ปฏิทรรศน์ของแฟร์มี

ภาพแสดงข้อความที่ส่งทางคลื่นวิทยุ (เรียกว่า ) เป็นข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับมนุษย์และโลก ส่งไปยังกระจุกดาวทรงกลม (globular star cluster) ที่เรียกว่า Messier 13 ด้วยเครื่องตรวจวัดคลื่นวิทยุทางไกล (radio telescope) ที่หอสังเกตการณ์อาเรซีโบ (Arecibo Observatory) ในปวยร์โตรีโกปลายปี 1974

ปฏิทรรศน์ของแฟร์มี
()
เป็นข้อขัดแย้งที่ปรากฏระหว่างการไร้หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ซึ่งสนับสนุนว่ามีสิ่งมีชีวิตนอกโลก กับการประเมินว่า โอกาสการมีอารยธรรมสิ่งมีชีวิตนอกโลกมีค่าสูง (ตามสมการของนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวอเมริกันแฟรงก์ เดรก)
นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี เอนรีโก แฟร์มี (1901-1954) และนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวอเมริกันไมเคิล เอช. ฮาร์ต (1932) ได้อ้างเหตุผลหลัก ๆ ดังต่อไปนี้
 มีดาวฤกษ์คล้ายกับดวงอาทิตย์เป็นพัน ๆ ล้านดวงในดาราจักรทางช้างเผือก  "With regard to mass, size, and intrinsic brightness, the Sun is a typical star." Technically, the sun is near the middle of the main sequence of the Hertzsprung-Russell diagram. This sequence contains 80-90% of the stars of the galaxy.   และดาวจำนวนมากเก่าแก่กว่าโลกเป็นพัน ๆ ล้านปี Accepted for publication in MNRAS. See Figure 15 in particular.
 มีความน่าจะเป็นสูงมากว่า ดาวฤกษ์บางส่วนมีดาวเคราะห์คล้ายโลกโคจรอยู่รอบ ๆ และถ้าโลกไม่พิเศษ ดาวเคราะห์บางส่วนก็จะมีสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญา
 อารยธรรมบางส่วนอาจได้พัฒนาเทคโนโลยีเพื่อเดินทางระหว่างดวงดาว ซึ่งเป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่มนุษย์ปัจจุบันกำลังตรวจสอบ
 แม้จะเดินทางไปได้ช้ามากด้วยวิธีการที่ปัจจุบันคิดได้ แต่ก็สามารถเดินทางข้ามดาราจักรทางช้างเผือกภายในไม่กี่ล้านปี

ตามแนวคิดเช่นนี้ สิ่งมีชีวิตนอกโลกน่าจะเคยมาเยี่ยมโลกแล้ว
แฟร์มีได้ให้ข้อสังเกตว่า ยังไม่มีหลักฐานที่น่าเชื่อถือในเรื่องนี้ ซึ่งทำให้เขาถามว่า แล้วหายไปไหนกันหมด
มีคำอธิบายปฏิทรรศน์ของแฟร์มีหลายอย่าง
โดยหลักอธิบายว่า สิ่งมีชีวิตนอกโลกที่ชาญฉลาดมีน้อยมาก หรือให้เหตุผลต่าง ๆ ว่า ทำไมอารยธรรมเช่นนี้จึงไม่ได้ติดต่อกับหรือเดินทางมายังโลก

 มูลฐาน 
นักฟิสิกส์ชาวอิตาลี เอนรีโก แฟร์มี (1901-1954)
ปฏิทรรศน์นี้เป็นความขัดแย้งกันระหว่างข้อโต้แย้งว่า ขนาดของเอกภพและความน่าจะเป็นดูจะบ่งว่า สิ่งมีชีวิตเป็นเรื่องสามัญในเอกภพ กับการไม่มีหลักฐานว่า มีสิ่งมีชีวิตในที่อื่น ๆ ยกเว้นโลก

ส่วนแรกของข้อโต้แย้งเป็นฟังก์ชันของขนาดเอกภพหรือของจำนวนมหาศาลที่เกี่ยวข้อง คือ ทางช้างเผือกมีดาวฤกษ์ประมาณ 2-4 แสนล้านดวง
(2-4 × 1011) และเอกภพที่สังเกตได้มี 70,000 ล้านล้านล้านดวง (7×1022)
แม้สิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดจะเกิดที่ดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์เหล่านี้ในอัตราน้อยมาก แต่ก็น่าจะยังมีอารยธรรมเหล่านี้อยู่เป็นจำนวนมาก และถ้าอัตรานี้สูงพอ ก็น่าจะมีอารยธรรมเหล่านี้เป็นจำนวนสำคัญในดาราจักรทางช้างเผือก
ถ้าสมมุติได้ว่าโลกเป็นดาวเคราะห์ปรกติตามหลักความเป็นธรรมดา (mediocrity principle) 

ข้อโต้แย้งส่วนที่สองเป็นเรื่องความน่าจะเป็น คือ เพราะสิ่งมีชีวิตสามารถรอดชีวิตแม้ในสถานะที่ขาดแคลนได้ และเพราะมันมักจะสร้างอาณานิคมในแหล่งที่อยู่ใหม่ ๆ จึงเป็นไปได้ว่า อารยธรรมบางส่วนจะต้องมีเทคโนโลยีก้าวหน้า สืบหาทรัพยากรใหม่ ๆ ในอวกาศ เข้ายึดครองระบบดาวของตน และต่อจากนั้น ยึดครองระบบดาวรอบ ๆ ตน
แต่ก็กลับไม่มีหลักฐานว่ามีสิ่งมีชีวิตเช่นนี้อื่น ๆ ในโลก หรือในเอกภพที่รู้ได้ แม้หลังเอกภพเกิดมาแล้ว 14,000 ล้านปี ความขัดแย้งนี้ควรมีคำตอบ	
ตัวอย่างคำตอบรวมทั้งสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดมีน้อยกว่าที่เราคิด 
หรือข้อสมมุติของเราเกี่ยวกับพัฒนาการหรือพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดไม่ถูกต้อง 
หรือกระทั่งว่า ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์เรื่องเอกภพในปัจจุบันยังไม่สมบูรณ์พอ

ปฏิทรรศน์นี้สามารถกล่าวได้สองอย่างSee Hart for an example of "no aliens are here", and Webb for an example of the more general "We see no signs of intelligence anywhere".
อย่างแรกคือ "ทำไมจึงไม่พบมนุษย์ต่างดาวหรือสิ่งประดิษฐ์ของพวกเขาในโลกใบนี้ หรือในระบบสุริยะนี้" 
ถ้าการเดินทางระหว่างดวงดาวเป็นไปได้ แม้แต่การเดินทางอย่างช้า ๆ ซึ่งโลกเราก็เกือบจะมีแล้ว ก็จะใช้เวลาเพียงแค่ 5-50 ล้านปีเพื่อยึดครองดาราจักรทั้งหมด
นี่เป็นเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ เทียบกับธรณีกาล ไม่ต้องกล่าวถึงจักรวาลกาล
ดังนั้น ปัญหาก็คือ ทำไมจึงยังไม่มีการยึดครองดาราจักรเพราะมีดาวฤกษ์ที่เก่าแก่กว่าดวงอาทิตย์มากมายและเพราะน่าจะมีสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดซึ่งวิวัฒนาการขึ้นในที่อื่น ๆ 
อนึ่ง แม้ถ้าการยึดครองจักรวาลทำไม่ได้หรือไม่ต้องการ การสำรวจจักรวาลก็อาจทำได้ด้วยเครื่องสำรวจดวงดาว
ซึ่งอาจทิ้งร่องรอยให้เห็นได้ในระบบสุริยะ เช่น เครื่องจักรที่เสียแล้ว หรือหลักฐานของการขุดเหมืองแร่ แต่ก็ไม่เคยพบสิ่งเหล่านี้

คำถามอย่างที่สองก็คือ "ทำไมเราจึงไม่เห็นร่องรอยสิ่งมีชีวิตอันชาญฉลาดที่อื่นในเอกภพ" คำถามนี้ไม่สมมุติว่าสามารถเดินทางระหว่างดวงดาวได้ แต่ก็คิดรวมดาราจักรอื่น ๆ ด้วย
สำหรับดาราจักรที่ห่างไกล เวลาเดินทางอาจเป็นเหตุให้ไม่มีมนุษย์ต่างดาวมาเยี่ยมโลก แต่อารยธรรมที่ก้าวหน้าพอก็อาจสามารถสังเกตเห็นได้แม้จากระยะไกล ๆ
แม้ถ้าหายากมาก ขนาดเอกภพก็ยังชี้ว่าควรจะมีอารยธรรมเช่นนี้ในประวัติของเอกภพ และเพราะสามารถตรวจจับได้เป็นระยะไกล ๆ ชั่วระยะเวลาพอสมควร จึงควรมีที่อยู่ในช่วงที่มนุษย์พอตรวจจับได้
ยังไม่ชัดเจนว่าความขัดแย้งเช่นนี้มากหรือน้อยกว่าเมื่อพิจารณาเพียงแค่ดาราจักรของเรา หรือเมื่อพิจารณาเอกภพทั้งหมด

