SlideShare a Scribd company logo

Astrophysics 2: are we alone?

•Download as PPT, PDF•
•
Amri Wandel
Amri Wandel

אסטרופיסיקה והחיים 2 הרצאה 12: הסיכוי לחיים ותבונה חוץ-ארצית משוואת דרייק תקשורת רדיו בינכוכבית טיסה בחלל פרדוקס פרמי

Education
1 of 54
‫חיפוש חיים ותבונה‬ ‫אסטרופיסיקה‬ ‫והחיים ביקום‬ ‫2‬ ‫‪A.Wandel, HUJI‬‬
‫חיפוש חיים ותבונה‬ ‫מרחקים, כמה כוכבים‬ ‫אסטרונומיה –‬ ‫יש המון כוכבים, אבל הם מאוד רחוקים!‬ ‫יש ?‬ ‫מהם בכלל חיים ? איך נגלה חיים בכוכבים ?‬‫חיים -‬ ‫כשם שהתפתחו חיים בכדור הארץ, ייתכן והופיעו על כוכבי‬ ‫לכת אחרים סביב שמשות אחרות‬ ‫תבונה - האם קיימות תרבויות חוץ-ארציות?‬ ‫האם יכולים לגלות אותנו? האם ירצו לתקשר? האם יצאו‬ ‫למסעות התפשטות וכיבוש? אם כן, מדוע לא הגיעו אלינו‬ ‫מזמן?‬
‫החיפוש אחרי חיים ותבונה חוץ-‬ ‫ארציים‬ ‫• צורות חיים אחרות או: איך נראה חייזר?‬ ‫• כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים‬ ‫• הסיכויים לחיים ותבונה חוץ ארציים: משוואת‬ ‫‪Drake‬‬ ‫חיפוש בין-כוכבי: טיסה בחלל ותקשורת רדיו‬ ‫•‬ ‫איך מחפשים ”אותות תבוניים“ ?‬ ‫•‬ ‫איך מתקשרים עם תרבות זרה ?‬ ‫•‬ ‫פרדוקס ‪ : Fermi‬איפה החייזרים והאם אנו לבד ?‬ ‫•‬
‫כמה תרבויות קיימות בגלקסיה?‬ ‫הכוכבים המתאימים להתפתחות‬ ‫חיים:‬ ‫• לא גדולים מדי )עד 5.1 מסות שמש( - כדי‬ ‫שזמן חייהם יספיק להתפתחות חיים‬ ‫מפותחים ותבונה‬ ‫• לא קטנים מדי - )מעל 5.0 שמש( -יציבים‬ ‫ובעלי איזור הישיב בעל גודל מספיק‬
‫כמה תרבויות בגלקסיה?‬ ‫‪ - n‬מספר הכוכבים בגלקסיה )001 מליארד(‬ ‫•‬ ‫‪ - fs‬אחוז הכוכבים המתאים להתפתחות חיים‬ ‫•‬ ‫)%01(‬ ‫‪ - fp‬אחוז הכוכבים בעלי פלנטות‬ ‫•‬ ‫‪ - nhz‬מספר הפלנטות באזור הישיב‬ ‫•‬ ‫‪ - fbl‬ההסתברות להתפתחות חיים ביולוגיים‬ ‫•‬ ‫‪ - fi‬ההסתברות להתפתחות תבונה‬ ‫•‬ ‫‪No =n x f sx f px n hzx f bl x fi‬תרבויות בגלקסיה שלנו‬ ‫•‬
‫כמה תרבויות יש בגלקסיה כעת ?‬ ‫תרבויות טכנולוגיות אינן מתקיימות לנצח‬ ‫•‬ ‫– סביר כי הן נעלמות אחרי זמן מוגבל‬ ‫בשל:‬ ‫מלחמות )פיתוח יכולת השמדה גלובלית(‬ ‫•‬ ‫פגיעה באקולוגיה של כוכב הלכת שלהן‬ ‫•‬ ‫התנוונות חברתית או מדעית‬ ‫•‬ ‫אסון אסטרונומי )פגיעת אסטרואיד(‬ ‫•‬ ‫אם זמן הקיום הממוצע של תרבות הוא ‪L‬‬ ‫•‬ ‫שנים‬ ‫מספר התרבויות בזמן נתון יהיה ‪No‬‬ ‫•‬ ‫מוכפל ביחס בין ‪ L‬לגיל הגלקסיה 01( ‪t‬‬
‫כמה תרבויות בגלקסיה כעת?‬
‫משוואת דרייק)‪ :(Drake‬תרבויות עכשיו‬ ‫כמה תרבויות תקשורתיות מתקיימות בזמן‬ ‫נתון‬ ‫‪fi = f i xf c‬‬ ‫‪N = n x fs x fp x nhz x fbl x fi x L/t‬‬ ‫קצב יצירת כוכבים בגלקסיה ‪R*= n/t = 10 */yr‬‬ ‫‪N= R* x f s x f p x n hz x f bl x f i x L‬‬ ‫‪ - RE‬קצב יצירת כוכבי לכת מתאימים לחיים‬ ‫= ‪RE = R* x fs x fp x nhz‬‬ ‫)‪=10x 0.1 x1 x1 =1 (opt‬‬ ‫)‪=10x 0.1x0.1x0.1= 0.01 (pes‬‬ ‫‪N = RE x fbl x fi x L‬‬
‫הערכת הפרמטרים במשוואת‬ ‫‪ - fbl‬ההסתברות להתפתחות חיים דרייק‬ ‫ביולוגיים‬ ‫•‬ ‫• בכדור בארץ הופיעו חיים )פרימיטיביים( זמן‬ ‫קצר )יחסית לזמן ההתפתחות הכללי( אחרי‬ ‫שנוצרו תנאים מתאימים – מאות מיליוני שנה‬ ‫מתוך 4 מיליארד- לכן סביר שחיים מופיעים‬ ‫תוך פחות ממליארד שנה בהסתברות גבוהה ‪fbl‬‬ ‫קרוב ל-1 ) %001(‬ ‫• ‪ - fi‬ההסתברות להתפתחות תבונה‬ ‫• בכדור בארץ הופיעו חיים מורכבים‬ ‫ואינטליגנציה זמן רב אחרי הופעת חיים‬ ‫פרימיטיביים – 3 מיליארד שנה - לכן ייתכן‬
‫הערכת הפרמטרים‬ ‫כוכבים המתאימים להתפתחות חיים‬ ‫‪- fs‬‬ ‫•‬ ‫1.0‬ ‫‪ - fp‬כוכבים בעלי פלנטות 1.0-1‬ ‫•‬ ‫‪ -nhz‬פלנטות באיזור הישיב 1.0-1‬ ‫•‬ ‫‪ - fbl‬התפתחות חיים ביולוגיים 1.0-1‬ ‫•‬ ‫‪ - fi‬התפתחות תבונה 100.0-1‬ ‫•‬ ‫= ‪No‬‬ ‫‪n x fs x fp x nhz x fbl x fi‬‬ ‫1 1 1.0 ‪Optimist : 1011 x‬‬ ‫1‬ ‫0101 = 1‬ ‫000,01 = 100.0 1.0 1.0 1.0 1.0 ‪Pesimist : 1011 x‬‬
‫הערכת הפרמטרים במשוואת דרייק)‪:(Drake‬‬ ‫כמה תרבויות תקשורתיות מתקיימות בזמן‬ ‫נתון‬ ‫‪fi = f i xf c‬‬ ‫‪ - RE‬קצב יצירת כוכבי לכת מתאימים לחיים‬ ‫= ‪RE = R* x fs x fp x nhz‬‬ ‫)‪=10x0.1 x 1 x 1=1 (opt‬‬ ‫)‪=10x 0.1x0.1x0.1= 0.01 (pes‬‬ ‫‪N = RE x fbl x fi x L‬‬ ‫)‪N=1x 1 x 1 x 10,000=10,000 (opt‬‬ ‫)‪=0.01x0.1x0.01x 100= 0.01 (pes‬‬
‫הערכת הפרמטרים במשוואת‬ ‫התפלגות הסיכוי להופעת חיים על פני דרייק‬ ‫פלנטה‬ ‫בזמן נתון‬
? ‫כמה תרבויות יש בגלקסיה כעת‬ N = R* x fs x fp x nE x fbl x fi x L = fbl x fi x L x (1 opt) (0.01 pes) N Fb=1 Fb=1 Fb=0.1 Fb=0.1 (opt/pes) Fi=1 Fi=0.01 Fi=0.01 Fi=0.001 L=1000 1000 10 1 0.1 10 0.1 0.01 0.001 L=105 100,000 1000 100 10 1,000 10 1 0.1
‫תיקים באפלה :‬ ‫האם אנחנו לבד ?‬ ‫חיפוש תבונה חוץ ארצית‬ ‫)‪(SETI‬‬ ‫תקשורת עם ‪ET‬‬
‫החיפוש אחרי חיים ותבונה חוץ-‬ ‫ארציים‬ ‫הסיכויים לתבונה ותקשורת חוץ ארצית:‬ ‫•‬ ‫משוואת ‪Drake‬‬ ‫•‬ ‫חיפוש בין-כוכבי: טיסה בחלל נוסח ”מסע בין‬ ‫•‬ ‫כוכבים”‬ ‫תקשורת רדיו נוסח ”קונטקט”‬ ‫•‬ ‫איך מחפשים ”אותות תבוניים” ?‬ ‫•‬ ‫איך מתקשרים עם תרבות זרה ?‬ ‫•‬ ‫פרדוקס ‪ : Fermi‬איפה החייזרים והאם אנו לבד ?‬ ‫•‬
