Ecuația lui Drake

noiembrie 2012, Adrian Șonka

Șansele ca un radioastronom să ia legătura cu o civilizație extraterestră sunt date de „ecuația lui Drake”.

Aceasta a fost inventată în 1961 la o conferință ținută la Green Bank (USA) la care s-au întâlnit astronomii interesați de inteligența extraterestră. Astronomul Frank Drake a sumarizat factorii care determină reușita contactării unei civilizații extraterestre. O puteți vedea ca pe posibilitatea ca în prezent în Univers să existe o civilizatie capabilă de comunicare cu noi (capabilă să emită semnale ce pot fi interceptate sau sau capabilă să intercepteze mesajele noastre).

Termenii din ecuație pot fi deteminați pe cale observațională sau logică (în lipsa observațiilor). Să îi analizăm pe rând:

N - numărul de civilizații din Galaxie avansate tehnologic, ale căror semnale poti fi interceptate de pământeni - asta trebuie să aflam!

R_* - numărul de stele care se formează în Galaxie.

f_P - fracțiunea de stele cu planete din totalul stelelor din Galaxie.

n_e - numărul de planete dintr-un sistem solar, care pot întreține viața.

f_l - fracțiunea din planetele ce pot întreține viața pe care chiar a apărut viața.

f_i - fracțiunea din formele de viață apărute care au evoluat în ființe inteligente.

f_c - fracțiunea din formele de viață inteligente care pot și vor să emită semnale în spațiu.

L - durata de viață a unei civilizate avansate din punct de vedere tehnologic.

Valorile necunoscutelor din ecuație

Discuția despre valorile necunoscutelor din ecuația lui Drake este super-interesantă și a putea ocupa zeci de pagini.

În Galaxia noastră sunt aproximativ 150 de miliarde de stele. Pentru a determina numărul de stele care se formează în Galaxie, este nevoie să studiem toate regiunile în care procesul de formare a stelelor are loc. Cea mai recentă estimare a fost făcută în 2006 și publicată în revista Nature, în modul următor: s-a observat rata de autodistrugere a stelelor foarte masive, prin determinarea cantității de radiație gamma emisă la implozia/explozia unei stele. Radiatia gamma străbate cu ușurință cei mai opaci nori de gaze și praf (cum sunt cei din maternitățile stelare) și este un bun indicator al acestui proces. S-a determinat astfel că în fiecare secol două stele masive devin supernove și emit radiatia gamma respectiva. Coroborată cu numărul de stele existente în galaxie, și cu modelele de formare de stele, s-a estimat că anual se formează stele „în valoare” de șapte mase solare. Putem spune că se formează șapte stele pe an, dacă acestea au o masă solară. Sau se pot forma doua stele cu masa de 3,5 mase solare... Dar, pentru că marea majoritate a stelelor sunt mai puțin masive decât Soarele, considerăm că se formează multe din acel tip și mai puține mai masive.

Valoarea lui N acceptată în prezent este oricare între 7 și 0,2.

Stelele ca Soarele sunt cele care au mase asemănătoare, nu mai mici de 0,5 și nu mai mari de 1,5 de o masă solară. Stelele mai masive trăiesc mai puțin: o stea cu masă de două mase solare trăiește trei miliarde de ani. Viața inteligentă a apărut pe Terra în ultimele două milioane de ani, la aproape 5 miliarde de ani după formarea Soarelui. Dacă steaua moare mai devreme de 4-5 miliarde de ani nu este timp să se formeze viață inteligentă.

Stelele cu masă mai mică trăiesc mult dar au altă problemă: depărtarea de ele unde apa ar putea exista în stare lichidă pe o planetă ca Pământul s-ar afla aproape de stea. Atracția gravitațională a stelei ar face ca planeta să arate aceeași față acesteia, emisferele planetei având noapte/zi foarte lungă. Nu e bine pentru că o parte din atmosferă s-ar răci iar cealaltă s-ar încălzi prea mult.