 ข้อวิจารณ์เชิงตรรกะ 
ปฏิทรรศน์ของแฟร์มีถูกวิจารณ์ว่าใช้อย่างไม่สมควร
ตามงานปี 1985 ถ้าเขียนปฏิทรรศน์ใหม่ด้วย modal logic ก็จะไม่เหลือความขัดแย้ง

 ประวัติและชื่อ 
ในปี 1950 เมื่อยังทำงานอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอส (Los Alamos National Laboratory) แฟร์มีคุยกับเพื่อนร่วมงาน (รวมทั้ง เอ็ดเวิร์ด เทลเลอร์) เมื่อกำลังเดินไปทานอาหารกลางวัน
เรื่องยูเอฟโอกับเรื่องการ์ตูน
ที่ทะเล้น ๆ โทษมนุษย์ต่างดาวเรื่องถังขยะของเมืองที่หายไป
แม้จะได้เปลี่ยนไปคุยเรื่องอื่น แต่ในช่วงกำลังทานอาหาร แฟร์มีได้อุทานว่า พวกเขาอยู่ที่ไหน
เทลเลอร์จำได้ว่า คำถามนี้ทำให้ทุกคนหัวเราะเพราะแปลกดีว่า แม้อยู่ดี ๆ แฟร์มีก็ถามคำถามนี้ขึ้นมา แต่ทุกคนที่โต๊ะกินข้าวก็เข้าใจทันทีว่าเขากำลังพูดถึงสิ่งมีชีวิตนอกโลก
เพื่อนอีกคนหนึ่ง (Herbert York) จำได้ว่า แฟร์มีต่อจากนั้นได้คำนวณค่าความน่าจะเป็นของการมีดาวเคราะห์เช่นกับโลกและของสิ่งมีชีวิต ความเป็นไปได้ของการเกิดและการดำรงอยู่ของอารยธรรมที่มีเทคโนโลยีซึ่งก้าวหน้าเป็นต้น แล้วสรุปว่า โลกน่าจะมีมนุษย์ต่างดาวมาเยี่ยมตั้งนานแล้วและหลายครั้งแล้ว

แม้ชื่อของแฟร์มีจะเป็นชื่อของปฏิทรรศน์ แต่เขาไม่ใช่บุคคลแรกที่ถามคำถามนี้
เช่น นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียได้กล่าวถึงเรื่องนี้ในเอกสารที่ไม่ได้เผยแพร่ตั้งแต่ปี 1933 แล้วTsiolkovsky, K, 1933, The Planets are Occupied by Living Beings, Archives of the Tsiolkovsky State Museum of the History of Cosmonautics, Kaluga, Russia. See original text in Russian Wikisource.
เขาได้ให้ข้อสังเกตว่า "คนทั่วไปปฏิเสธว่ามีสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดที่ดาวเคราะห์ต่าง ๆ ของเอกภพ" 
เพราะ "1. ถ้าสิ่งมีชีวิตเช่นนี้มี ก็ควรจะได้มาเยี่ยมโลกเราแล้ว และ 2. ถ้าอารยธรรมเช่นนี้มี ก็จะแสดงร่องรอยให้เราเห็น"
แม้นี่ฟังดูไม่ใช่ปฏิทรรศน์สำหรับคนอื่น ๆ ผู้อาจคิดว่าข้อความนี้แสดงนัยว่า ไม่มีมนุษย์ต่างดาว แต่ก็เป็นปฏิทรรศน์สำหรับผู้เขียนผู้เชื่อเรื่องสิ่งมีชีวิตนอกโลกและการเดินทางในอวกาศอย่างจริงจัง
ดังนั้น เขาจึงเสนอสมมติฐานสวนสัตว์ (zoo hypothesis) ที่คาดว่า มนุษย์ยังไม่พร้อมให้สิ่งมีชีวิตเช่นนี้ติดต่อ
แต่แม้นักวิทยาศาสตร์ผู้นี้เองก็อาจไม่ใช่คนแรกที่กล่าวถึงปฏิทรรศน์ เพราะเขาได้อ้างอิงคนอื่น ๆ ที่ได้ปฏิเสธการมีอารยธรรมนอกโลก

ต่อมาในปี 1975 นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ไมเคิล ฮาร์ต ได้ตีพิมพ์งานตรวจสอบปฏิทรรศน์นี้อย่างละเอียด
ซึ่งได้กลายเป็นแหล่งอ้างอิงทางงานวิจัยในเรื่องนี้ซึ่งบางครั้งเรียกว่า ปฏิทรรศน์ของแฟร์มี-ฮาร์ต ()
คนอื่น ๆ อาจชอบชื่อนี้เพราะ "แม้แฟร์มีจะได้เครดิตว่า ถามคำถามนี้เป็นคนแรก แต่ฮาร์ตก็เป็นคนแรกที่วิเคราะห์ปัญหาอย่างละเอียดแล้วแสดงว่า ปัญหาแก้ไม่ได้ง่าย ๆ และก็เป็นคนแรกที่ตีพิมพ์ผลงานของตน"
ส่วนนักเขียนอีกท่านหนึ่งอ้างว่า คำว่า ปฏิทรรศน์ของแฟร์มี เป็นชื่อไม่เหมาะสม เพราะเรื่องนี้ไม่ใช่ปฏิทรรศน์ด้วย ไม่ควรให้เครดิตแฟร์มีด้วย
แต่ชอบชื่อ อาร์กิวเมนต์ของฮาร์ต-ทิปเลอร์ () เพราะให้เครดิตฮาร์ตว่าเป็นผู้เริ่มต้น และให้เครดิตนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันแฟรงก์ เจ. ทิปเลอร์ ว่าช่วยต่อยอดอาร์กิวเมนต์นี้

ชื่ออื่น ๆ ที่คล้ายกับคำถามของแฟร์มี (คือ พวกเขาอยู่ที่ไหน) รวมทั้ง Great Silence (ความเงียบอย่างมหันต์)
และ silentium universi (ความเงียบของเอกภพ)
แม้คำเหล่านี้จะกล่าวถึงเพียงแค่ส่วนเดียวของปฏิทรรศน์ คือความไม่มีหลักฐานว่ามีอารยธรรมอื่น

 สมการของเดรก 
สมการของเดรก (Drake equation) มีหลักทฤษฎีที่สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปฏิทรรศน์นี้
นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวอเมริกันแฟรงก์ เดรก ได้คิดสมการนี้ขึ้นในปี 1961 เพื่อประเมินค่าความน่าจะเป็นหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการมีสิ่งมีชีวิตนอกโลก
เป็นการพิจารณาอัตราการเกิดดาวฤกษ์ในดาราจักร,
เศษส่วนของดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์และจำนวนดาวเคราะห์ที่สิ่งมีชีวิตสามารถอยู่ได้,
เศษส่วนของดาวเคราะห์เช่นนั้นที่เกิดสิ่งมีชีวิต,
เศษส่วนดาวเคราะห์ที่เกิดสิ่งมีชีวิตซึ่ง "ชาญฉลาด",
เศษส่วนสิ่งมีชีวิตที่มีเทคโนโลยีซึ่งสามารถตรวจจับได้
และระยะเวลาที่สามารถตรวจจับอารยธรรมเช่นนี้ได้
ปัญหาหลักของสมการก็คือพจน์ 4 อย่างหลังไม่มีข้อมูลโดยประการทั้งปวง ทำให้ประเมินคำตอบของสมการโดยไม่เดาไม่ได้

ทั้งคนมองโลกในแง่ดีและแง่ร้ายได้ใช้สมการเดรกเหมือนกันโดยได้ผลที่ต่างกันมาก

งานประชุมทางวิทยาศาสตร์แรกเรื่องการค้นหาสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญานอกโลก (SETI) ซึ่งมีผู้เข้าร่วม 10 คนรวมทั้งแฟรงก์ เดรก และคาร์ล เซแกน คาดว่า น่าจะมีอารยธรรมระหว่าง 1,000-100,000,000 แห่งภายในดาราจักรทางช้างเผือก
แต่แฟรงก์ ทิปเลอร์ และนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษจอห์น ดี. บาร์โรว์ ก็ได้ใช้ค่าตัวแปรที่มองโลกในหลายแง่ แล้วคาดว่าจำนวนอารยธรรมโดยเฉลี่ยในดาราจักรหนึ่ง ๆ น้อยกว่า 1 มาก

