Скільки існує інопланетних цивілізацій? Оцінка наявності позаземного життя за допомогою рівняння Дрейка
Наукова фантастика давно вирішила цю суперечку. Консенсус у фільмах та книгах простий: всесвіт кишить життям. Частина її мудра та доброзичлива. Більшість хоче з’їсти вас або перетворити Землю на паркування. Ми звикли бачити передові цивілізації, що охоплюють цілі галактики. Але що говорить про це справжня наука?
І тому існує одна знаменита формула. Це рівняння Дрейка.
Френк Дрейк розробив його у 1960-х роках. Він хотів знайти спосіб оцінити кількість активних, здатних до комунікації цивілізацій у нашій галактиці. Це не точний розрахунок. Це каркас. Він включає сім факторів. Шість із них стосуються ймовірності. Останній чинник пов’язаний із часом.
Математика пошуку
Рівняння поділяється на дві основні категорії. Є астрономічні чинники. Потім існують біологічні.
Астрономічна частина розглядає наші зірки. Скільки зірок народжується щороку в Чумацькому Шляху? Позначимо це як R*. Потім ви дивитеся, скільки із цих зірок мають планети. Це fp. Далі слідує ne. Це кількість планет на зірку, що знаходяться в населеній зоні. Ви знаєте правила. Не надто спекотно. Не надто холодно. Може бути рідка вода.
Біологічна частина там, де все стає складним. Вона починається з fl. Частка тих населених планет, де життя справді виникає. Потім fi. Частка життя, яке стає розумним. Потім fc. Частка розумного життя, що створює технології. Зокрема технології, які випромінюють сигнали, здатні нами виявлятися.
Нарешті є L. Час, протягом якого така цивілізація випромінює ці сигнали в космос.
Ми більше не гадаємо про зірок. Ми маємо дані. У Чумацькому Шляху міститься приблизно 100 мільярдів зірок. Це число є надійним.
Огляди планет змінили все. Тепер ми знаємо, що більшість зірок мають планети. Навіть Проксима Центавра, наш найближчий сусід, має три планети. Астрономи оцінюють, що в середньому припадає одна планета на зірку. Таким чином, fp, ймовірно, висока.
А як щодо населених? Оцінки припускають, що від 10% до 40% екзопланет у нашій галактиці можуть бути сприятливими для життя.
Порахуйте.
Якщо у вас є 100 мільярдів зірок. І більшість із них мають планети. І значна частина з них знаходиться у відповідній зоні. Ви отримуєте мільярди потенційно заселених світів тільки в Чумацькому Шляху.
Великий фільтр
То чому ми не чуємо від них?
Це мовчання не дає вченим спати. Числа для зірок та планет хороші. Математика передбачає мільярди кандидатів. Однак у нас немає жодного підтвердженого контакту.
Проблема криється у середніх факторах. У біологічних. fl. fi. fc.
Як часто виникає життя? У нас є лише одна точка даних. Земля. Ми не знаємо, чи є життя найпоширенішим явищем. Або це рідкісний випадок.
Навіть якщо життя виникає, чи стає воно розумним? Еволюція не прагне появи мозку. Вона прагне виживання. Розум дорогий. Він споживає енергію. Він несе ризики.
І навіть якщо цивілізація виникає, як довго вона існує? L – це джокер. Цивілізація може знищити сама себе. Вона може вичерпати ресурси. Вона може просто припинити транслювати.
Рівняння Дрейка не дає відповіді. Воно дає нам чек-лист речей, які ми досі намагаємося зрозуміти. Ми знаємо, де знаходяться планети. Ми не знаємо, де є розумні світи.
Пошук продовжується. Але мовчання стає все гучнішим.
Велика тиша: чому ми не знаходимо інопланетян, хоча вони могли б бути там
Питання про розумне життя в космосі має просту відповідь. Це ми. Повністю. Це наш єдиний доказ.
“На даний момент нам відомий лише один приклад існування життя, інтелекту та технологій у Всесвіті – це ми”, – говорить Адам Френк з Рочестерського університету. Які наслідки? Ми зовсім не знаємо, наскільки ймовірним є виникнення подібного на будь-якій населеній планеті.
Нуль. Нічого. Порожнеча.
Проте астрономи намагаються заповнити прогалини в рівнянні Дрейка. Моделі допомагають. Симуляції допомагають. Числа, що їх отримують, … цікаві.
Оцінки ймовірності існування інопланетних цивілізацій
Астрономи не всі однакові. Одні дивляться на ситуацію оптимістично. Інші – песимістично.