‫חיפוש אחר חיים בכוכבי לכת‬ ‫אחרים‬ ‫זהוי ”טביעת האצבע“‬ ‫של חיים‬ ‫בספקטרום של כוכבי‬ ‫לכת:‬ ‫‪Terrestrial Planet Finder‬‬
‫‪SETI:Search for Extra Terrestrial Intelligence‬‬ ‫חיפוש אחר שידורי רדיו של‬ ‫תרבויות‬ ‫מה לחפש?‬ ‫“רעש” הרדיו המוקרן לחלל בכל הכוונים‬ ‫)איזוטרופי( על ידי תרבות טכנולוגית, גלים קצרים‬ ‫)חודרים דרך האטמוספירה(‬ ‫איך לחפש?‬ ‫טלסקופ רדיו: צלחת ענק בקוטר של עשרות‬ ‫מטרים לקליטת גלי רדיו מן החלל‬ ‫טלסקופ הרדיו הגדול בעולם: ארסיבו, פורטו ריקו‬ ‫בעל “צלחת” בקוטר -003 מ.‬
‫רדיו-טלסקופ : תצפיות ותקשורת בגלי‬ ‫רדיו‬
‫רדיו-טלסקופ‬ ‫רדיו-טלסקופ ‪Arecibo‬בפורטו ריקו: הגדול‬
‫מערך רדיו-טלסקופים בניו-‬ ‫מכסיקו‬ ‫‪VLA‬‬
‫‪SETI:Search for Extra Terrestrial Intelligence‬‬ ‫חיפוש אחר שידורי רדיו של‬ ‫תרבויות‬ ‫באיזו תדירות לחפש?‬ ‫תדירות מולקולת המימן ‪ 21cm‬ו-”חור המים”‬ ‫עד לאיזה מרחק אפשר לקלוט שידורים ממכוכבים‬ ‫אחרים?‬ ‫שידור כיווני או איזוטרופי?‬ ‫שידור כיווני עם משדר ומקלט בעוצמת ארסיבו: עד 0001‬ ‫שנות אור‬ ‫כיצד נזהה אות ”תבוני”?‬
‫כיווני או איזוטרופי?‬
‫באיזו תדירות לחפש ?‬ ‫תדירות מולקולת המימן 12 ס"מ ו-”חור‬ ‫המים“‬
‫ערוצי רדיו וטלוויזיה:‬ ‫‪1GHz=30cm‬‬
‫איך נזהה אות תבוני?‬ ‫חייב לבוא מחוץ לכדור הארץ, מן החלל‬ ‫אותות טבעיים - רוחב פס גדול, טווח תדירויות רחב‬ ‫אותות מלאכותיים - רוחב פס קטן, תדירות מדויקת‬ ‫)יעילות, חסכון באנרגיה(‬ ‫השתנות בזמן: מחזוריות, אך עלול להיות טבעי‬ ‫)פולסרים(‬ ‫צורה במרחב: עקומת פעמון גאוס‬ ‫צורה בזמן: פולסים, גל נושא, אפנון תדר‬ ‫אפיון האות: שידור אקראי )דליפה(‬ ‫או מכוון )מסר(‬
‫איך נזהה אות תבוני?‬ ‫אותות טבעיים - רוחב פס גדול, מלאכותיים - רוחב פס‬ ‫קטן‬
‫אפיון אות הרדיו של כדור‬ ‫הארץ‬ ‫השתנות בשל סבוב‬ ‫כדור הארץ‬ ‫והתפלגות תחנות‬ ‫הרדיו‬
‫חיפוש‬ ‫שידורי רדיו‬ ‫מהכוכבים:‬ ‫טלסקופ‬ ‫הרדיו‬ ‫‪Green Bank‬‬ ‫עם צוות‬ ‫‪SETI‬‬
‫אבני דרך בחיפוש אותות תבוניים בגלי‬ ‫רדיו‬ ‫0691 - ‪ Drake- Green Bank‬שני כוכבים - 004 שעות ‪Ozma project‬‬ ‫3691 -קרים - ‪ - Kardashev‬שני קווזרים - 08 שעות‬ ‫3891-9691 - קרים - חיפוש פולסים - 0021 שעות כל שנה‬ ‫‪ - 1973-1997 - Ohio - Dixon et al‬כל השמיים‬ ‫‪ - 1978 - Shwartzman‬חיפוש פולסים אופטיים ב-03 מקורות רדיו‬ ‫6791-5791 - ‪ - Drake+Sagan‬ארסיבו - חיפוש תרבויות דרגה ‪ II‬ב- 4 גלקסיות‬ ‫‪ ---1976 - Bower‬פרויקט ‪ SERENDIP‬כל השמים‬ ‫‪ ---1983Horowitz - Harvard‬פרויקט ‪SETI , META‬כל השמים‬ ‫‪ --- 1990 - Colomb‬ארגנטינה - פרויקט ‪ META II‬כל השמים בחצי הדרומי‬ ‫ארסיבו - חיפוש מכוון-3991 - ‪ - NASA - JPL‬כל השמיים‬ ‫‪- 1992 - NASA‬‬ ‫‪ - --- 1995 SETI institute‬אוסטרליה ו‪NRAO‬ארהב - חיפוש מכוון פרויקט‬ ‫‪Phoenix‬‬ ‫9991 --- ‪ - SETI @ Home‬מליוני מחשבים אישייםברחבי העולם משתתפים‬ ‫בניתוח אותות רדיו‬
‫המועמדים הטובים ביותר של‬ SETI@HOME http://setiathome.ssl.berkeley.edu
‫תחום החיפוש בתלות בעוצמת השידור‬ ‫עוצמ‬ ‫ת‬ ‫השידו‬ ‫ר‬ ‫מרחק‬ ‫מארץ‬
‫איך לתקשר?‬ ‫השפות "שלנו" אינן מוכרות להם‬ ‫•‬ ‫איננו יודעים האם יש להם "עיניים" ו"אזניים"‬ ‫•‬ ‫האם הם מסוגלים לקלוט גלי קול ובאיזו‬ ‫•‬ ‫תדירות‬ ‫נשתמש בשפות אוניברסליות:‬ ‫•‬ ‫מתימטיקה וחוקי הטבע‬ ‫•‬ ‫אפשר להעביר תרשימים בשידורי‬ ‫•‬ ‫"טלוויזיה"‬ ‫"תיבות נוח" חלליות:‪Pioneer, Voyager‬‬ ‫•‬
‫איך לתקשר?‬ ‫• המסר המוטבע על‬ ‫פיוניר:‬ ‫• מולקולת מימן )12 ס“מ(‬ ‫• גבר ואישה וצלחת הרדיו‬ ‫• מיקומנו ביחס לכוכבים‬ ‫”מיוחדים“ )פולסארים(‬ ‫• מערכת השמש עם‬ ‫כוכבי הלכת וציון מסלול‬ ‫החללית‬
‫מסר ‪ Arecibo‬שנשלח‬ ‫ב-4791 לצביר ‪ 13M‬ע"י‬ ‫‪Drake & Sagan‬‬ ‫מבוסס על תרשימים‬ ‫•‬ ‫וגרפיקה המקודדים‬ ‫בשיטת ה“טלוויזיה”‬ ‫ביטים של 0 ו-1‬ ‫•‬ ‫הצגה בינארית של‬ ‫•‬ ‫01-1‬ ‫מולקולות סוכרים‬ ‫•‬ ‫ודנ“א‬ ‫אדם ומערכת השמש‬ ‫•‬ ‫רדיו טלסקופ ארסיבו‬ ‫•‬
‫המרחק בין תרבויות בגלקסיה‬ ‫• נניח כי ‪ N‬תרבויות מפוזרות באופן אחיד בגלקסיה‬ ‫שצורתה דיסקה שטוחה בקוטר ‪D‬‬ ‫המרחק הממוצע ‪ d‬בין תרבויות שכנות בגלקסיה‬ ‫•‬ ‫תלוי במספר התרבויות הקיימות בו-זמנית ‪.N‬‬ ‫‪d‬‬ ‫2‬ ‫השטח שתופסת כל תרבות ~ ‪d‬‬ ‫•‬ ‫שטח הגלקסיה ~ ‪ 2D‬לכן‬ ‫•‬ ‫‪D‬‬ ‫2/1‪D2 ~ Nd 2=< d = D/ N‬‬ ‫•‬ ‫‪ D=100,000 ly‬לכן 000,001=‪N1/2 /d‬‬ ‫•‬ ‫=‪• N‬‬ ‫000,01 001‬ ‫000,000,1‬ ‫לדוגמא‬ ‫=‪• d‬‬ ‫000,1 000,01‬ ‫‪100 ly‬‬
‫עם כמה תרבויות בגלקסיה ניתן לתקשר?‬ ‫אם תרבויות טכנולוגיות מתקיימות תקופה מוגבלת, כדי‬ ‫•‬ ‫לקיים תקשורת זמן החיים צריך להיות ארוך מספיק כדי‬ ‫לשלוח אות ולקבל תשובה.‬ ‫אורך החיים ‪ L‬צריך להיות גדול מהזמן הנחוץ לאות לנוע‬ ‫•‬ ‫:‪L<2d/c‬‬ ‫הלוך ושוב במהירות האור‬ ‫ראינו כי המרחק הממוצע בין תרבויות שכנות בגלקסיה‬ ‫•‬ ‫)‪ (d‬תלוי במספר התרבויות המתקיימות בו-זמנית, ‪:N‬‬ ‫000,001=‪ N1/2 /d‬בשנות אור)ש"א(‬ ‫•‬ ‫לדוגמא, אם יש 000,01 תרבויות בגלקסיה, ניתן לצפות‬ ‫•‬ ‫כי השכנה הקרובה ביותר נמצאת במרחק 0001 ש"א,‬ ‫שנה.‬ ‫• נניח כי תרבות תקשורתית מתקיימת 000,01 שנה.‬ ‫במקרה זה ניתן להחליף עד 5 שדרים.‬ ‫• לחילופין, אם יש רק 001 תרבויות, הקרובה ביותר תהיה‬ ‫במרחק של כ- 000,01 ש"א, ואז אין אפשרות לתקשורת‬
