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