří těchto nejstarších známých fosilií závisí na vzniku hornin, které mohly takové fosilie uchovat. Proto je nutné tento první evoluční krok klást do období od 0,0 do 0,5 miliardy let po ochlazení Země. Navíc, protože prostředí na Zemi bylo neobvyklé, měly bychom každý částečný krok v tomto období považovat za diskrétní, v dalším období neopakovatelný.

Za druhé, výskyt nejstarších známých komplexních jedno- buněčných organismů odpovídá období vzniku kyslíkové atmosféry na Zemi. Tento proces souvisí se zpomalením oxidace kovů v oceánu. Před tímto obdobím se eukaryontní organismy, které ve svém metabolismu využívají kyslík, příliš nevyskytovaly. Proto tento evoluční krok není nutné považovat za kritický. Tomuto kroku mohl předcházet jeden nebo více kritických kroků, které ale proběhly uvnitř populace příliš malé na to, aby se objevila ve fosilních záznamech. Je možné, že tyto kroky vedly ke vzniku rostlin.

Za třetí, kambrická exploze o 0,6 miliardy let později také souvisela s určitými nezávislými změnami prostředí, jakým byl rozpad kontinentu Pangaea na kontinenty Laurasii a Gondwanu. Pokud považujeme průběh změn prostředí za náhodný, pak kambrickou explozi můžeme popsat pomocí dvojitého kritického evolučního kroku. Určitý biologický evoluční krok vytvořil potenciál, který ale nemohl vzniknout bez odpovídajícího kroku v prostředí.

Konečně relativně velký mozek vzhledem k velikosti těla se objevil v období radiace savců a ptáků po hromadném vymírání před 65 milióny lety. Někteří odborníci, jako David Malcom Raup, se domnívají, že k této události došlo vnějším vlivem, jako byl dopad velkého meteoritu [1]. Při této události došlo k hromadnému vymření dinosaurů, kteří představovali významné konkurenty ptáků a savců. Evoluční krok umožňující vývoj velkého mozku ale musel nastat již asi před 300 milióny lety, kdy se vyvinuli první předchůdci dnešních ptáků a savců. Zřejmě poslední významný evoluční krok byl vznik řečového potenciálu savců, ke kterému nemohlo dojít, dokud mozek savců nebyl dostatečně velký.

Pokud tedy naše úvahy shrneme, tak první evoluční krok nebo kroky proběhly asi 0,5 miliardy po ochlazení Země. Pak k několika evolučním krokům došlo poté, co začal v atmosféře Země růst poměr kyslíku. Po asi 0,8 miliardy let došlo k jednomu nebo více evolučním krokům, které vedly ke vzniku pohlavního rozmnožování.

Po asi 0,5 miliardy let vznikly mnohobuněčné organismy a za asi 0,3 miliardy let se objevily první ptáci a savci. Za dalších 0,3 miliardy let se neobjevily žádné kritické evoluční kroky, ale stabilní vývoj vedl k rozvoji nových možností. Před 65 milióny lety došlo k události, která vedla k prosazení savců a k rozvoji jejich mozku a řeči.

Trvání jednoho kroku lze stanovit zhruba na 0,3 miliardy let. Pak je přirozené předpokládat, že na vzniku života se podílel jeden kritický evoluční krok, žádný až osm kroků vedlo ke vzniku komplexních buněk, dva až tři kroky vedly ke vzniku pohlaví, dvojitý krok ke vzniku mnohobuněčných organismů, jeden krok ke vzniku velkého mozku a později řeči. Celkově lze odhadnout počet kritických evolučních kroků od sedmi do devíti.

Tento model vyžaduje řadu předpovědí, které mohou ale nemusí být splněny. Například tento model předpokládá, že očekávaná doba od vzniku Země do vzniku života byla asi 0,3 miliardy let. Tento model by ale mohl být potvrzen astronomickou analýzou, která by určila periodu opakování skleníkového jevu, zalednění, množství kyslíku v atmosféře potřebné pro rozvoj života, vážné nestability vývoje Slunce, erupce blízkých supernov, dopady velmi hmotných asteroidů a další katastrofy, které souvisejí s pohybem Slunce kolem středu Galaxie.

Z uvedeného modelu plyne, že pokud je některý evoluční krok dostatečně dlouhý, pak aktuální čas nic neříká o tom, nakolik kritický tento evoluční krok byl. Proto touto metodou nelze určit nejkritičtější krok. Konečně tento model vede k závěru, že naši předci prošli v průběhu posledních sta miliónů let nejméně jedním kritickým evolučním krokem. Tento poslední krok ale vyžadoval určité zvláštní vlastnosti živočichů, jako byl velký mozek a dokonalejší horní končetiny.

