במהלך שנות ה-40, המדען ההונגרי-אמריקאי ג'ון פון נוימן פיתח תיאוריה מתמטית כיצד מכונות יכולות לשחזר את עצמן בלי סוף. עבודה זו הולידה את הרעיון של ' בדיקות פון נוימן ', מחלקה של בדיקות בין-כוכביות המשכפלות עצמיות (SRPs) שניתן להשתמש בהן כדי לעשות הכל, החל מחקירת היקום ועד לזריעת חיים בו והתערבות בהתפתחות המינים.
חלקם הציעו באופן טבעי שזה יהיה מוקד של מחקר SETI, שיכלול חיפוש אחר סימנים של חלליות משכפלות עצמיות בגלקסיה שלנו. אבל כמו תמיד עם הצעות כמו אלה, ה פרמי פרדוקס בסופו של דבר חוזר על עצמו על ידי שאילת השאלה עתיקת היומין - 'איפה כולם?' אם יש שם תרבויות חייזרים, למה לא מצאנו שום עדות ל-SRP שלהם?
לדברי דאנקן ה. פורגן, עמית מחקר באוניברסיטת סנט אנדרוז' המרכז למדע כוכבי הלכת אקסופלנטים בבריטניה, התשובה יכולה להיות שגשושיות אלה מתגלגלות בסופו של דבר לגשושיות של טורפים (הידוע גם בברסרקרים) ובסופו של דבר משמידים את עצמם. פורגן הציג טיעון זה במחקר, שכותרתו ' התנהגות טורף-טרף בשכפול עצמי של בדיקות בין-כוכביות ', שהופיעה לאחרונה ב-pre-print באינטרנט.
הרעיון של מכונות להחלפה עצמית הוא רעיון עתיק יומין, עם התייחסויות מהמאה ה-17 של הפילוסוף רנה דקארט. על פי אנקדוטה פופולרית, דקארט סיפר למלכה כריסטינה משבדיה שגוף האדם הוא בעצם מכונה. לאחר מכן, לכאורה, המלכה הצביעה על שעון סמוך והורתה לדקארט, 'לדאוג שהוא יביא צאצאים'.
עם זאת, היה זה ג'ון פון נוימן שהציע לראשונה מסגרת מושגית למכונה קינמטית שתהיה מסוגלת לשכפל את עצמה בעצמה. במהלך סדרת הרצאות שנשא ב-1948 וב-1949, הוא שיתף את הרעיון שלו למכונה שהשתמשה במחסן של חלקי חילוף כדי לבנות מכונות זהות על בסיס תוכנית המאוחסנת בקלטת זיכרון.
לאחר השלמתו, האסמבלר יעתיק את התוכן של סרט הזיכרון שלו לסרט הכפול, ולאחר מכן יתחיל לבנות מכונה נוספת המבוססת על אותו עיצוב זהה. רעיונות אלה יזכו מאוחר יותר לפופולריות במאמר שהופיע בגיליון 1955 שלסיינטיפיק אמריקן,שכותרתו ' אדם נתפס כמכונה ' (נכתב על ידי מדען הונגרי-אמריקאי מפורסם אחר, ג'ון ג'י קמני).
פון נוימן יחדד מאוחר יותר את ההצעה הזו על ידי פיתוח מודל לשכפול עצמי המבוסס על אוטומטונים שפעלו ברמה התאית, משכפלים את עצמם באופן אקספוננציאלי ואינסופי. ריצ'רד פיינמן ירחיב על רעיון זה בהרצאתו ב- החברה האמריקנית לפיזיקה (APS) פגישה ב-Caltech ב-1959, ' יש שפע של מקום בתחתית '.
