Förra månaden tillkännagav astronomer från Keplers astronomiska satellitteam upptäckten av 1 284 nya planeter. De kretsar alla stjärnor utanför vårt solsystem. Det totala antalet sådana "exoplaneter", vars existens har bekräftats tack vare Kepler-teleskopet och andra sökmedel, överstiger idag tre tusen.
Detta är en verklig revolution i vår kunskap om planeterna. För ungefär tio år sedan blev upptäckten av en enda exoplanet omedelbart en vetenskaplig sensation. Mycket har förändrats idag. Tack vare förbättringen av tekniker och teknologier för astronomiska observationer har vi gått från detaljhandel till grossist upptäckt av planeter. Till exempel vet vi nu att varje stjärna på himlen i omloppsbana har minst en planet.
Men planeterna är bara början på historien. Alla vill veta om dessa världar är bebodda av utomjordingar. Hjälper vår nyvunna kunskap om planeterna oss att komma närmare svaret på den här frågan?
I själva verket ja, om än lite. I maj-numret av Astrobiologi publicerade jag tillsammans med astronomen Woodruff Sullivan en uppsats där vi visar att även om vi idag inte vet något om förekomsten av avancerade utomjordiska civilisationer i vår galax, har vi tillräckligt med information för att dra slutsatsen att att de antagligen existerade i ett eller annat segment av kosmisk historia.
I det vetenskapliga samfundet finns den så kallade Drake-ekvationen. Detta är en formel som används för att bestämma antalet utomjordiska civilisationer i galaxen som vi har en chans att komma i kontakt med. År 1961 ombads astronomen Frank Drake av National Academy of Sciences att hålla ett vetenskapligt möte om möjligheterna till "interstellär kommunikation." Eftersom chanserna att skapa kontakt med främmande liv bestäms av antalet avancerade utomjordiska civilisationer som finns i galaxen, drade Drake sju faktorer som detta antal beror på och inkluderade dem i sin ekvation.
Den första faktorn är antalet stjärnor födda per år. Den andra är andelen stjärnor med planeter. Sedan kommer antalet planeter per stjärna som kretsar på platser där liv kan bildas (förutsatt att livet kräver flytande vatten). Nästa faktor är andelen planeter där livet faktiskt har sitt ursprung. Och det finns också en sådan faktor som andelen planeter där livet har utvecklats till en rimlig och avancerade civilisationer har dykt upp (som kan sända radiosignaler). Och den sista faktorn är den genomsnittliga livslängden för en tekniskt avancerad civilisation.
Drakes ekvation skiljer sig helt från Einsteins formel E = mc2. Detta är inte ett uttalande av en universell lag. Det är en mekanism för att underlätta en organiserad diskussion, ett sätt att förstå vad vi behöver veta för att svara på frågan om främmande civilisationer. År 1961 var bara den första faktorn känd - antalet stjärnor som bildades årligen. Vi förblev i sådan okunnighet tills nyligen.
Det är därför som diskussioner om utomjordiska civilisationer, oavsett hur forskare de är, länge har reducerats till vanliga uttryck för hopp eller pessimism. Till exempel, vad är den del av planeterna där liv bildas? Optimister kan komma med komplexa molekylärbiologiska modeller och hävda att de är bra. Pessimister å andra sidan citerar sina egna vetenskapliga data och argumenterar för att denna andel är närmare 0. Men eftersom vi bara har ett exempel på en planet med liv (vår egen) är det ganska svårt att förstå vem av dem som har rätt.
Kampanjvideo:
Eller låt oss tänka på en civilisations genomsnittliga livslängd. Människor har bara använt radioteknik i cirka 100 år. Hur länge kommer vår civilisation att vara? Tusen år? Ett hundra tusen? Tio miljoner? Om en civilisations genomsnittliga livslängd är kort är galaxen troligen obefolkad för det mesta. Men återigen kan vi bara använda ett exempel, och det återför oss till striden mellan pessimister och optimister.
Men vår nya kunskap om planeter har tagit bort en del av osäkerheten från denna debatt. Tre av de sju faktorerna i Drakes ekvation är kända idag. Vi vet antalet stjärnor som föds varje år. Vi vet att andelen stjärnor med planeter är cirka 100%. Och vi vet också att 20-25% av dessa planeter är på en plats där livet kan bildas. Således kan vi för första gången säga något bestämt om utomjordiska civilisationer - om vi ställer rätt frågor.
I vårt senaste arbete flyttade professor Sullivan och jag fokusen på Drake-ekvationen. Istället för att fråga hur många civilisationer det finns just nu bestämde vi oss för att ta reda på sannolikheten för att vår civilisation är den enda tekniskt avancerade som någonsin dykt upp. Genom att ställa denna fråga kunde vi kringgå faktorn för en civilisations genomsnittliga livslängd. Således har vi bara tre okända faktorer, som vi har reducerat till en "bioteknisk" sannolikhet: chanserna att livet kommer fram, chansen att det intelligenta livet uppstår och möjligheterna till teknisk utveckling.
Man kan anta att en sådan sannolikhet är liten, och därför är chansen för framväxten av en annan tekniskt avancerad civilisation liten. Men våra beräkningar visade att även om denna sannolikhet är extremt låg är chansen att vi inte är den första tekniskt avancerade civilisationen ganska höga. Specifikt: om sannolikheten för att en civilisation växer fram på en beboelig planet är mindre än en av tio miljarder biljoner, så är vi inte de första.
Låt oss introducera något sammanhang för att bättre förstå siffrorna. I tidigare diskussioner om Drake-ekvationen ansågs sannolikheten för att civilisationer bildade en av tio miljarder vara mycket pessimistisk. Enligt våra beräkningar, även under sådana förhållanden, borde en biljon civilisationer ha dykt upp i hela rymdens historia.
Med andra ord, med tanke på vad vi vet idag om planets antal och banor i galaxen, är graden av pessimism som krävs för att tvivla på förekomsten av en avancerad utomjordisk civilisation vid en eller annan tidpunkt motsatt sunt förnuft.
Att söka efter en fråga som kan besvaras med data i handen kan vara ett viktigt steg framåt inom vetenskapen. Det är precis vad vi gjorde i vårt arbete. När det gäller den viktigaste frågan - finns det andra civilisationer idag - här måste vi vänta lite tills relevanta uppgifter dyker upp. Men vi bör inte underskatta de framgångar vi har uppnått på så kort tid.
Adam Frank är professor i astrofysik vid University of Rochester, medskapare av 13.7 Cosmos and Culture-bloggen och författare till About Time: Cosmology and Culture at the Twilight of the Big Bang (Time Has Come: Cosmology and Culture at the Twilight of the Big Bang).