Persamaan Drake tidak berfungsi - dan inilah cara memperbaikinya

Teori bahwa deteksi pertama intelijen ekstraterestrial akan terjadi dengan bantuan gelombang radio telah diungkapkan sejak lama. Tapi mungkin saja di ruang ada sesuatu yang kita bahkan tidak bisa memimpikannya

Pada tahun 1961, ilmuwan Frank Drake menuliskan persamaan sederhana untuk memperkirakan jumlah peradaban aktif, maju secara teknologi dan mentransmisikan di Bima Sakti. Tidak ada cara yang mudah untuk memperkirakan jumlah ini, tetapi Drake memiliki ide cemerlang untuk menuliskan banyak parameter yang dapat diperkirakan dan kemudian dikalikan. Jika angkanya benar, maka Anda akan mendapatkan jumlah yang tepat dari peradaban berteknologi maju yang dapat berkomunikasi dengan manusia, yang terletak di dalam Galaxy kita, kapan saja. Konsepnya cerdik, tetapi semakin kita belajar tentang Alam Semesta kita, semakin tidak berguna. Hari ini, persamaan Drake tidak berfungsi, tetapi kita cukup tahu tentang Semesta untuk menciptakan metode yang lebih baik untuk perhitungan.


Kemungkinan keberadaan dunia berpenduduk lain di Bima Sakti luar biasa dan menarik, tetapi jika kita ingin tahu seberapa nyata itu, kita pasti perlu berurusan dengan sains.

Lebih tepatnya, persamaan Drake menunjukkan bahwa jumlah peradaban N yang ada di beberapa titik di Galaksi kita sama dengan produk dari tujuh jumlah tak dikenal yang berbeda terkait dengan astronomi, geologi, biologi dan antropologi, yang masing-masing didasarkan pada yang sebelumnya. Ini adalah:

1. R _* , tingkat rata-rata pembentukan bintang.
2. fp, sebagian kecil bintang yang memiliki planet.
3. n, jumlah rata-rata bintang yang memiliki planet berbintang , di antaranya ada planet yang mampu menopang kehidupan [ pada kenyataannya, jumlah rata-rata planet bintang yang mampu mendukung kehidupan / sekitar. perev. ]
4. f _l sebagian kecil dari planet-planet ini di mana kehidupan berasal.
5. f _{i adalah} sebagian kecil planet dengan kehidupan di mana kehidupan cerdas muncul.
6. fc _{adalah bagian} dari planet-planet ini dengan kehidupan cerdas yang mampu mengirim pesan melalui ruang antarbintang.
7. L, lamanya waktu peradaban seperti itu mengirim atau mendengarkan pesan.

Lipat gandakan parameter di antara mereka sendiri, dan, secara teori, Anda akan mendapatkan jumlah peradaban maju secara teknologi di Bima Sakti yang mengirimkan pesan,


Fantasi seniman pada topik planet ekstrasurya yang berpotensi berpenghuni di orbit sekitar bintang seperti matahari. Tetapi kita mungkin tidak perlu mencari planet lain yang mirip dengan Bumi untuk menemukan kehidupan. Tata surya kita mungkin sudah memiliki semua bahan yang diperlukan. Kami hanya tidak tahu seberapa luas kehidupan itu.

Itu hanya dengan penyelarasan ini, ada banyak masalah besar. Menulis persamaan dalam bentuk ini mengandung beberapa asumsi tak terucapkan yang tidak mencerminkan kenyataan. Masalah dengan utilitas saat ini adalah sebagai berikut:

• Bahwa persamaan itu ditulis sebelum teori Dentuman Besar dikonfirmasi, dan model Semesta stasioner ditolak.
• Persamaan ini mengasumsikan bahwa hanya satu planet dalam sistem bintang yang dapat mendukung kehidupan [ Ethan melakukan kesalahan, tampaknya, dengan salah paham parameter n _e - dalam presentasi asli ini hanya jumlah planet dalam sistem yang dapat mendukung kehidupan / kira-kira. perev. ]
• Diasumsikan bahwa kehidupan yang cerdas dan berteknologi maju tidak menetap di planet lain.
• Diasumsikan bahwa makhluk cerdas akan memilih transmisi dan penerimaan sinyal radio sebagai sarana transmisi pesan di ruang antarbintang.

