Уравнение Дрейка: 23 инопланетные цивилизации в нашей галактике
Вы когда-нибудь задумывались, сколько разумных инопланетных цивилизаций может существовать в нашей галактике?
Это вопрос, который на протяжении десятилетий захватывает как учёных, так и просто любознательных людей.
Мы до сих пор не знаем точного ответа, однако знаменитое уравнение Дрейка даёт нам математическую основу для оценки количества обнаруживаемых внеземных цивилизаций в галактике Млечный Путь.
В этой статье мы углубимся в историю, формирование, трудности и текущее понимание печально известного уравнения Дрейка.
Почему уравнение Дрейка важно?
От физики и астрономии до биологии и химии — существование жизни за пределами Земли веками будоражит умы человечества.
Для оценки количества возможных инопланетных цивилизаций необходимо учитывать ключевые процессы звездо- и планетообразования, как с научной, так и с теоретической точки зрения.
Уравнение Дрейка было задумано как способ навести порядок в этом огромном неизвестном. Оно задаёт параметры, которые можно изучать, корректировать и даже полностью пересматривать по мере расширения наших знаний о Вселенной.
Это не формула, которая выдает аккуратное, как почтовый индекс, число цивилизаций. Скорее, это сводная таблица, или, если угодно, Розеттский камень, помогающий направлять научные дискуссии и исследования по вопросам появления жизни и её развития до стадии, на которой возможна передача сигналов через световые годы между звездами.
Рождение уравнения Дрейка
В ноябре 1961 года доктор Фрэнк Дрейк, в то время президент Института SETI, собрал историческую встречу в обсерватории Грин-Бэнк.
Целью собрания было обсуждение поиска внеземного разума (SETI). Среди присутствующих были такие выдающиеся умы, как Карл Саган и Филип Моррисон.
В те годы находиться в компании столь известных и интеллектуальных людей было настоящей привилегией. Именно на этой встрече Дрейк впервые представил своё уравнение, впоследствии ставшее знаменитым.
Изначально оно было создано как способ инициировать дискуссию, причём каждый его параметр представляет собой ключевой фактор, влияющий на возникновение и обнаружение инопланетных цивилизаций.
Группа даже шуточно назвала себя «Орденом дельфина», вдохновившись исследованиями Джона Лилли по коммуникации дельфинов.
Окончательная версия уравнения была опубликована Дрейком в 1965 году, хотя до конца неизвестно, как точно оно выглядело на той первой встрече.
В обсерватории Грин-Бэнк до сих пор установлена мемориальная табличка в честь этой конференции как важного поворотного момента в истории SETI и астробиологии.
Уравнение Дрейка
Уравнение Дрейка оценивает N — количество цивилизаций в галактике Млечный Путь, чьи электромагнитные излучения можно зафиксировать.
Формула:
N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L
Где:
- R* — скорость формирования звёзд, пригодных для возникновения разумной жизни (в год).
- fp — доля таких звёзд с планетными системами.
- ne — среднее число планет в системе с условиями, пригодными для жизни.
- fl — доля пригодных планет, на которых возникает жизнь.
- fi — доля планет с жизнью, на которых развивается разумная жизнь.
- fc — доля разумных видов, которые развивают технологии, создающие обнаруживаемые сигналы.
- L — средняя продолжительность времени, в течение которого такие цивилизации посылают сигналы (в годах).
На первый взгляд уравнение может показаться пугающим, но по сути оно удивительно простое.
Оно объединяет скорость (формирования звёзд) с дробями и числами, отражающими вероятности и средние значения, чтобы получить оценку количества наблюдаемых цивилизаций.
Анатомия уравнения
Интересный момент — соотношение терминов и единиц измерения. Первая переменная, R*, выражается как частота в обратных временных единицах (например, звёзд в год).
Следующие пять параметров — это безразмерные дроби. В совокупности они дают скорость возникновения обнаруживаемых цивилизаций в год.
Чтобы получить общее число таких цивилизаций, существующих в данный момент, мы умножаем это значение на L, среднюю продолжительность их обнаруживаемости.
Тем самым мы убираем временную размерность и получаем N — число цивилизаций, с которыми мы потенциально можем связаться сейчас.
