פרדוקס פרמי: איפה כולם?

צהריים אחד בקיץ 1950

אחת השאלות הגדולות של המדע המודרני נולדה במקום בלתי צפוי: לא במצפה כוכבים ולא בכנס מלומד, אלא ליד שולחן ארוחת צהריים. אנריקו פרמי, אחד הפיזיקאים הגדולים בהיסטוריה - אדם שידע לאמוד את עוצמתו של פיצוץ גרעיני בעזרת כמה פיסות נייר,¹ ומאבות העידן הגרעיני, ישב עם עמיתיו במעבדה הלאומית של לוס אלאמוס, ניו מקסיקו,² שם נבנתה פצצת האטום חמש שנים קודם לכן. סביב השולחן ישבו כמה מהמוחות החדים ביותר של המאה העשרים, ובהם אדוארד טלר ואמיל קונופינסקי. השיחה התגלגלה לחייזרים. באותם ימים ארצות הברית הייתה מוצפת בדיווחים על "צלחות מעופפות", כך שהנושא היה כמעט בלתי נמנע.³

ואז, בלי הקדמה ובלי טקס, פרמי שאל שאלה אחת פשוטה שתעצב את מדע החלל לעשרות השנים הבאות:

"איפה כולם?"

בהתחלה צחקו כולם. פרמי לא צחק. הוא התפרסם ביכולתו לחשב דברים אדירים על מפית. הוא כבר הספיק לעשות בראשו, בדרך לארוחה, תרגיל מדאיג: גם אם חללית נעה באחוז אחד בלבד ממהירות האור, היא תחצה את כל שביל החלב בתוך כמה מיליוני שנים. זה נשמע כמו נצח, עד שנזכרים שהגלקסיה בת עשרה מיליארד שנה. בקנה מידה כזה, כמה מיליוני שנים הם זמן קצר למדי. אם התקיימה אי פעם ציוויליזציה שאפתנית אחת, היא הייתה צריכה להיות מזמן בכל מקום.

לשלוש המילים האלה, ולחידה הקיומית שמסתתרת בתוכן, קוראים מאז פרדוקס פרמי.

החשבון שלא מסתדר

כדי להבין למה השאלה כל כך מטרידה, צריך להתמודד עם מספרים שהמוח האנושי לא באמת בנוי להכיל. בשביל החלב לבדה יש בין מאה לארבע מאות מיליארד כוכבים.⁴ ביקום כולו מדובר במיליארדי גלקסיות, כל אחת עם מיליארדי כוכבים משלה. וזה רק החלק הראשון של החשבון: טלסקופ החלל קפלר, שצייד אחר כוכבי לכת בעשור האחרון, גילה שכמעט כל כוכב שאנחנו מסתכלים עליו הוא בעל מערכת כוכבי לכת משלו, ושבערך אחד מכל חמישה כוכבים דמויי שמש מחזיק כוכב לכת בגודל של כדור הארץ, במרחק שבו מים נוזליים אפשריים. המסקנה נאמרת בשקט, אבל קשה להישאר אדישים אליה: בגלקסיה שלנו בלבד יש ככל הנראה עשרות מיליארדי עולמות דמויי ארץ באזורים מתאימים לחיים.

ואז נכנס לחשבון הגורם השני: זמן. היקום בן כמעט ארבע עשרה מיליארד שנה. כדור הארץ בן "רק" ארבע וחצי. כלומר, לחיים במקומות אחרים היה יתרון של מיליארדי שנים, עוד לפני שהאדם הראשון הלך על כדור הארץ. ציוויליזציה שהתחילה מיליארד שנה לפנינו הייתה מספיקה זמן לא רק לפתח טכנולוגיה, אלא למלא את הגלקסיה כולה, אפילו בחלליות איטיות, אפילו עם הפסקות ארוכות בין התיישבות להתיישבות.

החשבון אומר שהיקום אמור להיות מלא חיים. המציאות אומרת: שקט. שום שדר רדיו, שום חללית שביקרה, שום מבנה ענק סביב כוכב רחוק, שום עדות מדעית מוצקה לחיים חוץ ארציים. המתח בין הסבירות הגבוהה שהחיים קיימים לבין היעדר הראיות להם - זה הפרדוקס.

