Уравнение Дрейка может быть важнее сейчас, чем когда-либо

Это помещает Дрейка в компанию выдающихся физиков с уравнениями, названными в их честь, включая Джеймса Клерка Максвелла и Эрвина Шредингера. В отличие от них, уравнение Дрейка не заключает в себе закон природы. Вместо этого он объединяет некоторые плохо известные вероятности в обоснованную оценку.

Какие бы разумные значения вы ни вводили в уравнение (см. изображение ниже), трудно избежать вывода о том, что мы не должны быть одни в галактике. Дрейк оставался сторонником поиска внеземной жизни на протяжении всей своей жизни, но действительно ли его уравнение научило нас чему-нибудь?

Уравнение Дрейка может показаться сложным, но его принципы на самом деле довольно просты. В нем говорится, что в такой старой галактике, как наша, количество цивилизаций, которые можно обнаружить благодаря тому, что они сообщают о своем присутствии, должно равняться скорости их возникновения, умноженной на их среднюю продолжительность жизни.

Оценка скорости возникновения цивилизаций может показаться догадкой, но Дрейк понял, что ее можно разбить на более понятные компоненты.

Он заявил, что общая скорость равна скорости образования подходящих звезд, умноженной на долю тех звезд, у которых есть планеты. Затем это умножается на количество планет, способных нести жизнь в системе, умножается на долю тех планет, на которых зародилась жизнь, умножается на долю тех, где жизнь становится разумной, умножается на долю тех, которые транслируют свое присутствие.

Хитрые значения

Когда Дрейк впервые сформулировал свое уравнение, единственным термином, который был известен с какой-либо уверенностью, была скорость образования звезд — около 30 в год.

Что касается следующего члена, то еще в 1960-х годах у нас не было доказательств того, что у каких-либо других звезд есть планеты, и одна из десяти могла показаться оптимистичной догадкой. Однако наблюдательные открытия экзопланет (планет, вращающихся вокруг других звезд), которые начались в 1990-х годах и достигли расцвета в этом столетии, теперь вселяют в нас уверенность в том, что у большинства звезд есть планеты.

Здравый смысл подсказывает, что в большинстве систем, состоящих из нескольких планет, есть одна, находящаяся на правильном расстоянии от своей звезды, чтобы быть способной поддерживать жизнь. Земля — это планета в нашей Солнечной системе. Кроме того, Марс, возможно, был пригоден для жизни в изобилии в прошлом, и он все еще мог цепляться за нее.

Сегодня мы также понимаем, что планетам не обязательно быть достаточно теплыми, чтобы на поверхности существовала жидкая вода для поддержания жизни. Это может произойти во внутреннем океане покрытого льдом тела, поддерживаемого теплом, выделяемым либо радиоактивностью, либо приливами, а не солнечным светом.

Например, среди спутников Юпитера и Сатурна есть несколько вероятных кандидатов. На самом деле, если мы добавим луны как способные приютить жизнь, среднее количество пригодных для жизни тел на планетную систему может легко превысить одно.

Однако значения членов в правой части уравнения остаются более открытыми для оспаривания. Кто-то считает, что если поиграть с несколькими миллионами лет, жизнь зародится везде, где это возможно.

Это означало бы, что доля подходящих тел, в которых действительно зарождается жизнь, практически равна единице. Другие говорят, что у нас пока нет доказательств того, что жизнь зародилась где-то еще, кроме Земли, и что зарождение жизни на самом деле может быть чрезвычайно редким событием.

Разовьется ли жизнь, однажды начавшись, в конце концов, в разум? Вероятно, он должен пройти микробную стадию и сначала стать многоклеточным.

Есть свидетельства того, что многоклеточная жизнь зарождалась на Земле не один раз, поэтому многоклеточность не может быть препятствием. Другие же указывают, что на Земле «правильный вид» многоклеточной жизни, которая продолжала развиваться, появилась лишь однажды и могла быть редкостью в галактических масштабах.

Интеллект может дать конкурентное преимущество перед другими видами, а это означает, что его эволюция вполне вероятна. Но мы не знаем наверняка.

И будет ли разумная жизнь развивать технологии до такой степени, что она (случайно или преднамеренно) транслирует свое существование в космос? Возможно, для обитателей поверхности, таких как мы, но это может быть редкостью для обитателей внутренних океанов замороженных миров без атмосферы.

Как долго существуют цивилизации?

А как насчет средней продолжительности жизни поддающейся обнаружению цивилизации, L? Благодаря нашим телевизионным передачам Земля начала обнаруживаться издалека в 1950-х годах, что дало минимальное значение L около 70 лет в нашем собственном случае.

Однако в целом L может быть ограничен крахом цивилизации (каковы шансы, что наша собственная просуществует еще 100 лет?), или почти полной кончиной радиовещания в пользу Интернета, или сознательным выбором « замолчи», опасаясь враждебных галактических обитателей.

Играйте сами с цифрами – это весело! Вы обнаружите, что если L больше 1000 лет, то N (количество обнаруживаемых цивилизаций), вероятно, будет больше сотни. В интервью, записанном в 2010 году, Дрейк сказал, что, по его мнению, N составляет около 10 000.

С каждым годом мы узнаем все больше об экзопланетах и ​​вступаем в эпоху, когда измерение состава их атмосферы для выявления признаков жизни становится все более осуществимым. В течение следующего десятилетия или двух мы можем надеяться на гораздо более обоснованную оценку доли планет земного типа, на которых зародилась жизнь.

Это не расскажет нам о жизни во внутренних океанах, но мы можем надеяться на понимание этого из миссий к ледяным спутникам Юпитера, Сатурна и Урана. И мы могли бы, конечно, обнаружить настоящие сигналы от внеземного разума.

В любом случае, уравнение Фрэнка Дрейка, которое стимулировало множество направлений исследований, будет продолжать давать нам пищу для размышлений. За это мы должны быть благодарны.

Дэвид Ротери, профессор планетарных наук о Земле, Открытый университет.