Заурядно ли наше место во Вселенной? И. Д. Караченцев 1974 г

[SelenIT]

статья о совпадении периодичности вымирания животных на Земле с периодом вращения Солнца вокруг центра Галактики

Есть вот такая статья на Астронете, в основном про численные параметры галактической траектории Солнца, но в конце есть занятное предположение:

Подтверждение роли прохождений Солнца через галактическую плоскость в эволюции Земли - квазипериодичность массовых вымираний организмов и интенсивности импактных событий в истории Земли. Период около 30 миллионов лет сопоставим со средним интервалом времени между последовательными пересечениями галактической плоскости. Кстати, последнее прохождение имело место около 3 миллионов лет назад, а последнее массовое вымирание - около 11 миллионов лет назад.

Заметим, что три наиболее интенсивные вымирания (в том числе и вымирание динозавров около 65 миллионов лет назад) имели место вблизи апоцентра солнечной орбиты в Галактике (рис. 8). Недавно в этой области было обнаружено кольцо повышенной плотности молекулярного и атомарного водорода [9]. Возможно, вымирания были вызваны сближениями Солнечной системы с облаками из этого кольца.

Рис. 8. Зависимость расстояния от Солнца до центра Галактики от времени (сотни миллионов лет) и эпохи массовых вымираний (квадратики)

[vika vorobyeva]

Есть вот такая статья на Астронете, в основном про численные параметры галактической траектории Солнца...

Спасибо за ссылку!
Очень познавательно.
Оказывается, Солнце мотает ближе/дальше от галактического центра в пределах килопарсека!
Мало того, многие в данный момент близкие к нам звезды "падают" к галактическому центру аж до 1-2 кпк! Впрочем, это (насколько я поняла статью) звезды гало, которые сейчас случайно пролетают сквозь диск.
У нас нарисовался еще один параметр - типичная орбита звезды вокруг галактического центра

[СТОкрат]

Может, не "Природа", а "3нание - сила" ? Не это ли: СТРАННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ

[Аstrocity]

Пространство изотропно и выделенных направлений нет, и чем больше масштаб тем более "уникальность жизни" входит в противоречие с физикой.
Т.е. ИМХО, жизнь не уникальна, а заурядность заложена в самих соотношениях констант и взаимодействий, КМ и проч. Более подробно я уже высказывался ранее.
И феномен жизни это скорее фундаментальный топологический дефект, чем просто удачное стечение тех или иных обстоятельств.

[Sergeу]

И феномен жизни это скорее фундаментальный топологический дефект

можно подробнее, пожалуйста...
 

[arduan]

Падения астероидов забыли довольно частое явления

И, что Юпитер от этого защищает.В большинстве случаев,(по наблюдениям , и может быть ,или не быть,это селекция наблюдений ) он д.б. не за " Землей" , от звезды,а до...И все эти кометы из пояса Ооорта, летят извне.

[Golossvyshe]

Позвольте усомниться, однако, в самом наличии сего «Великого фильтра»

Насколько я поняла, эта тема посвящена анализу ГИПОТЕТИЧЕСКОЙ ситуации, в которой обитаемые планеты обнаружены не будут.
Пока у нас нет четких наблюдательных фактов, имет смысл рассматривать все возможности.

Ну хорошо, давайте рассмотрим для наглядности такую ситуацию. Допустим, вывели на орбиту «дарвина», а тж ATLAST и (эх, гуляй-веселись американская душа! Куда их, деньги-то, девать ещё?) 100-метровый OWL. И ни один из сих приборов НЕ ОБНАРУЖИЛ НИКАКИХ ЭКЗОПЛАНЕТ. То есть абсолютно. А все эти кеплеровские кандидаты и т. п. – всего лишь какие-то необъяснимые периодические процессы на звёздах.
Что это будет означать?
А означать это будет полное крушение астрономии как науки, астрофизики и по большому счёту физики вообще.
Вот только этого не случится.

