Drakes ekvation

Den här artikeln handlar om Frank Drakes ekvation. För annan användning, se Drake ekvation (disambiguation) .

Dr Frank Drake

Drake -ekvationen är ett probabilistiskt argument som används för att uppskatta antalet aktiva, kommunikativa utomjordiska civilisationer i Vintergatans galax .

Ekvationen formulerades 1961 av Frank Drake , inte i syfte att kvantifiera antalet civilisationer, utan som ett sätt att stimulera vetenskaplig dialog vid det första vetenskapliga mötet om sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI). Ekvationen sammanfattar de huvudsakliga begrepp som forskare måste överväga när de överväger frågan om annat radiokommunikationsliv. Det är mer korrekt tänkt som en uppskattning än som ett seriöst försök att fastställa ett exakt tal.

Kritik relaterad till Drake-ekvationen fokuserar inte på ekvationen i sig, utan på det faktum att de uppskattade värdena för flera av dess faktorer är mycket gissningsbara, den kombinerade multiplikationseffekten är att osäkerheten förknippad med något härlett värde är så stor att ekvationen inte kan användas för att dra säkra slutsatser.

Ekvation

Drakes ekvation är:

var

N = antalet civilisationer i Vintergatans galax med vilka kommunikation kan vara möjlig (dvs som finns på den nuvarande förflutna ljuskonen ) ;

och

R ∗ = den genomsnittliga stjärnbildningshastigheten i vår galax
f p = andelen av de stjärnor som har planeter
n e = det genomsnittliga antalet planeter som potentiellt kan bära liv per stjärna som har planeter
f l = andelen planeter som kan stödja liv som faktiskt utvecklar liv någon gång
f i = den del av planeter med liv som faktiskt fortsätter att utveckla intelligent liv (civilisationer)
f c = den del av civilisationer som utvecklar en teknologi som släpper detekterbara tecken på deras existens ut i rymden
L = den tid under vilken sådana civilisationer släpper detekterbara signaler ut i rymden

Historia

I september 1959 publicerade fysikerna Giuseppe Cocconi och Philip Morrison en artikel i tidskriften Nature med den provocerande titeln "Searching for Interstellar Communications". Cocconi och Morrison hävdade att radioteleskop hade blivit tillräckligt känsliga för att fånga upp sändningar som kan sändas ut i rymden av civilisationer som kretsar kring andra stjärnor. Sådana meddelanden, föreslog de, kan sändas vid en våglängd på 21 cm (1 420,4 MHz ). Detta är våglängden för radioemission från neutralt väte , det vanligaste grundämnet i universum, och de resonerade att andra intelligenser kan se detta som ett logiskt landmärke i radiospektrumet .

Två månader senare spekulerade Harvard University astronomiprofessor Harlow Shapley om antalet bebodda planeter i universum och sa "Universum har 10 miljoner, miljoner, miljoner solar (10 följt av 18 nollor) som liknar vår egen. En på en miljon har planeter runt den. Endast en på en miljon miljon har den rätta kombinationen av kemikalier, temperatur, vatten, dagar och nätter för att stödja planetariskt liv som vi känner det. Denna beräkning kommer fram till den uppskattade siffran på 100 miljoner världar där liv har skapats av Evolution."

Sju månader efter att Cocconi och Morrison publicerade sin artikel gjorde Drake det första systematiska sökandet efter signaler från kommunikativa utomjordiska civilisationer. Med hjälp av 85 fot (26 m) skålen från National Radio Astronomy Observatory, Green Bank i Green Bank, West Virginia , övervakade Drake två närliggande solliknande stjärnor: Epsilon Eridani och Tau Ceti . I detta projekt, som han kallade Project Ozma , skannade han långsamt frekvenser nära 21 cm våglängd i sex timmar per dag från april till juli 1960. Projektet var väldesignat, billigt och enkelt med dagens standarder. Den upptäckte inga signaler.

