Kanske fanns det ingen annan intelligent, tekniskt avancerad typ av utomjordingar under hela universums historia. I förra veckan i New York Times skrev forskaren Adam Frank tydligt: Ja, det finns utlänningar. Han drog denna slutsats, eftersom det i universum finns potentiellt beboeliga världar som vi känner till från astrofysiska studier, kan intelligent liv också uppstå där. Men vad han inte kunde förklara var mängden okända som introducerades i ekvationen genom abiogenes, evolution, långsiktig bebobarhet och andra faktorer. Det finns faktiskt ett astronomiskt antal möjligheter för intelligenta, tekniskt avancerade livsformer, men på grund av den kolossala osäkerheten kan det mycket väl vara att människor är de enda levande varelserna som plöjer genom rymden.känt för vårt universum.
År 1961 sammanställde forskaren Frank Drake den första ekvationen som visar hur många rymdresande civilisationer som finns i universum idag. Han baserade sina beräkningar på en serie okända egenskaper och faktorer för att göra uppskattningar baserade på dem och slutligen förstå hur många tekniskt avancerade främmande arter som för närvarande finns i vår galax och det observerbara universum. Tack vare framstegen inom vetenskapen under de senaste 55 åren kan många av de faktorer som vi bara kunde gissa med gissningar nu läras med otrolig precision.
Till att börja med har vår förståelse av universums storlek och skala expanderat på det mest dramatiska sättet. Tack vare observationer som använder rymd- och markbaserade observatorier, som täcker hela spektrumet av elektromagnetiska vågor, vet vi idag hur stort universum är och hur många galaxer det finns i det. Vi har en mycket bättre förståelse för stjärnornas bildande och funktion. Därför kan vi, när vi tittar in i det stora avgrunden av det avlägsna rymden, beräkna hur många stjärnor det finns och har funnits i universum genom hela den kosmiska historien sedan "big bang". Detta är en kolossal mängd: cirka 10 till 24: e makten. Och det berättar för oss hur många chanser universum hade under de senaste 13,8 miljarder åren att leka liv som vårt.
Det är så konstnären föreställde sig exoplaneten Kepler-452b
Foto: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle
Tidigare undrade vi hur många stjärnor det finns planeter som kretsar kring dem, vilka planeter som är i ett fast tillstånd, hur många har en atmosfär som liknar vår och hur många sådana planeter som ligger på ett sådant avstånd från sina stjärnor att det finns flytande vatten på deras yta. I oräkneliga år kunde vi bara spekulera i detta. Men tack vare de enorma framstegen inom studien av exoplaneter, främst med hjälp av NASA: s rymdssatellit Kepler, har vi lärt oss mycket om vad som finns i rymden. Bland annat vet vi följande idag:
- planeter eller planetariska system kretsar runt 80-100% av stjärnorna i omloppsbana;
Kampanjvideo:
- cirka 20-25% av dessa system har en planet i en beboelig zon eller på en plats där flytande vatten kan bildas på dess yta;
- ungefär 10-20% av dessa planeter har samma storlek och massa som jorden.
Vi sammanför allt och vi får reda på att det i universum finns 10 till 22: e kraften på de jordliknande planeterna, där det finns nödvändiga förutsättningar för livet.
Men situationen här är ännu bättre, för med undantag av de första stjärnorna av de första stjärnorna är nästan alla berikade med tunga element och ingredienser som är nödvändiga för livet. När vi tittar på det interstellära utrymmet, på molekylära gasmoln, i centrum för avlägsna galaxer, på strömmar som härrör från stora stjärnor och till och med i vår egen galax, hittar vi element i det periodiska systemet - kol, kväve, syre, kisel, svavel, fosfor, koppar, järn och så vidare. Allt detta är ämnen som är nödvändiga för livet i den form vi känner till. När vi tittar in i meteoriterna och asteroiderna i vårt solsystem, hittar vi inte bara dessa element utan vi hittar dem i komplexa organiska molekyler som socker, grafitringar och till och med aminosyror. Med andra ord, i universum finns det inte bara mer än 10 till den 22: e kraften av de jordliknande planeterna;det finns mer än 10 jordliknande planeter i 22: a graden, där det finns komponenter som är nödvändiga för livet!
Men om vi visar vetenskaplig ärlighet och samvetsgrannhet, bör vår optimism sluta där. Faktum är att för framväxten av en civilisation som liknar en människa måste tre viktiga saker hända.