Сет Шоустак з Інституту SETI виходить із більш реалістичного сценарію. Його розрахунки показують, що на кожній третій населеній екзопланеті протягом кількох сотень мільйонів років виникає просте біологічне життя. Мікроби. Водорості. Нудний початок.
Але розум?
Шоустак оцінює, що на одній із 100 таких населених планет розвивається розумне життя. І що, принаймні, деякі з цих культур існують досить довго, щоб закласти основи цивілізації.
Число, яке при цьому виходить, приголомшливо велике: згідно з розрахунками, в одній із 100 мільйонів зіркових систем має існувати технологічно розвинена раса.
Чисто математично, тільки в нашій Галактиці Чумацький Шлях може налічуватись близько 10 000 інопланетних цивілізацій.
Не кажучи вже про інші галактики.
Не кажучи вже про інші галактики.
Потім є інші. Песимісти. Представники гіпотези «Рідкісної Землі» (Rare Earth).
Вони кажуть: ні. Це не так просто.
Перешкоди на шляху виникнення
Відповідно до теорії «Рідкісної Землі», у кожній галактиці існують мертві зони. Райони, де формування планет зі складним життям практично неможливе.
Де ці зони смерті?
- Райони з високою щільністю масивних зірок
- Регіони з частими вибухами наднових
- Галактичне ядро, доміноване надмасивною чорною дірою
Тут радіація надто висока. Гравітація надто хаотична. Тут життя вмирає, перш ніж почати.
Ця гіпотеза сильно обмежує потенційні місця проживання. Вона є прямою протилежністю до оптимістичних цифр Шоустака.
Чому ми їх ще не знайшли?
Якщо вони існують – і багато астрономів вважають ймовірним, що десь там є розумні інопланетяни – де вони?
Згідно з оптимістичними адаптаціями рівняння Дрейка, найближча потенційна цивілізація може перебувати лише в 1 000–2 000 світлових роках від нас.
З космічного погляду це кидок каменю.
Проте. Жодного контакту. Жодних візитів. Жодних чітких сигналів.
Прихильники теорій змови про НЛО мають інші пояснення. У науки немає доказів.
Найімовірніша відповідь банальна: відстань.
Радіосигналу від нас у кращому разі потрібно кілька тисяч років, щоб досягти найближчого поселення інопланетного. І навпаки? Ще довше.
Ось у чому проблема: людство почало генерувати перші короткохвильові радіосигнали, здатні проникати крізь іоносферу і йти у космос, лише 1930-х роках.
Це було вчора. У космічному масштабі часу — буквально щойно.
Інопланетяни на відстані понад 90 світлових років навіть не підозрюють про наше існування. Ще не підозрюють.
А якщо сигнал від них уже в дорозі?
Можуть пройти століття, тисячоліття, мільйони років, перш ніж він досягне нас. Можливо, ми перехопимо його лише тоді, коли людство саме себе знищить.
Ми шукаємо голку в стозі сіна в радіоперешкодах, тоді як голка, можливо, ще навіть не пасмо.
Може, інопланетяни просто не хочуть?
Чи знають вони краще?
Хто сказав, що технологічно переважаючі цивілізації все ще спілкуються за допомогою радіохвиль?
Це звучить як технологія 30-х років.
Найімовірніше, що просунуті культури давно залишили епоху радіозв’язку позаду. Вони використовують технології, які нам ще невідомі. Технології, які ми можемо виявити.
Це пояснює, чому ми нічого не вловлюємо.
Є ще одна причина.
Можливо, вони обережні.
Інопланетна цивілізація може мати вагомі причини вести себе максимально потай. Жодних випадкових сигналів у космос. Жодних автоматичних зондів до потенційних сусідів.
Це не сценарій наукової фантастики. Ми самі так не робимо.
Ми обговорюємо, чи слід зазначати місцезнаходження Землі в радіоповідомленнях, що відправляються в космос, або на піктограмах, прикріплених до зондів. Чи це безпечно? Чи розумно це?
Відповідно, обережною може бути і поведінка інопланетної цивілізації.
Теорія «Темного лісу», як її можна назвати, має на увазі, що кожен у Всесвіті мовчить, щоб його не виявили.
Підсумок пошуку
Яке б пояснення не виявилося вірним.
Реальність така: на думку більшості астрономів, цілком імовірно, що десь там, вдалині, існують розумні інопланетяни.
Чи відкриємо ми їх колись.
Чи зможемо вступити з ними в контакт.
Це невідомо.