Strax därefter var Drake värd för ett möte för " sökning efter utomjordisk intelligens " för att upptäcka deras radiosignaler. Mötet hölls på Green Bank-anläggningen 1961. Ekvationen som bär Drakes namn uppstod ur hans förberedelser inför mötet.

När jag planerade mötet insåg jag några dagar i förväg att vi behövde en agenda. Och så skrev jag ner alla saker du behövde veta för att förutsäga hur svårt det kommer att bli att upptäcka utomjordiskt liv. Och när man tittade på dem blev det ganska uppenbart att om man multiplicerade alla dessa tillsammans, fick man ett tal, N, vilket är antalet detekterbara civilisationer i vår galax. Detta syftade till radiosökandet, och inte att söka efter primordiala eller primitiva livsformer.

– Frank Drake

De tio deltagare var konferensarrangören J. Peter Pearman, Frank Drake, Philip Morrison , affärsmannen och radioamatören Dana Atchley, kemisten Melvin Calvin , astronomen Su-Shu Huang , neuroforskaren John C. Lilly , uppfinnaren Barney Oliver , astronomen Carl Sagan och radio- astronomen Otto Struve . Dessa deltagare döpte sig själva till " The Order of the Dolphin " (på grund av Lillys arbete med delfinkommunikation ), och firade sitt första möte med en plakett i observationshallen.

Användbarhet

Allen Telescope Array för SETI

Drake-ekvationen är en sammanfattning av de faktorer som påverkar sannolikheten att vi kan upptäcka radiokommunikation från intelligent utomjordiskt liv. De tre sista parametrarna, f i , f c och L , är inte kända och är mycket svåra att uppskatta, med värden som sträcker sig över många storleksordningar (se kritik ). Därför är användbarheten av Drake-ekvationen inte i lösningen, utan snarare i kontemplationen av alla de olika begrepp som vetenskapsmän måste införliva när de överväger frågan om liv någon annanstans, och ger frågan om liv någon annanstans en grund för vetenskaplig analys . Ekvationen har hjälpt till att uppmärksamma några speciella vetenskapliga problem relaterade till liv i universum, till exempel abiogenes , utvecklingen av flercelligt liv och utvecklingen av själva intelligensen .

Inom gränserna för existerande mänsklig teknologi måste varje praktiskt sökande efter avlägset intelligent liv nödvändigtvis vara ett sökande efter någon manifestation av en avlägsen teknologi. Efter cirka 50 år är Drake-ekvationen fortfarande av avgörande betydelse eftersom den är en "vägkarta" över vad vi behöver lära oss för att lösa denna grundläggande existentiella fråga. Det utgjorde också ryggraden i astrobiologi som vetenskap; även om spekulationer underhålls för att ge sammanhang, sysslar astrobiologin sig i första hand med hypoteser som passar in i befintliga vetenskapliga teorier . Cirka 50 år av SETI har inte lyckats hitta någonting, även om radioteleskop, mottagartekniker och beräkningsförmåga har förbättrats avsevärt sedan början av 1960-talet. Det har dock upptäckts att denna galax inte myllrar av mycket kraftfulla främmande sändare som kontinuerligt sänder nära vätefrekvensens 21 cm våglängd ; detta var inte känt 1961.

Uppskattningar

Ursprungliga uppskattningar

Det råder stor oenighet om värdena för dessa parametrar, men de "utbildade gissningar" som användes av Drake och hans kollegor 1961 var:

  • R ∗ = 1 år −1 (1 stjärna bildas per år, i genomsnitt över galaxens liv, detta ansågs vara konservativt)
  • f p = 0,2 till 0,5 (en femtedel till hälften av alla stjärnor som bildas kommer att ha planeter)
  • n e = 1 till 5 (stjärnor med planeter kommer att ha mellan 1 och 5 planeter som kan utveckla liv)
  • f l = 1 (100 % av dessa planeter kommer att utveckla liv)
  • f i = 1 (varav 100 % kommer att utveckla intelligent liv)
  • f c = 0,1 till 0,2 (av vilka 10–20 % kommer att kunna kommunicera)
  • L = någonstans mellan 1000 och 100 000 000 år