Det första steget som måste inträffa är abiogenes, när de”råa” ingredienserna som är förknippade med organiska processer blir det vi känner igen som”liv”.
För att multicellularitet, komplexitet, differentiering och vad vi kallar "intelligens" ska dyka upp måste livet på planeten existera och utvecklas i miljarder år.
Så konstnären föreställde sig den ljusaste galaxen i universum, omgiven av damm
Foto: NRAO / AUI / NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
Och slutligen bör ett sådant intelligent liv så småningom bli en vetenskapligt och tekniskt avancerad civilisation som antingen kan förvärva förmågan att förklara sin närvaro i universum eller gå bortom sitt eget hem och börja utforska yttre rymden eller nå ett stadium när det kommer att kunna lyssna på andra sinnesformer i rymden. Eller, i det mest optimistiska fallet, gör alla tre saker.
När Carl Sagan presenterade sin bok Space: The Evolution of the Universe, Life, and Civilization 1980 argumenterade han för att det vore klokt att ge vart och ett av dessa tre steg 10 procents chans att lyckas. Om detta uttalande är sant, bör det bara finnas mer än 10 miljoner intelligenta främmande civilisationer i Vintergatans galax!
Idag säger Adam Frank att det är orealistiskt att ge dessa tre steg en kumulativ sannolikhet på mindre än 10 till minus 22. På grundval av detta kommer han till slutsatsen att någonstans i universum måste det finnas utomjordingar. Men detta i sig är ett löjligt uttalande som inte bygger på någonting. Ja, abiogenes kan vara utbredd; även på jorden ensam kan det visas många gånger. Och även på Mars, Titan, Europa, Venus, Enceladus och andra planeter bara i vårt solsystem. Eller det kan vara en så sällsynt process att även om vi skapar hundra kloner av den unga jorden (eller tusen eller en miljon) kan vår värld vara den enda där denna abiogenes uppstod.
Och även om livet uppstod, hur lyckligt måste det vara för att kunna existera och blomstra i miljarder år? Är inte ett katastrofalt uppvärmningsscenario som det gjorde för Venus normen? Eller ett katastrofalt kylscenario som på Mars? Eller förgiftar livet i de flesta fall sig själv i existensprocessen, som det nästan hände på jorden för två miljarder år sedan? Och även om vi har liv som har funnits i miljarder år, hur ofta kommer det att finnas processer som den kambriska explosionen, som ett resultat av att enorma flercelliga makroskopiska växter, djur och svamp börjar dominera planeten? De kan förekomma ganska ofta, när 10% av sådana explosioner slutar med framgång, eller sällan, när chansen för framgång för sådana explosioner är en av en miljon eller till och med en av en miljard.
Och även om det händer, hur sällsynta är mänskliga arter som använder verktyg, avancerar teknik och skjuter raketer i rymden? Utvecklade reptiler, fåglar och däggdjur, som enligt vissa standarder kan anses rimliga, har funnits i tiotals och hundratals miljoner år, men den moderna människan uppträdde för mindre än en miljon år sedan. Och vi har blivit "tekniskt avancerade" i vår förståelse först under de senaste två århundradena. Finns det en tioprocentig chans att efter att ha gått igenom föregående steg får vi en civilisation av rymdresenärer? Eller kanske sådana chanser är en av tusen, en miljon, en biljon eller ännu värre?
I sanning vet vi inte det. Vi vet att universum ger intelligent liv ett mycket stort antal chanser att inträffa, i storleksordningen 10 till 22: e makten. Och vi vet också att sannolikheten för att gå vidare och utvecklas i detta liv, bli ett tekniskt avancerat civilisationsmästarutrymme, är mycket liten. Vad vi inte vet är betydelsen av denna sannolikhet. Vad är oddsen: 10 till minus tredje, 10 till minus tjugonde, tio till minus femtio? Eller ännu mindre? Vi vet att åtminstone en gång liv uppstod (mänskligt) och därför är sannolikheten för dess ursprung inte noll. Men vilken? För att ta reda på det behöver vi data. Antaganden, hypoteser och uttalanden ersätter inte denna information. Vi måste hitta henne för att veta. Och trots påståendena från New York Times, är allt annat inget annat än förmögenhet på kaffegrunden.
Astrofysiker och författare Ethan Siegel är skaparen och huvudförfattaren av bloggen Starts With A Bang.