Трудности
Хотя уравнение Дрейка задаёт логическую рамку для размышлений, оно не более эффективно в поиске точного ответа, чем многие умозрительные рассуждения или философские эксперименты.
Причина проста: точные значения большинства параметров неизвестны.
Мы имеем неплохие представления о первых двух терминах — R* и fp, но далее всё становится туманным.
На той самой встрече 1961 года участники ввели свои предположения в уравнение и получили оценки, колеблющиеся от 1 000 до 100 миллионов цивилизаций.
Но всё это — либо обоснованные, либо совсем уж фантастические догадки. Такая неопределённость приводит к огромному разбросу результатов, что ослабляет предсказательную силу уравнения.
Несмотря на это, было проведено множество исследований с подстановкой различных значений, приводящих к весьма различным результатам.
СМИ часто громко транслируют такие итоги, создавая ложное впечатление, будто у нас уже есть доказательства существования инопланетян или мы на грани их получения.
Кроме двух первых параметров, для остальных у нас нет достоверных данных, что вызывает разочарование у многих учёных, и некоторые даже отвергают уравнение или высмеивают его.
Что мы действительно знаем?
➤ Скорость образования звёзд (R*)
Благодаря достижениям астрономии мы можем измерить, сколько звёзд образуется ежегодно в нашей галактике.
По оценкам NASA и ESA — около 7 звёзд в год. Это, пожалуй, самый достоверный параметр.
➤ Доля звёзд с планетами (fp)
С открытиями тысяч экзопланет стало ясно, что планетные системы — обычное явление.
Исследования показывают, что не менее 40% звёзд, подобных Солнцу, имеют планеты. А с улучшением методов — возможно, и больше.
Миссия «Кеплер», начатая в 2009 году, сыграла ключевую роль в уточнении этой оценки.
➤ Число обитаемых планет в системе (ne)
Здесь всё усложняется. Что считать «обитаемой» планетой? Только ли Землеподобные в зоне обитаемости?
А как насчёт Венеры и Марса? Они разные, но, возможно, тоже могут поддерживать жизнь.
Текущие обзоры позволяют считать Землеподобные планеты, но отличить их от «венероподобных» и других — пока не можем.
Такие факторы как тектоника плит, магнитное поле, атмосфера — всё это влияет на обитаемость, но с Земли их не распознать.
Оценки ne различаются на два порядка. Однако будущие миссии могут дать больше ясности.
➤ Доля планет, где возникает жизнь (fl)
У нас нет прямых данных. Некоторые предполагают, что fl > 0.13 на планетах старше миллиарда лет, но это спекуляции.
➤ Доля разумной жизни (fi)
На Земле только один вид из миллиардов развил разум, что может говорить о низкой вероятности.
Другие считают, что сложность жизни закономерно растёт, и разум рано или поздно неизбежен. Консенсуса нет.
➤ Доля, развивающая технологии (fc)
Опять же, нет данных. Можно лишь спекулировать, сколько разумных видов захотят и смогут отправлять сигналы.
➤ Время существования цивилизации (L)
Оценки варьируются. Одни считают, что цивилизации могут передавать сигналы лишь сотни лет до самоуничтожения или утраты интереса.
Другие, например, астробиолог Дэвид Гринспун, считают, что цивилизации могут существовать миллиарды лет.
Сводим всё вместе
- R* = 7 звёзд в год
- fp = 0.5 (у половины звёзд есть планеты)
- ne = 2 (две Землеподобные в зоне обитаемости)
- fl = 0.33 (у 1/3 таких планет зарождается жизнь)
- fi = 0.01 (1% развивает разум)
- fc = 0.1 (10% развивают технологии)
- L = 10 000 лет (длительность передающей фазы)
Подставим значения:
N = 7 × 0.5 × 2 × 0.33 × 0.01 × 0.1 × 10,000 = 23.1
Это означает, что примерно 23 инопланетные цивилизации в нашей галактике могут прямо сейчас быть способны связаться с нами.
Это то, что вы ожидали?
Важно понимать, что всё это — лишь обоснованные предположения. Но это начало.
Шаг к тому, чтобы измерить наш интерес и направить наш поиск.
Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos