هل بإمكان الحضارة الإنسانية أن تنتشر أخيرًا على كامل مجرة درب التبانة ؟ هل بإمكاننا أن ننتقل إلى ما وراء كوكبنا الأزرق الصغير لإنشاء مستعمرات في ذلك الحشد من الكواكب؟ يعتبر هذا السؤال هو مهمة مرعبة بالنسبة لنا يوجد ما يقارب من 300 مليار نجم في المجرّة، والتي تبعد 160,000 سنة ضوئية عنا حتى الآن، أرسلنا مركبة فضائية واحدة إلى خارج نظامنا الشمسي، سافرت بسرعة ضوء تبلغ 0.006% بذلك المعدل، ستستغرق أكثر من 2.5 بليون سنة فقط لتسافر من طرف واحد للمجرة إلى الطرف الآخر ومن ثمّ هناك السؤال المتعلق ببقاء الإنسان الهوّة بين النجوم هي ببساطة.. هائلة لا يمكننا العيش بشكل دائم على معظم الكواكب، و نحتاج العديد من الموارد لنبقى على قيد الحياة. ومع ذلك، ومنذ عقود مضت، وجد العلماء أنه من الممكن نظريًا ليس فقط أن ننشر الحضارة الإنسانية على مدار المجرّة، ولكن يمكننا ايضاً القيام بذلك بسرعة كبيرة، بلا أن نخرق أية قوانين فيزيائية معروفة. ترتكز فكرتهم على عمل عالم رياضي اسمه جون فون نيومان، الذي صمّم على الورق آلات التي يمكنها أن تتكرر من تلقاء نفسها وخلق أجيال جديدة من نفسها. فتعرف هذه لاحقًا باسم آلات فون نيومان . في سياق اكتشاف الفضاء، يمكن بناء آلات فون نيومان على الأرض وإطلاقها إلى الفضاء. هناك، ستحطّ هذه الآلات المكتفية ذاتياً على الكواكب البعيدة. ومن ثمّ سينقّبوا عن الموارد المتاحة والطاقة المكتسبة، فيخلقوا نسخ مطابقة عن أنفسهم، وإطلاقها إلى أقرب الكواكب، وإكمال الدورة. النتيجة هي خلق الملايين من المجسات تنتشر خارجًا في الكون مثل قطرة حبر في حوض سمك. أحصى العلماء الأرقام ووجدوا أن آلة فون نيومان واحدة تسافر بسرعة ضوء تبلغ 5% يجب أن تكون قادرة على الاستنساخ على مدى مجرتنا خلال 4 ملايين سنة أو أقل. ذلك قد يبدو زمنًا طويلًا، لكن عندما تعتبر أن عالمنا عمره 14 مليار سنة، ببالنسبة للقياس الكوني، يعتبر هذا سريع بشكل لا يصدق ومكافئ لحوالي 2.5 ساعة في سنة كاملة. سيتطلب بناء آلات فون نيومان بعض التقنيات التي لانملكها بعد، من ضمنها الذكاء الصناعي المتقدم، التصغير ونظم دفع أفضل. إذا أردنا استخدامهم لنشر بشر فعليين على مدى المجرّة، سنحتاج لنقلة تكنولوجية أخرى القدرة على خلق كائنات حية وأجساد بشكل صناعي باستخدام عناصرأولية ومعلومات جينية. بغض النظر، إذا قامت - في المليار سنة الماضية حضارة غريبة بخلق مثل هذه الآلة وجهزتها مضاعفةً طريقها باتجاهنا، لكانت مجرتنا تعج بهم الآن. إذًا، عندها، أين هي كل هذه الآلات؟ بعض علماء الفضاء، مثل كارل ساغان، يقولون أنه لن يبني الغرباء الأذكياء آلات تنسخ نفسها على الإطلاق. لربما يخرجوا عن السيطرة، ويهاجموا مراكز الكواكب لكي يستمروا بالاستنساخ. يعتبر الآخرون غياب الآلات كدليل على أن حضارة الغرباء الذكية غير موجودة، أو أنهم انقرضوا قبل أن يستطيعوا تطوير التقنيات الضرورية. لكن لم يوقف كل هذا البشر عن تخيل كيف سيكون الأمر إذا كانوا موجودين. مؤلف الخيال العلمي دايفيد برين يكتب عن عالم توجد فيه مختلف آلات فون نيومان التي تتكاثر معًا بعضها مصمّم لتعظيم حضارات صغيرة، وبعضها لتحديد مواقعهم وتدميرهم قبل أن يصبحوا مصدر تهديد. في الحقيقة، في رواية برين "Lungfish"، تحافظ بعض آلات فون نيومان على نظرة مقربة للأرض حاليًا، بانتظار أن نصل لمرحلة معينة من التعقيد قبل أن يقوموا بالتحرك. كل ما نملكه حتى الآن الفضول والنظرية. لكن في المرة المقبلة التي تشاهد فيها السماء ليلًا فكر أن مليارات الآلات التي تستنسخ نفسها لربما تمضي قُدماً بين النجوم في مجرّتنا في هذا الوقت. إذا كانوا موجودين، سيحطّ أحدها على الأرض في النهاية أو لربما، فقط لربما، قد يكونون هنا أصلاً.