Asumsi terakhir adalah motivasi untuk penciptaan SETI - sebuah proyek untuk mencari intelijen luar angkasa menggunakan antena radio - yang tidak menemukan apa pun.


Array antena gelombang milimeter besar Atakama, ALMA adalah salah satu teleskop radio paling kuat di Bumi. Dan ini hanyalah sebagian kecil dari susunan yang membentuk Telescopen Peristiwa Horizon, yang mampu menangkap Awan Magellan (ditunjukkan di sini) dan semua bintang di langit selatan, tidak seperti kebanyakan pengamat di belahan bumi utara.

Namun, ini tidak berarti bahwa dunia dengan kehidupan cerdas tidak lagi ada! Terlepas dari ketidakpastian tentang keberadaan makhluk cerdas lainnya dan keinginan serta kemampuan mereka untuk mencoba menemukan kami dan menghubungi kami, kemungkinan keberadaan makhluk cerdas, yang mampu berkomunikasi atau bepergian di luar angkasa, alien sangat menarik tidak hanya bagi para ilmuwan, tetapi juga bagi seluruh umat manusia. Banyak bagian dari persamaan Drake bisa bermasalah, dan yang utama adalah bahwa mereka mengandung ketidakpastian yang sangat besar: mereka begitu besar sehingga asumsi tentang besarnya N, jumlah peradaban di Galaksi kita, tidak masuk akal. Tetapi sekarang adalah tahun 2018, dan kita sudah tahu banyak hal tentang Galaksi dan Alam Semesta, yang tidak kita ketahui pada tahun 1961. Dan inilah pendekatan yang lebih baik.


Pembibitan bintang di Awan Magellan Besar, galaksi satelit Bima Sakti. Dengan mengamati gugus bintang di dalam dan di luar galaksi kita, serta mengukur ukuran Bimasakti, kita dapat dengan mudah menentukan jumlah dan jenis bintang yang ada.

1) N _s : jumlah bintang di galaksi. Mengapa mengevaluasi kecepatan pembentukan bintang ketika Anda bisa melihat jumlah bintang hari ini? Kita tahu seberapa besar galaksi kita, seberapa tebal galaksi itu, seberapa besar tonjolan pusatnya, dan seberapa besar massa yang terdistribusi di dalamnya. Berdasarkan pengamatan kami dengan bantuan teleskop yang sangat kuat yang mempelajari seluruh langit dan bagian-bagian individualnya dengan sangat hati-hati, kita dapat dengan mudah mengatakan bahwa di Galaksi kita terdapat 200 hingga 400 miliar bintang. Ketidakpastian 2 kali adalah indikator yang baik, dan ini memberi kami awal yang sangat optimis: setiap bintang memiliki peluang untuk sukses. Mari kita pilih nomor yang lebih besar.


Gambar teleskop Kepler mencari planet. Dia menemukan ribuan planet yang mengorbit bintang-bintang di Bima Sakti, dan memberi tahu kami tentang massa, jari-jari, dan distribusi dunia di luar tata surya.

2) f _p : sebagian kecil bintang memiliki planet. Kita dapat meninggalkan parameter ini dari persamaan aslinya, tetapi setelah pengoperasian teleskop Kepler itu berarti sedikit. Mengapa Karena hampir 100%! Bagian bintang yang memiliki planet sendiri, dengan mempertimbangkan pengamatan dan pengetahuan yang kami peroleh, tidak kurang dari 80%. Fakta bahwa proporsi bintang dengan planet mendekati angka 1 berarti kemenangan mudah bagi optimis.