משוואת דרייק: ניסיון לספור את הבלתי ניתן לספירה

ב-1961 ניסה האסטרונום פרנק דרייק להפוך את השאלה הזאת לנוסחה מסודרת. במפגש קטן במצפה גרין בנק, מערב וירג'יניה, מעין ישיבת הייסוד של חיפוש החיים החוץ-ארציים⁵ - הוא כתב על הלוח משוואה שמכפילה גורמים: קצב היווצרות הכוכבים בגלקסיה, שיעור הכוכבים עם כוכבי לכת, שיעור העולמות ב"אזור המתאים", הסיכוי שיופיעו בהם חיים, לאינטליגנציה, לטכנולוגיה שאפשר לקלוט - ולבסוף, כמה זמן ציוויליזציה כזאת מחזיקה מעמד.

הצרה היא שרוב המספרים במשוואה הם ניחושים מלומדים במקרה הטוב.⁶ בהצבה אחת יוצא שהגלקסיה אמורה להיות מלאה באלפי או מיליוני תרבויות מתקדמות. משנים כמה הנחות, ופתאום אנחנו היחידים. משוואת דרייק לא פתרה את הפרדוקס, אבל היא הפכה אותו לשאלה מדעית רצינית במקום דיון סתמי על חייזרים, והיא עדיין המפה שמרגישים דרכה את המקומות שבהם חסר לנו ידע. יש בה משהו אנושי מאוד: מעט מאוד ודאות, מסודרת יפה בשורות.

שבעים שנה של האזנה - ואות אחד שלא חזר

דרייק לא הסתפק בנוסחה. שנה לפני המפגש ההוא, ב-1960, הוא הפעיל את פרויקט עוזמה⁷: הניסיון המדעי הראשון בהיסטוריה להאזין לתרבויות חוץ ארציות. הוא כיוון טלסקופ רדיו אל שני כוכבים קרובים דמויי שמש והאזין לשדרים מלאכותיים. הוא שמע שקט.

מאז ההאזנה נמשכת. היו אלפי שעות של סריקות, מיליארדי ערוצים, תרומות מחשוב עצומות. היה גם רגע אחד של תקווה אמיתית, וכדאי לספר עליו לאט. באוגוסט 1977 קלט טלסקופ באוהיו אות חזק וחריג שנמשך 72 שניות - בדיוק המשך שהייתה מייצרת מקור שעובר בשדה הראייה של הטלסקופ, ובדיוק התדר שבו אף תופעה טבעית ידועה לא משדרת. הדפס הלילה סימן את הערכים "6EQUJ5",⁹ והאסטרונום ג'רי אהמן שמיין אותו בבוקר הקיץ בעט אדום מילה אחת שדבקה לו לתמיד: "Wow!". אות ה"וואו!" לא נשמע שוב מעולם, למרות עשרות ניסיונות חזרה לאותה פיסת שמים. ייתכן שזה הרגע הקרוב ביותר שבו האנושות שמעה משהו. עד היום אין לנו מושג מה.

בשנים האחרונות המאמץ קיבל מנוע חדש: פרויקט Breakthrough Listen, שהושק ב-2015 במימון ענק, סורק את מיליון הכוכבים הקרובים ביותר במערכות הרדיו הרגישות בעולם. עד כה התוצאה היא דממת רדיו עמוקה. גם השקט הזה הוא נתון.

הפתרונות: עשר דרכים להסביר את הדממה

במשך עשרות שנים הציעו מדענים, כלכלנים, פילוסופים וגם סופר אחד עשרות דרכים לפתור את הפרדוקס. הנה עשרה מהמעניינים שבהם. אפשר לקרוא לפי הסדר, ואפשר לקפוץ ישר לאחת:

1. המסננת הגדולה (The Great Filter)

בשנות התשעים בחן הכלכלן רובין הנסון את המספרים של דרייק ושאל שאלה כלכלית מאוד: איפה צוואר הבקבוק? אם הדרך מחומר דומם לציוויליזציה מתקדמת ארוכה ומפותלת, אמר הנסון, אז איפשהו לאורכה חייב לעמוד שלב שכמעט אף אחד לא עובר. הוא קרא לשלב הזה המסננת הגדולה, והתמונה שהציע מפתה ומפחידה כאחת: כל כוכב דומם שאנחנו רואים בשמים הוא, בעצם, מצבה למישהו שלא עבר.

