لماذا يصمت الكون: حياتان لغابة واحدة ✛ ✎ ✦

الأصل: "Dynamical generalizations of the Drake equation: the linear and non-linear theories"
· A. D. Panov
arXiv:1805.09058 · 2018-05-23 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 1 دقيقة
عدد الحضارات خارج الأرض ليس ثابتًا؛ لقد ارتفع وانخفض مع النجوم، وقد يعلق الآن إما في الصمت أو في جوقة متعددة الأصوات.

المجرة غابة لا تبدأ فيها الطيور بالغناء فورًا. أولاً تنمو أشجار النجوم، ثم تظهر على أغصانها أعشاش الكواكب، وبعد مليارات السنين فقط تُسمع الأغاني الأولى — إشارات الحضارات الذكية. معادلة دريك القديمة كانت تحسب ببساطة عدد الطيور التي تغني الآن، لكنها لم تسأل كيف تغيرت الجوقة مع مرور الوقت.

يميز النموذج الجديد بين حالتين. إذا كانت الطيور لا تسمع بعضها البعض، فإن عددها ينمو تبعًا لمحصول التوت: قبل حوالي 5 مليارات سنة وُلد أكبر عدد من النجوم، وبعد 5 مليارات سنة — وهو الوقت اللازم لتطور الحياة — أصبح عدد الحضارات في أعلى مستوياته. نحن اليوم ما زلنا قريبين من هذه الذروة. أما إذا كانت الطيور تسمع جيرانها، فإنها تبدأ في الغناء لفترة أطول وبصوت أعلى. عندها قد تكون الغابة في إحدى حالتين مستقرتين: إما "عصر الصمت" (أقل من 2000 حضارة، والاتصالات نادرة)، أو "عصر التشبع" (عشرة أضعاف ذلك، ولكل حضارة في المتوسط 10 شركاء).

الانتقال من الصمت إلى الجوقة يحدث كالانهيار الجليدي عندما يتجاوز معدل الولادة حوالي 1.35 حضارة في السنة. أما الانتقال العكسي — من الجوقة إلى الصمت — فيتطلب انخفاضًا أقوى بكثير: فالغابة لا تصمت على مضض. يُسمى هذا التأثير بالتباطؤ (hysteresis). في السابق، لم نكن نعرف أن عدد الحضارات قد يعتمد على تاريخها. الآن نرى: أننا لا نسمع إشارات لا يعني بالضرورة أننا وحدنا. ربما تكون المجرة الآن في "عصر الصمت"، وعلينا ألا نبحث فقط عن الحضارات، بل عن علامات تحدد المرحلة التي تمر بها الغابة.

في النموذج اللاخطي، المعدل الحرج لنشوء الحضارات الذي يحدث عنده التحول الطوري هو حوالي 1.35 حضارة في السنة — وهذا يعني أنه إذا نشأت في المجرة سنويًا حضارتان تواصليتان على الأقل، فبعد مرور بعض الوقت قد تصبح المجرة بأكملها في حالة تشبع بالاتصالات.

فكرة ثنائية الاستقرار للتعداد المجري تتردد مع مفهوم "الصمت العظيم" من رواية ليو تسي شين "مشكلة الأجسام الثلاثة": قد تختبئ الحضارات لأن الاتصالات النشطة خطيرة، وقد تكون المجرة في حالة يصمت فيها الجميع رغم أن الحياة الذكية منتشرة على نطاق واسع.

العلماء
Ludwig BoltzmannHenri PoincaréJohn von NeumannJosiah Willard Gibbs
المفاهيم
معادلة برايس عمليات التطور المجري الأنظمة الديناميكية انحدار خطي معادلة بولتزمان المعادلات التفاضلية (Differential Equations) الديناميكا اللاخطية (Nonlinear Dynamics) وباء معادلات فريدمان قاعدة كوب المجرة نظرية الألعاب مناخ مشتقة زمنية التطور أنظمة معقدة العمليات العشوائية لا توازن stochastic dynamical system drought