הרצאה זו תיתן השראה לאריק ק. דרקסלר (המכונה לעתים קרובות 'אבי הננוטכנולוגיה') להציע את הרעיון שלו עבור מרכיבים מולקולריים בספרו המפורסם משנת 1986 מנועי היצירה: העידן הקרוב של הננוטכנולוגיה . מחקרים אלו ואחרים הצביעו על כך שמכונות משכפלות עצמיות אינסופיות היו אפשרות, מה שהוליד באופן טבעי את התפיסה שאולי אינטליגנציה מחוץ לכדור הארץ מתקדמת (ETI) כבר עשתה זאת.
כאן נכנס לתמונה הנושא של SRPs ופרדוקס פרמי. כפי שד'ר פורגן הסביר ליקום היום באמצעות דוא'ל:
'העיקר הוא שאם ניתן ליצור SRPs, אז הם אמורים להיות מסוגלים לחקור את הגלקסיה בסביבות 10-100 מיליון שנים. זה הרבה יותר קצר מגיל כדור הארץ, כך שאם כל הדברים שווים, אם ניתן ליצור SRPs, רוב הסיכויים שהגלקסיה הייתה נחקרת במלואה הרבה פעמים, ובדיקה צריכה להיות במערכת השמש עכשיו. אבל אנחנו לא רואים אחד! אז למה אנחנו לא רואים סימנים של SRPs?'
אכן שאלה תקפה, ואחת שכמה מדענים האמינו שנענתה כאשר 'אומואמואה הפליגה דרך מערכת השמש שלנו. לאחר ניתוח התנהגותו המוזרה, שמואל ביאלי ופרופסור אברהם לואב מההרווארד-סמית'סוניאן המכון לחישוב תיאורטי (ITC) העז כי 'אומואמואה עשוי להיות א מפרש שמש או שאריות של א בדיקה בין כוכבית .
למרבה הצער, ניתוחים שלאחר מכן הצביעו על כך שהאובייקט המסתורי הזה היה ככל הנראה האובייקט שבר של שביט מתפרק . אמנם מקור לאכזבה עבור רבים, אך הדרך שבה 'אומואמואה שימשה כל כך הרבה השראה בדרך המחקר הייתה מרשימה. זה גם הדגיש עד כמה קשה החיפוש אחר עדויות ל-ETIs. מכאן מדוע התיאוריה ש-Forgan בדק כל כך מושכת.
האם יכול להיות שאנחנו לא רואים עדויות ל-ETIs כי הראיות מסירות את עצמן באופן אקטיבי (לפחות בכל הנוגע ל-SRPs)? כדי לבדוק את התיאוריה הזו, ד'ר פורגן יישם מודלים המבוססים על משוואות Lotka -Volterra (הידוע גם בשם משוואות טורף-טרף) על אוכלוסייה תיאורטית של SRPs. משוואות אלה משמשות בדרך כלל לתיאור הדינמיקה של מערכות ביולוגיות שבהן שני מינים מקיימים אינטראקציה.
במקרה זה, המשוואות נועדו מחדש כדי לתאר מה יקרה אם חלק מהבדיקות הללו יתחילו להשתולל ולהתחיל לצרוך את שלהן. כפי שפורגן הסביר זאת:
'אחד הפתרונות להיעדר SRPs הוא ש-SRPs עוברים מוטציה כשהם מתרבים, ומתפתחים למינים מרובים. אם מין אחד טורף בדיקות אחרות, ניתן לצמצם את כלל האוכלוסייה ומאמץ החקר עלול להיכשל. חקרתי את הפתרון הזה באמצעות מודלים אקולוגיים קלאסיים של טורף-טרף, שמעולם לא יושמו בקנה מידה בין-כוכבי לפני כן. זה קצת כמו ללמוד את האקולוגיה של מספר איים, כשהטורפים והטרפים הם ציפורים שיכולות לעוף לאיים סמוכים'.
למרבה המזל (או למרבה הצער, תלוי בנקודת המבט שלך), תוצאות ההדמיות של Forgan הצביעו על כך שאם חלק מה-SRPs יתקלקלו ויתחילו להתנהג כמו בדיקות מטורפות, כלל האוכלוסיה לא תיפגע באופן דרסטי. בקיצור, בדיקות ה'טרף' ימצאו דרכים לשרוד, במידה רבה הודות ליכולתם להתרבות.