Имело ли смысл рассматривать возможность отсутствия экзопланет, скажем, 30 лет назад?
ИМХО – нет, не имело. Материалистическая картина мироздания, это наше всё. После того, как компьютерные расчёты показали несостоятельность гипотезы Джинса (касательное столкновение звёзд не приводит к образованию планет, и уж тем более планет земной группы), оставалась только одна возможность, наличие огромного кол-ва планетных систем.
Что в наши дни и подтвердилось.
 

Если астрофизические причины будут исключены, а обитаемых планет так и не будет найдено, придется искать причины нашей уникальности

… в Библии. Поскольку с материалистической картиной мироздания будет покончено.

Вот только этого не случится.

"Великий фильтр" лежит НЕ в астрофизических параметрах Солнца, Солнечной системы или Земли.

Это недостаточно обоснованная мысль. Фильтр может заключаться в сочетании астрономических параметров.

200 параметров? Да мы первый десяток с трудом наскребли
 

Я не увидел ни одного бесспорного. Всё какие-то надуманные отмазки… «Этот трамвай в рейс выпускать нельзя!» «Отчего?» «У вагоновожатой слишком короткая юбка!»

Отличнейшим образом может ехать трамвай, даже если вожатая будет в бикини.

p.s. Сейчас мыодникеры отчаянно держат предпоследний рубеж обороны. Как только будет обнаружена первая кислородная атмосфера, им придётся драться уже за рейхстаг. Искать аргументы отчего на экзопланетах нет и не может быть разума.

[Аstrocity]

И феномен жизни это скорее фундаментальный топологический дефект

можно подробнее, пожалуйста...
 

Подробнее надо внимательно см предпосылки на момент зарождения жизни на нашей планете, возможные изменения констант со временем например. Это физика, фазовые переходы и бифуркационные модели.

[Кремальера]

p.s. Сейчас мыодникеры отчаянно держат предпоследний рубеж обороны. Как только будет обнаружена первая кислородная атмосфера, им придётся драться уже за рейхстаг.  Искать аргументы отчего на экзопланетах нет и не может быть разума.

Зачем лишние жертвы и разрушения материальных ценностей?Стронникам множественности миров надо применить "нейтронную бомбу".То бишь притащить за зеленое ухо какого-нибудь отставшего от стаи брата по разуму.И причем чтоб безо всяких тарелок и прочей посуды. 

[vika vorobyeva]

p.s. Сейчас мыодникеры отчаянно держат предпоследний рубеж обороны. Как только будет обнаружена первая кислородная атмосфера, им придётся драться уже за рейхстаг. Искать аргументы отчего на экзопланетах нет и не может быть разума.

"Критерий истины - практика"(с) В.И.Ленин
Вот когда да, тогда и отбросим все остальные идеи как несостоятельные. А пока имеет смысл рассматривать ВСЕ варианты.
Потому что если бы мы слепо распространили опыт Солнечной системы на экзопланетные системы, то очень сильно ошиблись бы. Большинство экзопланетных систем совсем не похоже на Солнечную (как и друг на друга). Отсюда можно сделать осторожный вывод, что чужие биосферы (возможно) также будут сильно непохожи на нашу.

[Sergeу]

А пока имеет смысл рассматривать ВСЕ варианты.

Согласен. У вас интересные мысли. по-философски.
А в итоге, так думаю, что скорее всего, получится вариант, который вообще не рассматривался, что-то "промежуточное".

[zenixt]

 Появилась у меня одна весьма неприятная для меня мысль, касающаяся великого фильтра. Ладно, поделюсь, может я и заблуждаюсь, но в химию заглянуть придется.
 Насколько я помню химию, результат некоторых реакций очень зависит от пропорций реагирующих веществ. Измени чуть-чуть пропорцию(жабья слизь, сушеная летучая мышь, щепотка земли с кладбища в полночь ) и результат окажется другим. Если подобная пропорция важна при зарождении жизни (Земля и Венера), то вероятность зарождения жизни может действительно быть близкой к нулю.
 Елы-палы, где же это искать?