Att infoga ovanstående minimital i ekvationen ger ett minimum N på 20 (se: Resultatintervall ) . Att sätta in maxtalen ger maximalt 50 000 000. Drake konstaterar att med tanke på osäkerheterna drog det ursprungliga mötet slutsatsen att N ≈ L , och det fanns förmodligen mellan 1000 och 100 000 000 planeter med civilisationer i Vintergatans galax.

Aktuella uppskattningar

Det här avsnittet diskuterar och försöker lista de bästa aktuella uppskattningarna för parametrarna i Drake-ekvationen.

Hastigheten för stjärnskapande i denna galax, R ∗

Beräkningar 2010 från NASA och European Space Agency indikerar att stjärnbildningshastigheten i denna galax är cirka 0,68–1,45 M ☉ material per år. För att få antalet stjärnor per år dividerar vi detta med den initiala massfunktionen (IMF) för stjärnor, där den genomsnittliga nya stjärnans massa är cirka 0,5 M ☉ . Detta ger en stjärnbildningshastighet på cirka 1,5–3 stjärnor per år.

Bråkdel av de stjärnor som har planeter, f sid

Analys av mikrolinsundersökningar , 2012, har funnit att f p kan närma sig 1—det vill säga stjärnor kretsar runt av planeter som regel, snarare än undantaget; och att det finns en eller flera bundna planeter per Vintergatans stjärna.

Genomsnittligt antal planeter som kan bära liv per stjärna som har planeter , t.ex

I november 2013 rapporterade astronomer, baserat på data från Kepler- rymduppdraget , att det kunde finnas så många som 40 miljarder jordstora planeter som kretsar i de beboeliga zonerna av solliknande stjärnor och röda dvärgstjärnor i Vintergatans galax . 11 miljarder av dessa uppskattade planeter kan kretsa kring solliknande stjärnor. Eftersom det finns cirka 100 miljarder stjärnor i galaxen, innebär detta att f p · n e är ungefär 0,4. Den närmaste planeten i den beboeliga zonen är Proxima Centauri b , som är så nära som cirka 4,2 ljusår bort.

Konsensus vid Green Bank-mötet var att n e hade ett minimivärde mellan 3 och 5. Den holländska vetenskapsjournalisten Govert Schilling har ansett att detta är optimistiskt. Även om planeter är i den beboeliga zonen är antalet planeter med rätt andel element svårt att uppskatta. Brad Gibson, Yeshe Fenner och Charley Lineweaver fastställde att cirka 10 % av stjärnsystemen i Vintergatans galax är gästvänliga till liv, genom att ha tunga grundämnen, vara långt ifrån supernovor och vara stabila under en tillräcklig tid.

Upptäckten av många gasjättar i nära omloppsbana med sina stjärnor har introducerat tvivel om att livsuppehållande planeter vanligtvis överlever bildandet av deras stjärnsystem. Så kallade heta Jupiters kan migrera från avlägsna banor till nära banor, och i processen störa de beboeliga planeternas banor.

Å andra sidan är mångfalden av stjärnsystem som kan ha beboeliga zoner inte bara begränsad till stjärnor av soltyp och planeter i jordstorlek. Det uppskattas nu att även tidvattenlåsta planeter nära röda dvärgstjärnor kan ha beboeliga zoner , även om dessa stjärnors blossande beteende kan tala emot detta. Möjligheten till liv på månar av gasjättar (som Jupiters måne Europa , eller Saturnus månar Titan och Enceladus) lägger till ytterligare osäkerhet till denna siffra.

