Možnosti existence cizích civilizací ve vesmíru

Prehistorie

Možnost obydlitelnosti cizích světů nebyla našim předkům nijak cizí. Naprostá neznalost skutečné povahy kosmických světů vedla k bizarním představám o tom, že velmi mnohé jsou obydleny (G. Bruno, 1584). Běžně se soudilo, že obydlen je Měsíc (J. Kepler, 1609), Slunce (!) (I. Newton, 1687; W. Herschel 1790) či Mars (P. Lowell, 1890). Ještě r. 1938 bylo mínění o existenci Marťanů tak rozšířené, že fiktivní rozhlasová reportáž o invazi Marťanů na území USA, vysílaná ze zamčeného studia mladým reportérem Orsonem Wellesem a inspirovaná utopickým románem H. G. Wellse (Válka světů, 1898), vyvolala v mnoha amerických městech obavu, že jde o reálný útok mimozemšťanů.

Postupem doby však pokrok výzkumů těles sluneční soustavy tento optimismus zchladil. Ještě v r. 1946 však zakládá ruský astronom G. Tichov výzkumné oddělení astrobotaniky při Akademii věd SSSR, neboť soudí, že na základě spektrálních měření je vysoce pravděpodobné, že povrch Marsu je pokryt alespoň nižšími rostlinami. Téměř současně (1947) přicházejí ze Spojených států první zprávy o pozorování "létajících talířů" jako kosmických lodích mimozemšťanů a vzniká zkratka UFO (Unidentified Flying Objects - neidentifikované létající objekty), později čím dál populárnější, téměř jednoznačně spjatá s činností mimozemšťanů; pochyby se prakticky nepřipouštějí a ufologie se považuje málem za vědu. Přírodovědci hodní tohoto jména zůstávají přirozeně skeptičtí. Anekdotické zprávy o blízkých setkáních n-tého druhu považují za naprosto nedůvěryhodné a ve shodě s Enrikem Fermim (1950) se diví, že "pokud mimozemšťané existují, tak kde - k čertu - jsou?". Tato otázka proslula jako tzv. Fermiho paradox.


Historie

Pomineme-li historicky uschlou větev naivní víry v mimozemšťany, je zajisté zřejmé, že problém, zda jsme ve vesmíru sami nebo ne, má hluboký přírodovědecký i filosofický smysl, takže k jeho řešení musí spojit síly jednotlivé vědecké disciplíny využívající principy rigorózní vědecké metody. Z tohoto pohledu se obvykle za počátek vědeckého zkoumání problému považuje práce amerických fyziků G. Cocconiho a P. Morrisona, zveřejněná 19. září 1959 v britském vědeckém týdeníku Nature. V této práci autoři uvažují o možnostech odhalit existenci inteligentních mimozemšťanů na dálku prostřednictvím radiového naslouchání případným umělým radiovým signálům. Z rozboru možností šíření signálů v mezihvězdném prostoru pak vyslovují domněnku, že mimozemšťané pro takové spojení používají přirozený frekvenční normál, jímž je silná radiová čára neutrálního mezihvězdného vodíku - nejhojnějšího prvku ve vesmíru. Klidová frekvence čáry 1,42 GHz (vlnová délka 211 mm) byla předpovězena r. 1944 H. van de Hulstem a I. Šklovským a objevena v mezihvězdném prostoru řadou výzkumných skupin prakticky současně r. 1951 - šlo ovšem o spontánní záření mezihvězdného plynu, bez jakékoliv známky umělé modulace.

Zmíněná práce inspirovala prakticky ihned amerického radioastronoma F. Drakea k pilotnímu projektu OZMA, jenž se uskutečnil r. 1960 u radioteleskopu v Green Banku v Západní Virginii. Po dobu několika set hodin byly sledovány blízké hvězdy slunečního typu (epsilon Eridani a tau Ceti) s cílem nalézt v tomto směru na zmíněné frekvenci nějaký umělý signál. To se (ve shodě s očekáváním) nepodařilo, ale přesto vzbudilo další zájem o podobné studie. Sám Drake zveřejnil o rok později proslulou "Drakeovu rovnici", v níž uvažuje o pravděpodobnosti výskytu vyspělé technické civilizace jako o složené pravděpodobnosti výskytu hvězd slunečního typu, planet zemského typu ve správné vzdálenosti od mateřské hvězdy, životní doby hvězd a civilizací a dalších vesměs velmi nejistých faktorů, takže výsledkem jsou odhady o výskytu takových civilizací v rozmezí: jedna civilizace za každým kosmickým rohem až po jedna civilizace ve viditelné části vesmíru!

