Fermi Paradox
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This document summarizes a model of galaxy colonization and tumor growth based on percolation and invasion processes. The model uses a single parameter β to represent the difficulty of diffusion/spreading, with higher β meaning greater difficulty. For subcritical values of β, civilizations/cancer cells exist but would never reach the Earth/healthy cells. Supercritical values lead to fractal-like patterns with gaps of all sizes. The model can explain Fermi's Paradox without assumptions about alien psychology and shows that colonization/growth is non-uniform, resembling the distribution of human settlements on Earth. While simple, the model could be expanded to consider additional realistic factors.
![Limitações do
modelo
• Limitações:
• Colônias ou células cancerígenas não morrem
Estrelas ou células não se movem
• Apenas uma civilização inicial ou célula
cancerígena inicial
• Colonização de curto alcance ou propagação sem
metástase
• Dificuldade de difusão 𝞫 não muda com o tempo
• Distribuição de barreiras P(E) é uniforme em [0.1]](https://image.slidesharecdn.com/efm2020-210609180340/85/Fermi-Paradox-17-320.jpg)
Fermi Paradox
- 1. Um modelo de colonização da Galáxia que também é um modelo de crescimento de tumores Osame Kinouchi, Emílio F. Galera, Guilherme R. Galanti
- 3. Se o universo está repleto de aliens... Onde está todo mundo?
- 4. Paradoxo de Fermi Se houvesse pelo menos uma civilização capaz de colonizar estrelas vizinhas, ela já teria tempo de colonizar totalmente a Galáxia. Para isso precisaria, em um cálculo conservador, de 10 a 100 milhões de anos, o que é muito pouco frente à idade da Galáxia Mas não fomos colonizados – logo civilizações colonizadoras não existem?
- 5. Uma tribo perdida na Amazônia poderia concluir, pelo Paradoxo de Fermi, que a civilização global não existe Mas ela estaria errada...
- 6. Stephen Webb: 13ª solution: Percolation The conclusion of Geofrey Landis is similar to one reached later by Osame Kinouchi, who points out that when one observes the nocturnal Earth from space the non-uniform distribution of human colonies — to say nothing about the perverse distribution of global wealth — be comes clear. One sees many human colonies — cities, in other words — but also vast uninhabited areas.
- 7. InternationalJournal ofAstrobiology Volume18, Issue4 August2019 , pp. 316-322 Invasionpercolationsolves Fermi Paradoxbut challengesSETIprojects
- 8. 13ªsolução,versãode Kinouchi: Percolaçãoporinvasão DavidWilkinson and JorgeFWillemsen, Invasion percolation: a newformofpercolation theory, J.Phys.A: Math.Gen. 16: 3365–3376(1983) O processo de colonização não é uniforme, mas corresponde a um processo de percolação (ou processo de ramificação) Se for subcrítico, civilizações existem mas nunca nos alcançarão Se critico, é um fractal com buracos de todos os tamanhos Se levemente supercrítico, ainda assim existiriam buracos muito grandes ATerra está em um desses grandes vazios
- 9. Brian Berkowitz and Robert P. Ewing, PercolationTheory and Network modeling Applications in soil physics Surveys in Geophysics 19: 23- 72 (1998).
- 10. Buracos de colonização de todos os tamanhos Knackstedt M., Paterson L. (2009) Invasion Percolation. In: Meyers R. (eds) Encyclopedia of Complexity andSystems Science.Springer, New York,NY
- 11. Probabilidade de colonização, invasão pelo tumor: p = exp(-𝞫E) De cima para baixo, 𝞫 aumenta (dificuldade de difusão)
- 12. Distribuição de tamanhos dos buracos ou regiões sem células cancerígenas para dificuldades de difusão 𝞫 = 10 e 𝞫 = 25
- 13. Densidade desistemas estelares colonizados em funçãodotempo,para diversosvalores de dificuldade dedifusão 𝞫 Densidade decélulas cancerígenas emfunçãodo tempo,paradiversos valores dedificuldade dedifusão 𝞫
- 15. Densidade dos aglomeradosde colonizaçãoou densidade dotumorem funçãoda dificuldade de difusão𝞫
- 16. Vantagens do modelo • Vantagens: • Simplicidade: apenas um parâmetro (𝞫) • Aparece uma escala de tempo • Explica Paradoxo de Fermi sem apelar para propriedades sociológicas hipotéticas (hipótese Zoo, singularidade de IA, desinteresse de colonização etc.)
- 17. Limitações do modelo • Limitações: • Colônias ou células cancerígenas não morrem Estrelas ou células não se movem • Apenas uma civilização inicial ou célula cancerígena inicial • Colonização de curto alcance ou propagação sem metástase • Dificuldade de difusão 𝞫 não muda com o tempo • Distribuição de barreiras P(E) é uniforme em [0.1]
- 18. Conclusões • Modelo simples mas que pode ser incrementado: • Simular em d = 3 • Introduzir taxas de morte para colônias ou células (radioterapia, quimioterapia etc.) • Iniciar com vários tumores • Introduzir metástase • Usar outras distribuições de barreiras P(E) • Modelar evolução da difusão • Hipótese: será que colonização e crescimento de tumores são processos criticamente auto-organizados (SOC)? Ou quase-SOC?
- 19. Agradecimentos