1961 मध्ये, खगोलशास्त्रज्ञ फ्रँक ड्रेक यांनी ग्रीन बँक, वेस्ट व्हर्जिनिया येथे पहिल्या SETI परिषदेत ब्लॅकबोर्डवर एक समीकरण रेखाटले. अचूक उत्तराची गणना करणे हे त्याचे ध्येय नव्हते - त्याने कबूल केले की त्यावेळी उपलब्ध असलेल्या ज्ञानामुळे ते अशक्य होते. अज्ञानाचे आयोजन करणे हे उद्दिष्ट होते: योग्य प्रश्न ओळखणे, माहित नसलेले प्रश्न वेगळे करणे आणि अलौकिक बुद्धिमत्तेचा शोध निव्वळ अनु��ानाऐवजी वैज्ञानिक समस्या म्हणून तयार करणे. साठ वर्षांनंतर, केप्लर स्पेस टेलिस्कोप आणि जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपने यापैकी काही प्रश्नांची उत्तरे दिली आहेत. इतर नेहमीप्रमाणेच अनिश्चित राहतात.

ड्रेक समीकरणाचे सात चल

ड्रेक समीकरण आकाशगंगेतील कोणत्याही वेळी सक्रिय, संवाद साधणाऱ्या सभ्यतेच्या संख्येचा अंदाज लावते:

N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L

प्रत्येक व्हेरिएबल तारा निर्मितीपासून शोधण्यायोग्य सभ्यतेपर्यंतच्या साखळीतील एक पाऊल संबोधित करते:

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)

परिणाम N ही आतापर्यंत अस्तित्वात असलेल्या सभ्यतांची एकूण संख्या नाही — ही संख्या सध्या आपल्यासोबत एकाच वेळी सक्रिय आणि प्रसारित होत आहे. एक अब्ज वर्षांपूर्वी उदयास आलेली आणि पडणारी सभ्यता एन.

आम्हाला काय माहित वि आम्ही काय अंदाज लावतो

खगोलशास्त्राने सात पैकी दोन चलांमध्ये आपला आत्मविश्वास बदलला आहे. केप्लर मोहिमेपूर्वी (2009-2018), fp आणि ne चे अंदाज सुशिक्षित होते. आता ते वाजवी प्रमाणात मर्यादित निरीक्षणात्मक डेटा आहेत.

R (तारा निर्मिती दर):* खगोलशास्त्रज्ञांचा अंदाज आहे की आकाशगंगा प्रतिवर्षी अंदाजे 1-3 नवीन तारे तयार करते, त्याच्या इतिहासाच्या सरासरीनुसार. आकाशगंगेचे वय आणि तारा बनवणारा वायू वापरल्यामुळे वर्तमान दर खालच्या टोकाकडे आहे. ड्रेकने स्वतः 1961 मध्ये 10 वापरले - आकाशगंगेच्या पूर्वीच्या, अधिक सक्रिय कालावधीसाठी एक उच्च अंदाज. आधुनिक एकमत: R ≈ 1–3 तारे/वर्ष*.

fp (ग्रहांसह अपूर्णांक): केपलर डेटावरून असे दिसून आले की ग्रह अपवाद नसून नियम आहेत. अंदाजे 70%-90% सूर्यासार���े तारे किमान एक ग्रह होस्ट करतात. सर्व तारांच्या एकत्रित प्रकारांसाठी, अपूर्णांक 1.0 च्या जवळपास आहे. fp ≈ ०.९–१.० आता चांगले समर्थित आहे.

ne (प्रती सिस्टीममध्ये राहण्यायोग्य क्षेत्र ग्रह): हे अधिक सूक्ष्म आहे. क्लासिक "हॅबिटेबल झोन" ही अशी श्रेणी आहे जिथे पृष्ठभागावर द्रव पाणी असू शकते. केप्लर डेटा अंदाजे 0.4-0.8 अंदाजे पृथ्वीच्या आकाराचे ग्रह प्रति सूर्यासारख्या ताऱ्यावर राहण्यायोग्य क्षेत्रामध्ये सूचित करतो. भूपृष्ठावरील द्रव पाणी (युरोपा, एन्सेलाडस) समाविष्ट करण्यासाठी व्याख्या विस्तृत केल्याने हे लक्षणीय वाढते. पारंपारिक राहण्यायोग्य झोन अंदाजांसाठी ne ≈ 0.4–1.0.

fl, fi, fc, L: हे गंभीरपणे अनिश्चित राहतात — गृहितकांवर अवलंबून परिमाणांचे अनेक क्रम पसरलेले आहेत. आमच्याकडे प्रत्येकासाठी एक नमुना आकार आहे: पृथ्वी.

