במהלך שנות הארבעים פיתח המדען ההונגרי-אמריקני ג'ון פון נוימן תיאוריה מתמטית כיצד מכונות יכלו לשחזר את עצמן בלי סוף. עבודה זו הולידה את הרעיון של "בדיקות פון נוימן", מעמד של בדיקות בין-כוכביות המשכפלות את עצמן (SRPs) שניתן להשתמש בהן כדי לעשות הכל החל מחקירת היקום ועד זריעתו בחיים והתערבות בהתפתחות המינים.
חלקם הציעו באופן טבעי שמדובר במחקר SETI הממוקד, שיכלול לחפש סימנים של חלליות המשכפלות את עצמן בגלקסיה שלנו. אך כפי שקורה תמיד בהצעות כמו אלה, פרדוקס פרמי מחזיר את עצמו בסופו של דבר לשאול את השאלה הישנה - "איפה כולם?" אם יש תרבויות זרות בחוץ, מדוע לא מצאנו שום עדות ל SRP שלהם?
לדברי דנקן ה. פורגן, עמית מחקר במרכז למדעי האקסופלאנט של אוניברסיטת סנט אנדרוס בבריטניה, התשובה יכולה להיות שבסופו של דבר הבדיקות הללו מתממשות בבדיקות טורפים (המכונות גם כביכול מבקרים) ובסופו של דבר יהרסו את עצמן. פורגן הציג טיעון זה במחקר, שכותרתו "התנהגות טורף-טרף במחקרים בין-כוכביים לשכפול עצמי", שהופיע לאחרונה בהדפס המקוון.
הרעיון של מכונות להחלפה עצמית הוא מכובד זמן, עם אזכורים המתוארכים לפילוסוף מהמאה ה -17 רנה דקארט. על פי אנקדוטה פופולרית, דקארט התייחס למלכה כריסטינה משבדיה כי גוף האדם היה למעשה מכונה. לאחר מכן, לכאורה, המלכה הצביעה על שעון סמוך והורתה על דקארט "לדאוג שהוא משכפל צאצאים."
עם זאת, ג'ון פון נוימן היה זה שהציע לראשונה מסגרת רעיונית למכונה קינמטית שתוכל לשכפל את עצמה. במהלך סדרת הרצאות שנשא ב -1948 וב -1949, הוא שיתף את הרעיון שלו למכונה שהשתמשה במלאי של חלקי חילוף לבניית מכונות זהות על בסיס תוכנית שנשמרה בקלטת זיכרון.
לאחר השלמתו, המרכיב היה מעתיק את תוכן קלט הזיכרון שלו לתוכן של הכפיל, ואז יתחיל לבנות מכונה אחרת המבוססת על אותו עיצוב זהה. רעיונות אלה יתועדו מאוחר יותר במאמר שהופיע בגיליון משנת 1955 סיינטיפיק אמריקן, תחת הכותרת "אדם שנראה כמכונה" (נכתב על ידי מדען הונגרי אמריקני מפורסם אחר, ג'ון קמני).
פון נוימן היה מאוחר יותר למקד את ההצעה הזו על ידי פיתוח מודל לשכפול עצמי המבוסס על אוטומטים שתפקדו ברמה הסלולרית, ומשכפלים את עצמם באופן אקספוננציאלי ואינסופי. ריצ'רד פיינמן היה מרחיב על רעיון זה בהרצאתו בישיבת האגודה האמריקאית לפיזיקה (APS) בקלטק בשנת 1959, "יש המון מקום בתחתית".
הרצאה זו תעורר את אריק ק. דרקסלר (המכונה לעיתים קרובות "אבי הננו-טכנולוגיה") להציע את רעיוןו למאספים מולקולריים בספרו המפורסם משנת 1986. מנועי יצירה: העידן הקרוב של הננוטכנולוגיה. מחקרים אלה ואחרים הצביעו על כך שמכונות המשכפלות עצמית ללא סוף הן אפשרות, מה שהביא באופן טבעי לתפיסה כי אינטליגנציה חוץ-ארצית מתקדמת (ETI) אולי כבר עשתה זאת.
כאן נכנסים לתמונה נושא SRPs ופרדוקס פרמי. כפי שהסביר ד"ר פורגן למגזין החלל באמצעות הדוא"ל:
"הדחף העיקרי הוא שאם ניתן ליצור SRP, הם צריכים להיות מסוגלים לחקור את הגלקסיה בערך 10-100 מיליון שנים. זה הרבה יותר קצר מגיל כדור הארץ, כך שכל הדברים שווים, אם ניתן לעשות SRPs, רוב הסיכויים שהגלקסי היה נבדק במלואו פעמים רבות, וגשש צריך להיות במערכת השמש ברגע זה. אבל אנחנו לא רואים אחד! אז למה אנחנו לא רואים סימנים של SRPs? "
אכן שאלה תקפה, ושאלה שאליהם האמינו כמה מדענים, טופלה כאשר 'אוומואומה הפליג דרך מערכת השמש שלנו. לאחר שניתחו את התנהגותה המוזרה, שמואל ביאלי ופרופ 'אברהם לוב מהמכון הארוורד-סמיתסוניאן לחישוב תיאורטי (ITC) העזו במפורסם ש'אומואמואה עשוי להיות מפרש סולארי או שרידים של בדיקה בין-כוכבית.
לרוע המזל, ניתוח בהמשך הצביע על כך שסביר להניח שהאובייקט המסתורי הזה היה השבר של כוכב שביט שהתפרק. בעוד שמקור רבים לאכזבה עבור רבים, האופן ש- Oumuamua השראה כל כך את דרך המחקר היה מרשים. זה גם הדגיש עד כמה קשה החיפוש אחר עדויות לגבי תעודות סל. מכאן שהתיאוריה שפורטגן בדק כה מושכת.