 ข้อมูลการทดลอง 
ส่วนสองส่วนของปฏิทรรศน์นี้มีหลักฐานการทดลอง คือมีดาวเคราะห์จำนวนมากที่สิ่งมีชีวิตอาจอยู่ได้ 
และไม่มีหลักฐานว่ามีสิ่งมีชีวิตอื่นนอกโลก
ส่วนแรกแม้เป็นเพียงแค่ข้อสมมุติในสมัยของแฟร์มีเอง แต่ปัจจุบันได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเป็นพัน ๆ ดวงแล้ว และมีแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่พยากรณ์ว่ามีดาวเคราะห์ที่อยู่ได้เป็นพัน ๆ ล้านดวงในดาราจักรทางช้างเผือก

ส่วนที่สองของปฏิทรรศน์ก็คือ ไม่มีหลักฐานว่ามีสิ่งมีชีวิตนอกโลก ก็เป็นประเด็นงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่กำลังทำอยู่
รวมทั้งการพยายามหาตัวบ่งชี้สิ่งมีชีวิต
และการพยายามหาสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาโดยตรง
ซึ่งได้เริ่มมาตั้งแต่คริสต์ทศวรรษ 1960 และปัจจุบันก็มีงานที่ยังทำอยู่ดูตัวอย่างที่
 SETI Institute, The Harvard SETI Home Page 
 The Search for Extra Terrestrial Intelligence at Berkeley

 ดาราศาสตร์และเซติ (SETI) 
ภาพแสดงมนุษย์เล็กสีเขียว (little green man) จากดาวอังคารในหนังสือนิยายวิทยาศาสตร์ Martians, Go Home
แม้ปกตินักดาราศาสตร์จะไม่หาสิ่งมีชีวิตนอกโลก พวกเขาก็ได้พบเหตุการณ์ที่เบื้องต้นไม่สามารถอธิบายได้ยกเว้นสมมุติว่ามีอารยธรรมที่ชาญฉลาดเป็นเหตุ
ยกตัวอย่างเช่น เมื่อค้นพบพัลซาร์ PSR B1919+21 ในปี 1967 พวกเขาตั้งชื่อมันว่า มนุษย์เล็กสีเขียว (little green man) เพราะพัลส์รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มันส่งซ้ำเป็นรอบ ๆ ตามเวลาอย่างแม่นยำ
แต่ในทุกกรณี ต่อมาก็สามารถหาคำอธิบายอื่นได้โดยไม่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาด เช่น พัลซาร์เป็นปรากฏการณ์เนื่องกับดาวนิวตรอน
ถึงกระนั้น ก็ยังมีโอกาสพบร่องรอยเทคโนโลยีของสิ่งมีชีวิตเช่นนั้นอยู่

ตัวอย่างร่องรอยที่เสนอรวมทั้งการขุดเหมืองแร่บนดาวเคราะห์น้อยที่ย่อมเปลี่ยนรูปร่างลักษณะของแถบดาวเคราะห์น้อยที่โคจรรอบดวงดาว
หรือเส้นสเปกตรัมเพราะการทิ้งกากกัมมันตรังสีใส่ดวงดาว
ตัวอย่างจริงที่ยังคงไม่มีคำอธิบายตามธรรมชาติที่น่าเชื่อถือ ก็คือเส้นโค้งแสงจากดาว KIC 8462852
แม้ในที่สุดก็น่าจะได้คำอธิบายตามธรรมชาติ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็กำลังตรวจสอบความเป็นไปได้ที่น้อยมากว่า มันเป็นร่องรอยเทคโนโลยีของมนุษย์ต่างดาว เช่น Dyson swarm

 การปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า 

โครงการต่าง ๆ ที่ค้นหาสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญานอกโลก (เซติ) มักใช้เครื่องตรวจวัดคลื่นวิทยุทางไกล (radio telescope)
เทคโนโลยีคลื่นวิทยุและสมรรถภาพในการสร้างเครื่องตรวจวัดคลื่นวิทยุทางไกล (radio telescope) สมมุติว่าเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ย่อมเกิดขึ้นในอารยธรรม
ซึ่งสร้างร่องรอยที่สามารถตรวจจับได้แม้จากระบบดาวอื่น ๆ 
ดังนั้น การสืบหาการปล่อยคลื่นวิทยุที่ไม่เกิดโดยธรรมชาติในอวกาศ อาจทำให้ค้นพบอารยธรรมของสิ่งมีชีวิตนอกโลกได้

ยกตัวอย่างเช่น สิ่งมีชีวิตนอกโลกที่เฝ้าสังเกตระบบสุริยะของเราอย่างละเอียด ก็จะสังเกตคลื่นวิทยุของดวงดาวแบบ G2 ที่แรงผิดปกติ เนื่องกับการถ่ายทอดอากาศของคลื่นโทรทัศน์และระบบโทรคมนาคม
และถ้าไม่พบเหตุทางธรรมชาติที่ชัดเจน ผู้เฝ้าสังเกตอาจอนุมานได้ว่า มีอารยธรรมที่อาศัยอยู่บนดาวเคราะห์
แต่ก็ควรสังเกตว่า เครื่องตรวจวัดคลื่นวิทยุทางไกลที่ไวสุดในโลกปัจจุบันจะไม่สามารถตรวจจับสัญญาณวิทยุที่ไม่ส่งเฉพาะที่ (non-directional) แม้แค่ระยะส่วนหนึ่งของปีแสง ดังนั้น จึงยังเป็นเรื่องไม่แน่นอนว่าอารยธรรมนอกโลกจะสามารถตรวจจับคลื่นวิทยุจากโลกได้หรือไม่

สัญญาณเช่นนี้อาจเป็นเรื่องบังเอิญ คือเกิดจากการใช้ชีวิตปกติของคนในอารยธรรม หรืออาจเป็นความพยายามที่เฉพาะเจาะจงเพื่อสื่อสาร ดังที่ส่งในข้อความอาเรซีโบจากโลกในปี 1974
นักดาราศาสตร์และศูนย์/หอสังเกตการณ์ได้พยายามและกำลังพยายามตรวจจับหลักฐานเช่นนี้ โดยมากผ่านการดำเนินการของเซติ
แต่การสืบหาเช่นนี้เป็นเวลาหลายทศวรรษก็ยังไม่เคยพบสัญญาณวิทยุที่แรงผิดปกติหรือเกิดซ้ำ ๆ เพื่อสื่อความหมาย

 การตรวจดูดาวเคราะห์โดยตรง 
350px|thumb| ภาพรวมของโลกตอนกลางคืน สร้างจากข้อมูลดาวเทียมของ Defense Meteorological Satellite Program ซึ่งเบื้องต้นเป็นโครงการเก็บข้อมูลอุตุนิยมวิทยาของกระทรวงกลาโหมสหรัฐ แสดงแสงไฟประดิษฐ์ของอารยธรรมมนุษย์ที่สามารถตรวจจับได้จากอวกาศ 
การตรวจจับและการจัดหมวดหมู่ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเป็นสาขาย่อยสาขาหนึ่งที่ดำเนินการอยู่ของดาราศาสตร์ ซึ่งได้ค้นพบดาวเคราะห์คล้ายโลกดวงแรกภายในระยะจากดวงดาวที่อยู่อาศัยได้ในปี 2007
ฺวิธีการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบที่ละเอียดขึ้น และวิธีการตรวจจับจากอวกาศ (เช่น หอสังเกตการณ์อวกาศเคปเลอร์ที่ปล่อยในอวกาศในปี 2009) ก็เริ่มพบและให้รายละเอียดของดาวเคราะห์ขนาดใกล้ ๆ โลก และตรวจดูว่า อยู่ภายในระยะจากดวงดาวที่สามารถอาศัยอยู่ได้หรือไม่
ฺวิธีที่ละเอียดขึ้นเช่นนี้ อาจทำให้รู้เพิ่มขึ้นว่า ดาวเคราะห์ที่อาจอยู่ได้สามัญเพียงแค่ไหน