[alex_semenov]

"Великий фильтр" лежит НЕ в астрофизических параметрах Солнца, Солнечной системы или Земли.

Это недостаточно обоснованная мысль. Фильтр может заключаться в сочетании астрономических параметров. Если окажется, что для жизни необходимо, предположим, и солнце спектрального класса от F3 до M1, и определённый диапазон металличности, и определённые параметры орбиты, и крупный спутник, и определённое место в галактике, и отсутствие целого перечня катастроф, и так далее – допустим, наберётся 200 параметров. Даже если вероятности любого из параметров высоки, в районе 0,1-0,95, то при их перемножении мы получим весьма низкую вероятность того, что все эти параметры примут благоприятные значения одновременно.

Да, я тут уже писал о "синтетическом фильтре".
В таблице Караченцева (вернее в ее современном расширении) можно выделить три типа свойств.

1 "Типичные" Это те, которые ближе к 1 чем к 0.  Например 85% планетных систем  (известных нам) плоские. Поэтому вряд ли в этом стоит искать какую-то особенность.

2 "Особенные". Например, мы у одиночной звезды. И хотя одиночные звезды явление в общем-то распространенное (ничего особого на самом деле в этом нет), но их 1/3 среди всех остальных звезд. Но 33% ближе к 0 чем к 1. И если эта вероятность участвует в неком "синтетическом фильтре" то она вносит него заметный вклад.
То же можно сказать и про спектральный класс нашей звезды. Класс звезд нашего типа составляет 8-11% от всех звезд Галактики. Если считать абсолютное количество - то это очень много. Можно сказать "типично". Но  если бы спектральный класс звезды ДЕЙСТВИТЕЛЬНО не имел бы значения то мы скорее всего себя обнаружили у красного карлика. Но мы у желтого карлика. И почему? Закрыдываются сомнения. Хотя возможно это просто "везение" такое?

3."Чудесные". Это то, что искал Караченчев. Явно выпадающие за пределы 3-х сигм свойства и которые просто "везением" объяснить уже сложно. Та же Луна или коротационное положение в спирали. Если, разумеется, оценки  верны. То есть явления которые сами по себе являются яркими признаками необычности нашего места во вселенной. Как тут многие правильно заметили, возможно мы таких просто  не найдем.

Да, найти явное чудо очень сложно. И возможно их нет. Тогда остается исследовать "последнее чудо". Чудесным может быть комплекс "особенностей".
Я вот что прикинул.
Пускай зарождению жизни сопутствуют n особенностей, вероятность каждой из которых обозначим  как p_i. Если все эти особенности появляются независимо, то вероятность получить сочетание этих особенностей в нашем конкретном месте равна произвезению всех n вероятностей:



Вы об этом и говорили предположив сочетание двухсот таких вот особенных параметров.
Вика возмутилась, мол n=200 это много. Давайте возьмем n~5-10. Это "на глаз" разумно?
Мы не знаем не списка не конкретных значений этих p_i но  давайте построим ГРУБУЮ оценку для них. Предположим, что вероятности pi мало отличаются друг от друга. Тогда с некоторым огрублением можно аппроксимировать итоговую вероятность как n-тую степень среднего по этим p:



Тогда можно построить график для разных n.
Вот что у меня побыстрячук (благо "умклайдет" под рукой) получилось:



Видно, что даже при n=5 -10 мы получаем очень быстрое падение итоговой вероятности при "p_среднем" ниже 0,8 мы имеем итоговую вероятность явно ниже 0.5.
Но самое интересное.
"Чудо" - это за пределами 3-х сигм. То есть вероятность события ниже 1-0.997=0,003. На графике это красная пунктирная линия и видно что даже в случае 5-и синтезируемых "особенностей" среднее этих особенностей не должно быть ниже 0,3
В случае 10-и особенностей среднее должно быть не ниже 0,65.
То есть "синтетическое" чудо по идее должно складываться очень быстро из небольшого количества "банальностей". Достаточно набрать 5-10 "особенностей",  с достаточно высокой вероятностью 0.3-0.5. То есть крайне типичных факторов, если каждый рассматривать по отдельности.