Pentru că planetele se formează ca o consecință a formării stelei, se estimează că majoritatea stelelor au planete. Pentru că 50% dintre stele sunt sisteme binare și pentru că probabil discurile de materie din care se formează planetele sunt distruse de graviația a doi aștri, gândim că doar stelele simple au planete. În acest caz f_P ar fi 0,5.

Din 2000 dintre cele mai apropiate stele, 7% au planete dar mai multe dau semne că în jurul lor se formează planete. Varianta pesimistă ar fi 0,07.

Următorii parametri sunt total necunoscuți din cauza observațiilor puține sau a lipsei lor.

Numărul de planete dintr-un sistem solar care pot întreține viața rămâne necunoscut până când vom descoperi multe alte planete ca a noastră. Dacă luăm ca exemplu sistemul solar n_e este 1. Dacă dorim să fim mai conservatori putem spune că doar un sistem solar din 10 conține o planetă ca a noastră, n_e fiind 0,1.

Dacă luăm în considerare și sateliții planetelor, care pot întreține viața, valoarea termenului poate ajunge la 2.

Dacă planeta întrunește condițiile necesare, viața sigur apare și f_l este 1. Varianta pesimistă, acceptată în prezent pentru că nu s-a descoperit viață pe alte planete și nici nu a putut fi creată în laborator (folosind ingredientele existente pe Terra atunci când a apărut viața) este de între 0,1 și 0,5.

Continuăm cu estimări bazate pe logică și considerăm că dacă viața apare și evoluează va duce la un moment dat la apariția inteligenței, deci f_i este mai mare de zero. Până nu găsim viață înteligentă în altă parte, trebuie să ne mulțumim cu modele biologilor, care estimează că doar pe 1% din planetele cu viață, viața este inteligentă. O variantă optimistă ar fi de 2,5%. Termenul nostru este de 0,1 sau 0,25.

Dacă o civilizație dorește sau nu să emită semnale pentru a fi găsită este doar un joc de gândire pentru noi. Nu cunoaștem civilizații extraterestre și putem (prin absurd) că nu doresc, deci f_c poate fi 0,01 sau 0,001. Dar ca și noi, o pot face involuntar deci f_c poate fi 1 pentru o scurtă perioadă de timp.

Ultimul termen este cel mai incert. Nu putem afla cât timp rezistă o civilizație sau cel puțin nu vom afla până nu vom autodistruge noi. Observăm însă că orice civilizație poluează apele și atmosfera planetei, așa că dacă nu va începe să călătorească prin spațiu nu va rezista mult. O altă posibilitate ar fi ca civilizația să nu mai comunice astfel încât să poată fi detectată.

L poate fi de 10.000 sau 200.000 de ani, poate mai puțin.

Calcule

Calcule realizate luând în considerare valorile pesimiste. Rezultatul: în prezent există o singură civilizație inteligentă în Galaxie.

Calcule realizate luând în considerare valorile optimiste. Rezultatul: 2450 de civilizații inteligente în Galaxie.

La ce depărtate se află civilizațiile una de alta

Pentru a afla trebuie să calculăm volumul Galaxiei, știind dimensiunile acesteia. Cum aceasta este de fapt un disc de stele, volumul va fi:

Ecuația lui Drake ne spune câte civilizații există și considerăm că se află împrăștiate aleator prin Galaxie. Volumul mediu în care se află o civilizatie se calculează împărțind volumul Galaxiei la numărul de civilizații.

Vom calcula distanța dintre două civilizații, considerând că se află într-un cub, cu volumul: latura cubului (d) la puterea a treia. Latura cubului este și distanța dintre civilizații deci aplicăm următoarele formule:

Distanța dintre civilizații în varianta optimistă ar fi de 1474 de ani lumină. Cum noi emitem semnale puternice de aproximativ 80 de ani, înseamnă că mai sunt 1394 de ani și cineva le va detecta (dacă va putea să le separe de zgomotul de fundal al Universului).

Ar putea fi prea trist: extratereștii sunt imposibil de contactat.