 คาดการณ์เรื่องเครื่องสำรวจดวงดาว 
เครื่องสำรวจดวงดาวที่ผลิตตนเองซ้ำได้ (self-replicating probe คือ Von Neumann probe) สามารถใช้สำรวจดาราจักรขนาดทางช้างเผือกเร็วสุดไม่เกินล้านปี
ถ้ามีอารยธรรมเพียงแค่แห่งเดียวในทางช้างเผือกที่ทำเช่นนี้ เครื่องสำรวจเช่นนี้ก็จะอาจกระจายไปทั่วดาราจักร

การติดต่อกับมนุษย์ต่างดาวอีกอย่างหนึ่งที่คาดได้ก็คือ เครื่องสื่อสารอัตโนมัติข้ามดวงดาว (Bracewell probe)
เครื่องโดยสมมุติเช่นนี้ เป็นยานอวกาศอัตโนมัติซึ่งเล็งสืบหาและสื่อสารกับอารยธรรมมนุษย์ต่างดาว (เทียบกับ Von Neumann probe ซึ่งปกติใช้สำรวจล้วน ๆ)
เป็นทางเลือกแทนการติดต่อที่ขึ้นอยู่กับความเร็วแสงระหว่างเพื่อนบ้านที่อยู่ห่างกันมาก
คือแทนที่จะทนความชักช้าระยะยาวที่เป็นปัญหาของการติดต่อทางวิทยุ ก็จะส่งเครื่องที่มีระบบปัญญาประดิษฐ์เพื่อหาอารยธรรมนอกโลกแล้วสื่อสารกับพวกเขาในระยะใกล้ ๆ
ข้อมูลที่เครื่องเช่นนี้ค้นพบก็ยังต้องส่งกลับบ้านโดยอาศัยความเร็วแสง แต่การสื่อสารเพื่อเก็บข้อมูลสามารถทำได้ในเวลาจริง

 การสืบหาเครื่องจักรของมนุษย์ต่างดาว 
การสำรวจสุริยจักรวาลของมนุษย์ยังไม่เคยแสดงหลักฐานว่ามีมนุษย์ต่างดาวหรือเครื่องจักรของพวกเขาเคยมาเยี่ยม
การสำรวจระบบสุริยะโดยละเอียดในบริเวณที่มีทรัพยากรมาก ก็ยังอาจแสดงหลักฐานการสำรวจของมนุษย์ต่างดาวดังที่ว่า
แต่พื้นที่/ปริภูมิทั้งหมดของระบบสุริยะก็ใหญ่สุด ๆ และตรวจสอบได้ยาก
ความพยายามส่งสัญญาณกับ เรียกร้องความสนใจจาก หรือเริ่มการทำงานของเครื่องสื่อสารอัตโนมัติ (Bracewell probe) ใกล้ ๆ โลกก็ยังไม่เคยสำเร็จผล

 คาดการณ์เรื่องโครงสร้างขนาดใหญ่เป็นดวงดาว 
โครงสร้างสมมุติรูปแบบหนึ่งของ Dyson sphere
สิ่งประดิษฐ์ขนาดใหญ่เช่นนี้ย่อมเปลี่ยนสเปกตรัมของดวงดาวอย่างมาก
ในปี 1959 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ-อเมริกันฟรีแมน ไดสัน ได้ให้ข้อสังเกตว่า อารยธรรมใหม่ ๆ ของมนุษย์ทุกแห่งล้วนใช้พลังงานมากขึ้น และดังนั้น จึงคาดว่า อารยธรรมหนึ่ง ๆ อาจพยายามดักจับพลังงานส่วนมากของดวงดาว
แล้วจึงเสนอว่า วงกลมไดสัน (Dyson sphere) อาจเป็นวิธีหนึ่งที่ทำได้ เป็นเปลือกหรือกลุ่มวัตถุที่ล้อมดวงดาวเพื่อดักจับและใช้พลังงานแสงมากที่สุดเท่าที่จะทำได้

วิศวกรรมในระดับดาราศาสตร์เช่นนี้ย่อมเปลี่ยนสเปกตรัมที่สังเกตได้ของดวงดาวไปอย่างมาก คือเปลี่ยนเส้นสเปกตรัมของบรรยากาศของดวงดาว ไปเป็นของ black body radiation
ไดสันคาดว่า อารยธรรมที่ก้าวหน้าอาจตรวจจับได้ด้วยการตรวจหาสเปกตรัมของดวงดาวที่แปรไป

มีการหาหลักฐานว่ามีวงกลมไดสันที่เปลี่ยนสเปกตรัมของดวงดาวหรือไม่
แต่การตรวจงดูดาราจักรเป็นพัน ๆ โดยตรงก็ไม่พบหลักฐานที่ชัดแจ้งของสิ่งประดิษฐ์เช่นนี้ หรือการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น
ในเดือนตุลาคม 2015 คาดว่าวงกลมไดสันอาจเป็นเหตุของเส้นโค้งแสงจากดาว KIC 8462852 ที่ยังไม่มีคำอธิบายตามธรรมชาติที่น่าเชื่อถือ เป็นข้อมูลที่ได้จากหอสังเกตการณ์อวกาศเคปเลอร์
แต่นักวิทยาศาสตร์ที่ค้นพบปรากฏการณ์ก็ไม่เชื่อถือคำอธิบายนี้ เพราะไม่สามารถอธิบายความสลัวของแสงได้ทั้งหมด และเป็นคำอธิบายที่ตัดออกได้ด้วยหลักมีดโกนอ็อกคัม แต่ก็ยังเป็นสมมติฐานที่จะตรวจสอบอยู่เพราะสามารถพิสูจน์ว่าเป็นเท็จได้

 คำอธิบายปฏิทรรศน์โดยคาดการณ์ 
 สิ่งมีชีวิตนอกโลกมีน้อยหรือไม่มีเลย 

ผู้ที่คิดว่าสิ่งมีชีวิตนอกโลกที่ชาญฉลาดแทบจะเป็นไปไม่ได้ อ้างว่า สถานภาพที่จำเป็นให้วิวัฒนาการของชีวิตเกิดขึ้น หรืออย่างน้อยให้เกิดสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่ซับซ้อน มีน้อยมากหรือว่ามีแต่ในโลก
ตามสมมติฐานโลกมีน้อย (Rare Earth hypothesis) เช่นนี้ซึ่งปฏิเสธหลักความเป็นธรรมดา สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ซับซ้อนก็จะจัดว่า แปลกมาก

สมมติฐานโลกมีน้อยอ้างว่า วิวัฒนาการให้เกิดสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่ซับซ้อนจะต้องมีเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่จัดว่าโชคดีมาก เช่น เป็นเขตดาราจักรที่อยู่ได้, มีดวงดาวที่เป็นศูนย์และระบบดาวเคราะห์ที่มีลักษณะโดยเฉพาะ, มีเขตรอบดวงดาวที่อยู่ได้, มีดาวเคราะห์คล้ายโลกที่มีขนาดถูกต้อง, มีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เช่น ดาวพฤหัสบดี และมีดวงจันทร์/ดาวบริวารขนาดใหญ่ เพื่อป้องกันอุกกาบาต, มีแม็กนีโตสเฟียร์และการแปรสัณฐานแผ่นธรณีภาค, มีสภาพทางเคมีของธรณีภาคที่เหมาะสม, มีบรรยากาศที่เหมาะสม, มีมหาสมุทรที่เหมาะสม, มีกระบวนการกระตุ้นวิวัฒนาการ (evolutionary pump) เช่นการเกิดยุคน้ำแข็งและการวิ่งกระทบของสะเก็ดดาว และมีภาวะต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดเซลล์แบบยูแคริโอต การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ และการระเบิดเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตคล้ายเหตุการณ์ Cambrian explosion

 ไม่มีสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดอื่น 
เป็นไปได้ว่า ถ้าแม้สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนจะสามัญ แต่สติปัญญา (และดังนั้น อารยธรรม) อาจจะไม่สามัญ
แม้จะมีเทคนิคที่อาจตรวจจับดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิตไกล ๆ ได้โดยไม่ต้องอาศัยร่องรอยของเทคโนโลยี
แต่ก็ไม่มีแบบใด ๆ ที่สามารถบอกได้ว่าสิ่งมีชีวิตนั้นชาญฉลาดหรือไม่