Bulan dan awan di atas Samudra Pasifik, difoto selama misi Gemini 7. Di Bumi, berputar mengelilingi matahari, kondisinya cocok untuk kehidupan. Bagaimana dengan bintang lain?

3) f _H : sebagian kecil bintang dengan kondisi kehidupan yang sesuai. Di sini ceritanya menjadi lebih menarik. Berapa banyak bintang dari kelas utama yang memiliki dunia yang mampu mendukung kehidupan? Sebuah bintang seperti Matahari mampu melakukan hal ini - dengan massa, jari-jari, dan masa hidup yang demikian - ini membuktikan keberadaan kita. Tapi bagaimana dengan bintang yang lebih masif? Pada titik tertentu, bintang itu akan terlalu besar dan terlalu cepat membakar semua bahan bakarnya, sehingga kehidupan yang cerdas tidak akan punya waktu untuk berkembang di sebelahnya.

Di sisi lain, bintang-bintang kecil dapat menjadi tidak stabil, mereka dapat menghasilkan suar yang dapat menghembuskan atmosfer planet ini, atau mengeluarkan sangat sedikit sinar ultraviolet sehingga kehidupan tidak muncul. Anda dapat mengkhawatirkan unsur-unsur yang cukup berat, atau bahwa di bagian-bagian tertentu galaksi kondisinya terlalu kacau untuk mendukung kehidupan. Nilai-nilai ini tidak diketahui, tetapi kita mungkin dapat mengatakan dengan sangat yakin bahwa setidaknya 25% bintang di Galaksi kita mampu memiliki planet yang dihuni.


Molekul gula dalam gas yang mengelilingi bintang muda mirip dengan Matahari. Bahan dasar kehidupan dapat ada di mana-mana, tetapi tidak di setiap planet yang mengandungnya, kehidupan akan muncul.

4) n _p : jumlah planet di sekitar bintang yang dihuni dengan kondisi yang cocok untuk kehidupan. Kami menerima sejumlah besar informasi dari daerah ini, mempelajari planet ekstrasurya, tetapi banyak pertanyaan yang tersisa. Apa yang membuat dunia dihuni? Pada tata surya awal, Venus, Bumi, dan Mars memiliki kondisi yang serupa. Di luar tata surya, di dunia seperti Enceladus dan Eropa, ada samudra bawah permukaan, dan mungkin kehidupan bawah laut. Dalam sistem dengan raksasa gas yang terletak di mana kondisinya dekat dengan daratan, kehidupan dapat muncul pada bulan-bulan besar. Dan meskipun dalam hal ini ketidakpastiannya sangat tinggi, saya pikir kita dapat mengatakan dengan cukup akurat bahwa rata-rata bintang-bintang di samping dunia yang berpotensi dihuni dapat memiliki sekitar satu dunia dengan peluang terbaik untuk hidup. Kami tertarik pada dunia khusus ini, dan kami akan mengatakan bahwa n ^p = 1.

Pada titik ini, kita sudah bisa mengalikan empat angka pertama dan mendapatkan perkiraan jumlah dunia di Galaxy dengan peluang hidup yang baik: 100 miliar. Awal yang menjanjikan.


Struktur yang ditemukan pada meteorit ALH84001 berasal dari Mars. Beberapa percaya bahwa struktur ini bisa menjadi kehidupan Mars kuno.

5) f _l : persentase dunia seperti itu di mana kehidupan muncul. Di sini Anda harus setuju dengan Drake, karena ini adalah salah satu pertanyaan terbesar dalam pencarian kehidupan di luar Bumi. Berapa jumlah semua dunia yang berpotensi dihuni yang diambil oleh langkah pertama yang luar biasa ini, di mana kehidupan muncul dari benda mati? Atau, jika kehidupan primitif berasal dari ruang antarbintang, berapa banyak dunia memiliki kehidupan mereka di darat, di lautan, atau di atmosfer? Kita tidak tahu jawaban untuk pertanyaan ini bahkan dalam kerangka tata surya, di mana, mungkin, ada sebanyak 8 dunia di mana kehidupan muncul di beberapa titik. Hidup bisa meluas, dan dengan penilaian yang optimis, peluang terjadinya mungkin 10%. Atau itu bisa menjadi kejadian yang sangat langka, satu dari sejuta.


Tanda-tanda keberadaan molekul organik yang menimbulkan kehidupan ditemukan di seluruh kosmos, termasuk yang terbesar dari daerah pembentukan bintang terdekat: Nebula Orion. Suatu hari, kita mungkin dapat mencari tanda-tanda proses biologis di atmosfer planet seukuran Bumi, yang terletak di sistem bintang lainnya.

Dalam hal ini, ketidakpastiannya sangat besar, dan nilai apa pun yang dipilih tidak akan lebih baik daripada yang lain. Suatu hari nanti, kami akan memiliki kesempatan untuk melakukan pemeriksaan pertama kami. Ketika teknologi kami memungkinkan teleskop untuk menentukan isi atmosfer dunia, kita dapat mencari tanda-tanda proses biologis, seperti metana, oksigen molekuler, dan karbon dioksida. Ini akan menjadi bukti tidak langsung, namun, bagaimanapun, merupakan langkah besar menuju penilaian kemungkinan kehidupan di planet ini. Jika kita berasumsi bahwa ada kehidupan di salah satu dari setiap 10.000 dunia yang berpotensi dihuni, yang tidak lebih buruk dari dugaan orang lain, maka ternyata ada kehidupan di 10 juta dunia Bimasakti.


Saluran ion yang bergantung pada ligan adalah saluran yang paling penting, banyak di antaranya bekerja di bidang biologi, dan saluran itu sangat penting untuk pekerjaan tubuh manusia. Organisme uniseluler dapat bereproduksi dengan sangat cepat, tetapi organisme multisel diperlukan untuk mengembangkan fungsi dan struktur yang kompleks.

6) f _x : fraksi planet dengan kehidupan di mana organisme yang kompleks dan berbeda telah berkembang. Definisi "rasionalitas" kehidupan adalah tugas yang samar-samar di terbaik, karena bahkan yang terbaik dari para ilmuwan kita masih memperdebatkan apakah mungkin untuk mengklasifikasikan spesies seperti lumba-lumba, kera antropoid, gurita, dll., Bagaimanapun, tidak ada yang akan berdebat dengan itu apakah organisme dapat diklasifikasikan sebagai kompleks dan terdiferensiasi: organisme seperti itu harus memiliki bagian tubuh yang berbeda dengan fungsi dan struktur yang berbeda yang memiliki dimensi makroskopik dan struktur multiseluler. Sebelum organisme multiseluler pertama kali muncul di Bumi, kehidupan berkembang miliaran tahun, dan kemudian dibutuhkan ratusan juta tahun sebelum seks sebagai alat reproduksi.


Rayap penangkap Bonobo adalah contoh organisme yang kompleks dan berbeda menggunakan alat primitif. Ini tidak dapat dianggap sebagai spesies yang maju secara ilmiah dan teknologi, tetapi itu pasti dianggap multiseluler, berbeda dan sangat menarik dari sudut pandang astrobiologi.

Bumi adalah satu-satunya laboratorium kita, tetapi mari kita optimis tentang kurangnya bukti dan berasumsi bahwa ada satu dari seribu peluang bahwa dunia yang dimulai dengan informasi rantai molekul penyandian yang primitif, yang dapat mereproduksi sendiri, dapat menimbulkan sesuatu seperti ledakan Kambrium . Ini memberi kita 10.000 dunia di Bimasakti, dipenuhi dengan berbagai bentuk kehidupan yang beragam, bersel banyak, dan sangat berbeda. Mengingat jarak antara bintang-bintang, kita dapat mengasumsikan bahwa planet lain yang serupa di mana ini terjadi hanya beberapa ratus tahun cahaya dari kita.


Gambar 1991 stasiun ruang angkasa Freedom di orbit. Setiap peradaban yang telah menciptakan sesuatu seperti ini pasti akan dianggap maju secara ilmiah dan teknis.

7) f: sebagian kecil dari dunia di mana peradaban maju secara teknologi dan ilmiah saat ini ada. Pertanyaan ini mendorong pertanyaan yang diajukan oleh persamaan Drake ke latar belakang. Apa bedanya, yang pertama adalah kasus munculnya peradaban maju atau teknologi kesepuluh? Siapa yang peduli jika mereka menggunakan gelombang radio? Apa bedanya jika mereka meledakkan diri atau mati, atau apakah mereka memiliki keinginan untuk bepergian di ruang angkasa atau tidak? Pertanyaan utamanya adalah apakah ada alien yang masuk akal dengan cara yang mirip dengan kita, yaitu, maju secara ilmiah dan teknologi.


Gambar yang dirangkai “wow” ['sapi suci'] dari misi Phoenix Mars, yang dengan jelas menunjukkan es air di bawah dukungan kendaraan keturunan. Untuk mengetahui jumlah maksimum informasi tentang ada atau tidaknya kehidupan di planet ini, Anda harus mendarat di sana dan mencari tanda-tanda yang dijamin.

Secara alami, tidak ada bukti tentang hal ini di mana pun kecuali Bumi, yang berarti sejumlah besar kemungkinan. Mungkin 1% dari semua planet, atau penampakan kemanusiaan mungkin merupakan kecelakaan liar, dan kemungkinan ini akan menjadi satu kasus dalam satu miliar. 500.000.000 telah berlalu sejak ledakan Kambrium di Bumi, dan pandangan yang maju secara teknologi tentang planet ini telah ada selama tidak lebih dari 1000 tahun. Jika kita mengasumsikan bahwa umat manusia akan bertahan beberapa ribu tahun di negara ini, ternyata Bumi menghabiskan seratus ribu waktunya bersama dengan organisme kompleks dan berbeda yang berada dalam keadaan maju secara teknologi.

Dan dengan perkiraan seperti itu, bahkan jika ada 10.000 dunia seperti itu di Bima Sakti, kemungkinan bahwa peradaban maju yang secara teknologi ada secara bersamaan dengan kita akan sekitar 10%.


Mungkin keinginan untuk menaklukkan kosmos muncul segera ketika kecerdasan, penggunaan alat, dan keingintahuan bertemu di satu tempat

Mengingat semua hal di atas, itu adalah tiga nilai terakhir - f _l , f _x dan f _t - yang ditandai dengan ketidakpastian yang sangat besar, yang saat ini membuat perkiraan akurat menjadi tidak mungkin.

Mengetahui berapa banyak dunia dengan kehidupan yang ada di Bima Sakti, dan menemukan setidaknya satu di antaranya, kita akan memiliki dampak luar biasa pada keberadaan kita sendiri dan pemahaman tempat kita di alam semesta. Langkah selanjutnya, mendapatkan informasi tentang keberadaan organisme besar yang kompleks, berbeda, di planet lain, akan merevolusi kemampuan kita. Dan kesempatan bertukar pesan, bertemu dan bertukar pengetahuan dengan peradaban alien yang maju secara ilmiah atau teknologi akan selamanya mengubah arah perkembangan manusia. Semua ini mungkin, tetapi kita masih membutuhkan banyak hal untuk mengetahui apakah kita ingin mengetahui jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini. Langkah-langkah ini perlu diambil; ganjaran bagi mereka terlalu besar jika ada peluang untuk menemukan jawaban.