Průkopníkem těchto úvah v rámci Mezinárodní astronautické federace byl český aerodynamik a popularizátor rodící se kosmonautiky prof. Rudolf Pešek (1905 - 1989), jenž pro tyto aktivity navrhl termín CETI, což jednak připomíná hvězdu v souhvězdí Velryby (Cetus), zkoumanou v projektu OZMA, jednak znamená zkratku "Communication with the Extraterrestrial Intelligence". Šlo zajisté o velmi optimistický akronym, neboť pojednával o komunikaci, což je dodnes jenom zbožné přání. Proto se populární zkratka později změnila na SETI, kdy místo komunikace se hovoří o pouhém hledání (Search).

Vrcholící ufománie v USA vedla mezitím americký kongres ke zřízení zvláštní vyšetřovací komise, v čele se známým fyzikem E. Condonem, jež měla za úkol zjistit, zda jevy UFO představují hrozbu pro bezpečnost Spojených států. Komise po zevrubném studiu a vyslechnutí mnoha očitých svědků dospěla k závěru, že jevy UFO žádné takové riziko nepředstavují, což sice Kongres přijal, ale široká veřejnost spíše nikoliv, jak o tom svědčí stále pokračující aktivita mnoha ufologických spolků, jež dokonce neustále obviňují vládu USA, ale i zcela nevinnou NASA ze spiknutí, utajování důkazů a dalších podlostí, jen aby údajná pravda o mimozemšťanech navštěvujících Zemi nevyšla najevo.

O vědecké zkoumání problému se mezitím zasloužili dva charismatičtí astronomové; v tehdejším SSSR to byl I. Šklovskij a v USA C. Sagan. Z jejich iniciativy se konalo na hvězdárně v Bjurakanu v Arménii v r. 1971 první mezinárodní sympozium CETI (za účasti R. Peška). Sagan se též zasloužil o to, že na palubě kosmických sond Pioneer 10 a 11, vypuštěných v letech 1972-73, byly umístěny pozlacené plakety s grafickým "poselstvím mimozemšťanům", neboť sondy po skončení svého vědeckého poslání poletí setrvačností až do dalekého mezihvězdného prostoru a plakety by měly být čitelné snad po dobu až jedné miliardy let. V r. 1973 přichází J. Bell s vysvětlením Fermiho paradoxu domněnkou o Zemi jako zoologické zahradě: vyspělé mimozemské civilizace o nás již dávno vědí, ale nechtějí do pozemského vývoje nijak zasahovat, takže nás pouze pozorují jako návštěvníci zoologické zahrady, v níž jsou zvířata ve výběhu oddělena od návštěvníků jednosměrně propustnými okny, aby nebyla rušena. Dne 16. listopadu 1974 je po dokončené modernizaci obřího 305metrového radioteleskopu v Arecibu na ostrově Portoriko vyslán směrem ke kulové hvězdokupě M13 v souhvězdí Herkula silný rádiový signál (špičkový výkon 3 TW) na frekvenci 2,4 GHz s digitálním poselstvím pozemšťanů. Kulová hvězdokupa v Herkulu obsahuje statisíce hvězd s hmotností podobnou Slunci, ale až dvakrát starších než Slunce, což dává jistou naději, že právě tam se nacházejí technicky velmi pokročilé civilizace. Náš signál tam však dospěje až za 25 tisíc roků, takže i kdyby byl nějakou tamní civilizací zachycen a rozluštěn a "oni" nám obratem rádiem odpověděli, dorazí sem odpověď nejdříve kolem r. 52000...

V r. 1976 dosedá na Mars přistávací modul americké kosmické sondy Viking, vybavený automatickou biochemickou laboratoří. Ta umožnila doslova in situ výzkum případné biologické aktivity vzorků marsovské půdy, leč s nulovým výsledkem. Žádné známky biochemické aktivity půdy prokázány nebyly, i když je přirozené možné, že aparatura neměla postačující citlivost, nebo modul přistál na příliš nehostinném místě.