Författarna till hypotesen om sällsynta jordarter föreslår ett antal ytterligare begränsningar för planeters beboelighet, inklusive att vara i galaktiska zoner med lämpligt låg strålning, hög stjärnmetallicitet och tillräckligt låg densitet för att undvika överdrivet asteroidbombardement. De föreslår också att det är nödvändigt att ha ett planetsystem med stora gasjättar som ger bombarderingsskydd utan en het Jupiter ; och en planet med plattektonik , en stor måne som skapar tidvattenpooler och måttlig axiell lutning för att generera säsongsvariationer.

Bråkdel av ovanstående som faktiskt fortsätter att utveckla livet, f l

Geologiska bevis från jorden tyder på att f l kan vara hög; livet på jorden verkar ha börjat ungefär samtidigt som gynnsamma förhållanden uppstod, vilket tyder på att abiogenes kan vara relativt vanligt när förhållandena väl är rätt. Detta bevis tittar dock bara på jorden (en enda modellplanet) och innehåller antropisk fördom , eftersom studieplaneten inte valdes slumpmässigt, utan av de levande organismer som redan bebor den (vi själva). Ur en klassisk hypotestestningssynpunkt , utan att anta att den underliggande fördelningen av fl att är densamma för alla planeter i Vintergatan, finns det nollgrader av frihet, vilket gör inga giltiga uppskattningar kan göras. Om liv (eller bevis på tidigare liv) skulle finnas på Mars , Europa , Enceladus eller Titan som utvecklades oberoende av livet på jorden skulle det innebära ett värde för f l nära 1. Även om detta skulle öka antalet frihetsgrader från noll till ett skulle det finnas en stor osäkerhet om varje uppskattning på grund av den lilla urvalsstorleken och chansen att de inte är riktigt oberoende.

Att motverka detta argument är att det inte finns några bevis för att abiogenes inträffar mer än en gång på jorden – det vill säga att allt jordlevande härstammar från ett gemensamt ursprung. Om abiogenes var vanligare skulle det spekuleras att det har inträffat mer än en gång på jorden. Forskare har sökt efter detta genom att leta efter bakterier som inte är relaterade till annat liv på jorden, men ingen har hittats ännu. Det är också möjligt att liv uppstod mer än en gång, men att andra grenar konkurrerade ut, eller dog i massutrotningar eller gick förlorade på annat sätt. Biokemisterna Francis Crick och Leslie Orgel lade särskild tonvikt på denna osäkerhet: "För tillfället har vi inga som helst möjligheter att veta" om vi "sannolikt är ensamma i galaxen (universum)" eller om "galaxen kan dra med livet i många olika former." Som ett alternativ till abiogenes på jorden föreslog de hypotesen om riktad panspermi , som säger att livet på jorden började med "mikroorganismer som skickades hit medvetet av ett teknologiskt samhälle på en annan planet, med hjälp av ett speciellt långdistans obemannat rymdskepp".

År 2020 föreslog en artikel av forskare vid University of Nottingham en "Astrobiological Copernican"-princip, baserad på principen om medelmåttighet, och spekulerade att "intelligent liv skulle bildas på andra [jordliknande] planeter som det har på jorden, så inom några miljarder år skulle liv automatiskt bildas som en naturlig del av evolutionen”. I författarnas ram f l , f i och f c alla satta till sannolikheten 1 (säkerhet). Deras resulterande beräkning drar slutsatsen att det finns mer än trettio nuvarande tekniska civilisationer i galaxen (bortsett från felstaplar).

Bråkdel av ovanstående som utvecklar intelligent liv , t.ex

Detta värde är fortfarande särskilt kontroversiellt. De som föredrar ett lågt värde, som biologen Ernst Mayr , påpekar att av de miljarder arter som har funnits på jorden har bara en blivit intelligent och drar av detta slutsatsen ett litet värde för f i . Likaså tror Rare Earth-hypotesen, trots deras låga värde för n e ovan, också att ett lågt värde för f i dominerar analysen. De som föredrar högre värden noterar livets allmänt ökande komplexitet över tiden, och drar slutsatsen att uppkomsten av intelligens nästan är oundviklig, vilket innebär att en f i närmar sig 1. Skeptiker påpekar att den stora spridningen av värden i denna faktor och andra gör alla uppskattningar opålitliga . (Se Kritik ).

