CIVILIZACIJAMA nisu neophodne superbrze letjelice da bi putovale među zvjezdanim sustavima. Za duga putovanja mogu posluiti planeti koji lutaju svemirom nevezani za zvijezde.
Tako barem u radu objavljenom u časopisu International Journal of Astrobiology tvrdi Irina K. Romanovskaja, profesorica fizike i astronomije na Houston Community Collegeu.
Autorica smatra da bi ta ideja mogla imati vane implikacije u potrazi za vanzemaljskom inteligencijom jer bi napredne vanzemaljske civilizacije tokom migracije mogle ostaviti vidljive tehnoloke tragove na lutajućim planetima. Potraga za tehnopotpisima proizvedenim migrirajućim izvanzemaljskim civilizacijama moe se opisati kao potraga za migrirajućom izvanzemaljskom inteligencijom (SMETI), kae Romanovskaja.
"Smatram da izvanzemaljske civilizacije mogu koristiti slobodno lutajuće planete kao međuzvjezdani transport za dostizanje, istraivanje i kolonizaciju planetarnih sustava. U radu predstavljam moguće tehnopotpise i artefakte koji bi mogli stvoriti vanzemaljske civilizacije koristeći slobodnolutajuće planete za međuzvjezdanu migraciju i međuzvjezdanu kolonizaciju, kao i strategije za traenje njihovih tehnopotpisa i artefakata", tumači autorica.
Rjeenje 1 - putovanje na warp pogon
Dok su udaljenosti između planeta u Sunčevom sustavu manje od 30 astronomskih jedinica (jedna astronomska jedinica - AJ - je udaljenost između Sunca i Zemlje), udaljenosti između zvijezda obično se kreću u stotinama hiljada AJ pa se iz praktičnih razloga uglavnom izraavaju u svjetlosnim godinama. Samo do najblieg zvjezdanog sustava Alfa Centaura, čak i kada bismo putovali brzinom svjetlosti, trebalo bi nam oko 4.4 godine. S druge strane, nama bi na ovom stupnju tehnolokog razvoja trebalo oko pet godina da dođemo samo do orbite Jupitera, kada bismo mogli onamo poslati ljude.
U znanstveno-fantastičnim filmovima, ali i u ozbiljnim znanstvenim diskusijama stoga se obično predstavlja nekoliko mogućih rjeenja za duga međuzvjezdana putovanja.
Jedno od njih je putovanje brzinama većim od brzine svjetlosti. Prema Einsteinovoj teoriji relativnosti, nita se ne moe kretati brzinom većom od brzine svjetlosti. tovie, ako neko veće tijelo elimo ubrzati na brzinu blizu brzine svjetlosti, potrebno je uloiti golemu energiju, tim veću to je brzina blie brzini svjetlosti. Kako se brzina tijela pribliava brzini svjetlosti, njegova masa raste u skladu sa slavnom formulom koja energiju izjednačava s masom E = mc2, to znači da je potrebna sve veća energija da bi se ubrzavanje nastavilo. Kada se brzina tijela jako priblii brzini svjetlosti, za daljnje ubrzavanje potrebna je beskonačna energija.
Međutim, zakoni fizike ne brane da se dio prostor-vremena kreće unutar prostor-vremena brzinom većom od brzine svjetlosti. Konačno, u ranoj fazi inflacije svemir se irio bre od brzine svjetlosti, a kako se danas iri pod utjecajem tamne energije, neki njegovi dijelovi također se od Zemlje udaljavaju brzinama koje su veće od brzine svjetlosti. Neki znanstvenici stoga trae rjeenja koja se temelje na toj ideji.
Najpoznatije rjeenje za putovanje bre od svjetlosti predloio je meksički fizičar Miguel Alcubierre Moya. Ono se naziva Alcubierreov warp pogon. Naime, meksički je fizičar, tokom rada na doktoratu na University of Wales 1994. godine, predloio metodu za promjenu geometrije prostor-vremena stvaranjem vala koji bi uzrokovao da se prostor ispred letjelice saima, a iza letjelice iri, čime bi se stvorio svojevrstan mjehurić prostor-vremena koji bi mogao putovati bre od svjetlosti unutar ravnog prostor-vremena. Letjelica bi u njemu mirovala i ne bi krila zakone fizike, no istovremeno bi mogla putovati bre od svjetlosti noena warp mjehurićem dok god bi se on kretao bre od svjetlosti, slično kretanju surfera na morskom valu.
Problem ovog modela je to bi za njegovo stvaranje trebala postojati golema količina egzotične negativne energije koncentrirana na jednom mjestu, to je praktično neizvedivo u skladu sa zakonima fizike kakve danas poznajemo - negativna energija kakva bi nam trebala za stvaranje warpa postoji samo u fluktuacijama na mikroskopskoj kvantnoj skali.
Neki znanstvenici objavili su radove u kojima tvrde da su pronali način za putovanja bra od svjetlosti bez negativne energije, koja se temelje na iskrivljavanju prostor-vremena golemom masom. No za takvo rjeenje potrebne su goleme mase reda veličine planeta.
>> Predstavljen prvi pogon bri od svjetlosti koji ne kri zakone fizike
Kako god bilo, za sada se čini da smo jo daleko od warp pogona.
Astrofizičar Bojan Pečnik kae da za putovanja koja traju mjesecima, a ne hiljadama godina, od hibernacije veći potencijal pokazuje induciranje dubokog sna - torpora kod putnika.
"Danas se redovno u medicini koristi inducirani torpor u trajanju i do nekoliko tjedana, uz uspjeno buđenje pacijenata, bez negativnih posljedica. Međutim, torpor nije prikladan za putovanja dua od nekoliko mjeseci, jer snivači u torporu i dalje normalno stare", ističe Pečnik.
Rjeenje 2 - hibernacija ili zamrzavanje
Drugo rjeenje za daleka putovanja je da brzina letjelice bude tehnoloki dostinija, ali da putnici u njima hiberniraju kako bi smanjili dosadu i potronju hrane te kako bi usporili starenje.
No jedno novo istraivanje, predstavljeno u časopisu Kraljevskog drutva, pokazalo je da ljudi, slično kao drugi veći sisavci, ne mogu puno profitirati od hibernacije. Za razliku od malenih stvorenja kao to su imii, veliki sisavci poput medvjeda i ljudi imaju takav metabolizam da hibernacijom ne mogu utedjeti značajne količine energije. To je razlog zbog kojeg se medvjedi moraju jako udebljati prije zimskog sna.
Problem je također u tome to do sada jo uvijek nismo nali načina da zamrznemo ljudsko tijelo bez ozbiljnih otećenja. Neka stvorenja, poput aba, mogu podnijeti zamrzavanje jer su razvila prirodni antifriz. Nekom vrstom antifriza mogu se zamrznuti ljudske spolne stanice, međutim ne i cijeli organizam jer različite stanice u različitim tkivima trebaju različite koncentracije antifriza. U protivnom dolazi do razaranja stanica zbog zamrzavanja vode u njima (led zauzima veći prostor od vode) ili pak dolazi do odumiranja stanica zbog toksičnosti koju uzrokuju neravnomjerne koncentracije soli i drugih sastojaka u stanicama (kada se voda zamrzne, ona se zamrzava u čistom stanju bez primjesa, zbog čega koncentracije soli u preostaloj, nezaleđenoj vodi rastu do toksičnih razina).
Rjeenje 3 - slanje sjemena ili embrija
Na daleka putovanja također bi se mogle slati smrznute spolne stanice, odnosno embriji koji bi bili temelj za stvaranje populacije kada letjelica jednom stigne na cilj.
No i taj koncept, iako manje zahtjevan od zamrzavanja odraslih ljudi, ima svoje ozbiljne probleme. Među ostalim, tu je pitanje moe li se DNA u stanicama sačuvati za stotine i hiljade godina bez otećenja, osobito u svemiru gdje moe biti izloena zračenjima kao to je kozmičko.
