A equação de Drake não funciona - e aqui está como corrigi-la

A teoria de que a primeira detecção de inteligência extraterrestre ocorrerá com a ajuda de ondas de rádio já foi expressa há muito tempo. Mas é possível que no espaço exista algo sobre o qual ainda nem sonhamos em procurar

Em 1961, o cientista Frank Drake escreveu uma equação simples para estimar o número de civilizações ativas, tecnologicamente avançadas e transmissoras na Via Láctea. Não havia uma maneira conveniente de simplesmente estimar esse valor, mas Drake teve uma brilhante idéia de anotar muitos parâmetros que poderiam ser estimados e depois multiplicados. Se os números estiverem corretos, você obterá o número exato de civilizações tecnologicamente avançadas com as quais a humanidade poderia se comunicar, localizadas em nossa galáxia, a qualquer momento. O conceito é engenhoso, mas quanto mais aprendemos sobre o nosso universo, menos ele se tornou útil. Hoje, a equação de Drake não funciona, mas sabemos o suficiente sobre o Universo para criar um método aprimorado para o cálculo.


A possibilidade da existência de outro mundo povoado na Via Láctea é incrível e atraente, mas se queremos saber quão real é, definitivamente precisamos lidar com a ciência.

Para ser preciso, a equação de Drake sugere que o número de civilizações N que existem em algum momento da nossa galáxia é igual ao produto de sete quantidades desconhecidas diferentes relacionadas à astronomia, geologia, biologia e antropologia, cada uma delas baseada na anterior. Isto é:

1. R _* , a taxa média de formação de estrelas.
2. f _p , fração de estrelas com planetas.
3. n _e , o número médio de estrelas com planetas de estrelas, entre as quais existe um planeta capaz de sustentar a vida [ de fato, o número médio de estrelas capazes de sustentar a vida / aprox. perev. ]
4. f _a fração desses planetas em que a vida se originou.
5. fi _{é a} fração de planetas com vida onde a vida inteligente apareceu.
6. f _{c é a} fração desses planetas com vida inteligente capaz de enviar mensagens através do espaço interestelar.
7. L, o período de tempo que essa civilização envia ou ouve mensagens.

Multiplique os parâmetros entre si e, em teoria, você obterá o número de civilizações tecnologicamente avançadas na Via Láctea que transmitem mensagens,


Fantasia do artista sobre o tema de um exoplaneta potencialmente habitado em órbita em torno de uma estrela parecida com o sol. Mas talvez não precisemos procurar outro planeta semelhante à Terra para encontrar a vida. Nosso sistema solar já pode ter todos os ingredientes necessários. Nós simplesmente não sabemos o quão ampla é a vida.

Isso é apenas com esse alinhamento, há muitos problemas importantes. Escrever a equação neste formulário contém várias suposições tácitas que não refletem a realidade. Os problemas com seu utilitário atual são os seguintes:

• Que a equação foi escrita antes da confirmação da teoria do Big Bang e o modelo do Universo estacionário foi refutado.
• A equação assume que apenas um planeta no sistema estelar pode suportar a vida [ Ethan cometeu um erro, aparentemente, ao entender mal o parâmetro n _e - na apresentação original, esse é apenas o número de planetas no sistema que podem suportar a vida / aprox. perev. ]
• Supõe-se que a vida inteligente e tecnologicamente avançada não se estabeleça em outros planetas.
• Supõe-se que criaturas inteligentes escolherão a transmissão e recepção de sinais de rádio como meio de transmitir mensagens no espaço interestelar.

A última suposição foi a motivação para a criação do SETI - um projeto para procurar inteligência extraterrestre usando antenas de rádio - que não encontrou nada.


Como o grande conjunto de antenas de ondas milimétricas de Atakama, o ALMA é um dos radiotelescópios mais poderosos da Terra. E essa é apenas uma pequena parte da matriz que forma o Event Horizon Telescopen, capaz de capturar as Nuvens de Magalhães (mostradas aqui) e todas as estrelas do céu do sul, ao contrário da maioria dos observadores no hemisfério norte.