Could human civilization eventually spread across the whole Milky Way galaxy? Could we move beyond our small blue planet to establish colonies in the multitude of star systems out there? This question's a pretty daunting one. There are around 300 billion stars in the galaxy, which is about 160,000 light-years across. So far we've sent a single spacecraft outside our solar system, trudging along at 0.006% of the speed of light. At that rate, it would take over 2.5 billion years just to get from one end of the galaxy to the other. And then there's the question of human survival. The gulf between stars is simply enormous. We couldn't live sustainably on most planets, and we require a lot of resources to stay alive. And yet, decades ago, scholars found that it's theoretically possible to not just spread human civilization across the galaxy, but to do so quite quickly, without breaking any known laws of physics. Their idea is based on the work of a mathematician named John von Neumann, who designed on paper machines that could self-replicate and create new generations of themselves. These would later come to be known as von Neumann machines. In the context of space exploration, von Neumann machines could be built on Earth and launched into space. There, the self-sufficient machines would land on distant planets. They would then mine the available resources and harvest energy, build replicas of themselves, launch those to the nearest planets, and continue the cycle. The result is the creation of millions of probes spreading outwards into the universe like a drop of ink in a fishbowl. Scholars crunched the numbers and found that a single von Neumann machine traveling at 5% of the speed of light should be able to replicate throughout our galaxy in 4 million years or less. That may sound like a long time, but when you consider that our universe is 14 billion years old, on a cosmic scale, it's incredibly fast - the equivalent of about 2.5 hours in an entire year. Creating von Neumann machines would require a few technologies we don't have yet, including advanced artificial intelligence, miniaturization, and better propulsion systems. If we wanted to use them to spread actual humans throughout the galaxy, we would need yet another technological leap - the ability to artificially grow biological organisms and bodies using raw elements and genetic information. Regardless, if in the last billion years an alien civilization created such a machine and set it multiplying its way toward us, our galaxy would be swarming with them by now. So then where are all these machines? Some astronomers, like Carl Sagan, say that intelligent aliens wouldn't build self-replicating machines at all. They might hurtle out of control, scavenging planets to their cores in order to keep replicating. Others take the machines absence as proof that intelligent alien civilizations don't exist, or that they go extinct before they can develop the necessary technologies. But all this hasn't stopped people from imagining what it would be like if they were out there. Science fiction author David Brin writes about a universe in which many different von Neumann machines exist and proliferate simultaneously. Some are designed to greet young civilizations, others to locate and destroy them before they become a threat. In fact, in Brin's story "Lungfish," some von Neumann machines are keeping a close watch over the Earth right now, waiting for us to reach a certain level of sophistication before they make their move. For now, all we have is curiosity and theory. But the next time you look at the night sky, consider that billions of self-replicating machines could be advancing between stars in our galaxy right now. If they exist, one of them will eventually land on Earth, or maybe, just maybe, they're already here.