‫מספר התישדורות שניתן‬ ‫מספר תרבויות תקשורתיות‬ ‫להחליף‬ ‫אורך החיים הממוצע של תרבות‬
‫מושבות חלל,‬ ‫מסעות חלל,‬ ‫עבמ“ים ופרדוקס‬ ‫פרמי: איפה הם‬
‫מושבות בחלל‬ ‫האנושות עוזבת את פני פלנטת האם‬ ‫•‬ ‫תחנות חלל‬ ‫•‬ ‫ערים בחלל: מושבות אוניל )‪(O’Neill‬‬ ‫•‬ ‫עולם הטבעת )לארי ניבן( וכדור דייסון‬ ‫•‬ ‫תרבויות קרדשב ‪Kardashev‬‬ ‫•‬ ‫בסיסים על הירח וכוכבי הלכת‬ ‫•‬ ‫במערכת השמש‬ ‫שינוי האקלים‬ ‫•‬ ‫שינוי תכונות המתישבים בהנדסה‬ ‫•‬ ‫גנטית‬
‫העתיד: תחנת חלל סביב הארץ‬
‫מושבות החלל של אוניל‬
‫כדור דייסון‬ ‫הוצע ע"י ‪Freeman Dyson‬‬ ‫•‬ ‫תרבויות טכנולוגיות‬ ‫•‬ ‫מתקדמות בונות מערכים של‬ ‫מושבות חלל סביב השמש‬ ‫שלהן‬ ‫קולטות את רוב האנרגיה‬ ‫•‬ ‫הנפלטת ממהשמש לצרכיהן‬ ‫פולטות את היתרה בצורת‬ ‫•‬ ‫חום‬ ‫ייתכן שכדור דייסון ניתן‬ ‫•‬ ‫לגילוי ע"י חתימת האינפרא-‬ ‫אדום שלו‬
‫‪Kardashev‬תרבויות קרדשב‬ ‫סולם תרבויות לפי כמות האנרגיה בו הן משתמשות‬ ‫•‬ ‫תרבות מסוג ‪I‬‬ ‫•‬ ‫שולטת באנרגית הפלנטה שלה –3101 ‪W‬‬ ‫•‬ ‫מתאימה את הפלנטה שלה לצרכיה, דומה‬ ‫•‬ ‫לאנושות בימנו‬ ‫תרבות מסוג ‪II‬‬ ‫•‬ ‫שולטת באנרגית השמש שלה – 6201 ‪W‬‬ ‫•‬ ‫מתאימה את מערכת השמש שלה לצרכיה, כדור‬ ‫•‬ ‫דייסון‬ ‫תרבות מסוג ‪III‬‬ ‫•‬ ‫שולטת באנרגית הגלקסיה שלה – 7301 ‪W‬‬ ‫•‬
‫טיסה בחלל‬ ‫איך להגיע מכדור הארץ אל כוכבים אחרים‬ ‫•‬ ‫ספינות חלל ?‬ ‫•‬ ‫בטכנולוגיה הנוכחית - איטיות מדי )03-01 קמ/שניה( -‬ ‫•‬ ‫000,05 שנה לכוכב הקרוב ביותר‬ ‫חללית דורות, הקפאה‬ ‫•‬ ‫יש לבנות חלליות מהירות הרבה יותר:%01-1 ממהירות‬ ‫•‬ ‫האור‬ ‫פרויקט דדאלוס: מנוע היתוך, 10.0 ‪ , 50c‬שנה‬ ‫•‬ ‫תכנונים מתקדמים: מנוע היתוך גרעיני, האצה בלייזר‬ ‫•‬
‫חלליות העתיד‬ ‫מהירות החללית= מהירות הפליטה ‪ X‬לוג )יחס המטען‬ ‫•‬ ‫/דלק(‬ ‫‪=x Ve (Mload / Mfuel)log Vship‬‬ ‫•‬ ‫9-‬ ‫דלק כימי - 01 קמ/שניה ‪ ,=Ve‬יעילות: 01‬ ‫•‬ ‫היתוך גרעיני-אלפי קמ/שניה‬ ‫•‬ ‫‪ (Ve= 0.01c(Daedalos‬יעילות:%1‬ ‫•‬ ‫אנטי-חומר - פוטונים )‪ Ve= c‬מהירות האור( יעילות:‬ ‫•‬ ‫%001‬ ‫חללית מפרש: האצה בקרן לייזר ממערכת השמש‬ ‫•‬ ‫חללית משפך )‪ :(Bussard‬אוספת דלק)מימן( מהתווך‬ ‫•‬ ‫הבינכוכבי‬ ‫התארכות הזמן לפי תורת היחסות : 2‪(t=to/(1-v2/c‬‬ ‫•‬
‫חללית משפך ))‪Bussard‬‬
‫כיבוש‬ ‫הגלכסיה‬ ‫התפשטות ויצירת‬ ‫מושבות‬ ‫תסריט : בכל צעד 2‬ ‫משלחות‬ ‫כל צעד 01 ש"א, 005 שנה‬ ‫אחרי 01 צעדים- רשת‬ ‫מושבות בטווח של‬ ‫001ש"א סביב השמש‬ ‫כמה זמן נחוץ כדי‬
‫כיבוש הגלכסיה‬ ‫מוטיבציה: יצר גילוי, כיבוש והתפשטות‬ ‫• התפשטות ב”דילוגים” :התישבות ושליחת דור‬ ‫חדש‬ ‫• הקמת רשת מושבות‬ ‫• דוגמא: במהירות של %3 ממהירות האור ”צעד”‬ ‫של 01 שנות אור אורך 003 שנות טיסה.‬ ‫• נוסיף עוד 002 שנה להתישבות – סה"כ 005‬ ‫שנה‬ ‫• מספר הצעדים הנחוץ )ממרכז הגלכסיה(:‬ ‫0005=01/000,05=‪n‬‬ ‫• רשת המושבות תכסה את הגלכסיה תוך‬ ‫‪t=5000x500=2,500,000yr‬‬ ‫• זמן קצר בהשוואה לגיל הכוכבים ולהתפתחות‬
‫פרדוקס פרמי: ”איפה הם כולם?“‬ ‫לו היו עוד תרבויות בגלקסיה, הן היו‬ ‫מגיעות לכדור הארץ מזמן‬ ‫העובדה שאין עדויות לכך שהיו פה‬ ‫. "מוכיחה" שאנו לבד‬ ‫?האומנם‬
‫האם פרדוקס פרמי באמת‬ ‫"מוכיח" שאנחנו לבד? זה בכלל לא‬ ‫...בטוח‬ ‫אנחנו תרבות טכנולוגית "צעירה"‬ ‫•‬ ‫המידע על קיום אינטליגנציה בכדור הארץ טרם‬ ‫•‬ ‫הגיע לתרבויות המרוחקות מעל 05 שנות אור‬ ‫)אם יש כאלה(‬ ‫כדור הארץ כפי שהוא נראה לפני עידן הרדיו אינו‬ ‫•‬ ‫מיוחד‬ ‫בהנחה שכוכבי לכת עם חיים ביולוגיים הינם‬ ‫•‬ ‫שכיחים, ה"שכנים" אינם רואים סיבה לבקר‬ ‫מסע בינכוכבי הינו יקר ודורש השקעת אנרגיה‬ ‫•‬
:The Fermi Paradox Extra Terrestrial civilizations Expansion & colonization of habitable planets If there were advanced civilzations nearby they would reach Earth as well Since there is no evidence to such colonization, Extra Terrestrial civilizations must be very rare but is it? A few ways out:  We are a young civilization (radio leakage did not yet reach nearest civilizations)  We are uninteresting  Life / civilization are common
‫עבמ“ים: עצמים בלתי‬ ‫מזוהים‬ ‫‪UFOs: Unidentified Flying Objects‬‬ ‫דיווחים על תופעות מוזרות - אורות, כלי טייס משונים‬ ‫)"צלחות מעופפות"(, עקבות על הקרקע, "חטיפות"‬ ‫התפלגות ההסברים:‬ ‫%09 תעתועי ראיה או מעשי רמאות ואחיזת עיניים‬ ‫%6 תופעות אטמוספריות או אסטרונומיות ידועות‬ ‫%3 מטוסים ולווינים‬ ‫%1 לא ניתן להסבר - אך לא חייב להיות אורחים מן‬
‫עים מה‬ ‫וי חיים‬ ‫יננו יוד‬ ‫ם לגיל‬ ‫א‬ ‫הסיכויי‬ ‫תבוניים‬ ‫ה א ר ץ,‬ ‫לכדור‬ ‫א נחפש‬ ‫מחוץ‬ ‫ם אם ל‬ ‫אפס‬ ‫אול‬
‫טרם גילינו חיים‬ ‫ותבונה‬ ‫מחוץ לכדור הארץ,‬ ‫אולם אם לא נחפש‬ ‫בוודאי שלא נמצא‬

