Asteroids are murderers of civilizations
B. E. Zhilyaev
Main Astronomical Observatory of National Academy of Sciences of Ukraine, 27 Zabolotnogo Str., 03680 Kiev, Ukraine
E-mail: *****@***
ABSTRACT
The data from the NASA project «Near Earth Objects Program» contain information about collision probability with the Earth of 540 dangerous asteroids larger than 100 meters, the moments of their future close approaches with the Earth over about 100 years. These data allow us to calculate the probability of dangerous collisions of asteroids with the Earth, leading to global catastrophes and limiting the existence of civilized forms of life on our planet. In the present study we show that the hazard NEOs limit the age of our civilization in the span of 50-100 thousand years. Even rough estimates here suggest that global catastrophes associated with asteroids, occurred on the Earth many times. However, millions years later life on the Earth renews and civilized societies arose again. Given the universal character of forming of planetary systems one can be expected that a limited lifetime of civilizations related to asteroid threat is the universal law of the universe. This explains the "Fermi paradox", namely, the lack of signs of the existence of extraterrestrial civilizations.
Астероиды как фактор угрозы цивилизации
Введение
«Великое молчание» или парадокс Ферми является камнем преткновения в проблеме внеземных цивилизаций. Парадокс состоит в том, что мы не наблюдаем технологических признаков существования внеземных цивилизаций, число которых только в нашей Галактике может оцениваться в количестве от нескольких миллиардов до десятков миллиардов штук. Исторический календарь энциклопедии Britannica позволяет оценить возраст земной цивилизации в пределах 70-100 тысяч лет. Это всего лишь две десятитысячные доли возраста Земли, с момента, когда на ней начала существовать биологическая жизнь. Одной из причин, объясняющих парадокс Ферми во Вселенной называется ограниченный срок существования цивилизаций, не позволяющий им выходить на уровень внеземных контактов. В настоящей работе мы показываем, что астероидная опасность ограничивает срок существования цивилизации в пределах 50-100 тысяч лет.
Наши выводы базируются на данных проекта NASA Near Earth Objects Program, содержащих сведения о 540 опасных астероидах размером более 100 метров. Эти данные позволяют вычислить вероятности опасных столкновений Земли с астероидами, приводящих к глобальным катастрофам, ограничивающих существование цивилизованных форм жизни на нашей планете. Отсюда естественно напрашивается вывод, что цивилизованные сообщества многократно исчезали на Земле и многократно возникали вновь.
Расчет вероятностей
Данные проекта Near Earth Objects Program содержат сведения о вероятности столкновения с Землей опасных объектов, их размерах, моментов будущих сближений на протяжении в среднем около 100 лет [1].
Для вычисления вероятности столкновения опасных астероидов с Землей используется техника так называемых "виртуальных астероидов" (ВА), моделирующих возмущения планет на номинальную орбиту астероида. Орбиты роя ВА, достигающего 100000 и более объектов, интегрируются численно по времени вплоть до сближения с Землей. Вероятность столкновения для реального астероида определяется как доля "виртуальных астероидов" претерпевших столкновения с Землей по отношению к общему количеству ВА.
Среди 540 опасных астероидов 17 размером больше 300 метров, 13 – больше 400 метров, 9 – больше 500 метров и два больше одного километра. В группе астероидов размером больше 500 метров вероятность столкновения с Землей колеблется от 1 10-10 до 1 10-6. Астероиды размером свыше 400 метров способны вызвать при столкновении с Землей катастрофу планетарного масштаба. Их энергия при столкновении эквивалентна энергии взрыва 2000 мегатонн тротила.
Приведем расчет вероятности того, что астероиды группы размером 400 и 500 метров испытают одно столкновение с Землей. Группа астероидов размером больше оного километра слишком малочисленна (2 объекта), чтобы рассчитывать на надежный результат.
Вероятность осуществления m событий (столкновений) при n независимых испытаниях 
рассматривается как вероятность сложного события. Она выражается через индивидуальные вероятности P и равна [2]:
Вероятность того, что произойдет одно столкновение, равна:
где pj – вероятность столкновения конкретного астероида в группе из n объектов.
Для группы астероидов размером больше 400 метров, насчитывающих 13 объектов, с календарными датами потенциального столкновения от 2018 до 2199 года вероятность того, что произойдет одно столкновение, равна 3.3 10-3. Эта вероятность относится к временному интервалу в 181 год. Отсюда можно заключить, что интервал времени для реального столкновения составит 181/3.3 10-3 = 55 тысяч лет.
Для группы астероидов размером больше 500 метров, насчитывающих 9 объектов, вероятность одного столкновения равна 1.15 10-6 на временном интервале 98 лет. Интервал времени для реализации реального столкновения составит 85 миллионов лет.
Заключение
Как отмечают авторы проекта Near Earth Objects Program [1] долговременная экстраполяция орбит и неопределенности, вызванные планетными возмущениями, могут влиять на точность определения вероятностей столкновения. Авторы отмечают, что они оцениваются с точностью до порядка величин. Можно также полагать, что интервалы времени для реализации реального столкновения, приведенные выше, тоже определяются с точностью до порядка величин. Однако в любом случае полученные выше интервалы времени для реализации реальных столкновений опасных астероидов с Землей можно рассматривать как время жизни цивилизаций отведенных для нас природой. Учитывая универсальный характер процессов образования планетных систем можно предположить, что ограниченное время жизни цивилизаций, диктуемое астероидной опасностью является универсальным законом Вселенной.
Наиболее опасный астероид, имеющий обозначение 29075 (1950 DA), принадлежит к семейству Apollo. Он пересекает орбиту Земли раз в 2.21 года. Опасное сближение прогнозируется в 2880 г. Рассчитанная вероятность столкновения равна 5 10-5. Формально столкновение может реализоваться на протяжении 17 миллионов лет. Однако, как отмечалось выше, одиночная оценка вероятности столкновения определяется с точностью до порядка.
Диаметр астероида оценивается в 1.3 км, масса 2 миллиарда тонн, скорость столкновения 18 км/сек, энергия 75 тысяч мегатонн тротила. Последствия такого столкновения фатальны для цивилизации из-за глобальных разрушений, глубоких и долговременных изменений климата повсеместно на всей планете.
Даже очень грубые оценки, приведенные здесь, позволяют заключить, что глобальные катастрофы, связанные с астероидами, происходили на Земле многократно, возможно десятки раз за историю существования Земли.
Однако по прошествии миллионов лет жизнь на Земле возобновлялась. И ничто не препятствовало появлению новых ростков цивилизации.
Литература
1. http://neo. jpl. nasa. gov/risk/#legend
2. Справочник по вероятностным расчетам, М., Воениздат, 1970, 536 с.