השאלה הגדולה היא איפה המסננת עומדת ביחס אלינו. אם היא מאחורינו - למשל, היווצרות החיים עצמה או התא המורכב - סימן שאנחנו יוצאי דופן נדירים, וכבר עברנו בשלום את הצעד הכי מסוכן. אם היא עוד לפנינו - סימן שרוב הציוויליזציות מוחקות את עצמן בדרך, והשקט סביבנו הוא עדות לכך. ולכן חלק מהחוקרים מקווים, בלב שלם, שלא נמצא חיים במאדים: כל סימן לחיים עצמאיים שם מסמן שהחיים נוצרים בקלות, שהמסננת לא מאחורינו - והיא עוד מחכה לנו. זו אולי הפעם היחידה במדע שבה כישלון הניסוי נשמע כמו בשורה טובה.

2. כדור הארץ הנדיר

בשנת 2000 פרסמו הדגה-גאולוג פיטר וורד והאסטרונום דונלד בראונלי ספר עם טענה לא פופולרית בשם "כדור הארץ הנדיר": חיים פשוטים, אמרו, כנראה מפוזרים בכל מקום - אבל חיים מורכבים הם סיפור אחר לגמרי. הם ערכו רשימת קניות של מה שצריך כדי שיצא עולם כמו שלנו: כוכב יציב, ירח גדול שמייצב את ציר הסיבוב ואת האקלים, מגנטוספירה שמגנת מקרינה קוסמית, געשיות מתונה שממחזרת פחמן, כוכב לכת ענק ש"מסלק" אסטרואידים מסוכנים, ואבולוציה בקצב מדויק בלי קטסטרופה מוקדמת מדי.

אף פריט ברשימה אינו מופרך. להפך, כל אחד מהם נשמע הגיוני. הבעיה היא המכפלה: כשכולם חייבים להתקיים יחד, באותו כוכב לכת, באותה תקופה - הסיכוי המצרפי קטן מאוד. אם וורד ובראונלי צודקים, אין שום פרדוקס: אנחנו פשוט הגרלה בלתי סבירה שקרתה פעם אחת בגלקסיה. מעט בודד, אבל גם מעט מחמיא.

3. גן החיות הקוסמי

ב-1973 פרסם האסטרונום ג'ון בול מאמר קצר עם שם שדבק: "השערת גן החיות".¹⁰ אולי, הוא כתב, החייזרים כבר כאן - והם פשוט מסתכלים. תרבויות מבוגרות, כך העריך, מתעלמות מאיתנו כמו שאנחנו מתעלמים ממושבת נמלים, או שומרים עלינו כשמורת טבע קוסמית, עד שנתבגר מספיק לשיחה.

לא נעים לחשוב על האנושות כעל המשפחה הכי צעירה בשכונה - כזאת שכל השכנים מכירים, אבל אף אחד עוד לא דפק לה בדלת. אבל זו אפשרות, ומבחינה לוגית קשה להפריך אותה: מתבונן זהיר נראה מבחוץ בדיוק כמו חלל ריק.

4. הם בדיוק התקשרו - פשוט מאוד רחוק או מאוד שונה

כדאי לזכור כמה מעט זמן אנחנו "משדרים": פחות ממאה שנה. במונחים קוסמיים, בועת הרדיו של כדור הארץ היא נקודה קטנטנה שבקושי החלה להתפשט. אולי תרבויות מבוגרות עברו מזמן לתקשורת בלייזרים מכוונים או בחלקיקים שאנחנו עוד לא יודעים לפרש - כמו שאנחנו כבר לא משתמשים בטלגרף, שהיה, אגב, ה"רדיו" של הדור הקודם.