Također, takve embrije trebali bi pratiti dovoljno razvijeni sustavi robota i umjetne inteligencije koji bi u novom svijetu uredili uvjete za daljnji razvoj embrija u umjetnim maternicama, a potom i za njihovo podizanje, odgoj i obrazovanje te eventualno teraformiranje odredinog planeta. Tu je također pitanje je li lake novonađeni planet prilagoditi embrijima ili je jednostavnije i smislenije embrije prilagoditi novom okoliu.
Rjeenje 4 - putovanje viegeneracijskim brodovima
Jedno od rjeenja koje se razmatra je i slanje brodova u kojima bi ljudi mogli ivjeti generacijama. No takvi bi generacijski brodovi morali biti vrlo sloeni i veliki kako bi omogućili opstanak i prosperitet većeg broja ljudi kroz duga vremenska razdoblja.
Primjerice, prema nekim izračunima, kada se u obzir uzmu i moguće nesreće i bolesti, u njima bi trebalo putovati vie hiljada ljudi kako bi se osigurala dovoljna genska raznolikost potrebna za međusobno razmnoavanje.
Minimalan broj ljudskih jedinki za očuvanje genetske raznolikosti, koji voli citirati Elon Musk kad priča o naseljavanju Marsa, je oko 50.000.
Osim toga, takav brod, da bi zadrao stabilno okruenje za vie generacija, morao bi biti dovoljno velik da podrava zajednicu ljudi i ekosustav koji se potpuno reciklira te da imitira silu teu. Jedan od problema koji iz toga proizlaze jest da bi on zahtijevao puno energije za ubrzavanje i usporavanje.
Čemu uopće putovanja među zvijezdama?
Brojni znanstvenici, među kojima i Stephen Hawking, upozorili su da će čovječanstvo, ako eli opstati, morati od zemaljske civilizacije postati svemirska. Naime, postoji cijeli niz okolnosti zbog kojih ivot na Zemlji u nekom trenutku moe postati nemoguć - od udara asteroida i drugih velikih svemirskih tijela, do promjena u Suncu.
Za otprilike 5 milijardi godina Sunce će postati crveni div i proiriti se toliko da će progutati i unititi Merkur, Veneru, Zemlju, a vjerojatno i Mars.
Pečnik ističe da će luminozitet Sunca već za 500-tinjak milijuna godina toliko porasti da će ivot kakav znamo biti nemoguć na povrini Zemlje.
"Drugim riječima, da je evolucija na Zemlji uzela desetak posto vie vremena, od početka pa do trenutne faze, čovječanstvo se uopće ne bi razvilo", dodaje.
Neke vanzemaljske civilizacije moda su se suočile s ovom egzistencijalnom prijetnjom u svojim sustavima jo prije mnogo stotina hiljada ili čak milijuna godina.
Prednosti koje pruaju lutajući planeti
Romanovskaja u svojem radu ističe kako postoji mogućnost da lutajući planeti, bilo u Mliječnoj stazi ili u nekim drugim od stotina milijardi galaksija u svemiru, imaju podzemne oceane vode koji se zagrijavaju radiogenim raspadom te da u njima moe postojati ivot.
Takvi planeti mogu naletjeti na neku zvijezdu i postati vezani za nju na takav način da ivot koji postoji pod ledenom korom nastavi svoj razvoj. Moglo bi se reći da je takav ivot iskoristio lutajući planet kao brod za prijevoz do gostoljubivog mjesta. Romanovskaja postavlja pitanje zato civilizacija ne bi mogla oponaati takav mehanizam?
No Pečnik smatra da je tako neto malo vjerojatno u prirodnom, slučajnom, nekontroliranom kontekstu.
