„Kwestia istnienia zaawansowanych cywilizacji w innych częściach wszechświata zawsze była zamglona przez trzy duże niewiadome w równaniu Drake'a” - mówi Adam Frank, profesor fizyki i astronomii na Uniwersytecie w Rochester. „Od dawna wiemy, ile gwiazd jest w przybliżeniu. Nie wiemy, ile z tych gwiazd ma planety, na których mogło istnieć życie, jak często życie mogło ewoluować i prowadzić do inteligentnych istot; jak długo może istnieć cywilizacja, zanim wymrze.
Nie wiemy nawet, czy wysoko rozwinięta cywilizacja technologiczna może przetrwać dłużej niż kilka stuleci. Jednak nowa praca Franka i Woodruffa Sullivanów pozwala naukowcom zacząć wykorzystywać wszystko, co wiedzą o planetach i klimacie oraz symulować interakcje gatunków wysoce zależnych od energii w ich ojczystym świecie.
„Nasze wyniki wskazują, że nasza biologiczna i kulturowa ewolucja nie była wyjątkowa i mogła mieć miejsce wcześniej wiele razy. Inne przypadki mogą obejmować wiele zależnych od energii cywilizacji próbujących radzić sobie z kryzysem na swoich planetach w miarę rozwoju cywilizacji. Możemy zacząć badać ten problem za pomocą modelowania, aby zrozumieć, co prowadzi do długowieczności cywilizacji, a co nie.”
Z nowego badania wynika, że odkryte niedawno egzoplanety w połączeniu z szerszym podejściem do zagadnienia pozwalają określić nowe, istotne empirycznie prawdopodobieństwo istnienia zaawansowanych cywilizacji w całej historii wszechświata. I pokazuje, że jeśli szanse na życie na planecie nie będą nieskończenie małe, ludzkość nie będzie jedyną ani pierwszą zaawansowaną technologicznie cywilizacją.
Praca, opublikowana w czasopiśmie Astrobiology, po raz pierwszy pokazuje również, co oznacza „pesymizm” czy „optymizm” w kontekście oceny prawdopodobieństwa zaawansowanego życia pozaziemskiego.
„Dzięki badaniom satelity Kepler NASA i innym wiemy, że około jednej piątej gwiazd ma planety w„ strefach nadających się do zamieszkania”, w których temperatura umożliwia istnienie życia, które znamy. Dlatego można już opanować jedną z trzech największych niewiadomych”.
Frank mówi, że trzecie największe pytanie Drake'a - jak długo mogły istnieć cywilizacje - jest nadal całkowicie niezrozumiałe. „Fakt, że ludzie dysponują podstawową technologią od około dziesięciu tysięcy lat, nie mówi nam, czy inne społeczeństwa będą przy niej majstrować równie długo, czy nawet dłużej” - wyjaśnia.
W 1961 roku astrofizyk Frank Drake opracował równanie umożliwiające oszacowanie liczby zaawansowanych cywilizacji, które mogą istnieć w galaktyce Drogi Mlecznej. Wygląda to tak: N = R * (fp) (ne) (fl) (fi) (fc) L, dekodowanie każdej zmiennej jest poniżej. Na podstawie najprostszych statystyk łatwo obliczyć, że gdzieś mogą być tysiące, a nawet miliony obcych cywilizacji:
Film promocyjny:
R *: Tempo tworzenia się gwiazd w naszej galaktyce.
fp: Procent gwiazd z planetami.
ne: liczba planet ziemskich wokół każdej gwiazdy, która ma planety.
fl: Odsetek planet ziemskich, na których rozwinęło się życie.
fi: Odsetek planet z życiem, na których wyewoluowało inteligentne życie.
fc: Odsetek gatunków rozumnych, które osiągnęły technologię, którą mogą odkryć siły zewnętrznej cywilizacji, takiej jak nasza. Na przykład sygnały radiowe.
L: Średnia liczba lat, jaką zaawansowana cywilizacja potrzebuje, aby wykryć wykrywalne sygnały.
Równanie Drake'a stało się podstawą do badań, a technologia kosmiczna pogłębiła wiedzę naukowców na temat kilku zmiennych. Ale ustalenie możliwego czasu trwania innych zaawansowanych cywilizacji - L - jest prawie niemożliwe.
Frank i Sullivan zaproponowali nowe badanie, które dotyczy nieco innego pytania. A jeśli niektóre cywilizacje ewoluowały w ciągu historii obserwowalnego wszechświata? Równanie Franka i Sullivana opiera się na Drake'u, ale usuwa potrzebę L.