आशावादी वि निराशावादी मूल्यांमध्ये प्लग करणे

खालील तक्ता ड्रेकच्या मूळ 1961 च्या अंदाजांची आधुनिक आशावादी आणि निराशावादी श्रेणीशी तुलना करते:

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

निराशावादी परिस्थिती "दुर्मिळ पृथ्वी" गृहीतक प्रतिबिंबित करते - जटिल प्राणी जीवनासाठी परिस्थितीचा एक विलक्षण असंभाव्य संगम आवश्यक आहे (स्थिर तारा, भरतीच्या स्थिरीकरणासाठी उजव्या आकाराचा चंद्र, प्लेट टेक्टोनिक्स, लघुग्रहांपासून बृहस्पति संरक्षण इ.) ची कल्पना. दुर्मिळ पृथ्वीच्या गृहीतकांनुसार, पृथ्वी निरीक्षण करण्यायोग्य विश्वामध्ये अद्वितीय असू शकते.

आशावादी परिस्थिती असा दृष्टिकोन घेते की जीवन हा रसायनशास्त्राचा एक नैसर्गिक परिणाम आहे, योग्य परिस्थितीनुसार, बुद्धिमत्ता हा उत्क्रांतीचा नैसर्गिक परिणाम आहे, आणि सभ्यता शोधण्यायोग्य होण्याइतपत दीर्घकाळ टिकतात.

ड्रेकचा मूळ 1961 अंदाज

ग्रीन बँक कॉन्फरन्समध्ये, ड्रेकने एकत्रित केलेल्या शास्त्रज्ञांसोबत स्वतःच्या समीकरणाद्वारे काम केले - एक गट ज्यामध्ये कार्ल सागन, जे.बी.एस. हॅल्डेन आणि जॉन लिली. शास्त्रज्ञ अज्ञात जैविक आणि समाजशास्त्रीय चलांवर वि��ागले गेले होते, परंतु गट एकमताने आकाशगंगेतील 1,000 ते 100,000,000 सभ्यतेचा अंदाज तयार केला.

ड्रेकने वैयक्तिकरित्या सुमारे 10,000 सभ्यता च्या अंदाजाला प्राधान्य दिले. त्याचा तर्क असा होता की L — दीर्घायुष्य व्हेरिएबल — ही मुख्य अनिश्चितता होती. अण्वस्त्र आणि तांत्रिक क्षमता विकसित केल्यानंतर जर सभ्यता तुलनेने वेगाने स्वतःचा नाश करू लागली, तर एल कदाचित काहीशे वर्षांचा असेल. जर ते त्यांच्या तांत्रिक प���गंडावस्थेत टिकून राहिले तर एल लाखो वर्षे असू शकतात. ड्रेक दीर्घायुष्याबद्दल आशावादी होता आणि म्हणून N. बद्दल आशावादी होता.

त्यानंतरच्या मुलाखतींमध्ये, ड्रेकने इतर सभ्यतेच्या अस्तित्वाविषयी सतत आशावाद व्यक्त केला आणि हे मान्य केले की जैविक परिवर्तने निरीक्षणाद्वारे अनिवार्यपणे अनियंत्रित राहिली.

एक्सोप्लॅनेट डेटासह आधुनिक अंदाज

केप्लर मिशन आणि त्यानंतरच्या TESS (ट्रान्झिटिंग एक्सोप्लॅनेट सर्व्हे सॅटेलाइट) ने 2024 पर्यंत 5,500 हून अधिक पुष्टी केलेल्या एक्सोप्लॅनेटची कॅटलॉग केली आहे. अनेक महत्त्वाच्या निष्कर्षांनी ड्रेक गणना शुद्ध केली आहे:

निवासयोग्य झोनमधील खडकाळ ग्रह सामान्य आहेत. केप्लरचे सांख्यिकीय विश्ल��षण असे सूचित करते की अंदाजे २०-५०% सूर्यासारखे तारे राहण्यायोग्य झोनमध्ये खडकाळ ग्रह होस्ट करतात.

लाल बटू तारे चित्राला गुंतागुंती करतात. लाल बौने (M-प्रकारचे तारे) आकाशगंगेतील सर्व ताऱ्यांपैकी ~75% बनतात आणि वारंवार त्यांच्या राहण्यायोग्य झोनमध्ये खडकाळ ग्रह होस्ट करतात. तथापि, लाल बटू राहण्यायोग���य झोन ताऱ्याच्या खूप जवळ आहेत, म्हणजे तेथील ग्रहांना तीव्र ज्वाला आणि भरती-ओहोटीचा सामना करावा लागतो - असे घटक जे जीवनासाठी प्रतिबंधात्मक असू शकतात किंवा नसू शकतात.

