Свежий взгляд на старое десятилетиями уравнение Дрейка включает новые факторы и большую неопределенность, что предполагает высокую вероятность того, что человечество одиноко во вселенной.
В Лос-Аламосской национальной лаборатории в 1950 году физик Энрико Ферми задал своим коллегам простой вопрос, порожденный сложной математикой: «Где они?»
Он спрашивал об инопланетянах, в частности, разумных. Итало-американский ученый недоумевал, почему человечество не обнаружило никаких признаков разумной жизни за пределами нашей планеты. Он рассудил, что даже если жизнь чрезвычайно редка, вы все равно ожидаете, что там будет много инопланетных цивилизаций, учитывая огромные размеры Вселенной. В конце концов, по некоторым оценкам, во Вселенной существует один септиллион, или 1 000 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 звезд, некоторые из которых окружены планетами, которые, вероятно, могут поддерживать жизнь.
Так где же они и почему с нами не разговаривают?
Это известно как парадокс Ферми. Он основан на математических идеях, таких как уравнение Дрейка, которое было разработано для оценки количества обнаруживаемых цивилизаций в Млечном Пути. Ученые используют уравнение, умножая семь переменных, как описала Элизабет Хауэлл для Space:
N=RfpneflfifcL
- N=количество цивилизаций в Галактике Млечный Путь, чьи электромагнитные излучения поддаются обнаружению.
- R=Скорость образования звезд, пригодная для развития разумной жизни.
- fp=доля звезд с планетными системами.
- ne=количество планет в солнечной системе с окружающей средой, подходящей для жизни.
- fl=Доля подходящих планет, на которых действительно появляется жизнь.
- fi=Доля планет с жизнью, на которых возникает разумная жизнь.
- fc=Доля цивилизаций, разработавших технологию, которая выпускает в космос обнаруживаемые признаки их существования.
- L=продолжительность времени, в течение которого такие цивилизации посылают в космос поддающиеся обнаружению сигналы.
Уравнение Дрейка невероятно спекулятивно, или, как однажды сказала астроном Джилл Тартер, это «прекрасный способ упорядочить наше невежество». Это остается загадочной проблемой.
Однако в новой статье ученых из Института будущего человечества Оксфордского университета приводится обновленное уравнение Дрейка, которое включает «реалистичные распределения неопределенности» и «модели химических и генетических переходов на путях к происхождение жизни.«Поступая таким образом, исследователи говорят, что они разрешают парадокс Ферми и дают еще больше оснований полагать, что мы одни во Вселенной».
Обновленное уравнение эффективно использует каждую переменную и объединяет множество исторических оценок, которые ученые использовали для создания диапазона неопределенности, который подчеркивает, как много ученые еще не знают, как сказал автор исследования Андерс Сандберг Universe. Сегодня:
«Многие параметры очень неопределенны, учитывая современные знания. Хотя мы узнали гораздо больше об астрофизических явлениях со времен Дрейка и Сагана в 1960-х годах, мы все еще очень не уверены в вероятности жизни и разума. Когда люди обсуждают уравнение, нередко можно услышать, как они говорят что-то вроде: «этот параметр является неопределенным, но давайте сделаем предположение и запомним, что это предположение», в конце концов придя к результату, который, по их признанию, основан на предположениях.
“Но этот результат будет сформулирован как одно число, и это привязывает нас к очевидно точной оценке - когда она должна иметь надлежащий диапазон неопределенности. Это часто приводит к чрезмерной самоуверенности, и, что еще хуже, уравнение Дрейка очень чувствительно к предвзятости: если вы полны надежд, небольшой толчок вверх в нескольких неопределенных оценках даст обнадеживающий результат, а если вы пессимист, вы легко можете получить заниженный результат.”
После того, как Сандберг и его коллеги объединили эти неопределенности, результаты показали модель распределения вероятности того, что человечество находится в космосе в одиночестве.
«Мы обнаружили, что даже при использовании предположений в литературе (мы взяли их и случайным образом объединили оценки параметров) может возникнуть ситуация, когда среднее число цивилизаций в галактике может быть довольно высоким, скажем,, сто-и еще вероятность что мы одни в галактике 30%! Причина в том, что существует очень асимметричное распределение правдоподобия.
«Если вместо этого мы попытаемся пересмотреть научные знания, все станет еще более экстремальным. Это связано с тем, что вероятность появления жизни и разума на планете имеет крайнюю неопределенность, учитывая то, что мы знаем - мы не можем исключить, что это происходит почти везде, где есть подходящие условия, но мы не можем исключить, что это астрономически редко. Это приводит к еще большей неопределенности в отношении количества цивилизаций, заставляя нас сделать вывод о достаточно высокой вероятности того, что мы одиноки. Однако мы также заключаем, что нам не следует слишком удивляться, если мы обнаружим разум!"
Ученые разработали ряд гипотез для решения парадокса Ферми, в том числе те, которые утверждают, что инопланетян никогда не существовало; межзвездная связь технологически невозможна; инопланетяне намеренно прячутся от нас; и, возможно, больше всего беспокоит то, что все разумные виды в конечном итоге уничтожают себя, прежде чем заселить другие планеты.
Итак, что Сандберг и его коллеги думают о знаменитом вопросе Ферми: «Где они?»
Они написали, что инопланетяне «вероятно, очень далеко и, вполне возможно, за пределами космологического горизонта и навсегда недосягаемы», добавив, что их распределение показывает вероятность того, что люди одиноки во Вселенной от 39 до 85 процентов..
Но это не значит, что они считают, что ученые должны отказаться от поисков разумной внеземной жизни.
«Чего мы не показываем, так это того, что SETI бессмысленна - как раз наоборот!» - сказал Сандберг. «Существует огромный уровень неопределенности, который необходимо снизить. В документе показано, что астробиология и SETI могут сыграть большую роль в снижении неопределенности в отношении некоторых параметров. Даже земная биология может дать нам важную информацию о вероятности возникновения жизни и условиях, ведущих к разуму. Наконец, один важный вывод, который мы приходим к выводу, состоит в том, что отсутствие наблюдаемого интеллекта не заставляет нас с уверенностью утверждать, что интеллект длится недолго: звезды не предсказывают нашу гибель!»