יכול להיות שאיננו רואים ראיות לגבי תעודות סל, מכיוון שהראיות מסירות את עצמן באופן פעיל (לפחות מבחינת SRPs)? כדי לבחון תיאוריה זו, דר 'פורגן יישם מודלים המבוססים על משוואות לוטקה-וולטרה (aka. משוואות טרף-טרף) על אוכלוסיה תיאורטית של SRPs. משוואות אלה משמשות בדרך כלל לתיאור הדינמיקה של מערכות ביולוגיות בהן שני מינים מקיימים אינטראקציה.
במקרה זה, הושוו מחדש המשוואות כדי לתאר מה היה קורה אם חלק מהבדיקות הללו יתחילו לרוץ amok ולהתחיל לצרוך את שלהם. כפי שפורגן הסביר זאת:
"פיתרון אחד לחוסר SRPs הוא ש- SRP משתנה בזמן שהם מתרבים ומתפתחים למספר מינים. אם מין אחד מקדימה בדיקות אחרות, אז ניתן לצמצם את כלל האוכלוסייה ומאמץ הבדיקה יכול להיכשל. חקרתי את הפיתרון באמצעות מודלים אקולוגיים טורפים טרף, שמעולם לא הוחלו בסולם בין כוכבים לפני כן. זה קצת כמו ללמוד את האקולוגיה של איים מרובים, כשהטורפים והטרף הם ציפורים שיכולות לטוס לאיים סמוכים. "
למרבה המזל (או למרבה הצער, תלוי בנקודת המבט שלך), תוצאות ההדמיות של פורגן הצביעו על כך שאם חלק מה- SRP לא תקלה והתחילו להתנהג כמו בדיקות מבקרים, האוכלוסייה הכוללת לא תושפע באופן דרסטי. בקיצור, גישושי הטרף ימצאו דרכים לשרוד, בחלקם בעיקר בזכות יכולתם להתרבות.
"גיליתי שאוכלוסיית הגששים הכוללת יכולה להישאר גבוהה מאוד, אפילו עם טורפים נוכחים," אמר. "נראה שזה היה נכון ללא קשר להנחות שעשיתי לגבי כמה 'רעבים' היו הטורפים, או כיצד הגששים נעו סביב הגלקסיה."
באופן טבעי, לממצאים אלה השלכות משמעותיות על השערת SRP ועל אופן ההתייחסות לפרדוקס פרמי. וכאמור, אפשר לראות בהם חדשות טובות וגם רעות. מצד אחד, זה מציל את הרעיון שאולי ישנו בדיקות זרות שנוכל למצוא. מצד שני, זה מעלה את השאלה מדוע לא מצאנו אף אחד, ובכך מחזיר את פרדוקס הפרמי המגעיל. או כמו שניסח זאת פורגן:
"מבחינתי זה הופך את טיעון ה- SRP לחזק מתמיד. זה הופך פיתרון אפשרי אחד (פיתרון הטורף-טרף) להרבה פחות אפשרי כאמצעי להוצאת SRP מכביש החלב. נצטרך לחשוב עוד יותר על הסיבה שאיננו רואים שום סימנים לחיים אינטליגנטיים מעבר לכדור הארץ. "
לטוב ולרע, פרדוקס פרמי עדיין נכון. עבור חוקרי SETI וחובבי רבים, הרבה תקווה תלויה בפריסת טלסקופי החלל מהדור הבא בשנים הבאות. אלה כוללים את המיוחל טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) וה טלסקופ חלל אינפרא אדום רחב שדה (WFIRST), הממשיכים הרוחניים והמדעיים של האבל, קפלר, שפיצר, ואחרים.
ישנם גם מערכים מבוססי קרקע כמו ה- טלסקופ גדול במיוחד (ELT), ה טלסקופ שלושים מטר (TMT), וה טלסקופ מגלן ענק (GMT) שתתחיל בפעילות עד 2020. עם הרגישות והרזולוציה המשופרת של מכשירים אלה, מדענים מצפים ללמוד הרבה יותר על היקום ועל האקסופלאנטים הרבים הקיימים בגלקסיה המקומית.
ובעוד אנו ממשיכים לחפש אחר סימנים של אינטליגנציה חוץ-ארצית באמצעות מכשירים משופרים אלה, אנו תמיד יכולים להרגיע את עצמנו שהיקום הוא מקום גדול באמת. כפי שאמר המפורסם קרל סגן המנוח והגדול - "אם אנו לבד ביקום, זה בטוח נראה בזבוז חלל נורא."
לחלופין, אם אתה מעדיף לקחת על עצמו דברים חריפים ועמומים יותר, טוב לזכור את דבריו של ארתור סי קלארק המנוח (וגם לא פחות גדול) - "קיימות שתי אפשרויות: או שאנחנו לבד ביקום או שאנחנו לא . שניהם מפחידים באותה מידה. "
לכל מה שאנחנו יודעים, לא יכול להיות שמחסור במכשירי תעודות סל בחוץ, ואולי לא צריך למהר לפגוש אותם. לכל מה שאנחנו יודעים, הם מתקדמים להפליא, ולא חוששים להפיל כמה נמלים! או שייתכן שהם לא ממהרים לפגוש אותנו; ולנוכח השיא שלנו, מי יכול להאשים אותם?
בינתיים החיפוש ממשיך! והקפידו לבדוק את הסרטון האינפורמטיבי הזה של TED-Ed בנושא בדיקות פון נוימן:
