Aceasta este una dintre cele mai vechi întrebări cu care se confruntă știința. În acest an, colega mea Woody Sullivan și cu mine am publicat o lucrare în Astrobiologie în care prezentăm noi rezultate care, în opinia mea, aruncă o nouă lumină asupra acestei probleme. Acum o lună, pe baza rezultatelor noastre, am scris un articol popular pentru New York Times cu titlul provocator „Da, extratereștrii există”. Articolul a generat o anumită cantitate de sunet și o serie de răspunsuri. Cineva a fost de acord, cineva a argumentat și cineva chiar m-a îndemnat să abordez problema OZN (îmi pare rău, dar nu este a mea).
Acum aș dori să vorbesc din nou despre constatările noastre și să explic mai detaliat semnificația și limitele acestora. Este deosebit de important pentru mine să răspund la două articole controversate excelente publicate de Ross Andersen în Atlantic și Ethan Siegel în Forbes. Nici Andersen, nici Siegel nu sunt de acord cu argumentele mele - și amândoi au reușit să găsească obiecții bune la adresa lor. În esență, principalul lucru în știință (nu vorbesc despre negatorii încălzirii globale) este discuția. Amândoi adversarii mei sunt foarte buni la scris, iar scepticismul lor m-a făcut să mă gândesc mai mult la ideile noastre cu coautorul. În total, a fost destul de util.
Voi face imediat o rezervare. Articolul a apărut prea mult, întrucât a trebuit să fiu atent la fundal - dar fără acest lucru, sensul argumentelor mele ar putea fi pur și simplu pierdut. Cei familiarizați cu ecuația lui Drake și istoricul acesteia pot sări în secțiunea următoare.
Contextul problemei
În 1961, astronomul Frank Drake a organizat o conferință despre posibilitățile de comunicare interstelară. Drake a decis să înceapă cu o întrebare simplă: câte civilizații extraterestre există în galaxie (să le numim exocivilizări)? Pentru a facilita discuția, Drake a identificat șapte parametri, fiecare corespunzând unui aspect al problemei și i-a inclus ca factori în ecuația pentru numărul total de exocivilizări (N) existente. Ecuația lui Drake arată așa.
R * în ea este numărul de stele formate pe an în galaxia noastră; fp este fracția de stele cu planetele; ne este numărul mediu de planete pentru fiecare stea situată în așa-numita zonă locuibilă (adică, având condiții favorabile originii vieții); fl este fracția de planete pe care apare viața; fi este proporția de planete locuite pe care apare inteligența; fс este proporția de planete pe care se dezvoltă civilizații tehnologice avansate. Ultimul (și cel mai problematic factor) este L, durata medie de viață a unei civilizații tehnologice.
Ecuația lui Drake este considerată unul dintre instrumentele cheie pentru studierea problemei vieții în univers. În ultimii 50 de ani, a servit ca punct de referință pentru astronomii care se ocupă de această problemă.
Trebuie menționat că în 1961, când Drake își compila ecuația, cel puțin ceva nu se știa decât despre primul factor - numărul de stele formate pe an. Toți ceilalți parametri nu erau cunoscuți. Aceasta a însemnat că, pentru o lungă perioadă de timp, oamenii de știință care foloseau ecuația Drake nu puteau decât să speculeze despre valorile lor. Optimistii au ales optiuni care duc la valori mari de N, pesimistii au ales optiuni care duc la valori mici. Era o chestiune de gust.
Video promotional:
Totuși, atunci a avut loc o revoluție exoplanetară. În ultimii 20 de ani, descoperirile astronomice au schimbat modul în care gândim despre planetele care orbitează alte stele. Pe parcurs, au fost determinate valorile următorilor doi termeni ai ecuației lui Drake (fp și ne). S-a dovedit că există planete peste tot. Aproape fiecare stea din cer are cel puțin o planetă.
Idei noi
Woody și cu mine am decis să profităm de acest salt uriaș și să facem ceva care, din câte știm, nimeni nu a făcut până acum - să spunem, pe baza unor noi dovezi, ceva mai definit în privința exocivilizărilor.