ויש רעיון ישן יותר, מימי ג'ון פון נוימן: גלאים שמכפילים את עצמם, נודדים בין כוכבים במיליוני שנים של סבלנות מכנית. אחד כזה יכול להיות כבר כאן ופשוט לא להציג את עצמו. ומעל הכול מרחפת אפשרות מטרידה עוד יותר: אולי החיים עצמם כה שונים מאיתנו - מיקרוסקופיים, חצי-מכוניים - שאנחנו מסתכלים עליהם ישר ולא מזהים. הקושי האמיתי הוא שאנחנו יודעים לחפש רק דברים שאנחנו יודעים לחפש.

5. כולם מתאבדים

קרל סגן אהב לקרוא לתקופה שלנו "התבגרות הטכנולוגית" של המין: גיל שבו הכוח להשמיד את עצמך מגיע הרבה לפני הבשלות להימנע מזה. ההסבר האפל ביותר בפרדוקס פרמי אומרת שההתבגרות הזאת לא מסתיימת טוב: שאינטליגנציה טכנולוגית היא מכונה יעילה מאוד לבניית נשק להשמדה עצמית, ושכל ציוויליזציה שמגיעה לנקודת הכוח שאנחנו עומדים בה - גרעין, הנדסה גנטית, שינוי אקלים, בינה מלאכותית - קורסת תוך כמה מאות שנים.

אם תוחלת החיים הממוצעת של ציוויליזציה קצרה, הגלקסיה מתמלאת ומתרוקנת בלי ששתי תרבויות חופפות אי פעם זו את זו. זו הגרסה הכי אישית של המסננת הגדולה - לפי הגרסה הזאת, המסננת היא אנחנו, והשעון כבר מתקתק.

6. היער האפל: השקט הוא אינסטינקט הישרדות

ההסבר שכבש את הדמיון הציבורי לא הגיע ממעבדה, אלא משולחן כתיבה. ליו שישין, מהנדס במקצועו וסופר מדע בדיוני מסין, פרסם ב-2008 את "היער האפל",¹¹ ובו תמונה שקשה לשכוח אחרי שרואים אותה: היקום הוא יער חשוך, וכל ציוויליזציה היא צייד חמוש שנע בו על קצות האצבעות.

שני כוחות מניעים את כל הציידים: הרצון לשרוד, והידיעה שאי אפשר לדעת אם הזר ידידותי או עוין - ושגם אם הוא חלש היום, הוא יכול להתחזק מחר. מכאן יוצא חשבון אכזרי: הדרך הבטוחה ביותר לשרוד היא להשמיד כל ציוויליזציה אחרת ברגע שמגלים אותה, לפני שהיא תעשה זאת בך. לפי התמונה הזאת, השקט בחלל אינו ריקנות. הוא פחד. כולם שומרים על דממה מוחלטת, ומי שמשדרת ברדיו באומץ, כמו שאנחנו עושים, היא ילד ששר בקול באמצע היער.

7. השערת הסימולציה: אין באמת "שם בחוץ"

ב-2003 פרסם פילוסוף צעיר מאוקספורד, ניק בוסטרום, מאמר שהציג היגיון מכני ומטריד. אם ציוויליזציות מתקדמות מסוגלות להריץ הדמיות מחשב של עולמות שלמים, הוא כתב, סביר שייווצרו הרבה יותר עולמות מדומים מעולמות אמיתיים - ואז הסיכוי שאנחנו דווקא בעולם האמיתי, המקורי, קטן למדי.

אם אנחנו בתוך הדמיה, הפרדוקס נעלם: אולי המדמה פשוט לא טרח לדמות חיים אחרים, או שהכוכבים הם תפאורה יפה. זו השערה שאי אפשר לבדוק מדעית כרגע - אבל יש בה תזכורת צנועה: הפרדוקס מניח שהיקום שאנחנו רואים הוא כל הסיפור.

