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.
Dapatkah peradaban manusia mampu menyebar luas di luar galaksi Bima Sakti? Dapatkah kita meninggalkan planet biru nan kecil kita untuk membangun koloni-koloni di banyaknya sistem bintang di luar sana? Pertanyaan ini cukup menantang. Ada sekitar 300 miliar bintang di galaksi yang membentang sekitar 160.000 tahun cahaya. Sejauh ini kita telah mengirimkan satu wahana antariksa ke luar tata surya yang melaju pada kecepatan 0,006% dari kecepatan cahaya. Jika terus seperti itu, akan membutuhkan lebih dari 2,5 miliar tahun hanya untuk berpindah dari satu galaksi ke galaksi lainnya. Pertanyaan mengenai bertahan hidup pun muncul Ruang di antara bintang-bintang sangat luas Kebanyakan planet tidak dapat menopang hidup kita dan kita membutuhkan banyak sumber daya untuk tetap hidup. Beberapa dekade sebelumnya, para siswa menemukan bahwa memungkinkan untuk tidak hanya sekedar menyebarkan peradaban manusia ke luar galaksi, tetapi juga melakukannya dengan sangat cepat tanpa melanggar hukum-hukum Fisika. Gagasan mereka didasarkan pada karya ahli matematika, John von Neumann, perancang dari mesin kertas yang dapat bereplikasi secara mandiri dan beregenerasi. Mesin tersebut kemudian dikenal sebagai mesin von Neumann. Dalam konteks penjelajahan antariksa, mesin von Neumann dapat dibuat di Bumi dan diluncurkan ke luar angkasa. Mesin tersebut nantinya akan mendarat di planet-planet yang jauh. Lalu, mesin tersebut akan menggali sumber daya yang ada dan mengumpulkan energi, bereplika secara mandiri, meluncurkannya ke planet-planet terdekat, dan terus melakukan proses yang sama. Hasilnya adalah jutaan wahana yang menyebar di semesta seperti tetesan tinta di dalam akuarium. Para siswa melakukan penghitungan dan menemukan bahwa satu mesin von Neumann yang bergerak dengan kecepatan 5% dari kecepatan cahaya seharusnya dapat berepilkasi di galaksi dalam 4 juta tahun atau kurang. Itu mungkin terdengar sangat lama, tapi, mengingat alam semesta kita berusia 14 miliar tahun, ini terbilang sangat cepat pada skala kosmik setara dengan sekitar 2,5 jam dalam setahun. Pembuatan mesin von Neumann akan membutuhkan teknologi yang belum kita punya, termasuk kecedasan buatan yang canggih, miniaturisasi, dan sistem penggerak yang lebih baik Jika kita ingin menggunakan mesin itu untuk menyebarkan manusia ke luar galaksi, kita membutuhkan kemajuan lain dalam teknologi yaitu, kemampuan untuk menumbuhkan organisme dan bagian biologis menggunakan elemen alami dan informasi genetis. Bagaimanapun juga, jika dalam miliaran tahun terakhir ini sebuah peradaban alien menciptakan mesin semacam itu dan menggandakannya menuju kita, galaksi kita akan dipenuhi dengan mesin tersebut sekarang. Lalu, di mana mesin-mesin tersebut? Beberapa astronom seperti Carl Sagan mengatakan bahwa alien tidak akan membangun mesin tersebut. Mereka mungkin bergerak tanpa kendali, mengeruk planet-planet hingga intinya untuk terus bereplikasi. Yang lain akan menganggap ketiadaan mesin tersebut sebagai bukti bahwa peradaban alien itu tidak ada atau mereka punah sebelum mengembangkan teknologi yang diperlukan. Tapi, ini belum bisa menghentikan imajinasi orang-orang jika seandainya mesin tersebut memang ada. Penulis fiksi ilmiah, David Brin, menulis tentang alam semesta di mana ada banyak mesin von Neumann yang berbeda dan bertambah jumlahnya secara beriringan. Beberapa dirancang untuk menyapa peradaban baru, yang lainnya untuk melacak dan menghancurkan mereka sebelum menjadi ancaman. Faktanya, dalam cerita milik Brin yang berjudul "Lungfish", beberapa mesin von Neumann memantau Bumi dari jarak dekat saat ini, menunggu kita mencapai tingkat tertentu dalam penguasaan teknologi sebelum akhirnya mereka bergerak. Untuk sekarang, kita hanya bermodalkan rasa penasaran dan teori. Namun, jika kamu melihat langit malam di lain waktu, anggaplah miliaran mesin tersebut bisa saja saat ini sedang bergerak di antara bintang-bintang di galaksi kita. Jika mereka ada, salah satu dari mereka pada akhirnya akan mendarat di Bumi atau mungkin, mungkin saja, mereka sudah ada di sini.