Во 1961 година, астрономот Френк Дрејк скицирал равенка на табла на првата конференција СЕТИ во Грин Бенк, Западна Вирџинија. Неговата цел не беше да пресмета точен одговор - тој призна дека тоа е невозможно со знаењето достапно во тоа време. Целта беше да се организира незнаењето: да се идентификуваат вистинските прашања, да се оддели знаеното од неспознатливото и да се постави потрагата по вонземска интелигенција како научен проблем, а не како чиста шпекулација. Шеесет и повеќе години подоцна, вселенскиот телескоп Кеплер и вселенскиот телескоп Џејмс Веб дадоа одговор на некои од тие прашања. Други остануваат неизвесни како и секогаш.
Седумте променливи на равенката на Дрејк
Равенката на Дрејк го проценува бројот на активни цивилизации кои комуницираат во галаксиј��та Млечен Пат во секое време:
N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L
Секоја променлива адресира еден чекор во синџирот од формирање на ѕвезди до цивилизација што може да се открие:
| Variable | What It Means |
|---|---|
| N | Number of civilizations we could detect right now |
| R* | Average rate of star formation in the Milky Way (stars/year) |
| fp | Fraction of those stars that have planets |
| ne | Average number of planets per planetary system in the "habitable zone" |
| fl | Fraction of habitable planets where life actually emerges |
| fi | Fraction of life-bearing planets where intelligent life evolves |
| fc | Fraction of intelligent civilizations that develop detectable technology |
| L | Average lifespan of a detectable civilization (years) |
Резултатот N не е вкупниот број на цивилизации што некогаш постоеле - тоа е бројот што е активен и кој истовремено се пренесува со нас во моментов. Цивилизација која се зголемила и паднала пред милијарда години не придонесува ништо за Н.
Што знаеме наспроти тоа што погодуваме
Астрономијата ја трансформира нашата доверба во две од седумте променливи. Пред мисијата Кеплер (2009–2018), fp и ne беа образовани претпоставки. Сега тие се разумно добро ограничени набљудувачки податоци.
R (стапка на формирање на ѕвезди):* Астрономите проценуваат дека Млечниот Пат произведува приближно 1-3 нови ѕвезди годишно, во просек во текот на неговата историја. Сегашната стапка е кон долниот крај бидејќи галаксијата старее и гасот што формира ѕвезди се троши. Самиот Дрејк користел 10 во 1961 година - повисока проценка за претходниот, поактивен период на галаксијата. Модерен консензус: R ≈ 1–3 ѕвезди/година*.
fp (дропка со планети): Податоците на Кеплер открија дека планетите не се исклучок, туку правило. Приближно 70%–90% од ѕвездите слични на сонцето се домаќини на најмалку една планета. За сите типови ѕвезди заедно, фракцијата е веројатно блиску до 1,0. fp ≈ 0,9–1,0 сега е добро поддржан.
ne (планети во зоната на живеење по систем): Ова е повеќе нијансирано. Класичната „населлива зона“ е опсегот каде што може да постои течна вода на површината. Податоците на Кеплер сугерираат приближно 0,4-0,8 планети приближно со големина на Земјата по ѕвезда слична на сонцето во зоната погодна за живеење. Проширувањето на дефиницијата за вклучување на подземна течна вода (Европа, Енцеладус) значително го зголемува ова. не ≈ 0,4–1,0 за конвенционалните проценки на зоната погодна за живеење.
fl, fi, fc, L: Овие остануваат длабоко несигурни - опфаќаат многу редови на големина во зависност од претпоставките. Имаме големина на примерок од точно по еден за секој: Земјата.
Приклучување на оптимистички наспроти песимистички вредности
Табелата подолу ги споредува оригиналните проценки на Дрејк од 1961 година со модерните оптимистички и песимистички опсези:
| Variable | Drake (1961) | Modern Optimistic | Modern Pessimistic |
|---|---|---|---|
| R* | 10 | 3 | 1 |
| fp | 0.5 | 1.0 | 0.9 |
| ne | 2.0 | 0.8 | 0.1 |
| fl | 1.0 | 0.5 | 0.000001 |
| fi | 0.01 | 0.1 | 0.000001 |
| fc | 0.01 | 0.1 | 0.0001 |
| L | 10,000 | 100,000 | 100 |
| N (result) | 1,000 | 240 | ~0.000000000001 |
Песимистичкото сценарио ја одразува хипотезата за „Ретка Земја“ - идејата дека сложениот животински живот бара извонредно неверојатно спој на услови (стабилна ѕвезда, месечина со десна големина за стабилизација на плимата и осеката, тектоника на плочи, заштита на Јупитер од астероиди итн.). Според претпоставките за Ретка Земја, Земјата може да биде единствена во универзумот што може да се набљудува.
Оптимистичкото сценарио го зазема ставот дека животот е природен исход на хемијата со оглед на соодветните услови, интелигенцијата е природен исход на еволуцијата со одредено време, а цивилизациите имаат тенденција да траат доволно долго за да бидат откриени.
