"Frågan om förekomsten av avancerade civilisationer någon annanstans i universum har alltid varit fördunen av tre stora osäkerheter i Drake-ekvationen," säger Adam Frank, professor i fysik och astronomi vid University of Rochester.”Vi har visat länge hur många stjärnor det finns ungefär. Vi vet inte hur många av dessa stjärnor som har planeter som kan ha hamnat liv, hur ofta livet kunde ha utvecklats och leda till intelligenta varelser; hur länge en civilisation kan existera innan den dör ut.
Vi vet inte ens om en högt utvecklad teknisk civilisation kan överleva i mer än några århundraden. Men nytt arbete av Frank och Woodruff Sullivan gör det möjligt för forskare att börja utnyttja allt de vet om planeter och klimat och simulera växelverkan mellan mycket energiberoende arter i deras hemvärld.
”Våra resultat indikerar att vår biologiska och kulturella utveckling inte var unik och kan ha hänt många gånger tidigare. Andra fall kan inkludera många energiberoende civilisationer som försöker hantera krisen på sina planeter när civilisationerna växer. Vi kan börja undersöka detta problem med hjälp av modellering för att få en uppfattning om vad som leder till livslängd för civilisationen och vad som inte gör det."
Den nya studien visar att de nyligen upptäckta exoplaneterna i kombination med en bredare inställning till frågan gör det möjligt att bestämma en ny empiriskt betydande sannolikhet för förekomsten av avancerade civilisationer i universums historia. Och det visar att om inte chanserna för liv på planeten är oändligt små, kommer mänskligheten inte att vara den enda och inte den första avancerade tekniska civilisationen.
Arbetet, publicerat i tidskriften Astrobiology, visar också för första gången vad”pessimism” eller”optimism” betyder i samband med bedömningen av sannolikheten för avancerat utomjordiskt liv.
”Tack vare forskning från NASA: s Kepler-satellit och andra, vet vi nu att ungefär en femtedel av stjärnorna har planeter i” beboeliga zoner”där temperaturer tillåter det liv vi känner att existera. Därför kan en av de tre största osäkerheterna redan ingå.”
Frank säger att Drakes tredje största fråga - hur länge civilisationerna kunde ha funnits - fortfarande är helt obegriplig. "Det faktum att människor har haft rudimentär teknik i cirka tio tusen år säger inte om andra samhällen kommer att tänka på det lika länge eller till och med längre," förklarar han.
1961 utvecklade astrofysiker Frank Drake en ekvation för att uppskatta antalet avancerade civilisationer som kan existera i Vintergalaxen. Det ser ut så här: N = R * (fp) (ne) (fl) (fi) (fc) L, avkodningen av varje variabel är nedan. Baserat på den enklaste statistiken är det lätt att beräkna att det någonstans kan finnas tusentals, till och med miljoner främmande civilisationer:
Kampanjvideo:
R *: Den hastighet som stjärnor bildas i vår galax.
fp: Andel stjärnor med planeter.
ne: antalet markplaneter runt varje stjärna som har planeter.
fl: Procentandelen markbundna planeter som har utvecklats liv.
fi: Procentandelen planeter med liv som intelligent liv har utvecklats på.
fc: Procentandelen av sapientarter som har nått teknik som kan upptäckas av krafter från en extern civilisation som vår. Till exempel radiosignaler.
L: Det genomsnittliga antalet år som det tar en avancerad civilisation för att upptäcka detekterbara signaler.
Drakes ekvation har blivit basen för forskning och rymdtekniken har fördjupat forskarnas kunskap om flera variabler. Men att ta reda på den möjliga varaktigheten av existensen av andra avancerade civilisationer - L - är nästan omöjligt.
Frank och Sullivan har föreslagit en ny studie som tar upp en något annan fråga. Tänk om vissa civilisationer utvecklats under det observerbara universums historia? Frank och Sullivans ekvation förlitar sig på Drake men tar bort behovet av L.
”I stället för att fråga hur många civilisationer som kan existera idag, frågar vi: är vi verkligen den enda tekniskt avancerade arten?” Säger Sullivan. "Denna fokusförskjutning tar bort behovet av frågan om civilisationens varaktighet och gör det möjligt för oss att ta itu med den så kallade 'frågan om rymdarkéologi' - hur ofta i universums historia har livet utvecklats till ett tekniskt avancerat tillstånd?"
Det råder fortfarande allvarliga osäkerheter när det gäller att beräkna sannolikheten för ett framskridet liv som förekommer på bebodda planeter. Och här gör Frank och Sullivan en U-sväng. Istället för att beräkna oddsen för ett framväxt liv som kommer fram, beräknar de oddsen mot dess uppkomst, det vill säga om mänskligheten kan vara den enda avancerade civilisationen i det observerbara universums historia.
"Naturligtvis har vi ingen aning om hur troligt det är att en intelligent teknologisk art kommer att dyka upp på en enda planet," säger Frank.”Men med vår metod kan vi berätta exakt hur osannolikt vi kommer att bli den ENDA civilisationen i universum. Vi kallar detta den pessimistiska egenskapen. Om sannolikheten går utöver pessimismens linje, så dök den tekniska arten och civilisationen tidigare."
Med hjälp av denna metod beräknade Frank och Sullivan hur osannolikt utvecklat liv skulle vara om det inte fanns ett enda exempel på det bland de två hundra miljarder biljoner stjärnorna i universum. Eller till och med bland hundratals miljarder stjärnor i Vintergatan.
Vad är resultatet? Tillämpning av nya data om exoplaneter på universum som helhet fann Frank och Sullivan att en civilisation skulle vara unik för rymden endast om oddsen för en civilisation som uppträder på en bebodd planet var mindre än en av 10 miljarder biljoner eller 1 1022.
"En av tio miljarder biljoner är väldigt lite," säger Frank.”Det är uppenbart för mig att andra intelligenta teknologiskt avancerade arter troligen utvecklats före oss. Tänk på det på följande sätt. Innan våra resultat skulle du betraktas som en pessimist om du räknade sannolikheten för en civilisation på en bebodd planet, säg, i en i en biljon. Men även om vi antar att det fanns en chans i en biljon, så hände det som hände med mänskligheten på jorden minst 10 miljarder gånger under vår kosmiska historia."
Om vi tar de mindre volymerna, har en annan teknologisk art i vår egen galax, Vintergatan, dykt upp, om chanserna att den inte kommer att visas är mindre än en av 60 miljarder.
Bra. Om dessa siffror ger "optimister" anledning att glädja sig över existensen av utomjordiska civilisationer, säger Sullivan att den kompletta Drake-ekvationen - som bestämmer sannolikheten för civilisationer som finns i dag - kan trösta pessimisterna.
"Universum är över 13 miljarder år gammalt", säger Sullivan. "Detta betyder att även om tusentals civilisationer i vår galax fanns under vår tid - alla dessa tio tusen år - så har de förmodligen försvunnit." Andra dök inte upp. För att vi ska lyckas med att söka efter en annan tekniskt avancerad civilisation måste den i genomsnitt existera mer än vi för närvarande existerar.
"Med tanke på de stora avstånden mellan stjärnorna och den fasta ljusets hastighet kommer vi aldrig att kunna kontakta en annan civilisation, prata med det, ändå", säger Frank. "Om de var 50 000 ljusår bort, skulle meddelanden ta 100 000 år."
Men ur filosofisk synvinkel spelar det ingen roll om vi kan kontakta en annan civilisation. Det är viktigt att det fanns. Och detta får dig redan att tänka djupt.
ILYA KHEL
