Новое решение парадокса Ферми (почему мы одиноки во Вселенной)

Недавно мне пришло в голову совершенно новое решение Парадокса Ферми. Я не буду пересказывать то, что вы можете прочитать в Вики.

Перейду к сути. Для решения проблемы нам понадобятся несколько ингредиентов.

1. MWI — интерпретация мультивселенной.

Довольно известная и объясненная (часто неправильно) популярной наукой вещь. Кратко, в MWI мир «целиком» детерминирован, случайности нет. Когда у событий есть несколько исходов, они все случаются, и далее с помощью механизма decoherence в нашем макро-мире возникают разные «ветки» реальности, куда и проваливаются разные копии нашего сознания. Впрочем, каждая копия считает себя единственной, так как взаимодействия между ветками нет.

2. Quantum Suicide

На основе MWI базируется интересная и спорная идея квантового самоубийства. Дескать, если выстрел ружья будет зависеть от квантового события, то приставив такое ружье к голове мы ничего не теряем: в той ветке, где ружье выстрелило, мы перестанем существовать, а там, где не выстрелило — мы продолжаем существовать. То есть наше сознание «проваливается» в ту ветку, где выстрела не произошло.

Квантовое самоубийство часто критикуют вот по какой причине — а что, если смерть от выстрела не мгновенна? А что, если мы не умрем, а останемся парализованными? Ниже мы вернемся к этому вопросу.

3. Vacuum Catastrophe (распад ложного вакуума)

Вполне возможно, что наш вакуум — ложный, то есть наша пустота не является низшим состоянием вакуума (в энергетическом смысле). Тогда возможно спонтанный переход в каком-то месте вакуума в более выгодное энергетическое состояние. Разница энергии вакуумов превращается в кашу из разнообразных частиц (причем возможно не существующих в нашем вакууме), причем число их огромно. Собственно, той материей, которая существовала до подобного события, можно пренебречь.

Далее, когда очаг разрушения возник, остановить процесс невозможно, как домино, процесс распространяется во все стороны, причем со скоростью света! То есть у него нет никаких предвестников — даже тревожной музыки, как в фильмах. Вы сидите, пьете вино ночью и смотрите на звезды, а потом раз — и ничего нет, кроме плазмы из новых частиц.

Нам хотелось бы верить, что такое событие очень очень очень маловероятно, вот например Nick Bostrom ответил мне ссылкой на его с Тегмарком статью, где они оценивали вероятность такого события «сверху»:

arxiv.org/abs/astro-ph/0512204

Doom Factor.
А вы заметили, что vacuum catastrophe куда лучше подходит для квантового самоубийства, чем ружье? Процесс мгновенен, не может оставить вас калекой… Он просто идеален. И поэтому… Что если он происходит регулярно, но мы его не замечаем? Именно такую вселенную мне хочется рассмотреть.

Давайте введем величину D (doom factor), которая пропорциональная вероятности спонтанного распада вакуума. При D=1 одно такое событие происходит раз в год в кубе объемом 1x1x1 световой год. Астрономы сейчас поежились от использования светового года в качестве меры расстояния, вместо парсека, но в данном случае очень хочется измерять время и расстояние в «одинаковых» единицах.

Обреченная Вселенная

Итак, какова вероятность того, что мы останемся живы в такой Вселенной? Нужно оценить количество потециальных катастроф в прошлом, то есть в нашем past light cone. Эта величина равна четырех-объему 4-мерного конуса высотой t, если расстояния измеряются в световых годах а время просто в годах (c=1):

Для нашей истории время в этой формуле надо заменить на A=13.8 миллиарда лет — возраст Вселенной. (на самом деле это не совсем честно, так как ближе к времени Большого Взрыва конус оказывается искаженным из-за ОТО, но мы здесь игнорируем эти эффекты)

О, счастливчик!
Задав мы получим n=379 миллионов. То есть вероятность того, что мы не погибли равна . Нас не должно это удивлять, в MWI ветви разделяются еще сильнее даже в рамках минут и секунд.

Тем не менее интересно проследить, а когда (в среднем) было последнее событие такого рода? Это можно сделать по формуле:

Значение, которое мы получаем довольно странное (для выбранного нами наобум D) — около 100 миллионов лет. Впрочем, на самом деле это не удивительно, так как 4-объем конуса растет очень быстро к основанию. То есть опасность, которая нас подстерегает исходит не от случайно развалившегося 4 года назад вакуума в Альфа Центавра, а в том, что нас накроет волной разложения, которая дошла до нас из далеких глубин Вселенной.

Насколько быстро мы разлагаемся?
Для оценки возьмем производную n по t, и получим:

Для нашего значения D величина n увеличивается на 0.11 каждый год, то есть, грубо говоря, каждые 9 лет наши шансы уменьшаются вдвое (но, опять таки, мы этого не замечаем при любых значениях D!)

Аргумент Судного Дня
Опять таки, не буду пересказывать вики. Однако этот аргумент оперирует (плохо определяемыми) положениями о ‘душах’, которые ‘вселяются’ (атемпорально) случайным образом в имеющиеся в наличие тела. Так как тел куда больше к концу существования цивилизации, вероятность родиться в Римской империи очень мала.

Однако, если количество тел нормализуется вероятностью существования веток реальности (а оно должно так нормализоваться — иначе не работало бы правило Борна) то ‘исправленное’ распределение количества тел имеет пик к началу времен, а не к его концу, то есть инвертирует этот аргумент:

Синяя линия на графике показывает население Земли в миллионах человек в разное время. Другие кривые ‘нормируют’ эти значения с учетом того, что амплитуда вероятности в прошлом была больше (для более малых значений D, например, d=1000 — вероятность падает вдвое за 1000 лет, а не 9 лет)

Парадокс Ферми
Наконец мы подходим к самому парадоксу. Мы применяем инвертированный аргумент судного дня к цивилизациям (причем при расхождении времени развития разных цивилизаций в миллионы лет эффект начинает проявляться с куда более низких значений D). То есть, вероятность родиться в поздней цивилизации ничтожна.

То есть мы родились в первой, и пока единственной цивилизации!

Опрос
В статье вики приведены различные варианты решения проблемы. Проголосуйте за те, которые вам кажутся вероятными. Я взял варианты из английской версии Вики (в русской их мало), но объединил некоторые

Оставить комментарий