O rok později se koná v Praze kongres Mezinárodní astronautické federace, kde populární I. Šklovskij sděluje ohromenému publiku, že na základě současných poznatků dospěl k závěru, že inteligentní život na Zemi je jedinečný v celém pozorovatelném vesmíru. To odpovídá tehdejšímu celkovému vědeckému trendu a zastánci mnohosti světů obydlených vskutku čím dál více ztrácejí body: tělesa sluneční soustavy se jeví jednoznačně jako sterilní, a vyhlídky na existenci mimozemšťanů mimo sluneční soustavu nejsou zrovna růžové. Přesto neúnavný C. Sagan zařizuje, aby druhá generace kosmických sond (oba Voyagery), směřujících nakonec do hlubin kosmu, byla před vypuštěním v r. 1977 vybavena speciálními videodeskami, jež kromě poměrně podrobného grafického poselství mimozemšťanům obsahují též zvukové nahrávky lidské řeči, lidové i umělé hudby a rozličné přírodní zvuky. Také tyto videodesky by měly zůstat čitelné po dobu stovek milionů let a dostat se mezitím do dálav Galaxie.

V r. 1982 je konečně celá disciplína pod názvem Bioastronomie uznána prestižní Mezinárodní astronomickou unií (IAU), když je pro tuto tematiku vyčleněna nová, v pořadí již 51. vědecká komise IAU. Členy komise se postupně stávají stovky astronomů, leč i biochemiků, geologů a specialistů dalších oborů včetně např. lingvistů. Pokrok radioastronomie směrem k vyšším frekvencím přináší v té době sérii objevů spektrálních čar, příslušejících organickým látkám v mezihvězdném prostoru. V hustých molekulových mracích, ať už nedaleko od Slunce, nebo naopak až ve vzdálenosti centra Mléčné dráhy v souhvězdí Střelce byly nalezeny čáry příslušející např. etanolu, kyselině octové či mravenčí, aminokyselinám a dokonce některým cukrům. Je zřejmé, že stavební kameny pro vznik živé hmoty vznikají ve vesmíru snadno a nejsou nijak rychle ničeny nepříznivými vlivy (radiace, vakuum, extrémně nízká teplota) mezihvězdného prostředí.

Roku 1990 přichází americký radioastronom P. Horowitz s moderní verzí projektu SETI, když pro 26metrový radioteleskop Harvardovy observatoře staví se svými studenty citlivý radiopřijímač pro frekvence 1,4 a 2,9 GHz, jenž umožňuje souběžný příjem na 8 milionech úzkopásmových kanálů; jde tedy o přehlídku nesrovnatelně rychlejší a podrobnější, než někdejší jednokanálový projekt OZMA. Ještě ambicióznější projekt rozvíjí na Saganovo naléhání NASA, když přichází r. 1992 s projektem SERENDIP. V jeho rámci má být během následujícího desetiletí zkoumán velký počet hvězd slunečního typu s cílem najít umělé signály na frekvenci 0,43 GHz souběžným pozorováním až na 174 milionech úzkopásmových kanálů! Projekt je však po dvou letech provozu americkým Kongresem předčasně zastaven a o další dva roky později umírá Sagan, což nepochybně snížilo podporu obdobných zkoumání na severoamerickém kontinentě.

Mezitím však dochází k novému vývoji, když koncem r. 1995 dokazují švýcarští astronomové M. Mayor a D. Queloz, že poměrně blízká, očima viditelná, Slunci podobná hvězda 51 Pegasi je doprovázena obří planetou s hmotností srovnatelnou s hmotností našeho Jupiteru, obíhající však kolem mateřské hvězdy ve vzdálenosti necelých 10 milionů km za pouhé 4,3 dne. Objev byl založen na soustavných pozorováních periodických výkyvů v hodnotě rychlosti pohybu hvězdy vůči pozorovateli na Zemi (tzv. radiální rychlosti) velmi přesným spektrografem. Obíhající planeta totiž svou gravitací periodicky mění radiální rychlost mateřské hvězdy, ačkoliv sama planeta je v dalekohledu nepozorovatelná. Tento průlom, spočívající v nesporném nalezení první extrasolární planety (exoplanety) u hvězdy slunečního typu, byl velmi rychle rozšířen několika skupinami badatelů v Evropě i USA. Do současnosti již známe přes 50 hvězd slunečního typu, které jsou doprovázeny nejméně jednou (ale i více) hmotnými exoplanetami.