Recommended

Astrophysics 2: The expanding Universe
Astrophysics 2: The expanding UniverseAstrophysics 2: The expanding Universe
Astrophysics 2: The expanding Universe
Amri Wandel
 
La Scienca Revolucio de Einstein 1 IKU 2015
La Scienca Revolucio de Einstein 1 IKU 2015La Scienca Revolucio de Einstein 1 IKU 2015
La Scienca Revolucio de Einstein 1 IKU 2015
Amri Wandel
 
Signals For Commodities Market
Signals For Commodities MarketSignals For Commodities Market
Signals For Commodities Market
Anindya Banerjee
 
סיכום עונת הניווט 2010
סיכום עונת הניווט 2010סיכום עונת הניווט 2010
סיכום עונת הניווט 2010
Amri Wandel
 
Astrophysics 2: Stellar Evolution
Astrophysics 2: Stellar EvolutionAstrophysics 2: Stellar Evolution
Astrophysics 2: Stellar Evolution
Amri Wandel
 
Computerized exams tutorial-astro
Computerized exams tutorial-astroComputerized exams tutorial-astro
Computerized exams tutorial-astro
Amri Wandel
 
Global Equity Chartbook May 2010
Global Equity Chartbook May 2010Global Equity Chartbook May 2010
Global Equity Chartbook May 2010
Anindya Banerjee
 
OPTIONS ON EXCHANGE TRADED FOREX
OPTIONS ON EXCHANGE TRADED FOREXOPTIONS ON EXCHANGE TRADED FOREX
OPTIONS ON EXCHANGE TRADED FOREX
Anindya Banerjee
 

Recommended

Astrophysics 2: The expanding Universe
Astrophysics 2: The expanding UniverseAstrophysics 2: The expanding Universe
Astrophysics 2: The expanding Universe
Amri Wandel
 
La Scienca Revolucio de Einstein 1 IKU 2015
La Scienca Revolucio de Einstein 1 IKU 2015La Scienca Revolucio de Einstein 1 IKU 2015
La Scienca Revolucio de Einstein 1 IKU 2015
Amri Wandel
 
Signals For Commodities Market
Signals For Commodities MarketSignals For Commodities Market
Signals For Commodities Market
Anindya Banerjee
 
סיכום עונת הניווט 2010
סיכום עונת הניווט 2010סיכום עונת הניווט 2010
סיכום עונת הניווט 2010
Amri Wandel
 
Astrophysics 2: Stellar Evolution
Astrophysics 2: Stellar EvolutionAstrophysics 2: Stellar Evolution
Astrophysics 2: Stellar Evolution
Amri Wandel
 
Computerized exams tutorial-astro
Computerized exams tutorial-astroComputerized exams tutorial-astro
Computerized exams tutorial-astro
Amri Wandel
 
Global Equity Chartbook May 2010
Global Equity Chartbook May 2010Global Equity Chartbook May 2010
Global Equity Chartbook May 2010
Anindya Banerjee
 