 สิ่งมีชีวิตนอกโลกที่ชาญฉลาดอาจไม่มีเทคโนโลยีที่ก้าวหน้า 
แม้สิ่งมีชีวิตนอกโลกที่ชาญฉลาดอาจมี แต่ก็อาจยังไม่ก้าวหน้าทางเทคโนโลยีพอที่จะสื่อสารได้
เหมือนกับสิ่งมีชีวิตที่ไม่ชาญฉลาด อารยธรรมเช่นนี้ยังตรวจจับได้ยาก
คนที่ไม่ค่อยเชื่อมักคิดว่า อารยธรรมที่มีเทคโนโลยีก้าวหน้าน่าจะหาได้ยากในเอกภพ เพราะประวัติของโลกมีเพียงแค่สปีชีส์เดียวที่ได้ก้าวหน้าจนบินไปในอวกาศได้ และใช้คลื่นวิทยุได้

 สิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดจะทำลายตนเองโดยธรรมชาติ 

นี่เป็นอาร์กิวเมนต์ว่า อารยธรรมที่มีเทคโนโลยีก้าวหน้าอาจทำลายกวาดล้างตัวเองเป็นปกติหรืออย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ก่อนหรือหลังจากพัฒนาเทคโนโลยีคลื่นวิทยุหรือการบินไปในอวกาศ
วิธีการทำลายล้างตัวเองมีหลายอย่าง Chapters 36–39.
รวมทั้งสงคราม การปนเปื้อนหรือทำลายสิ่งแวดล้อมโดยไม่ได้ตั้งใจ การหมดทรัพยากร การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
หรือปัญญาประดิษฐ์ที่ออกแบบไม่ดี

แนวคิดทั่วไปเช่นนี้ได้ใช้ทั้งในนิยายวิทยาศาสตร์และสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์
ในปี 1966 คาร์ล เซแกนและเพื่อนร่วมเขียนหนังสือนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวรัสเซียคาดว่า อารยธรรมที่มีเทคโนโลยีก้าวหน้าถ้าไม่มักทำลายตัวเองภายในศตวรรษที่สร้างเทคโนโลยีสื่อสารข้ามดวงดาว ก็จะสามารถคุมแนวโน้มที่จะฆ่าตัวเองแล้วรอดชีวิตได้เป็นพัน ๆ ล้านปี

 สิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดจะฆ่าสัตว์อื่นโดยธรรมชาติ 
สมมติฐานอีกอย่างหนึ่งก็คือ สิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาและมีเทคโนโลยีในระดับหนึ่งจะทำลายสปีชีส์ที่ชาญฉลาดอื่น ๆ เมื่อพบพวกมัน
วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ได้จินตนาการว่าอาจมีอะไรบางสิ่งหรือมีมนุษย์ต่างดาวบางพวก ที่กำลังฆ่าสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดอื่น ๆ ในเอกภพ
เพราะต้องการขยายแหล่งที่อยู่อาศัย เพราะความหวาดระแวง หรือเพราะความดุร้าย
มีนักจักรวาลวิทยาที่อ้างว่า พฤติกรรมเช่นนี้รอบคอบ เพราะสปีชีส์ที่มีสติปัญญาและได้ข้ามพ้นปัญหาฆ่าตัวเองได้แล้ว อาจมองการขยายแหล่งที่อยู่ของสปีชีส์อื่นว่าเป็นอันตราย
มีการเสนอด้วยว่า สปีชีส์สิ่งมีชีวิตนอกโลกที่รอดชีวิตมาได้จะต้องเป็นสปีชีส์ยอดนักล่า (superpredator) เหมือนกับมนุษย์

 การสูญพันธ์เป็นระยะเพราะเหตุการณ์ธรรมชาติ 
สิ่งมีชีวิตใหม่ ๆ อาจสูญพันธ์ไปอย่างสามัญเพราะโลกของมันร้อนขึ้นหรือเย็นลงอย่างควบคุมไม่ได้
บนโลกของเรา มีเหตุการณ์สูญพันธุ์ครั้งใหญ่ ๆ ที่ได้ฆ่าสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนโดยมากในเวลานั้น
การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุด
เหตุการณ์เหล่านี้เชื่อว่ามีเหตุจากการวิ่งกระทบโลกของอุกกาบาตขนาดใหญ่ การระเบิดภูเขาไฟครั้งใหญ่ หรือเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ เช่น แสงวาบรังสีแกมมา (gamma-ray burst)
อาจเป็นไปได้ว่า เหตการณ์เช่นนี้สามัญทั่วเอกภพและฆ่าสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดเป็นระยะ ๆ หรืออย่างน้อยก็ทำลายอารยธรรม ก่อนที่จะสามารถพัฒนาเทคโนโลยีที่สื่อสารกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ นอกโลกตัวเองได้

 สมมติฐานเอกภพมีจำนวนเฟ้อ 
นักจักรวาลวิทยาอัลแลน กูธ เสนอการแก้ปัญหาของแฟร์มีด้วยแนวคิดทาง multiverse
เป็นสมมติฐานที่สมมุติว่ามี synchronous gauge probability distribution โดยมีผลว่า เอกภพใหม่ ๆ จะมีมากกว่าเอกภพเก่า ๆ อย่างมหาศาล (เป็น e1037 เท่าทุก ๆ วินาที)
ดังนั้น เมื่อเฉลี่ยทั่วเอกภพทั้งหมด เอกภพเกือบทั้งหมดที่มีอารยธรรมก็จะมีเพียงแค่อารยธรรมเดียวคือที่เกิดเป็นแห่งแรก

แต่กูธก็ได้ให้ข้อสังเกตว่า นี่อาจจะเป็นเหตุผลว่าทำไมเซติจึงยังไม่พบสัญญาณจะอารยธรรมสิ่งมีชีวิตนอกโลก แต่เขาก็คิดว่ามันเป็นไปได้มากกว่าที่ synchronous gauge probability distribution ไม่ถูกต้อง

 อารยธรรมที่ชาญฉลาดอยู่ห่างกันตามปริภูมิหรือเวลา 
เป็นไปได้ว่า อารยธรรมที่มีเทคโนโลยีไม่ก้าวหน้าพอจะยึดครองดาราจักรมีอยู่ แต่อยู่ห่างเกินที่จะสื่อสารกันได้
ถ้าอารยธรรมสองแห่งห่างกันหลายพันปีแสง ก็เป็นไปได้ว่าอารยธรรมหนึ่ง ๆ หรือทั้งสองสูญพันธ์ก่อนที่จะสื่อสารกันได้
มนุษย์อาจพบอารยธรรมนอกโลกจริง ๆ แต่การสื่อสารจะเป็นไปไม่ได้เพราะห่างกันเกินไป
จึงมีการเสนอว่า การใช้เครื่องสื่อสารอัตโนมัติข้ามดวงดาว (Bracewell probe) จะแก้ปัญหานี้ได้เป็นบางส่วน
ในกรณีนี้ อย่างน้อย ๆ ฝ่ายหนึ่งก็จะสามารถได้ข้อมูลที่มีประโยชน์

อีกอย่างหนึ่ง อารยธรรมหนึ่ง ๆ อาจแพร่สัญญาณส่งความรู้ที่ตนมีทั้งหมด แล้วให้ผู้รับจัดการกับข้อมูลนั้นเอง
ซึ่งคล้ายกับข้อมูลที่ได้จากอารยธรรมโบราณ
มนุษย์สามารถส่งข้อมูลคล้ายกับที่ทำในข้อความอาเรซีโบ (Arecibo message) คือส่งข้อมูลเกี่ยวกับสปีชีส์ที่ชาญฉลาดในโลก แม้อาจจะไม่ได้รับคำตอบหรือไม่ได้เร็วพอก่อนที่จะไม่เหลือคนรับ
ยังเป็นไปด้วยว่า อาจมีหลักฐานทางโบราณคดีของอารยธรรมในอดีตที่สามารถตรวจจับได้จากอวกาศในระยะทางไกล ๆ

คาร์ล เซแกนกับผู้ร่วมเขียนหนังสือยังเสนอด้วยว่า ถ้ามีอารยธรรมอื่นที่กำลังส่งข้อมูลหรือส่งเครื่องสำรวจ 
สัญญาณหรือเครื่องสำรวจที่ว่ายังอาจมาไม่ถึง
แต่ผู้ไม่เห็นด้วยก็ให้ข้อสังเกตว่า เป็นไปได้น้อย เพราะนี่สมมุติว่า ความก้าวหน้าของมนุษย์เกิดขึ้นในเวลาที่พิเศษมาก คือในขณะที่ดาราจักรทางช้างเผือกกำลังเปลี่ยนสถานะจากไม่มีใคร ๆ ไปเป็นมีอารยธรรมจำนวนมาก
เพราะนี่เป็นช่วงเวลาที่สั้นมากตามกาลของดาราจักรถ้าใช้ข้อสมมุติและค่าการคำนวณธรรมดา ๆ ดังนั้น โอกาสว่าเราอยู่ในช่วงเวลาที่ดาราจักรกำลังเปลี่ยนสถานะมีน้อยมาก