"Iz proučavanja dinamičke stabilnosti naeg planetarnog sustava te drugih planetarnih sustava, znamo da su oni gravitacijski gusto pakirani te kaotični, ali meta-stabilni na vremenskim skalama od nekoliko milijardi godina. To znači da su sva 'dobra mjesta' oko prikladnih zvijezda već zauzeta te da bi svaki pokuaj 'ubacivanja' u postojeće, zrele planetarne sustave, uzrokovao dinamičku nestabilnost koja bi rezultirala novim izbacivanjem jednog ili vie planeta, u matičnu zvijezdu ili u otvoreni svemir, s velikim poremećajima u asteroidnim pojasevima, koji bi mogli uzrokovati 'teka bombardiranja' svih planeta, poput onog koje je zasluno za većinu kratera na Mjesecu, tzv. Late Heavy Bombardment. Puno je vjerojatnije dobiti na lotu, ili biti pogođen munjom deset puta tokom ivota, od uspjenog prirodnog ubacivanja lutajućeg planeta na mjesto prikladno za razvoj ivota oko zvijezde s postojećim planetarnim sustavom.
Romanovskaja tumači da lutajući planeti, osim toplih oceana, također mogu ponuditi neke druge povoljnosti za duga putovanja, primjerice stalnu povrinsku gravitaciju te velike količine prostora i resursa.
"Lutajući planeti s povrinskim i podzemnim oceanima mogu pruiti vodu kao potroni resurs i za zatitu od svemirskog zračenja", dodaje.
Četiri scenarija
Autorica u radu tumači da bi napredna civilizacija mogla koristiti prirodne lutajuće planete ili bi sama mogla konstruirati planet koji bi joj omogućio jo veće prednosti kao to su upravljanje njime ili opremanje potrebnim izvorima energije kao to je fuzija.
Ona opisuje četiri scenarija u kojima bi vanzemaljska civilizacija mogla iskoristiti prednosti lutajućih planeta.
U prvom civilizacija koristi lutajući planet koji slučajno prolazi pokraj matičnog planetarnog sustava vanzemaljaca. Koliko često bi se to moglo događati ovisi o broju lutajućih planeta. Zasad ne znamo koliko ih ima, no tim istraivača objavio je 2021. da je u jednoj regiji Mliječne staze otkrio između 70 i 170 lutalica veličine Jupitera. Za očekivati je da ih ima mnogo vie manjih koje teleskopi nisu u mogućnosti zabiljeiti. Jedna studija iz 2020. procijenila je da bi ih u naoj galaksiji moglo biti čak 50 milijardi.
Pečnik kae da teorija nastanka planetarnih sustava, kao i proučavanje evolucije njihove dinamike, koje su sve vie potvrđene promatranjima egzoplaneta, predviđa da bi broj planeta lutalica mogao biti usporediv s brojem planeta u planetarnim sustavima.
"Kako Mliječna staza ima oko 400 milijardi zvijezda, lako bismo mogli govoriti i o bilijunu (tisuću milijardi) lutajućih planeta različitih veličina, a manjih je vie nego velikih poput Jupitera", dodaje.
Većina tih planeta vjerojatno je izbačena iz svojih zvjezdanih sustava tokom rane faze nastanka planetarnog sustava, a neki su, rjeđe, mogli biti izbačeni i kasnije, prolaskom nekog masivnog objekta pored planetarnog sustava. To moe biti neka druga zvijezda, smeđi patuljak ili pak veći lutajući planet.
Jo jedan izvor lutajućih planeta ili sub-planetarnih tijela poput Plutona mogu biti udaljeni dijelovi zvjezdanih sustava kakav je na Oortov oblak. Ako i drugi sustavi imaju slične oblake pune objekata različitih veličina, oni mogu biti obilan izvor odmetnutih planeta izbačenih zvjezdanom aktivnoću.
"Zvijezde s masom veličine od jedne do sedam Sunčevih koje prolaze kroz evoluciju nakon glavne sekvence, kao i supernove koje nastaju iz zvijezda mase sedam do 20 puta veće od Sunčeve, mogu iz svojih sustava izbaciti objekte iz Oortovog oblaka tako da oni postanu nevezani za zvijezde domaćine", pie Romanovskaja.