[alex_semenov]

Проходящий Кот, спасибо за ссылки. Я додумался высосать оттуда все интересное еще вчера.

Есть вот такая статья на Астронете, в основном про численные параметры галактической траектории Солнца, но в конце есть занятное предположение:

Ага. Спасибо! Что называется "в копилку"!

Может, не "Природа", а "3нание - сила" ? Не это ли: СТРАННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ

Нет. Хотя идея достаточно долго "витала в воздухе"

Общий смысл в чем?

Против энтропии возможно только ДВА способа движения.
Первый - ЧУДО. Случайная флуктуация.



Ситуация вверху с БОЛЬШЕЙ вероятностью переходит в ситуацию внизу чем ситуация внизу переходит в ситуацию вверху. Но переход снизу вверх не невозможен. Он просто крайне маловероятен. Вероятность такого чуда - крайне низкая. Но не невозможная.
Но если вы не рассчитываете на такое чудо то у вас остался только второй путь.

Второй - совершить работу над системой по упорядочиванию. Для этого нужен ДВИГАТЕЛЬ, который бы перекачивал энтропию, хаос из локального места куда-то во-вне.
Типичный пример?
Наша вселенная. Это сопло гигантского реактивного двигателя. Она расширяется, создавая в любой точке пространства черное небо то есть холодильник с температурой 3 К.



Это и только это позволяет конденсироваться газо-пылевым облакам в галактики, звезды, планеты… А на планетах возможен цикл нагрева и охлождения. То есть возможны диссипативные структуры в которые входит энергия (нагреватель) и выходит (холодильник) и в них образуется ПОРЯДОК. Негэнтропийный процесс.
Так вот.
Я считаю высшей формой мракобесия считать что эволюция на нашей планете идет по пути усложнения организмов САМОПРОИЗВОЛЬНО. Мол, жизнь обладает некой внутренней сколонностью к усложнению. Это НЕНАУЧНО. Это противоречит второму началу термодинамики. Самой основе мироздания.
Любая примитивная бактериальная биота, не важно как она появилась (это величайшая тайна для нас, которую мы не можем даже очертить!) не будет двигаться к "разумному наблюдателю" если над ней не будет совершаться работа.

Я лично глубоко уверен, что если мы найдем множество примеров жизни на других планетах, то мы найдем огромное количество "стоячих болот" эволюции. То что мы с вами оказалить в бурной реке - это может быть опять таки наше "везение". Сочетание удачных "особенностей". И опять таки. Почему именно мы? Потому что другие такой вопрос задавать не могут. Они не добрались до возможности такой вопрос задавать.

Любой прогресс - это циклы. Это ходы своего рода "паравой машины".
Например пресловутые циклы технических фаз Кандратьева:



Нечто подобное должно было происходить и с нашей биосферой. Должна была "сложиться" (совершенно случайно) некая галактическая "паровая машина":



Образно говоря. Либо золотничек "вымираний" открывался в этой машин совершено удачно в нужных местах но СЛУЧАЙНО (ну повезло нам несказанно!) либо, была некая причина. То есть "так было задумано".
Если так было задумано, то где тот рычаг, который идет от маховика к золотнику?
Проще говоря, особенность нашей орбиты в Галактике.