Pentru aceasta am schimbat întrebarea cheie. Clasic "Câte exocivilizări există acum?" am înlocuit cu „Câte exocivilizări au existat vreodată?” Această abordare ne-a permis să ignorăm factorul L, durata de viață și, de asemenea, să regândim cele trei probabilități necunoscute asociate cu viața (fl, fi și fc). În loc să le privim separat, le-am combinat. Aceasta a însemnat că ne-a interesat totul împreună - întregul proces de la apariția vieții până la crearea unei civilizații avansate. Nouul nostru factor a fost numit „probabilitatea biotehnică” - fbt. De fapt, vorbim despre produsul acelorași trei necunoscute din ecuația lui Drake. În limba matematică, aceasta arată ca fbt = fl * fi * fс.
Acest mod de a privi problema - folosind noi date exoplanetare și transformarea formulei - oferă o constrângere empirică asupra unei întrebări pe care ecuația lui Drake nu se concentrează de obicei. Iată întrebarea:
Care este probabilitatea biotehnică pentru o planetă să fim singura civilizație existentă vreodată în istoria universului?
Ținând cont de datele exoplanetelor, am obținut rezultatul: 10-22 sau unul din zece miliarde de miliarde. Numim această figură „linia pesimismului”. Poate fi interpretat în diferite moduri.
În primul rând, imaginați-vă multe, multe planete din zona locuibilă - adică planete ale căror orbite permit existența apei lichide. Conform descoperirilor noastre, umanitatea va fi unică numai dacă, pentru a găsi exocivilizare, trebuie să căutați zece miliarde de miliarde de planete.
În al doilea rând, trebuie să înțelegeți că, înaintea noastră, nimeni nu ar putea spune ce înseamnă cuvântul „pesimism” în acest caz. Ar trebui ca fbt să fie considerat „pesimist” la nivelul de la unu la un milion sau la un miliard? Înainte de publicarea articolului nostru, nu existau o limită clară, dincolo de care valorile variabilelor legate de viață ale ecuației lui Drake ar însemna că suntem în sensul deplin al cuvântului numai în această lume. Cu toate acestea, Woody și cu mine am aflat că, dacă natura, în înțelepciunea sa infinită, ar alege o valoare mai mică de unu din zece miliarde de trilioane, vom fi singura civilizație din istoria universului. Dar dacă a ales o valoare care depășește zece miliarde de trilioane, atunci viața, inteligența și civilizația existau deja înaintea noastră.
Critică
Unul din zece miliarde de trilioane este foarte puțin. Așa cum am scris în New York Times, pe baza acestui lucru, se poate presupune că ex-civilizațiile au existat cel mai probabil înaintea noastră - și s-ar putea să fi fost multe dintre ele. Am găsit această concluzie cea mai logică.
Cu toate acestea, nu toată lumea a fost de acord cu mine. Una dintre obiecțiile fundamentale ridicate de oponenții mei a fost că, deși 10-22 nu este suficient, acest lucru nu dovedește existența exocivilizărilor. În special, lui Andersen nu i-a plăcut în mod special expresia: „… [C] căldura pesimismului necesară pentru a se îndoia de existența unei civilizații extraterestre avansate la un moment sau altul este contrară bunului simț."
În acest sens, trebuie să fiu de acord cu critica. N-ar fi trebuit să vorbesc despre discrepanțele cu bun-simț. În ciuda faptului că „linia pesimistă” este foarte scăzută, este destul de acceptabil să presupunem că suntem un fenomen unic în istoria universului. De fapt, singura judecată empirică solidă pe care Woody și cu mine avem dreptul să o facem este aceasta: putem spune cu certitudine unde se încadrează linia pesimismului (unul din zece miliarde de miliarde de euro). Având în vedere datele disponibile, este destul de posibil să formulăm o teorie rațională afirmând că valoarea reală a probabilității biotehnice este mai mică de 10-22.
Cu toate acestea, Andersen și Siegel și cu mine nu suntem de acord cu privire la modul de interpretare a rezultatului nostru. În primul rând, nu sunt de acord că ideea probabilității biotehnice ascunde cumva faptul că toate variabilele legate de viață în ecuația lui Drake pot fi teoretic extrem de mici. Articolul Atlantic a fost intitulat (deși este departe de a fi sigur că Andersen are vreo legătură cu această rubrică) „Jocurile matematice nu fac extratereștrii o realitate”. Acest lucru m-a făcut cu adevărat să râd, pentru că nu există „jocuri matematice” în munca noastră.
Deși inițial ne-am propus o sarcină mai dificilă, la final totul a devenit mai ușor. Pur și simplu am ținut cont de numărul de planete din zona locuibilă din universul observabil. Trebuie menționat că „trăsătura noastră pesimistă” nu ignoră valorile mici posibile ale variabilelor individuale. Le-am luat în calcul pe toate.
Asa functioneaza.
În primul rând, să presupunem că considerăm probabilitatea nașterii vieții pe planetă în zona locuibilă egală cu una din un milion (fl = 10-6), probabilitatea nașterii inteligenței - de asemenea egală cu una din un milion (fi = 10-6) și probabilitatea creării acestui inteligent viața unei civilizații tehnologice este exact aceeași (ft = 10-6). Aceasta înseamnă o probabilitate de biotehnologie de un milion de trilioane (10-6 * 10-6 * 10-6 = 10-18). După cum puteți vedea, fără trucuri. Astfel, orice argumente privind probabilitatea scăzută a apariției vieții sau dezvoltarea rațiunii sau crearea civilizației își pierd sensul - toate acestea sunt deja incluse în conceptul de probabilitate biotehnică.
Rețineți că valorile variabilelor date în paragraful de mai sus ar însemna că au existat 10.000 de exocivilizări în istoria universului.
În plus, deși cu siguranță încă avem suficiente date pentru a trage linia pesimismului, însăși istoria controversei în jurul ecuației lui Drake ne oferă o multitudine de materiale care ne permite să ne gândim mai profund la rezultatele noastre. Deși mulți au susținut că exocivilizările trebuie să fie rare, aproape niciodată nu au explicat direct ce înseamnă „rar” în acest context. În același timp, dacă te uiți mai atent, deseori cei care au vorbit despre raritate au însemnat de fapt o frecvență mai multe ordine de mărime mai mari decât 10-22 - linia noastră de pesimism.
Acest lucru este ușor de arătat cu un exemplu binecunoscut. În 1983, fizicianul Brandon Carter a prezentat un argument extrem de ingenios împotriva exocivilizării, pe baza dovezilor că a necesitat timp pentru apariția inteligenței pe Pământ, comparabilă cu epoca Soarelui. Pe baza acestui fapt, el a concluzionat că, pentru a crea inteligență, evoluția a făcut o serie de „pași dificili, fiecare dintre ei fiind extrem de puțin probabil.
Presupunând că au existat zece astfel de "etape" evolutive, el a calculat că probabilitatea totală de apariție a exocivilizării este de 10-20. În opinia sa, această concluzie este „mai mult decât suficientă pentru a ne asigura că nivelul nostru de dezvoltare este unic pentru universul observațional”.
Cu toate acestea, nu este! „Trăsătura noastră pesimistă” sugerează că calculul lui Carter lasă loc pentru sute de exocivilizări. Carter a crezut că ia o poziție hiper-pesimistă, dar, în realitate, s-a dovedit a fi un optimist. De asemenea, trebuie menționat că cercetătorii moderni consideră că au fost doar cinci „pași dificili” (dacă este cazul). Ținând cont de celelalte cifre pe care Carter le-a dat lucrărilor sale, în acest caz, vom vorbi despre o probabilitate egală cu 10-10. Combinat cu „trăsătura noastră de pesimism”, aceasta înseamnă existența posibilă - în diferite momente - a unui trilion de exocivilizări. (Să nu uităm că autori precum Mario Livio fac argumente care subminează chiar fundamentele ipotezei Carter.)