Isso, no entanto, não significa que mundos com vida inteligente não existam mais! Apesar da incerteza sobre a existência de outros seres inteligentes e seu desejo e capacidade de tentar nos encontrar e entrar em contato conosco, a possibilidade da existência de seres inteligentes, capazes de se comunicar ou viajar em alienígenas do espaço sideral é de grande interesse não apenas para os cientistas, mas para toda a humanidade. Muitas partes da equação de Drake podem ser problemáticas, e a principal é que elas contêm enormes incertezas: são tão grandes que qualquer suposição sobre a magnitude de N, o número de civilizações em nossa galáxia, não faz sentido. Mas agora é o ano de 2018, e já sabemos muitas coisas sobre a Galáxia e o Universo, que não sabíamos em 1961. E aqui está uma abordagem melhor.


Berçários estrelas na Grande Nuvem de Magalhães, a galáxia satélite da Via Láctea. Observando aglomerados de estrelas dentro e fora de nossa galáxia, bem como medindo o tamanho da Via Láctea, podemos determinar facilmente o número e os tipos de estrelas existentes

1) N _s : número de estrelas na galáxia. Por que avaliar a velocidade da formação de estrelas quando você pode apenas observar o número de estrelas hoje? Sabemos o quão grande é a nossa galáxia, quão espessa é, quão grande é a protuberância central e como a massa é distribuída nela. Com base em nossas observações com a ajuda de telescópios especialmente poderosos que estudam o céu inteiro e suas partes individuais com muito cuidado, podemos simplesmente dizer que em nossa galáxia existem de 200 a 400 bilhões de estrelas. A incerteza 2 vezes é um bom indicador, e isso nos dá um começo muito otimista: cada estrela tem uma chance de sucesso. Vamos escolher um número maior.


Um desenho do telescópio Kepler em busca de planetas. Ele encontrou milhares de planetas orbitando as estrelas da Via Láctea e nos contou sobre as massas, raios e a distribuição de mundos fora do sistema solar.

2) f _p : fração de estrelas possuindo planetas. Podemos deixar esse parâmetro da equação original, mas após a operação do telescópio Kepler, isso significa pouco. Porque Porque é perto de 100%! A parcela de estrelas que têm seus próprios planetas, levando em consideração nossas observações e conhecimentos adquiridos, é de nada menos que 80%. O fato de a proporção de estrelas com planetas ser próxima de 1 significa uma vitória fácil para os otimistas.


A lua e as nuvens sobre o Oceano Pacífico, fotografadas durante a missão Gemini 7. Na Terra, girando em torno do sol, as condições são adequadas para a vida. E as outras estrelas?

3) f _H : fração de estrelas com condições de vida adequadas. Aqui a história se torna mais interessante. Quantas estrelas da classe principal têm mundos capazes de sustentar a vida? Uma estrela como o nosso Sol é capaz disso - com tanta massa, raio e vida - isso prova nossa existência. Mas e uma estrela mais massiva? Em algum momento, a estrela será massiva demais e queimará todo o combustível rapidamente, de modo que a vida inteligente não terá tempo para se desenvolver próxima a ela.

Por outro lado, pequenas estrelas podem ser instáveis, podem produzir explosões que podem explodir a atmosfera do planeta ou emitir tão pouca luz ultravioleta que a vida não aparece. Você pode se preocupar com elementos pesados ​​o suficiente, ou que em certas partes da galáxia as condições são caóticas demais para sustentar a vida. Esses valores são desconhecidos, mas provavelmente podemos dizer com grande certeza que pelo menos 25% das estrelas em nossa galáxia são capazes de habitar planetas.


Moléculas de açúcar em um gás em torno de uma estrela jovem semelhante ao Sol. Os ingredientes básicos da vida podem existir em qualquer lugar, mas não em todo planeta que os contém, a vida aparecerá.