Dessutom, även om det verkar som att liv utvecklades strax efter jordens bildande, inträffade den kambriska explosionen , där en stor variation av flercelliga livsformer kom till, en avsevärd tid efter jordens bildande, vilket antyder möjligheten att särskilda villkor var nödvändiga. Vissa scenarier som snöbollen jorden eller forskning om utrotningshändelser har lyft möjligheten att livet på jorden är relativt bräckligt. Forskning om tidigare liv på Mars är relevant eftersom en upptäckt att liv bildades på Mars men upphörde att existera kan höja uppskattningen av f l men skulle indikera att i hälften av de kända fallen utvecklades inte intelligent liv.

Uppskattningar av f i har påverkats av upptäckter att solsystemets bana är cirkulär i galaxen, på ett sådant avstånd att den förblir utanför spiralarmarna i tiotals miljoner år (undviker strålning från novaer ) . Dessutom kan jordens stora måne hjälpa livets utveckling genom att stabilisera planetens rotationsaxel .

Det har gjorts kvantitativt arbete för att börja definiera . Ett exempel är en Bayesiansk analys som publicerades 2020. I slutsatsen varnar författaren för att denna studie gäller jordens förhållanden. I Bayesianska termer gynnar studien bildandet av intelligens på en planet med identiska förhållanden som jorden men gör det inte med hög tillförsikt.

Planetforskaren Pascal Lee från SETI-institutet föreslår att denna fraktion är mycket låg (0,0002). Han baserade denna uppskattning på hur lång tid det tog jorden att utveckla intelligent liv (1 miljon år sedan Homo erectus utvecklades, jämfört med 4,6 miljarder år sedan jorden bildades).

Bråkdel av ovanstående som avslöjar deras existens via signalsläpp i rymden, f c

För avsiktlig kommunikation, det enda exemplet vi har (Jorden) gör inte mycket explicit kommunikation, även om det finns vissa ansträngningar som bara täcker en liten bråkdel av stjärnorna som kan leta efter mänsklig närvaro. (Se Arecibo meddelande , till exempel). Det finns avsevärda spekulationer om varför en utomjordisk civilisation kan existera men väljer att inte kommunicera. Men medveten kommunikation krävs inte, och beräkningar indikerar att nuvarande eller nära framtida teknologi på jordnivå mycket väl kan upptäckas för civilisationer som inte är alltför mycket mer avancerade än dagens människor. Enligt denna standard är jorden en kommunicerande civilisation.

En annan fråga är hur stor andel av civilisationerna i galaxen som är tillräckligt nära för att vi ska kunna upptäcka, förutsatt att de skickar ut signaler. Till exempel kunde existerande jordradioteleskop bara upptäcka jordradiosändningar från ungefär ett ljusår bort.

Livstid för en sådan civilisation där den kommunicerar sina signaler ut i rymden, L

Michael Shermer uppskattade L som 420 år, baserat på varaktigheten av sextio historiska jordiska civilisationer. Med hjälp av 28 civilisationer nyare än Romarriket, beräknar han en siffra på 304 år för "moderna" civilisationer. Det skulle också kunna hävdas utifrån Michael Shermers resultat att de flesta av dessa civilisationers fall följdes av senare civilisationer som förde vidare teknologierna, så det är tveksamt att de är separata civilisationer i Drake-ekvationens sammanhang. I den utökade versionen, inklusive återuppträdandenummer , spelar denna brist på specificitet när det gäller att definiera enskilda civilisationer ingen roll för slutresultatet, eftersom en sådan civilisationsomsättning skulle kunna beskrivas som en ökning av antalet återuppträdanden snarare än en ökning av L , vilket anger att en civilisation återkommer i form av de efterföljande kulturerna. Dessutom, eftersom ingen kunde kommunicera över det interstellära rymden, kunde metoden att jämföra med historiska civilisationer betraktas som ogiltig.

