Почему во Вселенной не могут существовать значительно более развитые цивилизации, чем наша

Ответ на этот вопрос тривиален, но часто не до конца осмысливается.

Ну да, всё просто: "если во Вселенной есть цивилизации более развитые, чем наша, то где же они?"

А нету...

Строительство сферы Дайсона в воображении художника. Из открытых источников. По шкале Кардашёва, сферу Дайсона создаёт цивилизация II уровня - способная полностью овладеть энергией своей звезды.

Прежде всего, под "цивилизацией" можно понимать что угодно, выдумывать самые разные типы разума, но факт в том, что мы достоверно знаем лишь то, что во Вселенной есть человечество. Поэтому доказано лишь, что могут существовать цивилизации вроде нашей (мы же существуем?). Всё прочее - спекуляции. Поэтому при анализе будем исходить из того, что искомые другие цивилизации - аналоги земной.

В конце концов, если других цивилизаций много, то ведь и похожие на нас должны в каком-то количестве существовать. Сосредоточим внимание именно на них.

Второе. Наша цивилизация именно что развивается, то есть наращивает свои возможности с ходом истории. Раз так, то, получается, развитость цивилизации есть функция от возраста. То есть вопрос, по сути, заключается в том, существуют ли значительно более древние цивилизации, чем наша*.

Если их не существует, то либо мы - единственная цивилизация в доступной для изучения части Вселенной, либо у нас есть "ровесники", но в любом случае нет "старших братьев" по разуму. Тогда вопрос снимается. Остаётся только выяснить, почему их нет.

Если же они существуют, то, учитывая склонность нашей цивилизации к экспансии, совершенно непонятно, что помешало более развитой/древней цивилизации нашего типа уже оказаться на Земле.

В этом суть вопроса.

Могут ли теоретически существовать значительно более древние цивилизации, чем наша?

Вселенная существует что-то около 13.7 миллиарда лет. Галактики существуют почти столько же: возраст старейшей из звёзд Млечного Пути оценивается в 13.2 миллиарда лет.

Эволюция звёздного населения Млечного Пути хорошо известна. Звёзды первого поколения, состоявшие из первичного вещества Вселенной, практически полностью лишённого любых элементов, кроме водорода и гелия, возникли и прогорели очень быстро. Они становились сверхновыми и, вспыхивая, обогащали окружающее пространство синтезировавшимися в них тяжёлыми элементами.

Звёзды второго поколения уже содержали тяжёлые элементы, но на порядки меньше, чем Солнце. Они тоже становились сверхновыми, причём обогащали внешнее пространство "металлами" (то есть элементами тяжелее водорода и гелия) уже более эффективно. Ну, а третье поколение - это уже относительно богатые тяжёлыми элементами звёзды, включая Солнце.

Если полностью исключить возможность развития жизни знакомого нам типа возле звёзд второго поколения, то по современным расчётам всё равно выходит, что вроде бы звёзды третьего поколения появились уже довольно давно: первые из них - миллиарда на два лет раньше Солнца.

Вот настолько же - на два миллиарда лет - и должны первые цивилизации быть старше нашей. По крайней мере, если расчёт верен**.

Таким образом, различие в возрасте цивилизаций даже на миллион лет - очень большой для нас срок! - пренебрежимо мало в космологических масштабах времени. То есть мы говорим сейчас даже не о тех, кто немного опередил современное человечество, а о тех, кто покорял космос, когда на Земле не было не то, что людей, но даже кистепёрых рыб - и хорошо, если была хотя бы многоклеточная жизнь.

Что могло помешать древней цивилизации оказаться на Земле?

Возможны три варианта ответа.

1. "Они" уже здесь, прячутся и наблюдают за развитием человечества. Подвариант в рамках той же идеи: на Землю наложен "карантин" в связи с существованием на ней человечества.

2. Цивилизации на определённой стадии развития теряют потребность в экспансии - по крайней мере, в понятном нам виде.

3. Существует технологический "потолок": никакая цивилизация, сколь угодно древняя, не может его превзойти. И он "запрещает" межзвёздные путешествия.