Je prakticky jisté, že v těchto či jiných případech se kolem mateřských hvězd vyskytují též planety s rozměry, hmotnostmi i vzdálenostmi srovnatelnými se Zemí, i když citlivost popsané metody není zatím dostatečná, abychom to mohli dokázat spektroskopicky. Neštěstí spočívá spíše v tom, že ve zmíněné padesátce se hmotné planety nacházejí většinou nesmírně blízko mateřských hvězd, takže jejich povrch je doslova žhavý, a dále že obíhají po překvapivě protáhlých drahách, takže případné méně hmotné planety v týchž soustavách jsou dříve či později gravitačními poruchami z příslušné planetární soustavy buď vymeteny, anebo donuceny ke srážce s planetami obřími či s mateřskou hvězdou. Paradoxně tak objev exoplanet nijak nezvyšuje pravděpodobnost výskytu životodárných planet v naší Galaxii; sluneční soustava se svou posloupností planet dle nejprve rostoucích a pak zase klesajících hmotností a zejména prakticky kruhovými drahami se jeví čím dál tím více jako neobvyklá kuriozita.

V roce 1996 se zájem veřejnosti o život ve vesmíru znovu rozviřuje objevem amerických geochemiků pod vedením D. McKaye, že v meteoritu ALHA 84001, nalezeném r. 1984 v Antarktidě, o němž se posléze prokázalo, že byl vymrštěn z Marsu před 16 miliony let a dopadl do Antarktidy před 13 tisíci lety, byly objeveny pod elektronovým mikroskopem struktury nápadně připomínající pozemské mikrofosílie jednobuněčných živočichů. Další indikace o stavu meteoritu podle autorů nasvědčovaly, že vznikl na Marsu před 4,5 miliardami let a byl oplodněn jednobuněčným životem před 3,5 miliardami let. Téhož roku pořádá IAU 161. kolokvium s názvem: Astronomický a biochemický původ života a hledání života ve vesmíru. Nálada příznivců mnohosti světů obydlených se viditelně zlepšuje a zejména NASA hodlá na základě těchto skutečností (zčásti ovšem poněkud přikrášlených právě na základě výzkumů přímých spolupracovníků této ctihodné instituce) energicky rozšířit biologický průzkum Marsu kosmickými sondami.

Tím větším zklamáním byly havárie kosmických sond Mars Climate Orbiter a Mars Polar Lander v závěru r. 1999, jež vedly k drastické revizi celkového programu výzkumu Marsu kosmickými sondami v první dekádě XXI. století. Podle všeho nebudeme mít na Zemi vzorky marsovských hornin, odebrané automaty podle připraveného plánu, dříve než po r. 2015.

Astronomům proto nezbývá než se vrátit k hledání civilizací pomocí radiových vln, resp. optických impulsů. Nová modernizace radioteleskopu v Arecibu r. 1998 umožňuje použít ho jako velmi výkonný radar se špičkovým výkonem až 30 TW, což znamená, že obdobné "pasivní Arecibo" by takový signál dokázalo zachytit ještě ve vzdálenosti 150 světelných roků od Země.

V květnu r. 1999 se rozbíhá program sdílené analýzy radiového šumu z Areciba, koncipovaný univerzitou v Berkeley pod dnes již populární zkratkou SETI@home (podrobnosti viz URL: setiathome.ssl.berkeley.edu). Syrová pozorování z Areciba (35 GB za den) jsou automaticky rozdělována do samostatných balíčků, zahrnujících vždy 107 s záznamu z radioteleskopu. Zájemci - majitelé běžných osobních počítačů napojených na internet – si mohou ze zmíněné URL adresy stáhnout jednak výpočetní program pro Fourierovu analýzu signálů a jednak první balíček. Ten mohou zpracovávat buď na pozadí, jakmile je jejich počítač v chodu, anebo v hluchých intervalech, místo programu šetřiče obrazovky. Jakmile je balíček zpracován, při nejbližším připojení na internet je výsledek výpočtů automaticky odeslán zpět do Berkeley a zájemce dostane další balíček. Program se setkal u majitelů osobních počítačů s nesmírně příznivou odezvou a v průběhu prvního roku se do něj zapojilo kolem 1,5 milionů osobních počítačů ve 224 zemích světa. Získaná výpočetní kapacita tak odpovídá výkonu virtuálního superpočítače s výkonem 6 Tflops. Během dvou let existence programu se tak podařilo zcela dohnat zpoždění ve zpracování signálů, a to dává výborné vyhlídky pro úspěšné nasazení ještě důmyslnějších vyhledávacích programů.