 ไม่มีทรัพยากรเพื่อขยายที่อยู่ไปทั่วดาราจักร 
ความสามารถในการไปยึดครองระบบสุริยะอื่น ๆ จะขึ้นอยู่กับการเดินทางไปที่ระบบดวงดาวอื่นได้
แม้ความรู้ทางฟิสิกส์ปัจจุบันจะกันว่า ไม่สามารถเดินทางไวกว่าแสงได้
แต่ก็ไม่จำกัดการสร้างยานเดินทางข้ามดวงดาวที่ไป "ช้า ๆ" แม้วิศวกรรมที่จำเป็นก็ยังเกินสมรรถภาพของมนุษย์ในปัจจุบัน
นี้เป็นฐานของแนวคิดว่า เครื่องสำรวจดวงดาวที่ผลิตตนเองซ้ำได้ (Von Neumann probe) 
และเครื่องสื่อสารอัตโนมัติข้ามดวงดาว (Bracewell probe) ที่อาจพบ สามารถเป็นหลักฐานของสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดนอกโลกได้

แต่ก็เป็นไปได้ด้วยว่า ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันยังไม่สามารถบอกได้ว่า การเข้ายึดครองระบบสุริยะต่าง ๆ มีค่าใช้จ่ายเท่าไรหรือเป็นไปได้หรือไม่
ข้อจำกัดจริง ๆ อาจยังไม่ปรากฏ และทรัพยากรเพื่อทำกิจเช่นนั้นอาจมากจนกระทั่งว่า ไม่มีอารยธรรมใด ๆ ที่สามารถทำได้
แม้ถ้าการเดินทางระหว่างดวงดาวและการเข้ายึดครองระบบดาวอื่นอาจเป็นไปได้ แต่ก็อาจยากจนกระทั่งต้องเป็นตามรูปแบบของ percolation theory
คือ การสร้างอาณานิคมในระบบอื่น ๆ จะไม่แพร่กระจายกระทำอย่างรวดเร็ว แต่จะเป็นไปในรูปแบบไม่สม่ำเสมอที่ค่อย ๆ "ซึม" ออกเรื่อย ๆ ซึ่งในที่สุดก็จะช้าหรือหยุดลงเนื่องจากค่าใช้จ่ายมหาศาล และเนื่องจากความคาดว่า อาณานิคมใหม่ ๆ ที่สร้างขึ้นในที่สุดก็จะมีวัฒนธรรมและอารยธรรมเป็นของตนเอง
การสร้างอาณานิคมจึงค่อย ๆ กระจายแบบเกาะกลุ่ม ดังนั้น ณ เวลาจุดใดจุดหนึ่ง ก็จะมีเขตขนาดมหาศาลที่ยังว่างเปล่า

 การส่งหน่วยงานที่ชาญฉลาดเพื่อการสำรวจถูกกว่า 
ถ้าสามารถสร้างโปรแกรม/หน่วยงานที่ชาญฉลาดในระดับมนุษย์ในเครื่องกลเช่นคอมพิวเตอร์ เช่น ตามแนวคิดที่พบในนิยายวิทยาศาสตร์คือการอัปโหลดจิตใจ (mind uploading) และส่งข้อมูลหน่วยงานเช่นนี้ไปได้ไกล ๆ แล้วสามารถดำเนินงานหน่วยงานนั้นต่อในเครื่องกลซึ่งอยู่ที่นั่น การเดินทางไปในที่ต่าง ๆ ในดาราจักรด้วยยานอวกาศ ก็อาจจะไม่คุ้มค่า
คือเมื่ออารยธรรมแรกสุดได้สำรวจและเข้ายึดครองดาราจักร และส่งเครื่องกลเช่นนี้ไปในระบบดาวต่าง ๆ เพื่อให้สำรวจได้ง่าย และเมื่ออารยธรรมต่อ ๆ มาได้ติดต่อกับอารยธรรมแรกได้แล้ว อารยธรรมต่อ ๆ มาก็อาจสำรวจดาราจักรได้ถูกกว่า เร็วกว่า และง่ายกว่าโดยส่งหน่วยงานอันชาญฉลาดเช่นนี้ ไปยังเครื่องกลในที่ต่าง ๆ ซึ่งอารยธรรมแรกได้สร้าง อันคาดว่าจะถูกกว่าการเดินทางด้วยยานอวกาศเป็น 108-1017 เท่า
แต่เพราะระบบดาวหนึ่ง ๆ จำเป็นต้องมีเครื่องกลเช่นนี้แค่เครื่องเดียว และการสื่อสารกับมันก็น่าจะกำหนดทิศทางอย่างเฉพาะเจาะจง (คือไม่ได้แพร่สัญญาณ) ใช้คลื่นความถี่สูงมาก และใช้แรงส่งต่ำสุด อุปกรณ์บนโลกก็จะตรวจจับสัญญาณเช่นนี้ได้ยาก

 มนุษยชาติยังไม่อยู่นานพอ 
สมรรถภาพของมนุษย์ในการตรวจจับสิ่งมีชีวิตนอกโลกที่ชาญฉลาด พึ่งเกิดขึ้นเมื่อไม่นาน คือตั้งแต่ปี 1937 ซึ่งได้ประดิษฐ์เครื่องตรวจวัดคลื่นวิทยุทางไกล 
คลื่นวิทยุก็เริ่มส่งเพียงตั้งแต่ปี 1895 
Homo sapiens เองก็เป็นสปีชีส์ที่มีอยู่เพียงไม่นานเมื่อเทียบกับธรณีกาล เป็นเพียงแค่เสี้ยวหนึ่งของอายุจักรวาล
ดังนั้น จึงเป็นไปได้ว่ามนุษย์ยังไม่มีอยู่นานพอที่มนุษย์ต่างดาวผู้มีสติปัญญาจะตรวจจับได้ "If ETI search for us just as we search for them, i.e. by scanning the sky at radio and optical wavelengths [...] the radiation that has been unintentionally leaking and intentionally transmitted from Earth may have already alerted any nearby ETI to our presence and may eventually alert more distant ETI. Once ETI become alerted to our presence, it will take at least as many years for us to realize that they know."

 เรารับฟังสัญญาณอย่างไม่ถูกต้อง 
นักวิจัยในโครงการเซติมีข้อสมมุติบางอย่างที่อาจทำให้พลาดรับสัญญาณที่มีอยู่แล้ว
ยกตัวอย่างเช่น มนุษย์ต่างดาวอาจส่งข้อมูลในอัตราที่สูงมากหรือต่ำมาก หรือใช้ความถี่ที่มนุษย์ไม่คุ้นเคย ทำให้แยกแยะสัญญาณสื่อสารจากสัญญาณที่เป็นเสียงรบกวนพื้นหลังไม่ได้
สัญญาณอาจมาจากระบบดาวที่ไม่ได้อยู่ในแถบลำดับหลัก (คือไม่ใช่ดาวแคระ) ซึ่งเราไม่ให้ความสำคัญ
เพราะโปรแกรมเซติในปัจจุบันสมมุติว่า สิ่งมีชีวิตนอกโลกจะอยู่รอบ ๆ ดาวคล้ายดวงอาทิตย์

ข้อท้าทายหลักก็คือขนาดปริภูมิที่ต้องสืบหาสัญญาณคลื่นวิทยุ (เท่ากับสืบหาสัญญาณจากเอกภพที่สังเกตได้) ทรัพยากรจำกัดที่โครงการเซติมี และความไวสัญญาณของอุปกรณ์ในปัจจุบัน
ยกตัวอย่างเช่น เซติประเมินว่า ถ้ามีเครื่องตรวจวัดคลื่นวิทยุทางไกลไวเท่ากับของหอสังเกตการณ์อาเรซีโบ 
สัญญาณโทรทัศน์และวิทยุจากโลกสามารถตรวจจับได้ภายในระยะเพียง 0.3 ปีแสง ซึ่งเป็นระยะแค่ 1/10 ระหว่างโลกกับดาวฤกษ์นอกระบบที่ใกล้สุด
สัญญาณจะตรวจจับได้ง่ายกว่าถ้าจำกัดให้มีแถบความถี่แคบ (narrowband) หรือสืบหาที่จุดโดยเฉพาะ ๆ ในท้องฟ้า
คือสามารถตรวจจับได้เป็นระยะหมื่น ๆ จนถึงแสน ๆ ปีแสง "A radio telescope in M13 operating at the transmission frequency, and pointed toward the Sun at the time the message arrives at the receiving site will observe a flux density from the message which will exceed the flux density of the Sun itself by a factor of roughly 107. Indeed, at that unique time, the Sun will appear to the receptors to be by far the brightest star of the Milky Way."