„Zamiast pytać, ile cywilizacji może dziś istnieć, pytamy: czy naprawdę jesteśmy jedynym gatunkiem zaawansowanym technologicznie?” - mówi Sullivan. „Ta zmiana punktu widzenia eliminuje potrzebę pytania o czas trwania cywilizacji i pozwala nam zająć się tak zwaną„ kwestią archeologii kosmosu”- jak często w historii wszechświata życie ewoluowało do zaawansowanego technologicznie stanu?”
Przy obliczaniu prawdopodobieństwa pojawienia się zaawansowanego życia na zamieszkanych planetach nadal istnieją poważne wątpliwości. I tutaj Frank i Sullivan zawracają. Zamiast obliczać szanse pojawienia się zaawansowanego życia, obliczają szanse na jego pojawienie się, to znaczy, czy ludzkość może być jedyną zaawansowaną cywilizacją w historii obserwowalnego wszechświata.
„Oczywiście nie mamy pojęcia, jakie jest prawdopodobieństwo, że na jednej planecie pojawi się inteligentny gatunek technologiczny” - mówi Frank. „Ale używając naszej metody, możemy dokładnie powiedzieć, jak mało prawdopodobne jest, że będziemy JEDYNĄ cywilizacją we wszechświecie. Nazywamy to cechą pesymistyczną. Jeśli prawdopodobieństwo wykracza poza linię pesymizmu, to gatunek technologiczny i cywilizacja pojawiły się wcześniej”.
Korzystając z tego podejścia, Frank i Sullivan obliczyli, jak mało prawdopodobne byłoby wyewoluowanie życia, gdyby nie było jednego jego przykładu wśród dwustu miliardów bilionów gwiazd we Wszechświecie. Albo nawet wśród setek miliardów gwiazd Drogi Mlecznej.
Jaki jest wynik? Stosując nowe dane o egzoplanetach do wszechświata jako całości, Frank i Sullivan odkryli, że cywilizacja byłaby wyjątkowa dla kosmosu tylko wtedy, gdyby prawdopodobieństwo pojawienia się cywilizacji na zamieszkanej planecie było mniejsze niż jeden na 10 miliardów bilionów, czyli 1 na 1022.
„Jeden na dziesięć miliardów bilionów to bardzo mało” - mówi Frank. „Jest dla mnie oczywiste, że inne inteligentne, zaawansowane technologicznie gatunki najprawdopodobniej wyewoluowały przed nami. Pomyśl o tym w następujący sposób. Zanim otrzymamy wyniki, zostałbyś uznany za pesymistę, gdybyś policzył prawdopodobieństwo pojawienia się cywilizacji na zamieszkanej planecie, powiedzmy, w jednej na bilion. Ale nawet jeśli założymy, że była jedna szansa na bilion, to to, co stało się z ludzkością na Ziemi, wydarzyło się co najmniej 10 miliardów razy w całej naszej kosmicznej historii."
Jeśli weźmiemy mniejsze objętości, to w naszej własnej galaktyce, Drodze Mlecznej, pojawił się inny gatunek technologiczny, jeśli prawdopodobieństwo, że się nie pojawi, jest mniejsze niż jeden na 60 miliardów.
Dobry. Jeśli te liczby dają „optymistom” powód do radowania się z istnienia pozaziemskich cywilizacji, Sullivan twierdzi, że pełne równanie Drake'a - które określa prawdopodobieństwo istnienia cywilizacji dzisiaj - może pocieszyć pesymistów.
„Wszechświat ma ponad 13 miliardów lat” - mówi Sullivan. „Oznacza to, że nawet jeśli tysiące cywilizacji w naszej galaktyce istniały w naszych czasach - przez te wszystkie dziesięć tysięcy lat - prawdopodobnie wszystkie zniknęły.” Inni się nie pojawili. Abyśmy odnieśli sukces w poszukiwaniu innej zaawansowanej technologicznie cywilizacji, musi ona średnio istnieć bardziej niż my obecnie.
„Biorąc pod uwagę ogromne odległości między gwiazdami i stałą prędkość światła, nigdy nie będziemy w stanie skontaktować się z inną cywilizacją, w każdym razie z nią porozmawiać” - mówi Frank. „Gdyby były oddalone o 50 000 lat świetlnych, przesyłanie wiadomości zajęłoby 100 000 lat”.
Ale z filozoficznego punktu widzenia nie ma w ogóle znaczenia, czy możemy skontaktować się z inną cywilizacją. Ważne, żeby istniał. A to już sprawia, że myślisz głęboko.
ILYA KHEL