OPTIONS ON EXCHANGE TRADED FOREX
OPTIONS ON EXCHANGE TRADED FOREXOPTIONS ON EXCHANGE TRADED FOREX
OPTIONS ON EXCHANGE TRADED FOREX
Anindya Banerjee
 
Google, Esperanto kaj MT
Google, Esperanto kaj MTGoogle, Esperanto kaj MT
Google, Esperanto kaj MT
Amri Wandel
 
Agado de ELI 2013
Agado de ELI 2013Agado de ELI 2013
Agado de ELI 2013
Amri Wandel
 
Safety Belts On...
Safety Belts On...Safety Belts On...
Safety Belts On...
Anindya Banerjee
 
Technical Picture Of Major Markets
Technical Picture Of Major MarketsTechnical Picture Of Major Markets
Technical Picture Of Major Markets
Anindya Banerjee
 
קילימנג'רו2 2011
קילימנג'רו2 2011קילימנג'רו2 2011
קילימנג'רו2 2011
Amri Wandel
 
Israel Orienteering 2008-9
Israel Orienteering 2008-9Israel Orienteering 2008-9
Israel Orienteering 2008-9
Amri Wandel
 
Namibia 2011 Subaru Drive
Namibia 2011 Subaru DriveNamibia 2011 Subaru Drive
Namibia 2011 Subaru Drive
Amri Wandel
 
Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...
Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...
Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...
Anindya Banerjee
 
Chart Book October 2010
Chart Book October 2010Chart Book October 2010
Chart Book October 2010
Anindya Banerjee
 

More Related Content

Viewers also liked

Agado de ELI 2013
Agado de ELI 2013Agado de ELI 2013
Agado de ELI 2013
Amri Wandel
 
Technical Picture Of Major Markets
Technical Picture Of Major MarketsTechnical Picture Of Major Markets
Technical Picture Of Major Markets
Anindya Banerjee
 
Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...
Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...
Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...
Anindya Banerjee
 

Viewers also liked (9)

Google, Esperanto kaj MT
Google, Esperanto kaj MTGoogle, Esperanto kaj MT
Google, Esperanto kaj MT
 
Agado de ELI 2013
Agado de ELI 2013Agado de ELI 2013
Agado de ELI 2013
 
Safety Belts On...
Safety Belts On...Safety Belts On...
Safety Belts On...
 
Technical Picture Of Major Markets
Technical Picture Of Major MarketsTechnical Picture Of Major Markets
Technical Picture Of Major Markets
 
קילימנג'רו2 2011
קילימנג'רו2 2011קילימנג'רו2 2011
קילימנג'רו2 2011
 
Israel Orienteering 2008-9
Israel Orienteering 2008-9Israel Orienteering 2008-9
Israel Orienteering 2008-9
 
Namibia 2011 Subaru Drive
Namibia 2011 Subaru DriveNamibia 2011 Subaru Drive
Namibia 2011 Subaru Drive
 
Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...
Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...
Industrial Commodities It Must Be Really Different This Time...
 
Chart Book October 2010
Chart Book October 2010Chart Book October 2010
Chart Book October 2010
 

Astrophysics 2: are we alone?