แต่นี่ก็หมายความว่า เครื่องตรวจจับจะต้องฟังสัญญาณในแถบความถี่ที่ถูกต้อง และอยู่ในเขตปริภูมิที่ถูกต้องใกล้กับเป้าหมายที่ส่งสัญญาณ
การสืบหาของเซติโดยมากสมมุติว่า อารยธรรมสิ่งมีชีวิตนอกโลกจะจงใจแพร่สัญญาณ เช่นที่มนุษย์ทำในข้อความอาเรซีโบ เพื่อให้คนอื่นหาเจอ

ดังนั้น เพื่อให้ค้นพบอารยธรรมนอกโลกด้วยคลื่นวิทยุที่ปล่อย ผู้สังเกตการณ์ในโลกจะต้องมีอุปกรณ์ที่ไวกว่านี้หรือโชคดี
คือสัญญาณวิทยุแถบความถี่กว้างที่เทคโนโลยีนอกโลกใช้ จะต้องแรงกว่าของมนุษย์มาก
หรือโปรแกรมบางโปรแกรมของเซติกำลังดักฟังสัญญาณที่ความถี่อันถูกต้องจากบริเวณอวกาศที่ถูกต้อง
หรือสิ่งมีชีวิตนอกโลกได้จงใจส่งสัญญาณมาในทิศทางของโลกโดยเฉพาะ

 อารยธรรมแพร่สัญญาณวิทยุที่ตรวจจับได้เพียงแค่ระยะสั้น ๆ 
เป็นไปได้ว่าอาจตรวจจับการปล่อยคลื่นวิทยุของสิ่งมีชีวิตนอกโลกได้เพียงแค่เป็นระยะเวลาสั้น ๆ ซึ่งลดโอกาสที่จะเจอ
คือปกติจะสมมุติว่า อารยธรรมในที่สุดก็จะก้าวหน้าขึ้นเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีอื่น "There is a specific time interval during which an alien civilization uses radio communications. Before this interval, radio is beyond the civilization's technical reach, and after this interval radio will be considered obsolete."
อย่างไรก็ดี แม้วิทยุจะไม่ใช้เพื่อการสื่อสาร แต่ก็อาจใช้เพื่อการอื่น เช่น การส่งพลังงานจากดาวเทียมเก็บพลังงานแสงอาทิตย์
ซึ่งก็ยังตรวจจับได้แม้หลังการแพร่สัญญาณการสื่อสารได้เปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีที่สังเกตได้ยากกว่าอื่น ๆ

อนึ่ง อารยธรรมสิ่งมีชีวิตนอกโลกอาจก้าวหน้าเกินกว่าที่จะแพร่สัญญาณในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าใด ๆ โดยประการทั้งปวงเพราะสื่อสารด้วยเทคโนโลยีที่มนุษย์ยังไม่เคยมี
นักวิทยาศาสตร์บางพวกคาดว่า อารยธรรมที่ก้าวหน้าอาจส่งสัญญาณทางนิวทริโน
ถ้ามีสัญญาณเช่นนี้จริง ๆ ก็อาจตรวจจับได้ด้วยเครื่องตรวจจับนิวทริโนที่กำลังสร้างเพื่อจุดประสงค์อื่น ๆ

 พวกเขามักจะแยกตัวอยู่ 
มีการเสนอว่า สิ่งมีชีวิตที่มีเทคโนโลยีก้าวหน้าบางพวกอาจเปลื้องกายของตนเอง คือสร้างสิ่งแวดล้อมประดิษฐ์เสมือนขนาดยักษ์ แล้วอัปโหลดจิตใจของตนเข้าไปอยู่ในสิ่งแวดล้อมเช่นนี้ จึงไม่ต้องสนใจเอกภพภายนอกอีกต่อไป

อาจเป็นไปได้ด้วยว่า สิ่งมีชีวิตเช่นนี้อาจจะไม่สนใจโลกภายนอกขึ้นเรื่อย ๆ
เป็นไปได้ว่า สังคมที่ก้าวหน้าพอจะพัฒนาการบันเทิงและสื่อที่ต้องตาต้องใจมาก ก่อนจะสามารถเดินทางไปในอวกาศ โดยสื่ออาจจะน่าสนใจกว่าความดิ้นรนเพื่อสำรวจอวกาศและสื่อสารกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เพราะง่ายกว่า
เมื่ออารยธรรมก้าวหน้าพอจะควบคุมสิ่งแวดล้อมรอบ ๆ ตนได้ และเทคโนโลยีสามารถสนองความต้องการของร่างกายได้ เทคโนโลยีทางสังคมและการบันเทิงรวมทั้งความจริงเสมือน คาดว่า จะกลายเป็นแรงผลักดันและแรงจูงใจหลักของอารยธรรมนั้น ๆ Chapter 15: "They Stay at Home and Surf the Web"

 แปลกเกินที่จะเข้าใจได้ 
เป็นไปได้ว่า สิ่งมีชีวิตนอกโลกแตกต่างกับสิ่งมีชีวิตในโลกมากกว่าที่นักทฤษฎีประเมิน
เช่น สิ่งมีชีวิตนอกโลกอาจไม่ต้องการสื่อสารกับมนุษย์
บางทีคณิตศาสตร์ของมนุษย์อาจไม่ใช้ร่วมกันทั่วไปกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
แต่นักวิชาการอื่นก็อ้างว่า นี่จะเป็นได้ก็แต่คณิตศาสตร์เชิงนามธรรม (abstract math) เท่านั้น เพราะคณิตศาสตร์ที่สัมพันธ์กับฟิสิกส์ต้องให้ผลคล้ายกัน

สรีระอาจเป็นตัวกั้นการสื่อสาร
คาร์ล เซแกนคาดว่า มนุษย์ต่างดาวอาจคิดได้ช้าหรือเร็วกว่ามนุษย์มาก
ดังนั้น การแพร่ข้อความของสิ่งมีชีวิตเช่นนั้นก็จะดูเหมือนกับเสียงรบกวนพื้นหลังที่เป็นไปโดยสุ่มสำหรับมนุษย์ จึงตรวจจับไม่ได้

แนวคิดอีกอย่างก็คือสิ่งมีชีวิตที่ก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในที่สุดก็จะเกิดภาวะเอกฐานทางเทคโนโลยี
แล้วเกิดวัฒนาการทางสังคมและทางเทคโนโลยีที่ไม่ต้องพึ่งสภาพทางชีววิทยา (postbiological evolution) อีกต่อไป
อารยธรรมสมมุติเช่นนี้ อาจก้าวหน้าเกินกว่าที่จะสื่อสารด้วยได้

 ทุกคนกำลังรับฟังอยู่ แต่ไม่มีใครส่งสัญญาณ 
อารยธรรมนอกโลกอาจมีเทคโนโลยีที่สามารถติดต่อกับโลก แต่กลับเพียงแค่รับฟังแทนที่จะส่งสัญญาณติดต่อ
ถ้าอารยธรรมทั้งหมดหรือแม้แต่โดยมากทำอย่างเดียวกัน ดาราจักรก็จะมีอารยธรรมมากมายที่ต้องการการติดต่อ แต่ทุกคนก็เพียงแต่ฟังและไม่มีใครส่งสัญญาณ
นี้ได้ชื่อว่า ปฏิทรรศน์เซติ (SETI Paradox)

ตัวอย่างอารยธรรมเดียวที่รู้จักก็คือของมนุษย์เอง ซึ่งไม่จงใจส่งสัญญาณยกเว้นเป็นครั้งเป็นคราว
และแม้การทำเป็นครั้งเป็นคราวเช่นนี้ โดยเฉพาะถ้าเพิ่มความพยายาม ก็สร้างความขัดแย้ง

ถ้าเราตรวจเจอสัญญาณ ก็ไม่แน่ว่าเราจะส่งสัญญาณตอบ 
นโยบายทางการของชุมชนเซติก็คือ
ไม่ควรส่งสัญญาณหรือหลักฐานว่ามีสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดจนกระทั่งได้ปรึกษาหารือกับนานาชาติ
แต่เพราะผลที่อาจเกิดเมื่อตอบสัญญาณ
ก็อาจหามติร่วมกันได้ยากมากว่า ใครเป็นผู้แทนของโลก และควรจะกล่าวอะไร

