I løbet af 1940'erne udviklede den ungarske-amerikanske videnskabsmand John von Neumann en matematisk teori for, hvordan maskiner uendeligt kunne gengive sig selv. Dette arbejde gav anledning til ideen om "von Neumann sonder", en klasse af selvreplicerende interstellare prober (SRP'er), der kunne bruges til at gøre alt fra at udforske universet til at seede det med liv og gribe ind i artsudviklingen.
Nogle har naturligvis antydet, at dette er en fokuseret SETI-undersøgelse, som ville indebære at lede efter tegn på selvreplicerende rumfartøjer i vores galakse. Men som altid er tilfældet med forslag som disse, gentager Fermi-paradokset sig til sidst ved at stille det ældgamle spørgsmål - "Hvor er alle?" Hvis der er fremmede civilisationer derude, hvorfor har vi ikke fundet noget bevis for deres SRP'er?
Ifølge en Duncan H. Forgan, en forsker ved University of St. Andrews 'Center for Exoplanet Science i Storbritannien, kunne svaret være, at disse sonder til sidst løber ud i rovdyrsonder (også kendt som beserkers) og ender med at ødelægge sig selv. Forgan præsenterede dette argument i en undersøgelse med titlen “Rovdyr-bytte-opførsel i selvreplikerende interstellare prober”, der for nylig blev vist i fortrykt online.
Ideen om selvudskiftende maskiner er en æresbevidst enhed med henvisninger tilbage til filosofen fra det 16. århundrede René Descartes. Ifølge en populær anekdote, relaterede Descartes til dronning Christina af Sverige, at menneskekroppen i det væsentlige var en maskine. Dronningen pegede derefter angiveligt på et nærliggende ur og beordrede Descartes, "sørg for at det gengiver afkom."
Imidlertid var det John von Neumann, der først foreslog en konceptuel ramme for en kinematisk maskine, der kunne være i stand til at selvreplicere sig selv. Under en række foredrag, som han holdt i 1948 og 1949, delte han sit koncept til en maskine, der brugte et lagerrum med reservedele til at bygge identiske maskiner baseret på et program, der er gemt i et hukommelsestape.
Når det var færdigt, kopierede samleren indholdet af sin hukommelsestape til duplikatets indhold, som derefter ville begynde at bygge en anden maskine baseret på det samme identiske design. Disse ideer vil senere blive populariseret i en artikel, der optrådte i en 1955-udgave af Scientific American, med titlen "Man betragtes som en maskine" (skrevet af en anden berømt ungarsk-amerikansk videnskabsmand, John G. Kemeny).
Von Neumann vil senere forfine dette forslag ved at udvikle en model til en selvreplikator baseret på automater, der fungerede på celleniveau og replikere sig eksponentielt og uendeligt. Richard Feynman ville udvide denne idé med sit foredrag på American Physical Society (APS) -mødet på Caltech i 1959, "Der er masser af plads i bunden".
Dette foredrag ville inspirere Eric K. Drexler (ofte kaldet "nanoteknologiens far") til at foreslå sin idé til molekylære samlinger i sin berømte bog fra 1986 Motorer til skabelse: Nanoteknologiens kommende æra. Disse og andre undersøgelser indikerede, at uendelige selvreplikerende maskiner var en mulighed, hvilket naturligvis gav anledning til forestillingen om, at en avanceret udenlandsk intelligens (ETI) muligvis allerede havde gjort det.
Det er her spørgsmålet om SRP'er og Fermi-paradokset spiller ind. Som Dr. Forgan forklarede til Space Magazine via e-mail:
”Hovedkraften er, at hvis SRP'er kan laves, så skulle de være i stand til at udforske Galaxy i omkring 10-100 millioner år. Dette er meget kortere end jordens alder, så alt i alt er ens, hvis SRP'er kan laves, så er chancerne for, at Galaxy ville være blevet udforsket mange mange gange, og en sonde skulle være i solsystemet lige nu. Men vi ser ikke en! Så hvorfor ser vi ikke tegn på SRP'er? ”
Et gyldigt spørgsmål faktisk, og som nogle forskere troede var adresseret, da ‘Oumuamua sejlede gennem vores solsystem. Efter at have analyseret sin mærkelige opførsel, turde Shmuel Bialy og professor Abraham Loeb fra Harvard-Smithsonian Institute for Theoretical Computation (ITC) berømt om, at 'Oumuamua kan være et solsejl eller resterne af en interstellar sonde.
Desværre indikerede efterfølgende analyse, at dette mystiske objekt sandsynligvis var fragmentet af en desintegreret komet. Mens en kilde til skuffelse for mange var måden, ‘Oumuamua inspirerede så meget til i form af forskning, var imponerende. Det fremhævede også, hvor vanskelig søgningen efter bevis for ETI'er er. Derfor er teorien, som Forgan testede, så tiltalende.