Все звезды диска движутся по орбите вокруг центра галактики со своей периодичностью. Ближе - период меньше. Дальше - период больше. Для эволюции на Земле нужна была своя (не важно какая) периодичность катаклизмов. "Время собирать камни, время их разбрасывать". И наше солнце СЛУЧАЙНО оказалась как раз на той орбите, где периодичность катаклизмов очень хорошо совпала с необходимой периодичностью вымираний.
Согласитесь это куда более естественное объяснение, чем предполагать, что нам просто так повезло с периодами вымирания.
Такая орбита никак не связана с коротацией рукавов. Но она в любом случае для нашего вида биологии образовывает определенный ТОР близкий к коротационному. То есть в любом случае - ОСОБОЕ МЕСТО в Галактике. Возможно только для нашего типа биологии. Но все равно наше место в Галактике не могло быть каким угодно.
Интересная идея?

[Кремальера]

Например пресловутые циклы технических фаз Кандратьева:

Кондратьевские фазы -вещь!Про 60-е график правдивый(замечательное время лопоухого Линдона) .

Наша вселенная. Это сопло гигантского реактивного двигателя

Чтобы определиться с нашим местом во вселенной,мне кажется надо все-таки уметь глубже копнуть во времена самого создания нашего "реактивного двигателя".Все ответы на вопросы там-в туманной дали квантовой флуктуации.А чтобы прояснить этот момент нужно наверное обладать недюжинными способностями заглянуть за край расширяющейся вселенной.Ну или хотя бы максимально близко к краю,если он вообще существует.

[vika vorobyeva]

Видно, что даже при n=5 -10 мы получаем очень быстрое падение итоговой вероятности при "p_среднем" ниже 0,8 мы имеем итоговую вероятность явно ниже 0.5.
Но самое интересное.
"Чудо" - это за пределами 3-х сигм. То есть вероятность события ниже 1-0.997=0,003. На графике это красная пунктирная линия и видно что даже в случае 5-и синтезируемых "особенностей" среднее этих особенностей не должно быть ниже 0,3
В случае 10-и особенностей среднее должно быть не ниже 0,65.
То есть "синтетическое" чудо по идее должно складываться очень быстро из небольшого количества "банальностей". Достаточно набрать 5-10 "особенностей",  с достаточно высокой вероятностью 0.3-0.5. То есть крайне типичных факторов, если каждый рассматривать по отдельности.

Нет.
"Чудо" - это не событие за пределами 3-х сигма. "Чудо" - это мертвые камни отсюда и до скопления галактик в Деве. Вероятность 0.003 - это (при наших масштабах) не чудо, а железная закономерность. Жизнь в "каждой теплой луже".
Еще раз.
Что мы хотим получить в результате? Вывод, что жизнь - явление достаточно редкое? Это и так очевидно. Мы здесь хотим получить ИСКЛЮЧИТЕЛЬНУЮ редкость жизни. На уровне одной триллионной и ниже - чтобы вся Местная группа галактик оказалась стерильной. Не так ли?

[alex_semenov]

Нет. Стерильной не только группа но и наша галктика не обязана быть. Но в ней (и в тысяче ближайших) должен быть один разумный наблюдатель за все последние 13 миллиардов лет. Этого достаточно что бы объяснить парадокс Ферми с позиции "Лебедь".
Вика, вы правильно подсказываете.
1E+3  галактик в нашей округе  - один разумный наблюдатель. Это для нас исходная аксиома. Значит при порядке звезд в каждой галактике  1E+11 получаем один разумный наблюдатель на 1E+13-1E+14 звезд или планет (полагая одна жизнь - одна звезда).
Теперь смотрите.
Вероятность того что мы здесь очутились  1E-13. Это уникальное событие как-то грамотно надо "разделить" на цепочку уникальных событий.
Я бы выделил три таких события.

1 Зарождение жизни
2 Появление многоклеточной жизни
3 Появление разумного наблюдателя

У каждого из этих событий должна быть своя вероятность (смотрим уравнение Дрейка).
И вообще говоря, произведения всех трех вероятностей должно быть равно (для замыкания в моем сознании картины мира) 1E-13. Максимум!
Давайте для очистки совести возьмем с запасом 1E-15

Как эти три вероятности должны делиться?