8. השערת האסטיבציה: כולם ישנים ומחכים לקור

ב-2017 יצא מחוקרי אוקספורד - אנדרס סנדברג ועמיתיו - מאמר עם אחד הרעיונות הכי מקוריים שהוצעו לפרדוקס בעשורים האחרונים,¹² והוא מתחיל בחוק פיזיקה פשוט: חישובים יעילים הרבה יותר כשהסביבה קרה. ציוויליזציה מתקדמת מאוד, שרוב קיומה הוא מחשוב עצום, מפסידה כמעט את כל הערך של האנרגיה שלה אם היא "חושבת" בעולם החם של היום. ולכן עדיף לה, באופן כלכלי-קוסמי מובהק, לכבות את האורות, להיכנס לתרדמת, ולחכות טריליוני שנים עד שהיקום יתקרר.

לפי ההשערה הזאת, הגלקסיה אינה ריקה וגם אינה עוינת. היא פשוט ישנה. הציוויליזציות הגדולות שמרו על עצמן בחלליות שינה ומתכננות להתעורר לעידן שבו כל חישוב יהיה שווה פי מיליארד. ואנחנו, החמימים והרועשים, פשוט הגענו מוקדם מדי למסיבה.

9. עולמות מים: חיים חכמים בלי אש ובלי שמים

ב-2005 טסה החללית קאסיני ליד אנקלדוס, ירח קפוא של שבתאי, וצפתה בדבר שלא היה אמור להיות שם: גייזרים ענקיים של מים, נובעים מים עולמי חם שמתחת לקרום הקרח. אנקלדוס אינו לבד - גם אירופה, ירח של צדק, מסתיר אוקיינוס עצום,¹³ והגלקסיה מלאה בעולמות מים כאלה. שם, מתחת לקרח, אולי התפתחו חיים מורכבים ואפילו תבוניים.

כאן מסתתר טוויסט אכזרי: יצור שחי מתחת לקילומטרים של קרח לעולם לא יכיר אש, ולכן לא מתכות, לא כלי מתכת, לא חשמל ולא רדיו. הוא לעולם לא יראה כוכב - מבחינתו, היקום נגמר בתקרה שמעל ראשו. אולי היקום מלא בציוויליזציות של פילוסופים ימיים, שאין להן שום דרך אפילו לדמיין שאנחנו קיימים. המחשבה שמישהו חכם חי כל כך קרוב, וכל כך רחוק, קשה לחשוב על דבר עצוב ומופלא יותר.

10. הכי פשוט: אנחנו לבד

נותרה האפשרות שאינה זקוקה לממציא: אולי החיים האינטליגנטיים באמת נדירים באופן קיצוני, והיקום העצום והעתיק מכיל בדיוק אותנו - תקלה מבריקה של טבע שקרתה פעם אחת. אף מדען לא יציע לך את התשובה הזאת בהתרגשות, אבל אף מדען גם לא יכול לפסול אותה.

אם זה נכון, כל כוכב שאנחנו רואים בשמים הוא מקום שבו אף אחד מעולם לא הביט חזרה. ואולי, במובן מסוים, זו התשובה המפחידה והמרוממת מכולן: אם אנחנו כל מה שיש, כל מה שיש תלוי בנו.

למה זה משנה

פרדוקס פרמי הוא הרבה יותר מטריוויה על חייזרים. הוא מאלץ אותנו לשאול מה ייחודי בכדור הארץ, עד כמה חיים שבריריים, והאם אינטליגנציה היא תופעה טבעית או תאונה נדירה. חמש מאות שנה המדע לימד אותנו שאנחנו לא מיוחדים - לא במרכז היקום, לא במרכז הגלקסיה, לא מיוחדים ביולוגית. הפרדוקס מזכיר שייתכן שהמסקנה ההפוכה נכונה דווקא בשאלה הכי גדולה.

לתשובה יש גם מחיר אישי. אם נמצא מחר חיידקים במאדים או באוקיינוס הקפוא של אירופה, זו עלולה להיות בשורה רעה מאוד. כי זה אומר שהחיים נוצרים בקלות, שהמסננת היא לא מאחורינו, ושהשלב שבו ציוויליזציות נעלמות עוד מחכה לנו בעתיד. לכן, במובן מוזר, השקט שאנחנו שומעים הוא החדשות הטובות ביותר שאנחנו מקבלים מהיקום.