Kan det være, at vi ikke ser beviser på ETI'er, fordi beviset aktivt fjerner sig selv (i det mindste hvad SRP'er angår)? For at teste denne teori anvendte Dr. Forgan modeller baseret på Lotka -Volterra-ligninger (alias rovdyr-byttedyrsligninger) på en teoretisk population af SRP'er. Disse ligninger bruges typisk til at beskrive dynamikken i biologiske systemer, hvor to arter interagerer.
I dette tilfælde blev ligningerne genanvendt for at beskrive, hvad der ville ske, hvis nogle af disse sonder begyndte at køre amok og begynde at konsumere deres egne. Som Forgan forklarede det:
”En løsning på manglen på SRP'er er, at SRP'er muterer, når de formerer sig, og udvikler sig til flere arter. Hvis en art kager på andre prober, kan den samlede befolkning reduceres, og efterforskningsindsatsen kan mislykkes. Jeg undersøgte denne løsning ved hjælp af klassiske rovdyr-byttedyr økologiske modeller, som aldrig før er blevet anvendt i en interstellar skala før. Dette er lidt som at studere økologien på flere øer, hvor rovdyrene og byttet er fugle, der kan flyve til nærliggende øer. ”
Heldigvis (eller desværre, afhængigt af dit synspunkt), indikerede resultaterne af Forgan's simuleringer, at hvis nogle SRP'er fungerede og begyndte at opføre sig som beserkerprober, ville den samlede befolkning ikke blive drastisk påvirket. Kort sagt, "byttedyr" sonderne vil finde måder at overleve på, i høj grad takket være deres evne til at reproducere.
”Jeg fandt, at den samlede sondepopulation kan forblive meget høj, selv med rovdyr til stede,” sagde han. ”Dette så ud til at være sandt, uanset de antagelser, jeg gik om, hvor” sultne ”rovdyrene var, eller hvordan sonderne bevægede sig om Galaxy.”
Disse fund har naturligvis betydelige konsekvenser for SRP-hypotesen og hvordan den relaterer til Fermi-paradokset. Og som bemærket kan de ses som både gode nyheder og dårlige. På den ene side redder det tanken om, at der kan være fremmede sonder derude, som vi kan finde. På den anden side rejser det spørgsmålet om, hvorfor vi ikke har fundet noget, og dermed gentager det irriterende Fermi-paradoks. Eller som Forgan udtrykte det:
”For mig gør dette SRP-argumentet stærkere end nogensinde. Det gør en mulig løsning (Predator-Prey-løsningen) meget mindre gennemførlig som et middel til at fjerne SRP'er fra Mælkevejen. Vi bliver nødt til at tænke endnu hårdere på, hvorfor vi ikke ser nogen tegn på intelligent liv ud over Jorden. ”
For bedre eller værre gælder Fermi-paradokset stadig. For mange SETI-forskere og entusiaster hænger der meget håb om udbredelsen af næste generations rumteleskoper i de kommende år. Disse inkluderer de længe ventede James Webb-rumteleskop (JWST) og Infrarødt rumteleskop med bred felt (WFIRST), de åndelige og videnskabelige efterfølgere til Hubble, Kepler, Spitzer, og andre.
Der er også jordbaserede arrays som Ekstremt stort teleskop (ELT), den 30 meter teleskop (TMT) og Giant Magellan Telescope (GMT), der vil starte operationerne i 2020'erne. Med den forbedrede følsomhed og opløsning af disse instrumenter forventer forskere at lære meget mere om universet og de mange eksoplaneter, der findes i den lokale galakse.
Og selvom vi fortsætter med at søge efter tegn på udenjordisk intelligens ved hjælp af disse forbedrede instrumenter, kan vi altid forsikre os om, at universet er et virkelig, VIRKELIG stort sted. Som den sene, store Carl Sagan berømt sagde - "Hvis vi er alene i universet, ser det bestemt ud som et forfærdeligt spild af plads."
Eller, hvis du foretrækker en mere skarp og tvetydig overtagelse af tingene, er det godt at huske ordene fra den sene (og lige så store) Arthur C. Clarke - ”Der findes to muligheder: enten er vi alene i universet, eller så er vi ikke . Begge er lige så skræmmende. ”
For alt, hvad vi ved, er der muligvis ingen mangel på ETI'er derude, og måske skal vi ikke have travlt med at møde dem. For alt, hvad vi ved, er de utroligt avancerede og er ikke bange for at slå et par myrder! Eller det er muligt, at de ikke har travlt med at møde os; og givet vores track record, hvem kan skylde dem?
I mellemtiden fortsætter søgningen! Og sørg for at tjekke denne informative TED-Ed-video om von Neumann-sonder:
