Tyle osób musielibyśmy wysłać do Proxima Centauri, aby upewnić się, że ktoś rzeczywiście przyjedzie

Jeśli ludzie mają kiedykolwiek skolonizować galaktykę, będziemy musieli odbyć podróż do pobliskiej gwiazdy z planetą nadającą się do zamieszkania. W zeszłym roku astronomowie podnieśli możliwość, że nasza najbliższa sąsiadka, Proxima Centauri, ma kilka potencjalnie nadających się do zamieszkania egzoplanet, które mogłyby zmieścić się w rachunku.



Proxima Centauri znajduje się 4,2 roku świetlnego od Ziemi, odległość, której pokonanie przy użyciu obecnej technologii zajęłoby około 6300 lat. Taka podróż zajęłaby wiele pokoleń. Rzeczywiście, większość zaangażowanych ludzi nigdy nie zobaczy Ziemi ani jej egzoplanetarnego odpowiednika. Ci ludzie musieliby się rozmnażać podczas całej podróży w sposób gwarantujący przybycie zdrowej załogi do Proxima Centauri.

ciężka ciężarówka elektryczna

I to rodzi interesujące pytanie. Jaka jest najmniejsza załoga, która mogłaby utrzymać genetycznie zdrową populację w tym okresie?





Dziś odpowiedź otrzymujemy dzięki pracy Frédérica Marin z Uniwersytetu w Strasburgu i Camille Beluffi z firmy badawczej Casc4de, obaj we Francji. Obliczyli prawdopodobieństwo przeżycia misji o różnej wielkości i zasady hodowli, które będą wymagane do osiągnięcia sukcesu.

Najpierw trochę tła. Kosmolodzy i inżynierowie badali różne sposoby dotarcia do pobliskich gwiazd. Problemem są oczywiście ogromne odległości i stosunkowo stabilne prędkości, z jakimi może sobie poradzić ludzki statek kosmiczny.

Apollo 11 podróżował z prędkością około 40 000 kilometrów na godzinę, z prędkością, która zaprowadziłaby go do Proxima Centauri w ciągu ponad 100 000 lat. Ale od tego czasu statki kosmiczne stały się szybsze. Sonda Parker Solar Probe, która ma zostać wystrzelona w tym roku, będzie podróżować z prędkością ponad 700 000 kilometrów na godzinę, czyli około 0,067% ziarna światła.



Tak więc Marin i Beluffi używają tego jako prędkości osiągalnej dzięki najnowocześniejszej technologii kosmicznej. Mówią, że przy tej prędkości podróż międzygwiezdna zajęłaby około 6300 lat, aby dotrzeć do Proxima Centauri b.

Wybór załogi na taką wielopokoleniową podróż kosmiczną nie byłby łatwym zadaniem. Ważne parametry obejmują początkową liczbę mężczyzn i kobiet w załodze, ich wiek i oczekiwaną długość życia, wskaźniki niepłodności, maksymalną pojemność statku i tak dalej. Wymaga również przepisów dotyczących wieku, w którym prokreacja jest dozwolona, ​​jak blisko spokrewnieni mogą być rodzice, ile dzieci mogą mieć i tak dalej.

Po określeniu tych parametrów można je podłączyć do algorytmu o nazwie Heritage, który symuluje wielopokoleniową misję. Najpierw algorytm tworzy załogę o wybranych cechach. Następnie przechodzi przez misję, pozwalając na naturalne i przypadkowe zgony każdego roku i sprawdzając, którzy członkowie załogi znajdują się w dozwolonym oknie prokreacyjnym.

Następnie losowo łączy dwóch członków załogi różnej płci i ocenia, czy mogą mieć dziecko na podstawie wskaźników niepłodności, szans na ciążę i ograniczeń chowu wsobnego. Jeśli ciąża zostanie uznana za wykonalną, algorytm tworzy nowego członka załogi, a następnie powtarza tę pętlę, aż załoga albo umrze, albo dotrze do Proxima Centauri po 6300 latach.



gdzie kończy się przestrzeń i zaczyna niebo?

Każda misja zawiera również pewnego rodzaju katastrofę — zarazę, kolizję lub inny wypadek — która zmniejsza liczbę załogi o jedną trzecią.

Algorytm następnie powtarza każdą misję 100 razy, aby określić prawdopodobieństwo, że załoga tej wielkości dotrze do celu.

Kluczowym pytaniem jest, jaki stopień chowu wsobnego jest dozwolony. Marin i Beluffi mierzą to za pomocą skali, w której hodowla między identycznymi bliźniakami rejestruje się jako 100 procent; brat/siostra, ojciec/córka lub matka/syn to 25 procent; wujek/siostrzenica lub ciocia/bratanek to 12,5 procent; a kuzyni pierwszego stopnia to 6,25 proc.

Jedną z opcji jest ograniczenie chowu wsobnego do mniej niż 5 procent, więc partnerzy muszą być bardziej spokrewnieni niż kuzyni pierwszego stopnia. Inną opcją jest zastrzeżenie, że partnerzy nie mogą być w ogóle spokrewnieni, tak aby chów wsobny wynosił 0. Marin i Beluffi wykorzystują ten drugi scenariusz w swojej symulacji.

Algorytm następnie określa prawdopodobieństwo powodzenia ponad 100 misji dla różnych początkowych rozmiarów załogi.

co mapowanie neuronowe pozwala naukowcom zobaczyć?

Wyniki stanowią ciekawą lekturę. Algorytm Heritage przewiduje, że początkowa załoga złożona z 14 par lęgowych ma zerową szansę na dotarcie do Proxima Centauri. Tak mała grupa nie ma wystarczającej różnorodności genetycznej, aby przeżyć.

Naukowcy zaobserwowali na zwierzętach, że różnorodność genetyczną początkowej populacji składającej się z 25 par może być utrzymywana w nieskończoność dzięki starannej hodowli. Ale kiedy algorytm Dziedzictwa wykorzystuje to jako załogę początkową — 25 mężczyzn i 25 kobiet — przewiduje 50% szans na wyginięcie przed dotarciem do celu. Dzieje się tak głównie z powodu zdarzeń losowych, które mogą wpłynąć na taką misję.

Szanse na sukces, według Heritage, nie sięgają 100 procent, dopóki początkowa załoga nie będzie miała 98 osadników, czyli 49 par lęgowych. Możemy zatem stwierdzić, że przy parametrach użytych w tych symulacjach potrzebna jest minimalna załoga 98 osadników do 6300-letniej, wielopokoleniowej podróży kosmicznej w kierunku Proxima Centauri b, mówią Marin i Beluffi.

To interesująca praca, która przygotowuje grunt pod bardziej szczegółowe symulacje. Na przykład wskaźniki płodności w kosmosie mogą się znacznie różnić od tych na Ziemi. Szanse na zdrowe dziecko w wyniku udanej ciąży mogą być również znacznie mniejsze z powodu wyższych wskaźników mutacji spowodowanych promieniowaniem.

Szanse na katastrofę z powodu wypadków lub zarazy mogą okazać się znacznie mniejsze niż szanse katastrofy spowodowanej czynnikami społecznymi, takimi jak konflikt. Wszystko to można by zaprogramować w bardziej zaawansowaną wersję Heritage.

nanochipy i inteligentny pył

Rzeczywiście, kwestie te zostały już zbadane przez pisarzy science fiction. Na przykład w książce Siedemnastka , autor Neal Stephenson wyobraża sobie przyszłość, w której ludzkość przechodzi przez wąskie gardło populacji, a wszystkie jednostki są potomkami siedmiu kobiet.

Biorąc pod uwagę prace Marin i Beluffiego, wyobrażona przyszłość Stephensona wydaje się bardzo nieprawdopodobna. Ale z pewnością ważne jest rozważenie scenariusza, biorąc pod uwagę liczne zagrożenia, przed którymi stoi nasza cywilizacja.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1806.03856 : Obliczanie minimalnej załogi do wielopokoleniowej podróży kosmicznej w kierunku Proxima Centauri b

ukryć

Rzeczywiste Technologie.

Kategoria

Bez Kategorii

Technologia

Biotechnologia

Polityka Techniczna

Zmiana Klimatu

Ludzie I Technologia

Dolina Krzemowa

Przetwarzanie Danych

Magazyn Mit News

Sztuczna Inteligencja

Przestrzeń

Inteligentne Miasta

Blockchain

Historia Funkcji

Profil Absolwenta

Połączenie Absolwentów

Funkcja Wiadomości Mit

1865

Mój Widok

77 Msza Św

Poznaj Autora

Profile W Hojności

Widziany Na Kampusie

Listy Absolwentów

Aktualności

Wybory 2020

Z Indeksem

Pod Kopułą

Magazyn Informacyjny Mit

Wąż Pożarowy

Nieskończone Historie

Projekt Technologii Pandemicznej

Od Prezydenta

Przykrywka

Galeria Zdjęć

Zalecane