 ตั้งใจไม่ติดต่อโลก/สมมติฐานสวนสัตว์ 

สมมติฐานสวนสัตว์ (zoo hypothesis) ระบุว่า มีสิ่งมีชีวิตนอกโลกที่ชาญฉลาดจริง ๆ แต่ไม่ติดต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกเพื่อให้วิวัฒนาการเป็นไปตามธรรมชาติ
แต่สมมติฐานนี้ต้องมีเหตุจูงใจร่วมกันของสิ่งมีชีวิตนอกโลกทั้งหมด แม้เพียงแค่วัฒนธรรมหรืออารยธรรมเดียวที่ตัดสินใจไม่ทำตามกฎนี้ ก็ทำอะไรให้มนุษย์เห็นได้แล้ว การทำผิดกฎเช่นนี้มีโอกาสเพิ่มขึ้นตามจำนวนอารยธรรมที่ต้องมีเหตุจูงใจร่วมกัน

เมื่อใช้ข้อสมมุติทางดาราศาสตร์และชีววิทยาทั่วไป การวิเคราะห์ระยะเวลาในระหว่างการเกิดอารยธรรมในดาราจักรก็แสดงว่า อารยธรรมแรกสุดจะนำหน้าอารยธรรมต่อ ๆ มาอย่างมาก
ดังนั้น จึงอาจสามารถตั้งกฎเช่นนี้โดยบังคับหรือโดยกลายเป็นพฤติกรรมปกติในดาราจักร/ในเอกภพ ซึ่งเท่ากับการสร้างปฏิทรรศน์นี้อาศัยอิทธิพลทางวัฒนธรรมของผู้ก่อตั้งแม้จะไม่ได้ทำอะไรนอกเหนือจากนั้น

 โลกถูกแยกออกอย่างตั้งใจ/สมมติฐานท้องฟ้าจำลอง 
ไอเดียอีกอย่างหนึ่งที่คล้ายกับสมมติฐานสวนสัตว์ก็คือ ถ้าไกลออกจากโลกไปสักระยะหนึ่ง เอกภพที่รู้อาจเป็นความจริงเสมือน 
สมมติฐานท้องฟ้าจำลอง (planetarium hypothesis) นี้
คาดว่าสิ่งมีชีวิตนอกโลกได้สร้างเอกภพจำลองนี้ให้ปรากฏว่าไม่มีสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ

 การสื่อสารเป็นอันตราย 
อารยธรรมสิ่งมีชีวิตนอกโลกอาจรู้สึกว่า การสื่อสารเป็นอันตราย ไม่ว่าจะสำหรับพวกเขาหรือเรา
คือ เมื่ออารยธรรมต่าง ๆ ในโลกมาประสบกัน ผลมักจะเป็นความวิบัติของฝ่ายใดฝ่ายหนึ่ง ซึ่งอาจเป็นจริงสำหรับอารยธรรมระหว่างดวงดาวเช่นกัน
แม้การติดต่อกันในระยะไกล ๆ ก็อาจจะทำให้คอมพิวเตอร์ติดเชื้อได้
หรืออาจเปลี่ยนความคิดอย่างมีผลลบ
บางทีอารยธรรมที่รอบคอบอาจจะซ่อนตนไม่ใช่จากโลกเราเท่านั้น แต่จากทุก ๆ โลก เพราะกลัวว่าจะทำลายซึ่งกันและกัน

ปฏิทรรศน์ของแฟร์มีเอง หรือแนวคิดคล้าย ๆ กันที่มนุษย์ต่างดาวมี บางทีอาจเป็นเหตุผลที่อารยธรรมหนึ่ง ๆ เลี่ยงติดต่อกับผู้อื่นแม้จะไม่มีอุปสรรคใด ๆ
คือ จากมุมมองของอารยธรรมนั้น ๆ ตนไม่น่าจะเป็นอารยธรรมแรกที่พยายามติดต่อกับอารยธรรมอื่น ๆ 
อารยธรรมก่อน ๆ ที่พยายามติดต่อจึงต้องได้ประสบปัญหาถึงตายเพราะการติดต่อนั้น ๆ ดังนั้น ตนเองควรจะเลี่ยง
บางทีอารยธรรมทุก ๆ แห่งอาจเงียบไม่ส่งสัญญาณ เพราะมีเหตุผลที่ควรทำเช่นนั้น

 ทฤษฎีความจริงปลอม (Simulation Theory) 
คล้ายกับสมมติฐานท้องฟ้าจำลอง ทฤษฎีนี้ระบุว่า สิ่งที่เรารู้เห็นจริง ๆ เป็นความจริงปลอมที่มนุษย์ต่างดาวที่ฉลาดกว่าได้สร้างขึ้น
ซึ่งอาจทำโดยไม่รวมสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ นอกจากที่พบในโลก หรืออาจยังไม่ใส่มนุษย์ต่างดาวในความจริงปลอมนั้น
อาจเป็นไปได้ว่าเป็นมนุษย์ที่ฉลาดกว่าพวกเขาเอง และก็ยังไม่ได้ติดต่อกับสิ่งมีชีวิตนอกโลก

 มาแล้วแต่มองไม่เห็น 
เป็นไปได้ว่า อารยธรรมที่ก้าวหน้าพอสามารถเดินทางข้ามดวงดาว ได้มาเยี่ยมและสังเกตดูโลกของเราโดยที่ไม่ให้เรารู้เห็นได้

 มาแล้วแต่ยังไม่ยอมรับ 
ประชากรส่วนหนึ่งของโลกเชื่อว่า มียูเอฟโอ (วัตถุบินในอากาศที่ไม่สามารถระบุ) ซึ่งเป็นยานอวกาศที่มีมนุษย์ต่างดาวขับ
แม้สิ่งที่เคยเห็นโดยมากจะระบุไม่ได้หรือเป็นการตีความเหตุการณ์ธรรมชาติ/ธรรมดาผิด ๆ แต่ก็มีเหตุการณ์บางอย่างที่น่าประหลาดใจแม้หลังจากได้ตรวจสอบแล้ว
ความเห็นพ้องทางวิทยาศาสตร์ก็คือว่า แม้จะยังอธิบายไม่ได้ แต่ก็ไม่ได้เป็นหลักฐานว่ามีมนุษย์ต่างดาว/ยูเอฟโอที่น่าเชื่อถือ

โดยเช่นกัน อาจเป็นไปได้ว่า กลุ่มทำการเซติต่าง ๆ ไม่ยอมรายงานการตรวจพบร่องรอยของมนุษย์ต่างดาว หรือรัฐบาลได้สกัดสัญญาณ หรือเซ็นเซอร์รายงาน
เพราะเหตุทางความมั่นคงหรือทางเศรษฐกิจที่สืบเนื่องจากการใช้เทคโนโลยีนอกโลกที่ก้าวหน้า
มีการเสนอว่า การตรวจจับสัญญาณคลื่นวิทยุหรือเทคโนโลยีของมนุษย์ต่างดาวได้ อาจเป็นข้อมูลราชการที่ปิดลับเข้มสุด
สื่อข่าวได้นิยมกล่าวอย่างสามัญว่านี่เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นแล้ว
แต่นักวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องล้วนรายงานกลับกัน คือผู้สื่อข่าวมักได้ข้อมูลรั่วแล้วทำเป็นเรื่องน่าสนใจก่อนจะสามารถยืนยันว่าได้ค้นพบอะไรเช่นนั้นจริง ๆ

 ดูเพิ่ม 
 กำเนิดชีวิตจากสิ่งไร้ชีวิต
 ข้อปัญหาแฟร์มี
 สัญญาณว้าว!

 เชิงอรรถ 

 อ้างอิง 

 อ่านเพิ่มเติม 


 Ćirković, Milan   Why we downplay Fermi's paradox. Nautilus
 Ćirković, Milan The Great Silence: Science and Philosophy of Fermi's Paradox The Great Silence Oxford University Press





 แหล่งข้อมูลอื่น 

หมวดหมู่:ดาราศาสตร์ชีววิทยา
หมวดหมู่:ชีววิทยาดาราศาสตร์
หมวดหมู่:Extraterrestrial life
หมวดหมู่:สิ่งมีชีวิตนอกโลก
หมวดหมู่:Search for extraterrestrial intelligence
หมวดหมู่:Interstellar messages
หมวดหมู่:ปฏิทรรศน์ของแฟร์มี
ปฏิทรรศน์
หมวดหมู่:Unsolved problems in astronomy
หมวดหมู่:ปัญหาทางดาราศาสตร์ที่ยังแก้ไม่ได้