Рассмотрим все три.

1. Зачем накладывать карантин на трилобитов и динозавров?

Проблема версии "тайного наблюдения"/"карантина" в том, что основную часть своей истории Земля не имела и следа разумной жизни. Самые что ни на есть дальние протопрапредки людей (а также гиббонов и человекообразных обезьян) появились - отделились от предков низших обезьян - не позже 25 миллионов лет назад, что составляет около 0.5% срока существования Земли - и что-то около 3% времени существования на ней кислородной атмосферы. Если же считать хотя бы с австралопитеков, то это будут 0.1% срока существования Земли и порядка 0,5% времени существования кислородной атмосферы.

Если бы иная цивилизация взяла в оборот - колонизировала или ещё как-то использовала - палеозойскую или мезозойскую Землю, то не было бы ни малейших оснований ставить ей на вид, что она помешала возникновению местного разума: просто потому, что на тот момент оно, это возникновение, никоим образом не было гарантировано.

То есть вариант "скрытого наблюдения" или "карантина" подразумевает, что другая цивилизация старше нашей в космологическом масштабе времени совсем ненамного: на считанные миллионы лет, а скорее всего - на тысячи. Бессмысленно накладывать запрет на контакты с трилобитами, кистепёрыми рыбами или динозаврами.

Но это означает, что был некий фактор, помешавший развиться более ранним цивилизациям - на протяжении той пары миллиардов лет, когда это вроде как было уже возможно. Но раз так, и раз мы, в общем, не видим признаков присутствия высокоразвитых инопланетных цивилизаций в сфере досягаемости сейчас - не логичнее ли предположить, что их нет, и что мы - и есть самая старшая/развитая цивилизация? Ну, возможно, одна из некоторого количества цивилизаций-ровесников?

Бритва Оккама заставляет предположить именно это. Конструкция "сначала что-то миллиарды лет мешало развиваться цивилизациям, потом перестало мешать, появились цивилизации старше нас на миллион лет, они нашли Землю и наложили на неё карантин" просто избыточно усложнена в сравнении с вариантом "сначала что-то миллиарды лет мешало развиваться цивилизациям, потом перестало мешать - и появились мы".

Нет нужды в прокладке между мешавшим развитию цивилизаций фактором и появившимися после его исчезновения нами.

2. Мы слишком разные!

Что касается предположения о том, что на определённом этапе развития вся цивилизация вдруг теряет страсть к экспансии, то это попросту противоречит нашему условию, в соответствии с которым мы за образец взяли земное человечество.

Подавляющее большинство испанцев, португальцев, англичан, французов, русских никогда и не собирались отправляться в Америку, Австралию или Сибирь. Но и той ничтожной их доли, что отправлялась, в итоге хватало для того, чтобы экспансия всё же шла.

И сейчас - то же самое. Основную часть человечества на Земле всё устраивает. Но есть условный Маск и его многочисленные фанаты (а также множество других групп), и вот они хотят колонизировать Марс (или Луну и т.п.). Если продолжить нынешние тенденции в будущее, ясно, что эти или другие похожие группы энтузиастов в итоге добьются успеха.

То есть экспансия в космосе всё равно будет идти - просто потому, что некоторым людям этого хочется. Но тогда, что бы ни происходило с цивилизацией в будущем, эти изменения вряд ли накроют её целиком, включая все дальние фронтиры.

Мы слишком разные. Достаточно остаться одной маленькой группе, которая желает осваивать и заселять галактические окрестности - и за миллионы лет галактика будет заселена полностью.

3. Потолок не настолько низок

Что касается "потолка" прогресса...

С одной стороны - да: если, скажем, путешествия быстрее света заведомо невозможны, то цивилизации могут оказаться довольно локальным явлением, охватывающим одну планетную систему. Или - несколько близко расположенных. А близкорасположенные со временем могут оказаться и расположенными не очень близко...