Přesto však až dosud nebyly objeveny žádné signály mimozemšťanů. V r. 2001 rozběhl již zmiňovaný P. Horowitz hledání kódovaných optických signálů pomocí 1,8metrového zrcadla, v jehož ohnisku se nachází na 1000 fotonásobičů. Cílem hledání má být opakované sledování řádově 100 milionů hvězd, z jejichž okolí by mohly případné technické civilizace vysílat silné laserové impulsy, měřitelné touto supercitlivou aparaturou.

V příštím desetiletí hodlají v USA postavit speciální pozemní i kosmické dalekohledy, určené zejména pro přímé nalezení terestrických exoplanet u blízkých hvězd, případně citlivé spektrografy, dovolující zjišťovat výskyt ozonu na exoplanetách. Podle většinového mínění biologů se totiž rozvoj života na exoplanetě musí projevit růstem zastoupení kyslíku v atmosféře exoplanety. Ultrafialové záření mateřské hvězdy jej zčásti promění v ozon, jenž je relativně snadno detekovatelný právě v optickém spektru.


Vznik, vývoj a vyhlídky života na Zemi

Při všech úvahách o mimozemských civilizacích vycházíme přinejmenším mlčky z analogie s rozvojem života na Zemi. Je prakticky jisté, že život na Zemi vznikl nejpozději půl miliardy roků po vzniku Země a sluneční soustavy, která vznikla před 4,55 miliardami let. Až do doby před zhruba 800 miliony let však šlo výhradně o jednobuněčné organismy. Teprve v té době se objevily organismy mnohobuněčné a teprve před 600 miliony lety vystoupil život v podobě modrozelených řas z moře na souš, když se tu objevila ochranná atmosféra, obsahující ozon. Největší souhrnnou hmotnost dodnes mají bakterie, dále hmyz, zelené rostliny, korýši a plži. Velmi vzácní jsou obojživelníci, ptáci a savci, kteří jsou vývojově nejmladší. Ti se objevili na Zemi teprve před 75 miliony lety a hominidé asi před 5 miliony let, přičemž poddruh Homo sapiens sapiens není starší než asi 100 tisíc let. Průměrná životnost druhů se odhaduje na pouhý milion roků. Astrofyzik J. Gott odhaduje ze statistických úvah, že lidstvo zde bude ještě nanejvýš 10 milionů let, což by ovšem znamenalo, že je teprve v kojeneckém či nanejvýš „batolecím“ stadiu svého vývoje.

Pomineme-li dosti nepravděpodobnou hypotézu o panspermii, tak se civilizace objevila na Zemi asi čtyři miliardy let po vzniku života, a to by mohla být typická hodnota i jinde ve vesmíru, pokud ovšem platí předpoklad, že život vzniká za příznivých fyzikálně-chemických podmínek zákonitě a prakticky vždy. Mnozí biologové se však kloní k názoru, že pravý opak je pravdou, tj. že existence života a civilizace na Zemi je souhrou náhod. Jinými slovy, i kdyby se zde na Zemi ony původní příznivé podmínky přesně zopakovaly, ve většině případů žádný život nevznikne, anebo sice vznikne, ale nepovede k inteligentním bytostem schopným rozvoje techniky a úvahám o SETI.