Оригиналната проценка на Дрејк од 1961 година
На конференцијата на Грин Банк, Дрејк работеше преку сопствената равенка со собраните научници - група во која беа вклучени Карл Саган, Џ.Б.С. Халдејн и Џон Лили. Научниците беа поделени околу непознатите биолошки и социолошк�� променливи, но групниот консензус даде проценка од 1.000 до 100.000.000 цивилизации на Млечниот Пат.
Дрејк лично претпочиташе околу 10.000 цивилизации. Неговото размислување беше дека L - променливата за долговечност - е клучната несигурност. Ако цивилизациите имаат тенденција да се уништат релативно брзо по развојот на нуклеарната и технолошката способност, L може да биде само неколку стотици години. Ако ја преживеат својата технолошка адолесценција, L може да биде милиони години. Дрејк беше оптимист за долговечноста и затоа оптимист за Н.
Во следните интервјуа, Дрејк изрази континуиран оптимизам за постоењето на други цивилизации, притоа признавајќи дека биолошките променливи останале суштински неограничени со набљудување.
Модерни проценки со податоци за егзопланети
Ми��ијата Кеплер и последователниот TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) каталогизираа над 5.500 потврдени егзопланети од 2024 година. Неколку клучни наоди ја усовршија пресметката на Дрејк:
Карпестите планети во населливи зони се вообичаени. Статистичката анализа на Кеплер сугерира дека околу 20-50% од ѕвездите слични на сонцето се сместени на карпеста планета во зоната погодна за живеење.
Црвените џуџести ѕвезди ја комплицираат сликата. Црвените џуџиња (ѕвезди од типот М) сочинуваат ~ 75% од сите ѕвезди во галаксијата и често се домаќини на карпести планети во нивните погодни зони. Сепак, зоните погодни за црвените џуџиња се многу поблиску до ѕвездата, што значи дека планетите таму се соочуваат со интензивни блесоци и заклучување на плимата и осеката - фактори кои може или не можат да бидат забранувачки за живот.
Вселенскиот те��ескоп Џејмс Веб започна да ги карактеризира атмосферите на егзопланетите, барајќи биопотписи како што се кислород, метан и азотен оксид во комбинации кои сугерираат биолошки процеси. Од 2024 година, не се откриени потврдени биопотписи, но потрагата е во најрана фаза.
Ажурираните проценки кои користат современи податоци за егзопланетите и претпоставувајќи дека fl е нетривијална сугерираат стотини до илјадници цивилизации кои комуницираат на Млечниот Пат под оптимистички претпоставки - или потенцијално само една (нас) под песимистички.
Парадоксот на Ферми: Каде се сите?
Ако оптимистичките проценки се точни и ако има илјадници цивилизации на Млечниот Пат, Енрико Ферми славно прашал во 1950 година: каде се тие? Галаксијата е стара приближно 13,5 милијарди години. Со дури и скромни стапки на проширување, цивилизацијата 1 милион години пред нас би можела повеќекратно да ја колонизира целата галаксија. Не гледаме мегаструктури, не добиваме потврдени сигнали и немаме докази за минати или сегашни посетители на вонземјани.
Оваа контрадикто��ност помеѓу очекувањето на изобилен живот и набљудуваната тишина е Ферми Парадоксот. Предложените објаснувања спаѓаат во неколку широки категории:
Хипотезата за големиот филтер: Или нешто ги избриша повеќето цивилизации пред да станат вселенски бродови („филтер“ веќе зад нас, како тешкотијата да се создадат сложени еукариотски клетки), или нешто ги брише цивилизациите што го достигнуваат нашето ниво на технологија (филтер што е сè уште пред нас - пострашното сценарио).
Хипотезата на Зоолошката градина: Цивилизациите се таму, но намерно не комуницираат со нас, можеби почитувајќи еден вид примарна директива.
Хипотезата на Темната шума (од научната фантастика на Лиу Сиксин): Секоја цивилизација што го објавува своето постоење брзо се елиминира од другите кои дејствуваат поради космичко самоодржување. Ова предвидува речиси целосна радио тишина од сите напредни цивилизации.
Растојанија и време: Млечниот пат е широк 100.000 светлосни години. Дури и на сигналите што патуваат со брзина на светлината им требаат десетици илјади години за да го поминат. Нашиот радио меур се протега на само околу 110 светлосни години од Земјата - мал дел од галаксијата. Можеби едноставно не сме слушале доволно долго, или доволно гласно, за да откриеме некого.
Равенката на Дрејк не го решава парадоксот на Ферми - го заострува. Секој параметар што го ограничуваме или ја прави тишината помистериозна или помага да се објасни. Таа тензија, помеѓу она што математиката сугерира дека е можно и она што досега не успеало да го најде набљудувањето, е она што ја прави равенката интелектуално жива денес како што беше во 1961 година.