'גיליתי שאוכלוסיית הגשושית הכוללת יכולה להישאר גבוהה מאוד, אפילו עם טורפים נוכחים', אמר. 'נראה שזה נכון ללא קשר להנחות שהנחתי לגבי מידת הרעב של הטורפים, או איך הגשושים נעו בגלקסיה.'
מטבע הדברים, לממצאים אלו יש השלכות משמעותיות על השערת ה-SRP ועל האופן שבו היא קשורה לפרדוקס הפרמי. וכאמור, ניתן לראות בהם גם חדשות טובות וגם רעות. מצד אחד, זה מציל את הרעיון שאולי יש שם בדיקות חייזרים שנוכל למצוא. מצד שני, זה מעלה את השאלה מדוע לא מצאנו כאלה, ובכך מוכיח מחדש את פרדוקס הפרמי המציק. או כפי שניסח זאת פורגן:
'בשבילי, זה הופך את טיעון SRP לחזק מתמיד. זה הופך פתרון אפשרי אחד (פתרון הטורף-טרף) להרבה פחות ישים כאמצעי להסרת SRPs משביל החלב. נצטרך לחשוב עוד יותר מדוע איננו רואים סימנים לחיים תבוניים מעבר לכדור הארץ'.
לטוב ולרע, פרדוקס הפרמי עדיין מתקיים. עבור חוקרי וחובבי SETI רבים, תקווה רבה תלויה בפריסה של טלסקופי חלל מהדור הבא בשנים הקרובות. אלה כוללים את המיוחל טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) וה טלסקופ חלל אינפרא אדום רחב שדה (WFIRST), היורשים הרוחניים והמדעיים שלהאבל, קפלר, שפיצר, ואחרים.
ישנם גם מערכים מבוססי קרקע כמו טלסקופ גדול במיוחד (ELT), ה טלסקופ שלושים מטר (TMT), וה טלסקופ מגלן ענק (GMT) שתתחיל לפעול עד שנות ה-2020. עם הרגישות והרזולוציה המשופרת של מכשירים אלה, מדענים מצפים ללמוד הרבה יותר על היקום ועל כוכבי לכת רבים הקיימים בגלקסיה המקומית.
טלסקופ הסקר אינפרא-אדום רחב של נאס'א (WFIRST) יצלם תמונות באיכות האבל המכסות שטחי שמים גדולים פי 100 מזה של האבל. קרדיטים: NASA/GSFC/מעבדת תמונה מושגית
ולמרות שאנו ממשיכים לחפש סימנים של אינטליגנציה חוץ-ארצית באמצעות המכשירים המשופרים הללו, אנו תמיד יכולים להרגיע את עצמנו שהיקום הוא מקום ממש ממש גדול. כפי שאמר המנוח קרל סייגן הגדול - 'אם אנחנו לבד ביקום, זה בהחלט נראה כמו בזבוז נורא של מקום.'
לחלופין, אם אתה מעדיף תפיסה ברורה ומעורפלת יותר של דברים, כדאי לזכור את דבריו של ארתור סי. קלארק המנוח (והגדול באותה מידה) - 'קיימות שתי אפשרויות: או שאנחנו לבד ביקום או שאנחנו לא . שניהם מפחידים באותה מידה'.
למיטב ידיעתנו, ייתכן שלא חסרים ETIs שם בחוץ, ואולי אל לנו למהר לפגוש אותם. לכל מה שאנחנו יודעים, הם מתקדמים להפליא, ולא מפחדים להפיל כמה גבעות נמלים! או שזה אפשרי שהם לא ממהרים לפגוש אותנו; ובהתחשב ברקורד שלנו, מי יכול להאשים אותם?
בינתיים החיפוש נמשך! הקפד לבדוק את הסרטון האינפורמטיבי הזה של TED-Ed על בדיקות פון נוימן:
