Paradoksun temeli

Fermi paradoksu, yeterli büyüklük ve olasılığa rağmen, gerekli kanıtların bulunamamasından kaynaklanan tutarsızlıktır. Paradoksun temel bir tanımı şöyle yapılabilir:

Evrenin bilinen büyüklüğü ve yaşı, teknolojik açıdan gelişmiş durumda olan birçok dünya dışı uygarlığın var olmasını gerektirir. Ancak bu hipotez, destekleyci herhangi bir kanıtın henüz gözlenememiş olması sebebiyle, çelişkili gözükmektedir.

Paradoksun "ölçek argümanı" olarak adlandırılabilecek ilk görüşü, aslında temel olarak sayılardan oluşur: Samanyolu'da tahmini olarak 250 milyar (2.5 x 1011), gözlemlenebilir evrende ise 70 trilyon milyar (7 x 1022) yıldız vardır. Zeki yaşamın, bu yıldızların etrafındaki gezegenlerin çok küçük bir kısmında ortaya çıktığı varsayılsa bile, sadece Samanyolu galaksisi dahilinde dahi hâlâ varlığını koruyan birçok uygarlık bulunması gerekir. Bu argümanda sıradanlık ilkesi de kullanılır. Buna göre Dünya, özel bir gezegen değil, diğer gezegenlerle aynı doğa yasalarına ve etkilerine maruz kalan ve aynı sonuçların elde edildiği, tipik bir gezegendir. Bu argümanı desteklemek için Drake denkleminin kullanıldığı bazı tahmini hesaplamalar da yapılmıştır, ancak bu hesaplamaların ardındaki varsayımların doğruluğu da tartışmalıdır.
Fermi paradoksunun ikinci temel taşı, ölçek argümanında sorulan soruyu yanıtlar: Zeki yaşamın kıt kaynaklarla başa çıkabilme özelliği ve yeni habitatları kolonize etmeye eğilimli olması dikkate alınırsa, gelişmiş uygarlıkların yeni kaynaklar aramaya başlamaları, böylece önce kendi gezegen sistemlerini sonra da çevrelerindeki sistemleri kolonize etmeleri beklenir. Evrenin 13,7 milyar yıllık geçmişinde, Dünya'da ya da bilinen uzayın başka bir yerinde, kolonileşmeye dair kesin veya doğrulanabilir herhangi bir kanıt bulunmadığına göre, ya zeki yaşam oldukça nadirdir, ya da zeki türlerin genel davranışına ilişkin yukarıdaki varsayım yanlıştır.
Fermi paradoksu iki şekilde sorulabilir: İlki "Neden uzaylılara ya da onlar tarafından yapılmış nesnelere burada fiziken rastlamıyoruz?" sorusudur. Eğer yıldızlar arası yolculuk mümkünse, "yavaş" bir yolculuk Dünya'daki mevcut teknolojiyle neredeyse elde edilebilir olduğuna göre, tüm galaksiyi kolonize etmek 5 ila 50 milyon yıl sürecektir.[5] Jeolojik zaman ölçeğinde bile kısa bir zaman dilimi olan bu süre, kozmolojik ölçekte çok daha kısadır. Güneş'ten daha yaşlı yıldızların mevcut olduğu ve zeki yaşamın evrenin başka bir köşesinde daha önce ortaya çıkmış olabileceği düşünüldüğünde, bu soru, galaksinin neden hâlâ kolonileştirilmemiş olduğu şeklinde de sorulabilir. Kolonileştirme uzaylı uygarlıklar için gereksiz ya da istenmeyen bir durum olabilir, ancak yine de galaksinin keşfine yönelik geniş çaplı araştırmaların var olması gerekir (teorik keşif araçları olarak kullanılabilecek sondalar hakkında detaylı bilgi aşağıdadır). Ancak ne kolonileşmenin ne de keşif araştırmalarının izine rastlanabilmiştir.
Yukarıdaki argüman tüm evren için geçerli olmayabilir, çünkü uzak galaksilere ait zeki uygarlıkların varlığına dair Dünya üzerinde fiziksel kanıtların bulunmayışı, uzayda yolculuk için çok uzun sürelerin gerekli olmasıyla açıklanabilir. Böyle olsa bile paradoks, "Neden zeki yaşamın işaretlerini görmüyoruz?" şeklinde ifade edilebilir, zira yeterince gelişmiş bir uygarlık, gözlemlenebilir evrenin oldukça büyük bir bölümünden görülebilir. Bu tür uygarlıklar çok nadir olsalar bile, ortaya çıkmaları muhtemel çoğu bölge Dünya'dan gözlenebilir olduğu için, keşfedilmiş olmaları gerekirdi. Ancak şimdiye kadar bu tür bir uygarlığın izine ratlanmadı.
Paradoksun bu iki versiyonundan şu anda hangisinin daha kuvvetli olduğu belirsizdir.


İsim

1950'de Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda çalışan fizikçi Enrico Fermi, öğle yemeğine giderken iş arkadaşları Emil Konopinski, Edward Teller ve Herbert York ile günlük konular hakkında sohbet ediyordu. Bilimadamları, o günlerde artan UFO raporları ile kaybolan çöp kutularını yağmacı uzaylıların çaldığını gösteren bir karikatür hakkında konuşuyorlardı. Konu daha sonra, insanların gelecek on yıl içinde herhangi bir maddenin ışık ötesi hıza ulaştığını görme ihtimaline geldi. Teller'a göre milyonda bir olan bu ihtimal, Fermi için neredeyse onda birdi. Sonra sohbet başka konularla devam etti ama yemek sırasında Fermi birden bire "Neredeler?" (ya da alternatif anlatımlara göre "Herkes nerede?") diye sordu.[8] Bunun ardından Fermi, bazı tahmini rakamlara dayanan hızlı hesaplamalar yaptı (Fermi, temel ilkeleri ve az miktarda veriyi kullanarak yaptığı doğru tahminlerle bilinirdi. Bkz. Fermi problemi). Bu hesaplamalar sonucunda Fermi'ye göre, Dünya çok uzun zamandan beri ve defalarca uzaylılar tarafından ziyaret edilmiş olmalıydı.

Drake denklemi

Fermi paradoksuna eşlik eden pek çok teori ve ilke vardır ancak bunlardan teoremle en ilişkili olanı Drake denklemidir.


Denklem 1960'ta, Enrico Fermi'nin sorularını sormasından on yıl sonra, uzayda yaşam ihtimaline ilişkin birçok olasılığı sistematik bir şekilde değerlendirebilmek amacıyla, Frank Drake tarafından formüle edildi. Denklemin spekülatif faktörleri şunlardır: Bir galaksideki yıldız oluşum hızı, etrafında gezegenlerin bulunduğu yıldız sayısı, bu gezegenlerden yaşama uygun olanların sayısı, yaşama uygun gezegenlerde yaşamın ortaya çıkma oranı, yaşamın ortaya çıktığı gezegenlerde iletişim kurulabilecek bir medeniyet seviyesine ulaşılma ihtimali ve bu türde uygarlıkların muhtemel ömrü. Buradaki temel sorun, son dört faktörün tam anlamıyla bilinmiyor oluşudur. Dünya üzerindeki insan uygarlığı, bu konudaki tek örnek olması sebebiyle istatistiksel tahminlerde kullanılamamaktadır. Ayrıca bu örneğin kullanılması antropik sapmaya sebep olacaktır.


Daha önemli bir itiraz ise, Drake denkleminin, uygarlıkların kendi güneş sistemleri içinde ortaya çıkıp, yok olana kadar bu sistemde kaldıkları yönündeki varsayımına karşı öne sürülmektedir. Eğer yıldızlararası sömürgeleştirme mümkünse, bu varsayım geçersiz olur ve bu durumda popülasyon dinamiği denklemlerinin kullanılması gerekir.
Drake denklemi hem iyimser hem de kötümser görüşe sahip kişiler tarafından, birbirinden oldukça farklı sonuçlar çıkaracak şekilde kullanıldı. İyimser tahminleri kullanan Dr. Carl Sagan 1966'da, Samanyolu dahilinde iletişim kurulabilecek derecede uygarlaşmış bir milyon medeniyetin var olduğunu öne sürdü, ancak daha sonraki bir tahmininde bu sayının çok daha düşük olduğunu açıkladı. Konuya daha şüpheci yaklaşan Frank Tipler ise denklemde kötümser rakamlar kullanarak herhangi bir galaksideki ortalama medeniyet sayısının birden çok daha küçük olduğu sonucuna vardı.
Frank Drake denklemle ilgili olarak, Drake denkleminin Fermi paradoksunu çözmeye yaramadığını, bunun yerine, konu hakkındaki bilgisizliğimizi organize etmenin bir yolu olduğunu söylemişti.