På jorden, som kretsar kring solen, är vi det enda intelligenta livet. Någon annanstans i solsystemet kan det förekomma mikrobiellt liv, men intelligent, komplex, mångfaldigt och flercelligt liv är osannolikt. Intelligenta utlänningar, om de bor i en annan värld, är minst fyra ljusår bort. Är det en olycka eller ett mönster? Hur nära kan två oberoende intelligenta civilisationer vara i universum i allmänhet, om vi glömmer interstellär resor och antar att de utvecklats i olika stjärnsystem och är åtminstone lite "liv"? Globulära kluster kan ha en hög stjärntäthet, men skulle den ökade densiteten påverka livsmiljön? En astrofysiker i ett tätt globulärt kluster skulle ha en helt annan bild av universum och sökandet efter exoplaneter.
För att livet ska visas måste många villkor vara uppfyllda, men huvudingredienserna för det finns väsentligen överallt. Även om vi begränsar oss till att hitta liv som kemiskt liknar vårt, kommer universum att vara fullt av möjligheter.
Atomer kan samlas i molekyler, inklusive organiska molekyler och biologiska processer, både på planeter och i det interstellära rummet. Kanske började livet inte på jorden, men inte på planeten alls.
Det är nödvändigt att tillräckligt med tunga element bildas, av vilka fasta planeter, organiska molekyler och livets byggstenar. Universum föddes utan dem. Efter Big Bang var universum 99,99999999% väte och helium. Det fanns inget kol, syre, kväve, fosfor, kalcium, järn och i allmänhet några komplexa element som var nödvändiga för livet. För att de skulle dyka upp, måste många generationer av stjärnor födas och dö, vilket brände ut deras bränsle och dog supernovaer och förvandlade de skapade tunga elementen till en ny generation av stjärnor. För de tyngsta elementen är en sammanslagning av neutronstjärnor nödvändig, och utan dessa element skulle det inte finnas något liv på jorden och våra kroppar kunde inte existera. Astrofysikens växlar måste arbeta med full kraft.
Även om jorden bildades 9 miljarder år efter Big Bang behövde universum inte vänta så länge. Vi klassificerar stjärnor i tre grupper:
Befolkning I: Solliknande stjärnor, 1-2% tyngre än väte och helium. Detta material är väl bearbetat och skapar en blandning av gasjättar och solida planeter i solsystem som kan stödja liv.
Kampanjvideo:
Befolkning II: Dessa är mest gamla stjärnor. Deras innehåll av tunga element kan vara 0,001-0,1% av solen, och världarna runt dem är mestadels diffusa, gasformiga. Det kan finnas för få tunga element för livet, och de kommer att vara primitiva.
Befolkning III: de första stjärnorna i universum som var helt fria från tunga element. Vi har ännu inte hittat sådana, men teoretiskt finns de (och existerade).
Om du tittar på de första galaxerna är de fulla av Befolkning II-stjärnor. Men i vår närhet ser vi en blandning av unga och gamla, metallrika och metallfattiga stjärnor.
En av de viktigaste lärdomarna från Kepler-uppdraget var Kepler-444-systemet. Det är en befolkning jag stjärnan (med planeter runt den), men mycket, mycket äldre än jorden. Vår värld är 4,5 miljarder år gammal och Kepler-444 är 11,2 miljarder år gammal, vilket innebär att universum kunde ha bildat en jordliknande värld för länge sedan, 7 miljarder år innan Jorden bildades. Med tanke på denna möjlighet, liksom det faktum att det finns mer metallrika armaturer i mitten av vår galax än i regionerna, kan det mycket väl vara att någonstans i universum (och kanske till och med i Vintergatan) finns ett system med intelligent liv.
Så med tanke på allt vi vet om var lämpliga stjärnor kan vara, hur nära kan två främmande civilisationer vara? Var hittar du dem? Under vilka omständigheter? Låt oss ta en titt på fem av de mest troliga alternativen som Ethan Siegel har tagit fram.