  • 1. ‫חיפוש חיים ותבונה‬ ‫אסטרופיסיקה‬ ‫והחיים ביקום‬ ‫2‬ ‫‪A.Wandel, HUJI‬‬
  • 2. ‫חיפוש חיים ותבונה‬ ‫מרחקים, כמה כוכבים‬ ‫אסטרונומיה –‬ ‫יש המון כוכבים, אבל הם מאוד רחוקים!‬ ‫יש ?‬ ‫מהם בכלל חיים ? איך נגלה חיים בכוכבים ?‬‫חיים -‬ ‫כשם שהתפתחו חיים בכדור הארץ, ייתכן והופיעו על כוכבי‬ ‫לכת אחרים סביב שמשות אחרות‬ ‫תבונה - האם קיימות תרבויות חוץ-ארציות?‬ ‫האם יכולים לגלות אותנו? האם ירצו לתקשר? האם יצאו‬ ‫למסעות התפשטות וכיבוש? אם כן, מדוע לא הגיעו אלינו‬ ‫מזמן?‬
  • 3. ‫החיפוש אחרי חיים ותבונה חוץ-‬ ‫ארציים‬ ‫• צורות חיים אחרות או: איך נראה חייזר?‬ ‫• כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים‬ ‫• הסיכויים לחיים ותבונה חוץ ארציים: משוואת‬ ‫‪Drake‬‬ ‫חיפוש בין-כוכבי: טיסה בחלל ותקשורת רדיו‬ ‫•‬ ‫איך מחפשים ”אותות תבוניים“ ?‬ ‫•‬ ‫איך מתקשרים עם תרבות זרה ?‬ ‫•‬ ‫פרדוקס ‪ : Fermi‬איפה החייזרים והאם אנו לבד ?‬ ‫•‬
  • 4. ‫כמה תרבויות קיימות בגלקסיה?‬ ‫הכוכבים המתאימים להתפתחות‬ ‫חיים:‬ ‫• לא גדולים מדי )עד 5.1 מסות שמש( - כדי‬ ‫שזמן חייהם יספיק להתפתחות חיים‬ ‫מפותחים ותבונה‬ ‫• לא קטנים מדי - )מעל 5.0 שמש( -יציבים‬ ‫ובעלי איזור הישיב בעל גודל מספיק‬
  • 5. ‫כמה תרבויות בגלקסיה?‬ ‫‪ - n‬מספר הכוכבים בגלקסיה )001 מליארד(‬ ‫•‬ ‫‪ - fs‬אחוז הכוכבים המתאים להתפתחות חיים‬ ‫•‬ ‫)%01(‬ ‫‪ - fp‬אחוז הכוכבים בעלי פלנטות‬ ‫•‬ ‫‪ - nhz‬מספר הפלנטות באזור הישיב‬ ‫•‬ ‫‪ - fbl‬ההסתברות להתפתחות חיים ביולוגיים‬ ‫•‬ ‫‪ - fi‬ההסתברות להתפתחות תבונה‬ ‫•‬ ‫‪No =n x f sx f px n hzx f bl x fi‬תרבויות בגלקסיה שלנו‬ ‫•‬
  • 6. ‫כמה תרבויות יש בגלקסיה כעת ?‬ ‫תרבויות טכנולוגיות אינן מתקיימות לנצח‬ ‫•‬ ‫– סביר כי הן נעלמות אחרי זמן מוגבל‬ ‫בשל:‬ ‫מלחמות )פיתוח יכולת השמדה גלובלית(‬ ‫•‬ ‫פגיעה באקולוגיה של כוכב הלכת שלהן‬ ‫•‬ ‫התנוונות חברתית או מדעית‬ ‫•‬ ‫אסון אסטרונומי )פגיעת אסטרואיד(‬ ‫•‬ ‫אם זמן הקיום הממוצע של תרבות הוא ‪L‬‬ ‫•‬ ‫שנים‬ ‫מספר התרבויות בזמן נתון יהיה ‪No‬‬ ‫•‬ ‫מוכפל ביחס בין ‪ L‬לגיל הגלקסיה 01( ‪t‬‬
  • 8. ‫משוואת דרייק)‪ :(Drake‬תרבויות עכשיו‬ ‫כמה תרבויות תקשורתיות מתקיימות בזמן‬ ‫נתון‬ ‫‪fi = f i xf c‬‬ ‫‪N = n x fs x fp x nhz x fbl x fi x L/t‬‬ ‫קצב יצירת כוכבים בגלקסיה ‪R*= n/t = 10 */yr‬‬ ‫‪N= R* x f s x f p x n hz x f bl x f i x L‬‬ ‫‪ - RE‬קצב יצירת כוכבי לכת מתאימים לחיים‬ ‫= ‪RE = R* x fs x fp x nhz‬‬ ‫)‪=10x 0.1 x1 x1 =1 (opt‬‬ ‫)‪=10x 0.1x0.1x0.1= 0.01 (pes‬‬ ‫‪N = RE x fbl x fi x L‬‬
  • 9. ‫הערכת הפרמטרים במשוואת‬ ‫‪ - fbl‬ההסתברות להתפתחות חיים דרייק‬ ‫ביולוגיים‬ ‫•‬ ‫• בכדור בארץ הופיעו חיים )פרימיטיביים( זמן‬ ‫קצר )יחסית לזמן ההתפתחות הכללי( אחרי‬ ‫שנוצרו תנאים מתאימים – מאות מיליוני שנה‬ ‫מתוך 4 מיליארד- לכן סביר שחיים מופיעים‬ ‫תוך פחות ממליארד שנה בהסתברות גבוהה ‪fbl‬‬ ‫קרוב ל-1 ) %001(‬ ‫• ‪ - fi‬ההסתברות להתפתחות תבונה‬ ‫• בכדור בארץ הופיעו חיים מורכבים‬ ‫ואינטליגנציה זמן רב אחרי הופעת חיים‬ ‫פרימיטיביים – 3 מיליארד שנה - לכן ייתכן‬
  • 10. ‫הערכת הפרמטרים‬ ‫כוכבים המתאימים להתפתחות חיים‬ ‫‪- fs‬‬ ‫•‬ ‫1.0‬ ‫‪ - fp‬כוכבים בעלי פלנטות 1.0-1‬ ‫•‬ ‫‪ -nhz‬פלנטות באיזור הישיב 1.0-1‬ ‫•‬ ‫‪ - fbl‬התפתחות חיים ביולוגיים 1.0-1‬ ‫•‬ ‫‪ - fi‬התפתחות תבונה 100.0-1‬ ‫•‬ ‫= ‪No‬‬ ‫‪n x fs x fp x nhz x fbl x fi‬‬ ‫1 1 1.0 ‪Optimist : 1011 x‬‬ ‫1‬ ‫0101 = 1‬ ‫000,01 = 100.0 1.0 1.0 1.0 1.0 ‪Pesimist : 1011 x‬‬
  • 11. ‫הערכת הפרמטרים במשוואת דרייק)‪:(Drake‬‬ ‫כמה תרבויות תקשורתיות מתקיימות בזמן‬ ‫נתון‬ ‫‪fi = f i xf c‬‬ ‫‪ - RE‬קצב יצירת כוכבי לכת מתאימים לחיים‬ ‫= ‪RE = R* x fs x fp x nhz‬‬ ‫)‪=10x0.1 x 1 x 1=1 (opt‬‬ ‫)‪=10x 0.1x0.1x0.1= 0.01 (pes‬‬ ‫‪N = RE x fbl x fi x L‬‬ ‫)‪N=1x 1 x 1 x 10,000=10,000 (opt‬‬ ‫)‪=0.01x0.1x0.01x 100= 0.01 (pes‬‬
  • 12. ‫הערכת הפרמטרים במשוואת‬ ‫התפלגות הסיכוי להופעת חיים על פני דרייק‬ ‫פלנטה‬ ‫בזמן נתון‬
  • 13. ? ‫כמה תרבויות יש בגלקסיה כעת‬ N = R* x fs x fp x nE x fbl x fi x L = fbl x fi x L x (1 opt) (0.01 pes) N Fb=1 Fb=1 Fb=0.1 Fb=0.1 (opt/pes) Fi=1 Fi=0.01 Fi=0.01 Fi=0.001 L=1000 1000 10 1 0.1 10 0.1 0.01 0.001 L=105 100,000 1000 100 10 1,000 10 1 0.1
  • 14. ‫תיקים באפלה :‬ ‫האם אנחנו לבד ?‬ ‫חיפוש תבונה חוץ ארצית‬ ‫)‪(SETI‬‬ ‫תקשורת עם ‪ET‬‬
  • 15. ‫החיפוש אחרי חיים ותבונה חוץ-‬ ‫ארציים‬ ‫הסיכויים לתבונה ותקשורת חוץ ארצית:‬ ‫•‬ ‫משוואת ‪Drake‬‬ ‫•‬ ‫חיפוש בין-כוכבי: טיסה בחלל נוסח ”מסע בין‬ ‫•‬ ‫כוכבים”‬ ‫תקשורת רדיו נוסח ”קונטקט”‬ ‫•‬ ‫איך מחפשים ”אותות תבוניים” ?‬ ‫•‬ ‫איך מתקשרים עם תרבות זרה ?‬ ‫•‬ ‫פרדוקס ‪ : Fermi‬איפה החייזרים והאם אנו לבד ?‬ ‫•‬
  • 16. ‫חיפוש אחר חיים בכוכבי לכת‬ ‫אחרים‬ ‫זהוי ”טביעת האצבע“‬ ‫של חיים‬ ‫בספקטרום של כוכבי‬ ‫לכת:‬ ‫‪Terrestrial Planet Finder‬‬