4) n _p : número de planetas ao redor de estrelas habitadas com condições adequadas para a vida. Recebemos uma quantidade enorme de informações dessa área, estudando exoplanetas, mas muitas perguntas permaneceram. O que torna o mundo habitado? No início do sistema solar, Vênus, Terra e Marte tinham condições semelhantes. Do lado de fora do sistema solar, em mundos como Encélado e Europa, existe um oceano subterrâneo e possivelmente vida subaquática. Em sistemas com gigantes de gás localizados onde as condições são próximas à terrestre, a vida pode aparecer em grandes luas. E, embora neste caso a incerteza seja muito alta, acho que podemos dizer com precisão que, em média, as estrelas próximas às quais um mundo potencialmente habitado pode aparecer terão cerca de um mundo com as melhores chances de vida. Estamos interessados ​​neste mundo em particular e diremos que n ^p = 1.

Neste ponto, já podemos multiplicar os quatro primeiros números e obter um número aproximado de mundos na galáxia com boas chances de vida: 100 bilhões: um começo promissor.


Estruturas encontradas no meteorito ALH84001 originário de Marte. Alguns acreditam que essas estruturas podem ser uma vida marciana antiga.

5) f _l : porcentagem de mundos em que a vida aparece. Aqui você tem que concordar com Drake, porque esta é uma das maiores questões da busca por vida fora da Terra. Em que número de todos os mundos potencialmente habitados dá esse incrível primeiro passo, durante o qual os vivos aparecem dos inanimados? Ou, se a vida primitiva vem do espaço interestelar, quantos mundos têm suas vidas fixadas na terra, nos oceanos ou na atmosfera? Não sabemos a resposta para essa pergunta, mesmo dentro da estrutura do sistema solar, onde, possivelmente, existem até oito mundos nos quais a vida apareceu em algum momento. A vida pode ser generalizada e, com uma avaliação otimista, as chances de sua ocorrência podem ser de 10%. Ou pode ser uma ocorrência extremamente rara, uma em um milhão.


Sinais da presença de moléculas orgânicas que dão vida à vida são encontrados em todo o cosmos, incluindo a maior das regiões de formação estelar mais próximas: a Nebulosa de Orion. Algum dia, poderemos procurar sinais de processos biológicos nas atmosferas de planetas do tamanho da Terra, localizados em outros sistemas estelares.

Nesse caso, as incertezas são enormes e qualquer valor escolhido não será melhor que qualquer outro. Algum dia no futuro, teremos a oportunidade de realizar nossas primeiras verificações. Quando nossa tecnologia permite que os telescópios determinem o conteúdo das atmosferas dos mundos, podemos procurar sinais de processos biológicos, como metano, oxigênio molecular e dióxido de carbono. Esta será uma evidência indireta, mas, no entanto, um grande passo para avaliar a probabilidade de vida no planeta. Se assumirmos que existe vida em um de cada 10.000 mundos potencialmente habitados, o que não é uma suposição pior do que todos os outros, então acontece que há vida em 10 milhões de mundos da Via Láctea.


Canais de íons dependentes de ligantes são os canais mais importantes, muitos dos quais trabalham em biologia, e são especialmente importantes para o trabalho do corpo humano. Organismos unicelulares podem se reproduzir muito rapidamente, mas são necessários organismos multicelulares para desenvolver funções e estruturas complexas.

6) f _x : a fração dos planetas com vida em que organismos complexos e diferenciados se desenvolveram. A definição de "racionalidade" da vida é uma tarefa vaga, na melhor das hipóteses, já que mesmo os melhores cientistas ainda discutem se é possível classificar espécies como golfinhos, macacos antropóides, polvos etc. etc. se o organismo pode ser classificado como complexo e diferenciado: esse organismo deve ter diferentes partes do corpo, com funções e estruturas diferentes, com dimensões macroscópicas e uma estrutura multicelular. Antes de os primeiros organismos multicelulares aparecerem na Terra, a vida se desenvolveu bilhões de anos e, depois, foram necessárias outras centenas de milhões de anos antes do sexo como uma ferramenta de reprodução.