בינתיים נשארת שאלתו של פרמי אחת החידות הגדולות של המדע המודרני. איפה כולם? אולי יום אחד נדע.

הערות שוליים

1. בניסוי טריניטי, 1945, פרמי עמד כארבעה עשר קילומטרים מנקודת הפיצוץ, זרק פיסות נייר באוויר כשהגיע גל הלם, ומדד כמה הן התרחקו. ההערכה שלו יצאה במרחק פקטור של בערך שניים מהמכשירים הרשמיים. באותה שיטה הוא העריך גם כמה מכווני פסנתרים יש בשיקגו - הבעיה הזאת נקראת על שמו עד היום, "בעיית פרמי".
2. לוס אלאמוס הייתה כל כך סודית שהכתובת הרשמית שלה הייתה תא דואר 1663, סנטה פה - וזו הכתובת שנרשמה גם בתעודות הלידה של התינוקות שנולדו שם בשנות המלחמה.
3. המונח "צלחת מעופפת" נולד ב-1947, אחרי שהטייס קנת' ארנולד תיאר תשעה עצמים שנעו "כמו צלחת מקפצת על המים". העיתונות המציאה את השם; ארנולד מעולם לא אמר שהם בצורת צלחת.
4. כדי להרגיש את גודלו של מיליארד: מיליארד שניות הן כמעט 32 שנים. הגלקסיה שלנו בת כעשרה מיליארד שנים - כלומר שלוש מאות פעמים "מיליארד שניות".
5. גרין בנק יושבת בלב ה"אזור השקט הרדיו הלאומי": שטח של כ-34 אלף קילומטר רבוע שבו שידורי רדיו מוגבלים בחוק כדי להגן על המצפה. רשתות סלולר וווייפיי שם - בעיקר לא.
6. עד כדי כך ניחושים, שבמפגש המקורי של 1961 המשתתפים עצמם קיבלו תוצאות שנעו בין 20 ל-50 מיליון ציוויליזציות - באותה משוואה, באותו חדר.
7. הפרויקט נקרא על שם הנסיכה עוזמה מספרי ארץ עוץ של ל. פרנק באום. דרייק בחר בשם מתוך מחשבה שהיעד רחוק "כמו ארץ עוץ".
8. ארסיבו היה גם כוכב קולנוע: הוא הופיע בסרטי "מבצע גולדנאיי" ו"מגע". בראשון בדצמבר 2020, אחרי ששני כבלי תמיכה נקרעו, הכוורת במשקל 900 טון צנחה לתוך הצלחת והשמידה אותו.
9. הרצף "6EQUJ5" הוא לא מסר - זו הדרך שבה המחשב סימן עוצמה: ספרות 1 עד 9 ואחר כך אותיות, כשכל תו מייצג עוצמת אות גבוהה יותר מרקע הרעש. ה"U" באמצע היה חזק פי שלושים מהרקע.
10. השם "השערת גן החיות" נטבע במאמר של האסטרונום ג'ון בול מ-1973. בול טען שתרבויות מבוגרות נמנעות ממגע כדי לא להפריע להתפתחות הטבעית של תרבויות צעירות - בדיוק כמו שאנחנו לא מפריעים לחיות בספארי.
11. "היער האפל" הוא הספר השני בטרילוגיית "זכרון עבר של כדור הארץ", שזכתה בפרס יוגו לספר הטוב ביותר ב-2015 - הפרס הגדול בעולם המדע הבדיוני.
12. השם הרשמי של המאמר הוא "That is not dead which can eternal lie: The aestivation hypothesis for resolving Fermi's paradox" - ציטוט מהפנטזיה האפלה של ה.פ. לאבקראפט. גם פיזיקאים קוראים ספרי אימה, מסתבר.
13. האוקיינוס של אירופה מכיל לפי ההערכות פי שניים עד שלושה מכל מי הימים והאוקיינוסים של כדור הארץ יחד. ואנקלדוס פולט גייזרים של מים לחלל - דוגמאות חיות בחצר האחורית שלנו.