  • 17. ‫‪SETI:Search for Extra Terrestrial Intelligence‬‬ ‫חיפוש אחר שידורי רדיו של‬ ‫תרבויות‬ ‫מה לחפש?‬ ‫“רעש” הרדיו המוקרן לחלל בכל הכוונים‬ ‫)איזוטרופי( על ידי תרבות טכנולוגית, גלים קצרים‬ ‫)חודרים דרך האטמוספירה(‬ ‫איך לחפש?‬ ‫טלסקופ רדיו: צלחת ענק בקוטר של עשרות‬ ‫מטרים לקליטת גלי רדיו מן החלל‬ ‫טלסקופ הרדיו הגדול בעולם: ארסיבו, פורטו ריקו‬ ‫בעל “צלחת” בקוטר -003 מ.‬
  • 18. ‫רדיו-טלסקופ : תצפיות ותקשורת בגלי‬ ‫רדיו‬
  • 20. ‫מערך רדיו-טלסקופים בניו-‬ ‫מכסיקו‬ ‫‪VLA‬‬
  • 21. ‫‪SETI:Search for Extra Terrestrial Intelligence‬‬ ‫חיפוש אחר שידורי רדיו של‬ ‫תרבויות‬ ‫באיזו תדירות לחפש?‬ ‫תדירות מולקולת המימן ‪ 21cm‬ו-”חור המים”‬ ‫עד לאיזה מרחק אפשר לקלוט שידורים ממכוכבים‬ ‫אחרים?‬ ‫שידור כיווני או איזוטרופי?‬ ‫שידור כיווני עם משדר ומקלט בעוצמת ארסיבו: עד 0001‬ ‫שנות אור‬ ‫כיצד נזהה אות ”תבוני”?‬
  • 23. ‫באיזו תדירות לחפש ?‬ ‫תדירות מולקולת המימן 12 ס"מ ו-”חור‬ ‫המים“‬
  • 25. ‫איך נזהה אות תבוני?‬ ‫חייב לבוא מחוץ לכדור הארץ, מן החלל‬ ‫אותות טבעיים - רוחב פס גדול, טווח תדירויות רחב‬ ‫אותות מלאכותיים - רוחב פס קטן, תדירות מדויקת‬ ‫)יעילות, חסכון באנרגיה(‬ ‫השתנות בזמן: מחזוריות, אך עלול להיות טבעי‬ ‫)פולסרים(‬ ‫צורה במרחב: עקומת פעמון גאוס‬ ‫צורה בזמן: פולסים, גל נושא, אפנון תדר‬ ‫אפיון האות: שידור אקראי )דליפה(‬ ‫או מכוון )מסר(‬
  • 26. ‫איך נזהה אות תבוני?‬ ‫אותות טבעיים - רוחב פס גדול, מלאכותיים - רוחב פס‬ ‫קטן‬
  • 27. ‫אפיון אות הרדיו של כדור‬ ‫הארץ‬ ‫השתנות בשל סבוב‬ ‫כדור הארץ‬ ‫והתפלגות תחנות‬ ‫הרדיו‬
  • 28. ‫חיפוש‬ ‫שידורי רדיו‬ ‫מהכוכבים:‬ ‫טלסקופ‬ ‫הרדיו‬ ‫‪Green Bank‬‬ ‫עם צוות‬ ‫‪SETI‬‬
  • 29. ‫אבני דרך בחיפוש אותות תבוניים בגלי‬ ‫רדיו‬ ‫0691 - ‪ Drake- Green Bank‬שני כוכבים - 004 שעות ‪Ozma project‬‬ ‫3691 -קרים - ‪ - Kardashev‬שני קווזרים - 08 שעות‬ ‫3891-9691 - קרים - חיפוש פולסים - 0021 שעות כל שנה‬ ‫‪ - 1973-1997 - Ohio - Dixon et al‬כל השמיים‬ ‫‪ - 1978 - Shwartzman‬חיפוש פולסים אופטיים ב-03 מקורות רדיו‬ ‫6791-5791 - ‪ - Drake+Sagan‬ארסיבו - חיפוש תרבויות דרגה ‪ II‬ב- 4 גלקסיות‬ ‫‪ ---1976 - Bower‬פרויקט ‪ SERENDIP‬כל השמים‬ ‫‪ ---1983Horowitz - Harvard‬פרויקט ‪SETI , META‬כל השמים‬ ‫‪ --- 1990 - Colomb‬ארגנטינה - פרויקט ‪ META II‬כל השמים בחצי הדרומי‬ ‫ארסיבו - חיפוש מכוון-3991 - ‪ - NASA - JPL‬כל השמיים‬ ‫‪- 1992 - NASA‬‬ ‫‪ - --- 1995 SETI institute‬אוסטרליה ו‪NRAO‬ארהב - חיפוש מכוון פרויקט‬ ‫‪Phoenix‬‬ ‫9991 --- ‪ - SETI @ Home‬מליוני מחשבים אישייםברחבי העולם משתתפים‬ ‫בניתוח אותות רדיו‬
  • 30. ‫המועמדים הטובים ביותר של‬ SETI@HOME http://setiathome.ssl.berkeley.edu
  • 31. ‫תחום החיפוש בתלות בעוצמת השידור‬ ‫עוצמ‬ ‫ת‬ ‫השידו‬ ‫ר‬ ‫מרחק‬ ‫מארץ‬
  • 32. ‫איך לתקשר?‬ ‫השפות "שלנו" אינן מוכרות להם‬ ‫•‬ ‫איננו יודעים האם יש להם "עיניים" ו"אזניים"‬ ‫•‬ ‫האם הם מסוגלים לקלוט גלי קול ובאיזו‬ ‫•‬ ‫תדירות‬ ‫נשתמש בשפות אוניברסליות:‬ ‫•‬ ‫מתימטיקה וחוקי הטבע‬ ‫•‬ ‫אפשר להעביר תרשימים בשידורי‬ ‫•‬ ‫"טלוויזיה"‬ ‫"תיבות נוח" חלליות:‪Pioneer, Voyager‬‬ ‫•‬
  • 33. ‫איך לתקשר?‬ ‫• המסר המוטבע על‬ ‫פיוניר:‬ ‫• מולקולת מימן )12 ס“מ(‬ ‫• גבר ואישה וצלחת הרדיו‬ ‫• מיקומנו ביחס לכוכבים‬ ‫”מיוחדים“ )פולסארים(‬ ‫• מערכת השמש עם‬ ‫כוכבי הלכת וציון מסלול‬ ‫החללית‬
  • 34. ‫מסר ‪ Arecibo‬שנשלח‬ ‫ב-4791 לצביר ‪ 13M‬ע"י‬ ‫‪Drake & Sagan‬‬ ‫מבוסס על תרשימים‬ ‫•‬ ‫וגרפיקה המקודדים‬ ‫בשיטת ה“טלוויזיה”‬ ‫ביטים של 0 ו-1‬ ‫•‬ ‫הצגה בינארית של‬ ‫•‬ ‫01-1‬ ‫מולקולות סוכרים‬ ‫•‬ ‫ודנ“א‬ ‫אדם ומערכת השמש‬ ‫•‬ ‫רדיו טלסקופ ארסיבו‬ ‫•‬
  • 35. ‫המרחק בין תרבויות בגלקסיה‬ ‫• נניח כי ‪ N‬תרבויות מפוזרות באופן אחיד בגלקסיה‬ ‫שצורתה דיסקה שטוחה בקוטר ‪D‬‬ ‫המרחק הממוצע ‪ d‬בין תרבויות שכנות בגלקסיה‬ ‫•‬ ‫תלוי במספר התרבויות הקיימות בו-זמנית ‪.N‬‬ ‫‪d‬‬ ‫2‬ ‫השטח שתופסת כל תרבות ~ ‪d‬‬ ‫•‬ ‫שטח הגלקסיה ~ ‪ 2D‬לכן‬ ‫•‬ ‫‪D‬‬ ‫2/1‪D2 ~ Nd 2=< d = D/ N‬‬ ‫•‬ ‫‪ D=100,000 ly‬לכן 000,001=‪N1/2 /d‬‬ ‫•‬ ‫=‪• N‬‬ ‫000,01 001‬ ‫000,000,1‬ ‫לדוגמא‬ ‫=‪• d‬‬ ‫000,1 000,01‬ ‫‪100 ly‬‬
  • 36. ‫עם כמה תרבויות בגלקסיה ניתן לתקשר?‬ ‫אם תרבויות טכנולוגיות מתקיימות תקופה מוגבלת, כדי‬ ‫•‬ ‫לקיים תקשורת זמן החיים צריך להיות ארוך מספיק כדי‬ ‫לשלוח אות ולקבל תשובה.‬ ‫אורך החיים ‪ L‬צריך להיות גדול מהזמן הנחוץ לאות לנוע‬ ‫•‬ ‫:‪L<2d/c‬‬ ‫הלוך ושוב במהירות האור‬ ‫ראינו כי המרחק הממוצע בין תרבויות שכנות בגלקסיה‬ ‫•‬ ‫)‪ (d‬תלוי במספר התרבויות המתקיימות בו-זמנית, ‪:N‬‬ ‫000,001=‪ N1/2 /d‬בשנות אור)ש"א(‬ ‫•‬ ‫לדוגמא, אם יש 000,01 תרבויות בגלקסיה, ניתן לצפות‬ ‫•‬ ‫כי השכנה הקרובה ביותר נמצאת במרחק 0001 ש"א,‬ ‫שנה.‬ ‫• נניח כי תרבות תקשורתית מתקיימת 000,01 שנה.‬ ‫במקרה זה ניתן להחליף עד 5 שדרים.‬ ‫• לחילופין, אם יש רק 001 תרבויות, הקרובה ביותר תהיה‬ ‫במרחק של כ- 000,01 ש"א, ואז אין אפשרות לתקשורת‬