Ali koliko često vanzemaljci ili mi moemo očekivati da će se odmetnuti planet pribliiti dovoljno blizu da se moe iskoristiti za nastanjivanje? Jedna studija iz 2015. pokazala je da je binarna zvijezda W0720 (Scholzova zvijezda) prola kroz Oortov oblak naeg Sunčevog sustava prije oko 70.000 godina. Iako je to bila zvijezda, a ne planet, pokazuje da razni objekti prolaze relativno često blizu naeg sustava. Ako su studije koje predviđaju milijarde lutajućih planeta točne, onda su neki od njih vjerojatno proli u blizini ili točno kroz Oortov oblak mnogo prije nego to smo imali sredstva da ih otkrijemo.
to bi mogla napraviti napredna civilizacija?
Oortov oblak nalazi se prilično daleko od Zemlje, međutim neka vrlo napredna civilizacija mogla bi vidjeti lutajući planet-skitnicu i izaći mu u susret.
Prema drugom scenariju, lutajući planet mogao bi se naprednom tehnologijom dovući blie matičnom planetu nastanjenom vanzemaljskom civilizacijom. Napredni vanzemaljci mogli bi odabrati neko tijelo iz svojeg Oortovog oblaka i iskoristiti pogonski sustav da ga usmjere prema sigurnoj orbiti u blizini svog planeta. Uz dovoljno vremena za izradu, mogli bi prilagoditi objekt svojim potrebama, primjerice izgradnjom podzemnih sklonita i druge infrastrukture. Uz odgovarajuću tehnologiju mogli bi ga promijeniti ili stvoriti atmosferu.
Treći scenarij sličan je drugom. U njemu se također koristi objekt iz zvjezdanog sustava civilizacije. Primjer bi mogao biti patuljasti planet Sedna koji u Sunčevom sustavu ima vrlo ekscentričnu orbitu. Ona tokom 11.000 godina proputuje od udaljenosti od 76 AJ od Sunca do 937 AJ. Uz dovoljno tehnologije i vremena, objekt poput Sedne mogao bi se pretvoriti u brod za bijeg. Romanovskaja tumači da bi civilizacije sposobne za takve pothvate bile napredne civilizacije koje već imaju svoje planetarne sustave istraene na udaljenosti od najmanje 60 AJ od matičnih zvijezda.
Romanovskaja u svojem radu diskutira moguće probleme koje bi takvo dovlačenje moglo uzrokovati, poput gravitacijskog poremećaja ravnotee, te moguća rjeenja i energije potrebne za njih.
Četvrti scenarij također uključuje objekte poput Sedne. Kada se zvijezda počne iriti, postoji kritična udaljenost na kojoj će objekti biti izbačeni iz sustava, a ne ostati gravitacijski vezani za umiruću zvijezdu. Ako bi vanzemaljci mogli točno odrediti kada će neki objekti biti izbačeni kao lutajući planeti, mogli bi ih unaprijed pripremiti i na njima izaći iz umirućeg zvjezdanog sustava.
U svim ovim scenarijima, lutajući planeti ili druga tijela ne bi bili stalan dom, već samo čamac za spaavanje.
"Zbog slabljenja stvaranja topline u njihovoj unutranjosti, takvi planeti ne uspijevaju dugo odrati oceane tekuće vode, ako oni na njima postoje", kae Romanovskaja.
Sredstvo za postizanje cilja
Lutajući planeti su izolirani i imaju manje resursa od planeta u zvjezdanom sustavu. Na primjer, tokom putovanja na njima ne bi bilo asteroida za rudarenje niti besplatne energije matične zvijezde. Na njima ne bi bilo godinjih doba niti noći i dana. Također na njima uglavnom ne bi bilo biljaka, ivotinja, pa čak ni bakterija. Oni bi jednostavno mogli biti sredstvo za postizanje cilja.
"Stoga, umjesto da lutajuće planete učine svojim stalnim domovima, vanzemaljske civilizacije bi ih mogle koristiti kao međuzvjezdani transport kako bi dosegle i kolonizirale druge planetarne sustave", pie Romanovskaja.
U svom radu Romanovskaja zamilja civilizaciju koja takva putovanja poduzima vie puta, ne da pobjegne od umiruće zvijezde, već da se proiri po galaksiji i kolonizira je.
"Na taj način, roditeljska civilizacija moe stvoriti jedinstvene i autonomne civilizacije kćeri koje nastanjuju različite planete, mjesece ili regije svemira", pie autorica.
"Civilizacija kozmičkih autostopera djelovala bi kao âroditeljska civilizacijaâ koja iri sjeme âcivilizacija kćeriâ u obliku svojih kolonija u raznim planetarnim sustavima... Ovo se odnosi i na bioloke i na post-bioloke vrste", dodaje.
Čovječanstvo je tek u ranoj fazi razvoja zatite od katastrofalnih udara asteroida, a osim toga mi jo uvijek ne moemo upravljati klimom naeg planeta s nekim ozbiljnim stupnjem stabilnosti. Stoga se razmiljanje o koritenju lutajućih planeta za odravanje čovječanstva na ivotu čini prilično nategnutim.
Traenje tragova vanzemaljaca na lutajućim planetima
No, Romanovskaja ističe da se njezin rad prvenstveno tiče naprednijih vanzemaljskih civilizacija, a ne nae.
Njihove aktivnosti mogle bi stvoriti tehnopotpise i artefakte koji bi bili potvrda postojanja vanzemaljaca. Novi rad, među ostalim, opisuje to bi oni mogli biti i kako bismo ih mi mogli otkriti.
Primjerice, napredni vanzemaljci bi mogli koristiti solarna jedra za kontrolu lutajućeg planeta ili za potrebe svemirskog broda koji bi se lansirao s lutajućeg planeta po dolasku na odredite. U oba slučaja, solarna jedra proizvode tehnopotpis. Manevriranje svemirskom letjelicom ili skitničkim planetom sa solarnim jedrima proizvelo bi ciklotronsko zračenje nastalo u interakciji međuzvjezdanog medija s magnetskim jedrom.
Infracrvene emisije mogle bi biti jo jedan tehnopotpis. Prekomjerna količina infracrvenog zračenja ili neprirodne promjene u količini infracrvenog zračenja mogu se otkriti kao tehnopotpis. Infracrveno svjetlo moglo bi se emitirati neravnomjerno po povrini planeta, to bi ukazivalo na tehnologiju. Neobična mjeavina različitih valnih duljina elektromagnetske energije također bi mogla biti tehnopotpis.
No, Pečnik kae da je problem sa zamiljanjem tehnopotpisa naprednih civilizacija to to se vrlo brzo dolazi u situaciju sličnu onoj u kojoj su ljudi u 19. stoljeću teleskopima pretraivali Mjesec.
"Zaključili su da na Mjesecu nema ivota jer nitko ne komunicira signalnim vatrama, koje su tim teleskopima traili. Solarno jedro za upravljanje planetom je takav slučaj. To bi bilo nepraktično veliko jedro, koje bi se jo i nekako moralo zakvačiti na rotirajući planet", upozorava na astrofizičar.
Tragove bi mogao traiti novi teleskop Vera Rubin
Za sada astronomi ne znaju koliko lutajućih planeta postoji niti gdje bi ih moglo biti u većim koncentracijama. No uskoro ćemo moda dobiti jasnije predodbe.
Naime, zvjezdarnica Vera Rubin, koja je trenutno u fazi dovravanja, trebala bi snimiti prvo svjetlo do 2023. Ova će moćna zvjezdarnica svakih nekoliko noći snimati cijelo dostupno nebo i to do finih detalja. U njoj se nalazi najveći digitalni fotoaparat ikada napravljen od 3.2 gigapiksela.
Vera Rubin će biti posebno dobra u otkrivanju prolaznih pojava, odnosno svega to promijeni poloaj ili svjetlinu u nekoliko dana. Imat će dobre anse uočiti bilo kakve lutajuće planete koji bi se mogli pribliiti Sunčevom sustavu.
Postoji velika mogućnost da će neki od njih pokazati neke neobične emisije ili zbunjujuće fenomene koji bi mogli biti tehnopotpisi napredne vanzemaljske civilizacije.