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप ने एक्सोप्लॅनेट वातावरणाचे वैशिष्ट्य दर्शविण्यास सुरुवात केली आहे, जैविक प्रक्रिया सुचवणाऱ्या संयोगांमध्ये ऑक्सिजन, मिथेन आणि नायट्रस ऑक्साईड सारख्या जैव स्वाक्षरीचा शोध सुरू केला आहे. 2024 पर्यंत, कोणतीही पुष्टी केलेली बायोस्ग्नेचर आढळली नाहीत, परंतु शोध त्याच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात आहे.

आधुनिक एक्सोप्लॅनेट डेटा वापरून अद्यतनित केलेले अंदाज आणि fl क्षुल्लक नाही असे गृहीत धरून शेकडो ते हजारो आशावादी गृहितकांच्या अंतर्गत - किंवा संभाव्यतः फक्त एक (आम्हाला) निराशावादी गृहीत धरून संप्रेषण करणाऱ्या सभ्यता सूचि�� करतात.

फर्मी विरोधाभास: प्रत्येकजण कुठे आहे?

जर आशावादी अंदाज बरोबर असतील आणि आकाशगंगेत हजारो सभ्यता आहेत, तर एनरिको फर्मीने 1950 मध्ये प्रसिद्धपणे विचारले: ते कुठे आहेत? आकाशगंगा अंदाजे 13.5 अब्ज वर्षे जुनी आहे. विस्ताराच्या अगदी माफक दरात, आपल्यापेक्षा 1 दशलक्ष वर्षे पुढे असलेल्या संस्कृतीने संपूर्ण आकाशगंगेवर अनेक वेळा वसाहत केली असेल. आम्हाला कोणतीही मेगास्ट्रक्चर दिसत नाही, कोणतेही पुष्टी केलेले सिग्नल मिळत नाहीत आणि भूतकाळातील किंवा सध्याच्या परदेशी पाहुण्यांचा कोणताही पुरावा नाही.

विपुल जीवनाची अपेक्षा आणि पाहिलेले शांतता यांच्यातील हा विरोधाभास म्हणजे फर्मी विरोधाभास. प्रस्तावित स्पष्टीकरणे काही विस्तृत श्रेणींमध्ये येतात:

द ग्रेट फिल्टर गृहीतक: एकतर एखाद्या गोष्टीने बहुतेक सभ्यता स्पेसफेअरिंग होण्याआधीच पुसून टाकल्या (आमच्या मागे एक "फिल्टर", जसे की जटिल युकेरियोटिक पेशी तयार करण्यात अडचण) किंवा आमच्या तंत्रज्ञा��ाच्या पातळीपर्यंत पोहोचलेल्या सभ्यता पुसून टाकतात (अजूनही आपल्यापुढे असलेले फिल्टर — अधिक भयावह परिस्थिती).

प्राणिसंग्रहालय गृहीतक: सभ्यता बाहेर आहेत परंतु जाणीवपूर्वक आमच्याशी संवाद साधत नाहीत, कदाचित एक प्रकारच्या मुख्य निर्देशाचा आदर करतात.

द डार्क फॉरेस्ट हायपोथिसिस (लिउ सिक्सिनच्या साय-फाय मधून): कोणतीही सभ्यता जी तिच्या अस्तित्वाची घोषणा करते ती इतरांनी वैश्विक स्व-संरक्षणाच्या कृतीतून त्वरीत नष्ट केली जाते. हे सर्व प्रगत सभ्यतांमधून जवळजवळ एकूण रेडिओ शांततेचा अंदाज लावते.

अंतर आणि वेळ: आकाशगंगा 100,000 प्रकाश-वर्षे आहे. प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास करणाऱ्या सिग्नललाही ते पार करायला हजारो वर्षे लागतात. आमचा रेडिओ बबल पृथ्वीपासून फक्त 110 प्रकाश-वर्षांचा आहे - आकाशगंगेचा एक छोटासा भाग. आम्ही कदाचित कोणाला ओळखण्याइतपत जास्त वेळ किंवा मोठ्याने ऐकले नसेल.

ड्रेक समीकरण फर्मी विरोधाभास सोडवत नाही - ते तीक्ष्ण करते. आपण प्रतिबंधित केलेले प्रत्येक पॅरामीटर एकतर शांतता अधिक गूढ बनवते किंवा ते स्पष्ट करण्यात मदत करते. गणिताने जे सुचवले ते शक्य आहे आणि जे निरीक्षण आतापर्यंत शोधण्यात अयशस्वी ठरले आहे, यामधील तणाव, हे समीकरण 1961 प्रमाणे आजही बौद्धिकदृष्ट्या जिवंत बनवते.