Samma solsystem
Detta är bara en dröm. I solsystemets tidiga dagar är det troligt att Venus, Jorden och Mars (och kanske till och med Theia, den hypotetiska planeten som kolliderade med jorden och bildade månen) var alla under gynnsamma livsförhållanden. De hade en skorpa och atmosfär full av ingredienser för livet, och de hade också en gång flytande vatten på ytan. Venus och Mars ligger närmast 38 miljoner respektive 54 miljoner kilometer från jorden. Men i röda dvärgsystem (M-klass) separeras planeterna med betydligt mindre avstånd: till exempel cirka 1 miljon kilometer mellan potentiellt bebobara världar i TRAPPIST-1-systemet. Månar nära jättevärldar kan vara ännu närmare. Om livet utvecklas framgångsrikt under vissa förhållanden, varför inte upprepa det två gånger på samma plats?
Inom ett globalt kluster
Globulära kluster är massiva samlingar av hundratusentals stjärnor inneslutna i en sfär flera tiotals ljusår i radie. I de yttre regionerna separeras stjärnornas sfärer av ljusår, men i de inre, tätaste klusterna kan avståndet mellan stjärnorna vara lika mycket som från solen till Kuiper-bältet. Planeternas banor i sådana stjärnsystem måste vara stabila även under täta förhållanden, och med tanke på vad vi känner till kulakluster som är mindre än 11,2 miljarder år gamla, som Kepler-444, kan det finnas många kandidater för livet. Flera astronomiska enheter är ett förvånansvärt kort avstånd mellan två civilisationer, eller hur?
Nära det galaktiska centrumet
Ju närmare du kommer till galaxens centrum, desto tätare blir stjärnorna. Inom de centrala få ljusåren är stjärnorna extremt hög, även jämfört med kärnorna i kulakluster. På ett sätt är det galaktiska centrumet extremt tätt eftersom det innehåller svarta hål, enorma kluster av massor och stjärnformationer som inte finns i kulformiga kluster. Men problemet med stjärnorna vi ser i mitten av Vintergatan är att de är för unga. Kanske på grund av instabiliteten i regionen lever stjärnor sällan till och med en miljard år. Trots den ökade densiteten är det osannolikt att sådana stjärnor förvärvar avancerade civilisationer. De lever bara inte.
I en tät grupp av stjärnor eller en spiralarm
Hur är det med stjärnkluster som bildas i det galaktiska planet? En spiralgalaxis armar är tätare än andra regioner och är där nya stjärnor tenderar att dyka upp. Stjärnekluster som finns kvar från dessa epoker innehåller ofta tusentals stjärnor belägna i en region bara några ljusår bort. Men igen, stjärnor stannar inte under sådana förhållanden länge. En typisk öppen grupp av stjärnor sönderfaller efter några hundra miljoner år, och bara ett fåtal lever i miljarder år. Stjärnorna rör sig konstant längs spiralarmarna, inklusive vår sol. Och medan stjärnorna i armen kan konvergera upp till 0,1 ljusår, är det troligt att de inte är bra kandidater för livet.
Interstellar distribution
Så vi är tillbaka till det vi ser i vårt eget område: avstånd från flera ljusår. När du kommer närmare centrum av galaxen kan du minska avståndet till det du såg i ett öppet kluster: 0,1-1 ljusår. Men om du kommer ännu närmare kommer det att finnas ett problem som vi observerade för nära centrum av galaxen: sammanslagningar, interaktioner och andra katastrofer som förstör en stabil miljö. Du kan komma närmare, men vanligtvis tillåter inte interstellarutrymme detta. I bästa fall kan du vänta tills en annan stjärna går förbi, och detta händer med några miljoner år.
Totalt sett, medan vi inte förväntar oss att intelligent främmande liv ska vara lika allestädes närvarande och allestädes när planeter och stjärnor, är varje sådan värld som uppfyller de rätta förhållandena sällsynt. Och varje gång du får den chansen är framgång osannolik. Antalet möjligheter som kan bli verklighet är mycket begränsat. Men nu vet vi åtminstone vad vi kan förvänta oss om vi hittar ett gäng andra avancerade civilisationer i universum.
Ilya Khel