  • 37. ‫מספר התישדורות שניתן‬ ‫מספר תרבויות תקשורתיות‬ ‫להחליף‬ ‫אורך החיים הממוצע של תרבות‬
  • 38. ‫מושבות חלל,‬ ‫מסעות חלל,‬ ‫עבמ“ים ופרדוקס‬ ‫פרמי: איפה הם‬
  • 39. ‫מושבות בחלל‬ ‫האנושות עוזבת את פני פלנטת האם‬ ‫•‬ ‫תחנות חלל‬ ‫•‬ ‫ערים בחלל: מושבות אוניל )‪(O’Neill‬‬ ‫•‬ ‫עולם הטבעת )לארי ניבן( וכדור דייסון‬ ‫•‬ ‫תרבויות קרדשב ‪Kardashev‬‬ ‫•‬ ‫בסיסים על הירח וכוכבי הלכת‬ ‫•‬ ‫במערכת השמש‬ ‫שינוי האקלים‬ ‫•‬ ‫שינוי תכונות המתישבים בהנדסה‬ ‫•‬ ‫גנטית‬
  • 40. ‫העתיד: תחנת חלל סביב הארץ‬
  • 42. ‫כדור דייסון‬ ‫הוצע ע"י ‪Freeman Dyson‬‬ ‫•‬ ‫תרבויות טכנולוגיות‬ ‫•‬ ‫מתקדמות בונות מערכים של‬ ‫מושבות חלל סביב השמש‬ ‫שלהן‬ ‫קולטות את רוב האנרגיה‬ ‫•‬ ‫הנפלטת ממהשמש לצרכיהן‬ ‫פולטות את היתרה בצורת‬ ‫•‬ ‫חום‬ ‫ייתכן שכדור דייסון ניתן‬ ‫•‬ ‫לגילוי ע"י חתימת האינפרא-‬ ‫אדום שלו‬
  • 43. ‫‪Kardashev‬תרבויות קרדשב‬ ‫סולם תרבויות לפי כמות האנרגיה בו הן משתמשות‬ ‫•‬ ‫תרבות מסוג ‪I‬‬ ‫•‬ ‫שולטת באנרגית הפלנטה שלה –3101 ‪W‬‬ ‫•‬ ‫מתאימה את הפלנטה שלה לצרכיה, דומה‬ ‫•‬ ‫לאנושות בימנו‬ ‫תרבות מסוג ‪II‬‬ ‫•‬ ‫שולטת באנרגית השמש שלה – 6201 ‪W‬‬ ‫•‬ ‫מתאימה את מערכת השמש שלה לצרכיה, כדור‬ ‫•‬ ‫דייסון‬ ‫תרבות מסוג ‪III‬‬ ‫•‬ ‫שולטת באנרגית הגלקסיה שלה – 7301 ‪W‬‬ ‫•‬
  • 44. ‫טיסה בחלל‬ ‫איך להגיע מכדור הארץ אל כוכבים אחרים‬ ‫•‬ ‫ספינות חלל ?‬ ‫•‬ ‫בטכנולוגיה הנוכחית - איטיות מדי )03-01 קמ/שניה( -‬ ‫•‬ ‫000,05 שנה לכוכב הקרוב ביותר‬ ‫חללית דורות, הקפאה‬ ‫•‬ ‫יש לבנות חלליות מהירות הרבה יותר:%01-1 ממהירות‬ ‫•‬ ‫האור‬ ‫פרויקט דדאלוס: מנוע היתוך, 10.0 ‪ , 50c‬שנה‬ ‫•‬ ‫תכנונים מתקדמים: מנוע היתוך גרעיני, האצה בלייזר‬ ‫•‬
  • 45. ‫חלליות העתיד‬ ‫מהירות החללית= מהירות הפליטה ‪ X‬לוג )יחס המטען‬ ‫•‬ ‫/דלק(‬ ‫‪=x Ve (Mload / Mfuel)log Vship‬‬ ‫•‬ ‫9-‬ ‫דלק כימי - 01 קמ/שניה ‪ ,=Ve‬יעילות: 01‬ ‫•‬ ‫היתוך גרעיני-אלפי קמ/שניה‬ ‫•‬ ‫‪ (Ve= 0.01c(Daedalos‬יעילות:%1‬ ‫•‬ ‫אנטי-חומר - פוטונים )‪ Ve= c‬מהירות האור( יעילות:‬ ‫•‬ ‫%001‬ ‫חללית מפרש: האצה בקרן לייזר ממערכת השמש‬ ‫•‬ ‫חללית משפך )‪ :(Bussard‬אוספת דלק)מימן( מהתווך‬ ‫•‬ ‫הבינכוכבי‬ ‫התארכות הזמן לפי תורת היחסות : 2‪(t=to/(1-v2/c‬‬ ‫•‬
  • 47. ‫כיבוש‬ ‫הגלכסיה‬ ‫התפשטות ויצירת‬ ‫מושבות‬ ‫תסריט : בכל צעד 2‬ ‫משלחות‬ ‫כל צעד 01 ש"א, 005 שנה‬ ‫אחרי 01 צעדים- רשת‬ ‫מושבות בטווח של‬ ‫001ש"א סביב השמש‬ ‫כמה זמן נחוץ כדי‬
  • 48. ‫כיבוש הגלכסיה‬ ‫מוטיבציה: יצר גילוי, כיבוש והתפשטות‬ ‫• התפשטות ב”דילוגים” :התישבות ושליחת דור‬ ‫חדש‬ ‫• הקמת רשת מושבות‬ ‫• דוגמא: במהירות של %3 ממהירות האור ”צעד”‬ ‫של 01 שנות אור אורך 003 שנות טיסה.‬ ‫• נוסיף עוד 002 שנה להתישבות – סה"כ 005‬ ‫שנה‬ ‫• מספר הצעדים הנחוץ )ממרכז הגלכסיה(:‬ ‫0005=01/000,05=‪n‬‬ ‫• רשת המושבות תכסה את הגלכסיה תוך‬ ‫‪t=5000x500=2,500,000yr‬‬ ‫• זמן קצר בהשוואה לגיל הכוכבים ולהתפתחות‬
  • 49. ‫פרדוקס פרמי: ”איפה הם כולם?“‬ ‫לו היו עוד תרבויות בגלקסיה, הן היו‬ ‫מגיעות לכדור הארץ מזמן‬ ‫העובדה שאין עדויות לכך שהיו פה‬ ‫. "מוכיחה" שאנו לבד‬ ‫?האומנם‬
  • 50. ‫האם פרדוקס פרמי באמת‬ ‫"מוכיח" שאנחנו לבד? זה בכלל לא‬ ‫...בטוח‬ ‫אנחנו תרבות טכנולוגית "צעירה"‬ ‫•‬ ‫המידע על קיום אינטליגנציה בכדור הארץ טרם‬ ‫•‬ ‫הגיע לתרבויות המרוחקות מעל 05 שנות אור‬ ‫)אם יש כאלה(‬ ‫כדור הארץ כפי שהוא נראה לפני עידן הרדיו אינו‬ ‫•‬ ‫מיוחד‬ ‫בהנחה שכוכבי לכת עם חיים ביולוגיים הינם‬ ‫•‬ ‫שכיחים, ה"שכנים" אינם רואים סיבה לבקר‬ ‫מסע בינכוכבי הינו יקר ודורש השקעת אנרגיה‬ ‫•‬
  • 51. :The Fermi Paradox Extra Terrestrial civilizations Expansion & colonization of habitable planets If there were advanced civilzations nearby they would reach Earth as well Since there is no evidence to such colonization, Extra Terrestrial civilizations must be very rare but is it? A few ways out:  We are a young civilization (radio leakage did not yet reach nearest civilizations)  We are uninteresting  Life / civilization are common
  • 52. ‫עבמ“ים: עצמים בלתי‬ ‫מזוהים‬ ‫‪UFOs: Unidentified Flying Objects‬‬ ‫דיווחים על תופעות מוזרות - אורות, כלי טייס משונים‬ ‫)"צלחות מעופפות"(, עקבות על הקרקע, "חטיפות"‬ ‫התפלגות ההסברים:‬ ‫%09 תעתועי ראיה או מעשי רמאות ואחיזת עיניים‬ ‫%6 תופעות אטמוספריות או אסטרונומיות ידועות‬ ‫%3 מטוסים ולווינים‬ ‫%1 לא ניתן להסבר - אך לא חייב להיות אורחים מן‬
  • 53. ‫עים מה‬ ‫וי חיים‬ ‫יננו יוד‬ ‫ם לגיל‬ ‫א‬ ‫הסיכויי‬ ‫תבוניים‬ ‫ה א ר ץ,‬ ‫לכדור‬ ‫א נחפש‬ ‫מחוץ‬ ‫ם אם ל‬ ‫אפס‬ ‫אול‬
  • 54. ‫טרם גילינו חיים‬ ‫ותבונה‬ ‫מחוץ לכדור הארץ,‬ ‫אולם אם לא נחפש‬ ‫בוודאי שלא נמצא‬