Простейший (тупейший способ) - "поровну". То есть P1=P2=P3 = 1E-5 (15/3)
То есть 1 бактерия на 100 000 звезд (где наш "Дарвин"?)
Одна (единственная!) Пандора на 10 000 0000 000 звезд. То есть в нашей галактике есть еще с десяток Пандор буйно цветущих цветы и гуляют диковинные животные.
Ну а с разумным наблюдателем тогда все тоже ясно.

Другой подход и как мне кажется более разумный. Вероятность каждого следующего события ВОЗРОСТАЕТ. Зарождение жизни куда более редкое событие, чем зарождение из этой жизни многоклеточных. А переход от многоклеточных к разумным куда вероятней, чем переход от бактерий к макро-организмам.
Скажем к разуму приходит одна из тысяч "Пандор". А к многоклеточности приходит одна из 1 00 000 бактериальных биосфер. Тогда получается что жизнь зарождается у одной из 10 миллионов звезд. Тогда в нашей Галактике должно быть 10 000 звезд с примитивной жизнью.

Но вообще говоря у меня душа лежит более крутой динамике. Одна из 10 "Пандор" приходит к разуму. Одна из 1 00 000 биосфер приходит к буйству многоклеточной жизни и одна из миллиарда звезд порождает возле себя примитивную жизнь.
То есть в нашей галактике найдется всего-навсего сотня планет где появились простейшие формы жизни из которых у единиц будет биогенный кислород в атмосфере. И шанс что какая-то из них находится в поле нашего прямого зрения мизерный. Поэтому когда мы расчехлим "Дарвин" мы увидим камни, камни, камни, камни… До самого горизонта.

Можете не соглашаться со мной. Но мое чувство мировой гармонии мне диктует именно такую картину.
Главная мысль. Если у нас жизнь зарождается "в каждой луже", скажем у каждой из 1000 звезд, то надо выворачивать мою лестницу вероятностей наизнанку.
На 1000 звезд одна жизнь. На 100 тысяч жизней одна Пандора. На миллиард Пандор найдется только одна на которой живут свои Нави.
В принципе я готов допустить и такой сценарий, но в любом случае мы должны иметь одного разумного наблюдателя на тысячи и тысячи галактик.

[alex_semenov]

Чтобы определиться с нашим местом во вселенной,мне кажется надо все-таки уметь глубже копнуть во времена самого создания нашего "реактивного двигателя".Все ответы на вопросы там-в туманной дали квантовой флуктуации.

Нет. Я думаю что копаться в фундаменте - гулпо. Просто глупо. Это искать "дух в машине". Как Пенроуз ищет разум в квантовой гравитации. Это не просто глупо. Это малодушно.
Я полагаю что элементарная термодинамика нам должна давать исчерпывающий ответ.

[zenixt]

Вы не имеете права так рассчитывать вероятность.
 Например, вам доподлинно известно, что наличие землеподобной планеты не зависит от класса звезды???
 Может статься так, что вероятность землеподобной у М4 p1=0.00001,  а у G2 p2=0.9999. Недостаточно статистики. Теория веротности -  не жульничество.

[vika vorobyeva]

Скажем к разуму приходит одна из тысяч "Пандор". А к многоклеточности приходит одна из 1 00 000 бактериальных биосфер.

Читала (правда, ссылку так сразу не найду), что земная жизнь изобретала многоклеточность независимо 24 раза. Так что этот переход (от одноклеточных к многоклеточным) происходит почти гарантированно. Надо только дать биосфере время (3 миллиарда лет?)
На мой взгляд, фильтра только два.
1. Зарождение жизни.
2. Зарождение разума.
И, кстати! Второй фильтр мы еще не прошли. ИИ, способный жить в космосе, не создан. А мы, люди - чем, по большому счету, отличаемся от на-ви? Или от муравьев с термитами?