A captura de cupins Bonobo é um exemplo de organismo complexo e diferenciado, utilizando ferramentas primitivas. Não pode ser considerada uma espécie científica e tecnologicamente avançada, mas é definitivamente considerada multicelular, diferenciada e muito interessante do ponto de vista da astrobiologia.

A Terra é novamente o nosso único laboratório, mas vamos ser otimistas quanto à falta de evidências e assumir que há uma em mil chances de que um mundo começando com uma informação de cadeia molecular codificadora primitiva, auto-reprodutiva e capaz de gerar algo como uma explosão cambriana . Isso nos dá 10.000 mundos na Via Láctea, transbordando de formas de vida diversas, multicelulares e altamente diferenciadas. Dada a distância entre as estrelas, podemos assumir que outro planeta similar no qual isso aconteceu está a apenas algumas centenas de anos-luz de nós.


Um desenho de 1991 da estação espacial Freedom em órbita. Qualquer civilização que tenha criado algo assim será definitivamente considerada científica e tecnicamente avançada.

7) f _t : a fração desses mundos nos quais existe atualmente uma civilização tecnológica e cientificamente científica. Esta questão coloca as questões colocadas pela equação de Drake em segundo plano. Qual é a diferença, o primeiro é o caso do surgimento de uma civilização tecnologicamente avançada ou o décimo? Quem se importa se eles usam ondas de rádio? Que diferença faz se explodirem ou morrerem, ou tiverem o desejo de viajar no espaço ou não? A principal questão é se existem alienígenas que sejam razoáveis ​​de maneira semelhante a nós, isto é, científica e tecnologicamente avançada.


A imagem montada “uau” ['vaca sagrada'] da missão marciana de Phoenix, que mostra claramente o gelo da água sob os suportes do veículo de descida. Para descobrir a quantidade máxima de informações sobre a presença ou ausência de vida no planeta, você definitivamente terá que pousar lá e procurar seus sinais garantidos.

Naturalmente, não há evidências disso em nenhum outro lugar, exceto na Terra, o que significa uma enorme variedade de possibilidades. Pode ser 1% de todos os planetas, ou a aparência da humanidade pode ser um acidente selvagem, e a probabilidade disso será um caso em um bilhão. 500.000.000 passaram desde a explosão cambriana na Terra, e uma visão tecnologicamente avançada do planeta existe há não mais de 1000 anos. Se assumirmos que a humanidade durará vários milhares de anos nesse estado, acontece que a Terra passou cem milésimos de seu tempo junto com organismos complexos e diferenciados que estão em um estado tecnologicamente avançado.

E com essas estimativas, mesmo se houver 10.000 mundos na Via Láctea, a probabilidade de que outra civilização tecnologicamente avançada exista simultaneamente conosco será de aproximadamente 10%.


Talvez o desejo de conquistar o cosmos apareça imediatamente quando a inteligência, o uso de ferramentas e a curiosidade convergem em um só lugar

Dado todo o exposto, são os três últimos valores - f _l , f _x ef - que são caracterizados por uma enorme incerteza, que no momento impossibilita estimativas precisas.

Sabendo quantos mundos com vida existem na Via Láctea e encontrando pelo menos um deles, teríamos um impacto incrível em nossa própria existência e compreensão de nosso lugar no universo. O próximo passo, obter informações sobre a presença de organismos complexos, diferenciados e grandes em outro planeta, revolucionaria nossas capacidades. E a chance de trocar mensagens, conhecer e trocar conhecimento com uma civilização alienígena científica ou tecnologicamente avançada mudaria para sempre o curso do desenvolvimento humano. Tudo isso é possível, mas ainda precisamos descobrir muito se queremos descobrir as respostas para essas perguntas. Essas etapas precisam ser tomadas; as recompensas para eles são muito grandes se houver uma chance de encontrar respostas.