Мы точно знаем, что запускать межзвёздные летательные аппараты со скоростями порядка 20 км/сек возможно - мы сами уже делали это. Ну да, до ближайшей звезды такой аппарат будет лететь десятки тысяч лет - но нет причин считать, что в итоге он не дойдёт до цели. Да, создание "корабля поколений" может оказаться делом трудным: нам ещё не доводилось создавать сложную технику, способную работать без фатальных поломок десятки тысячелетий. Но иногда можно обойтись и без этого.

Ведь звёзды движутся. Среднее расстояние между ними в нашем районе Млечного Пути составляет около 6 световых лет, но до Проксимы Центавра сейчас чуть больше 4-х. А менее чем через полмиллиона лет одна из звёзд сблизится с Солнцем на расстояние около 0.6 светового года, то есть в 10 раз ближе среднего. А иногда звёзды сближаются и на ещё меньшие расстояния.

В частности, на расстояние порядка одной двадцатой светового года сближение происходит примерно раз в 100-200 миллионов лет. Со скоростью "Вояджера" туда, к ближайшей звезде, можно было бы добраться за 7-8 столетий. Если современная техника - тот же "Вояджер" (на самом деле это не современная, а довольно-таки устаревшая техника!) - проработала уже больше 40 лет, то есть все основания считать, что уж на 700-800 лет запас прочности обеспечить можно. 

Но тогда перепрыгнуть в другую планетную систему становится делом довольно простым... иногда. Необходимые сближения будут происходить довольно редко. Но коль скоро у нас есть прорва времени... то довольно скоро галактика будет заселена полностью.

В самом деле. Допустим, у нас два миллиарда лет назад появилась первая цивилизация, "потолок" которой позволяет колонизировать планетные системы других звёзд при их прохождении на расстоянии не более одной двадцатой светового года, что происходит раз в 200 миллионов лет. Тогда, после первой колонизации, у нас уже есть два очага разума. Следующее подходящее сближение хотя бы одного из них с другой звездой случится уже через 100 миллионов лет. У четырёх шансы вырастут ещё вдвое. Ну, а когда "очагов" станет тысяча, подходящие сближения будут происходить раз 200 тысяч лет. А когда миллион - раз в 200 лет...

При этом столь низкий "потолок" подразумевает и то, что цивилизации - по крайней мере, некоторые их представители - будут общаться между собой в электромагнитном диапазоне: по радио. И их сигналы мы должны иногда перехватывать...

 https://www.youtube.com/watch?v=hNMgtRf0GOg&t=25s

Вот видеосимуляция галактической экспансии единственной цивилизации при жёстких ограничениях: корабли поселенцев отправляются не чаще одного раза в 100 тысяч лет на расстояние не более 3 парсеков (около 10 световых лет) со скоростью не более 10 км/сек. Одна цивилизация/колония отправляет корабли не более 100 миллионов лет. И - галактика полностью заселена примерно за 1 миллиард лет.

При этом учтём, что вообще-то у нас предполагается, что технически развитых цивилизаций много. Что колонизировать можно не только планетные системы звёзд, но и окрестности субзвёздных объектов вроде коричневых и субкоричневых карликов или планемо, что резко упрощает экспансию на ранних этапах...

Одним словом, и этот вариант ничего не даёт. Сто лет назад можно было предполагать, что космические путешествия на самом деле невозможны, и это действительно бы всё объясняло. Но мы-то сейчас прекрасно знаем, что это вовсе не так!

Но, собственно, даже если бы этот самый третий вариант сработал, это означало бы лишь, что есть цивилизации более древние, но не более развитые, чем мы - по крайней мере в технологическом отношении. То есть тезис уже был бы доказан...

Вывод:

Таким образом, единственное предположение, действительно всё объясняющее, это то, что более развитых цивилизация, чем наша, просто не существует. Мы или самые первые, или одни из "первой волны".

Сноски:

* Понятно, что в истории нашей цивилизации бывали и откаты, но общий тренд на повышение технологических возможностей очевиден.

** Есть и альтернативные точки зрения, по которым выходит, что Солнце относится к числу самых старших звёзд третьего поколения, возле которых могла возникнуть жизнь. Но об этом как-нибудь потом. В этом случае всё выходит правильно: мы действительно первые.