Ke zmíněným zhruba devíti kritickým evolučním krokům je třeba přidat ještě dva diskrétní kroky (nikoliv kroky typu pokus a omyl). Prvním z nich je volba vhodné planety obíhajících kolem vhodné hvězdy. Druhým je zničení života na Zemi lidskou civilizací. Máme tedy celkem jedenáct evolučních kroků, které by mohly vysvětlit Velký filtr, pokud průměrný (logaritmický) filtr na každý krok má faktor nejméně 1/100. Tato hodnota odpovídá jednomu procentu šance uskutečnění diskrétního kroku nebo době 300 miliónů let do výskytu jednoho evolučního kroku typu pokus a omyl. Samozřejmě, že Velký filtr nemusí být rozložen pouze na těchto evolučních krocích. Může se vyskytovat také za posledním předpokládaným evolučním krokem v naší budoucnosti.

Nedávný možný důkaz existence života na Marsu [David S. McKay et. al., (1996) "Search for Past Life on Mars: Possible Relic Biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001", Science, August 16, 273:?], [N1], [X5] snad umožní pochopit evoluční kroky předcházející vznik primitivního jednobuněčného života. Pokud se v budoucnu prokáže existence dnes vymřelého života na Marsu, který se bude dostatečně odlišovat od forem života na Zemi, abychom mohli usuzovat, že se vyvíjen nezávisle na životě na Zemi, pak budeme mít důkaz, že Země a Mars měly určité neobvyklé podmínky vhodné ke vzniku života. Pak celkový počet evolučních kroků vedoucích od neživé hmoty ke vzniku života je skutečně takový, jaký předpokládáme, a jednotlivé kroky jsou dostatečně pravděpodobné. Velký filtr pak pravděpodobně leží zatím v naší budoucnosti.

Pokud život vznikl pouze na jedné z planet a rozšířil se pomocí lokální panspermie (spory šířící se z atmosféry této planety do atmosféry planety jiné), pak nebudeme vědět o nic více, než víme nyní. Pokud se ale jednobuněčný život dostal na Zemi z planety jiné hvězdy (mezihvězdná panspermie), pak nám to v našich úvahách může pomoci. Mohlo by to totiž znamenat, že existuje mnohem více kritických evolučních kroků, které proběhly v období snad deseti miliard let. V této úvaze se ale skrývá překvapivá složitost ranného života a skutečnost, že takový život přežil značné časové období bez podstatných změn.

Scénář mezihvězdné panspermie by nám umožnil zdůvodnit, proč kritické evoluční kroky, předcházející jednobuněčnému životu, jsou v určitých oblastech vesmíru méně pravděpodobné, a že následující evoluční kroky pak mají vyšší pravděpodobnost. Scénář mezihvězdné panspermie mnohobuněčného života také není vyloučen, ale je mnohem méně pravděpodobný než panspermie jednobuněčného života, protože takový život je méně odolný vůči extrémním podmínkám mezihvězdného prostoru a musel by se více přizpůsobovat pozemským podmínkám.

Případné radiové signály od mimozemských civilizací by nám poskytly zásadní informaci o velikosti celého Velkého filtru v oblastech, odkud bychom takové signály zachytili. Snad bychom získali informace, které by významně doplnily nebo pozměnili naše představy o vlastní biologické evoluci a mohly by ovlivnit naši budoucnost. Případné blízké zdroje rádiových signálů mimozemských civilizací by pro nás mohly mít také negativní význam (viz dále hypotézu zoologické zahrady). Nepřítomnost takových signálů by pro nás naopak mohla být pozitivní. Poznamenejme, že jde o opačné očekávání, než které mají odborníci zúčastnění na projektu SETI, kteří svoji pozornost zaměřují na hodnotné informace, které bychom mohli od mimozemských civilizací takto získat.

Hledání mimozemských civilizací a evoluce života pomocí projektu SETI ovšem nemusí být víc než intelektuální kuriozitou.




Odkazy a literatura:

[X1] The Great Filter - Are We Almost Past It? Robin Hanson. Caltech, Sept. 1996.

[X2] Memetics publications on the web.

[X3] F. E. Freiheit "The Possibilities of FTL: Or Fermi's Paradox Reconsidered. 1993

[X4] Christopher Miller (1995) "Cosmic Hide and Seek: the Search for the Missing Mass".

[X5] PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News Number 283 August 27, 1996 by Phillip F. Schewe and Ben Stein

[X6] The Search for Extraterrestrial Intelligence Institute.

[N1] Důkaz existence života na Marsu? Physics News Update. Natura 10/1996.

[1] Raup, David Malcolm: O zániku druhů. Nakl. Lidové Noviny, Praha 1995, překlad: Anton Markoš (orig.: Extinction: Bad Genes or Bad Luck?, Acta geol. hisp., 16, 1/2, 25 - 33, rok: 1981). ISBN: 80-7106-099-2

[2] Barrow, John D.: Teorie všeho. Mladá fronta, Praha 1997. z angl. orig.: Theories of Everything. The Quest for Ultimate Explanation. Oxford University Press, 1991. ISBN: 80-204-0602-6

[3] Šolc, M. - Švestka, J. - Vanýsek, V: Fyzika hvězd a vesmíru. SPN, Praha 1983

[4] Hlad, O. - Pavlousek, J.: Přehled astronomie. SNTL, Praha 1990

[5] Grygar, Jiří: Vesmírná zastavení. Panorama, Praha 1990. ISBN: 80-7038-202-3