Odtud plyne důležitý závěr pro mnohost světů obydlených: je-li život na Zemi pouhá náhoda, pak je pravděpodobnost výskytu mimozemských civilizací, ba i primitivního jednobuněčného života ve vesmíru málo pravděpodobná či zcela vyloučena. Vesmír je totiž jenom třikrát starší než sluneční soustava a je zřejmé, že první miliardy let existence vesmíru jsou zcela jistě sterilní: ve vesmíru je zprvu v průměru příliš horko a hlavně zde neexistují prvky těžší než hélium, čili není myslitelná organická chemie, neboť chybí uhlík, ale i dusík, kyslík, fosfor, křemík atd. Kolem hvězd první generace mohou tudíž obíhat jedině plynné exoplanety, tvořené vodíkem a héliem, a to k životu evidentně nestačí. O vzniku života lze proto uvažovat až od období hvězd II. generace, které nevznikly dříve než před nějakými 10 miliardami let; jsou tudíž jen dvakrát starší než sluneční soustava. Pouze v případě, že při vytvoření vhodných fyzikálně-chemických podmínek dochází ke spontánnímu vzniku života, roste výrazně pravděpodobnost, že i jinde dospěl život k inteligentním formám. Pak je opět namístě Fermiho paradox. Pokud je totiž nějaká civilizace technicky jen o málo tisíc let pokročilejší než naše, mělo by pro ni být hračkou dát nám vědět o své existenci, nebo nás navštívit způsobem, který by přesvědčil každého nevěřícího Tomáše.

Přitom by mimozemšťané téměř určitě nepoužívali kosmických korábů známých ze sci-fi filmů, jež se pro daleké cestování mezihvězdným prostorem nehodí o nic více než papírová lodička pro překonání Pacifiku. Nejnadějnější se jeví rozličné metody teleportace, kde by se na dálku přenášely podstatné informace o lidské mysli, tj. řádově 100 Tbitů informace. K tomu stačí energie vysílaného radiového svazku na úrovni 10 nJ, zatímco na urychlení pouhých 100 kg látky na rychlost 70% rychlosti světla je potřebných nepředstavitelných 10^19 J (10 EJ). Teleportace ze Země do kosmu je rozhodně myslitelná v časovém intervalu několika málo set let, a to ještě zesiluje naléhavost Fermiho otázky, proč tu dosud nikdo není na zdvořilostní návštěvě, či s cílem kolonizovat nebo - chcete-li - zotročit lidstvo. Možným vysvětlením by mohla být omezená doba pro vývoj civilizace, jež vždy směřuje k sebezničení ekologickou katastrofou či válečným konfliktem. Pak je ovšem mlčení kosmu neobyčejně varující.


Použitá a doporučená literatura

Bell, J.: The Zoo hypothesis. Icarus 19 (1973), s. 347.
Cocconi, G., Morrison, P.: Searching for interstellar communications. Nature 184 (1959), s. 44.
Condon, E. U. aj.: Scientific Study of UFOs. Bantam Books, New York 1969.
Davies, P.: Jsme sami? Archa, Bratislava 1996.
Drake, F.: Project OZMA. Physics Today 14 (1961), s. 40.
Grygar, J.: Hledáme sousední civilizace ve vesmíru. Kosmické rozhledy 1 (1963), 1.
Grygar, J.: UFO, ufologie, ufománie. Věda kontra iracionalita (ed. J. Heřt, L. Pekárek), Academia, Praha 1998, s. 63 - 73.
Heidmann, J.: Extraterrestrial Intelligence. Cambridge University Press, Cambridge (UK) 1995.
Klass, P. J.: UFO explained. Vintage Books, New York 1976.
McKay, D. aj.: Search for Past Life on Mars: Possible Relic Biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001. Science 273 (1996), s. 924.
Pacner, K.: Hledáme kosmické civilizace. Práce, Praha 1976.
Pacner, K.: Ufologie - chtěné dítko studené války. Věda kontra iracionalita (ed. J. Heřt, L. Pekárek), Academia, Praha 1998, s. 75 - 80.
Sagan, C.: Hledání mimozemské inteligence. Světová literatura 30 (1985), č. 5, s. 143.
Sagan, C.: Kosmos. Eminent, Praha 1996.
Sagan, C.: Tajemní poslové z hvězd: komety. Eminent, Praha 1998.
Sagan, C.: Draci z ráje: úvahy o vývoji lidské inteligence. Eminent, Praha 1999.
Šklovskij, J.: Milióny cizích světů. Mladá fronta, Praha 1964.
Šklovskij, J.: Co bylo tehdy, když nebylo "nic"? Světová literatura 31 (1986), č. 3, s. 45.