David Grinspoon har hävdat att när en civilisation väl har utvecklats tillräckligt kan den övervinna alla hot mot sin överlevnad. Det kommer sedan att pågå under en obestämd tid, vilket gör värdet för L potentiellt miljarder år. Om så är fallet, så föreslår han att Vintergatans galax kan ha ständigt ackumulerat avancerade civilisationer sedan den bildades. Han föreslår att den sista faktorn L ska ersättas med f IC · T , där f IC är bråkdelen av kommunicerande civilisationer som blir "odödliga" (i den meningen att de helt enkelt inte dör ut), och T representerar tidslängden under som denna process har pågått. Detta har fördelen att T skulle vara ett relativt lätt att upptäcka tal, eftersom det helt enkelt skulle vara någon bråkdel av universums ålder.

Det har också antagits att när en civilisation väl har lärt sig om en mer avancerad, kan dess livslängd öka eftersom den kan lära av den andras erfarenheter.

Astronomen Carl Sagan spekulerade att alla termer, förutom en civilisations livstid, är relativt höga och den avgörande faktorn för om det finns ett stort eller litet antal civilisationer i universum är civilisationens livstid, eller med andra ord, teknologiska civilisationers förmåga att undvika självförstörelse. I Sagans fall var Drake-ekvationen en starkt motiverande faktor för hans intresse för miljöfrågor och hans ansträngningar att varna för farorna med kärnvapenkrigföring .

En intelligent civilisation kanske inte är organisk, eftersom vissa har föreslagit att artificiell allmän intelligens kan ersätta mänskligheten.

Omfattning av resultat

Som många skeptiker har påpekat kan Drake-ekvationen ge ett mycket brett spektrum av värden, beroende på antagandena, eftersom värdena som används i delar av Drake-ekvationen inte är väletablerade. I synnerhet kan resultatet bli N ≪ 1 , vilket betyder att vi sannolikt är ensamma i galaxen, eller N ≫ 1 , vilket antyder att det finns många civilisationer vi kan komma i kontakt med. En av de få punkter med bred enighet är att mänsklighetens närvaro innebär en sannolikhet för intelligens som uppstår som är större än noll.

Som ett exempel på en låg uppskattning, som kombinerar NASA:s stjärnbildningshastigheter, det sällsynta jordhypotesvärdet f : p · n e · f l = 10 −5 , Mayrs syn på intelligens som uppstår, Drakes syn på kommunikation och Shermers uppskattning av livslängd

R ∗ = 1,5–3 år −1 , f p · n e · f l = 10 −5 , f i = 10 −9 , f c = 0,2 [Drake, ovan] och L = 304 år

ger:

N = 1,5 × 10 −5 × 10 −9 × 0,2 × 304 = 9,1 × 10 −13

dvs antyder att vi förmodligen är ensamma i denna galax, och möjligen i det observerbara universum.

Å andra sidan, med större värden för var och en av parametrarna ovan, kan värden på N härledas som är större än 1. Följande högre värden som har föreslagits för var och en av parametrarna:

R ∗ = 1,5–3 år −1 , f p = 1 , n e = 0,2 , f l = 0,13 , f i = 1 , f c = 0,2 [Drake, ovan] och L = 10 9 år

Användning av dessa parametrar ger:

N = 3 × 1 × 0,2 × 0,13 × 1 × 0,2 × 10 9 = 15 600 000

Monte Carlo- simuleringar av uppskattningar av Drake-ekvationsfaktorerna baserade på en stjärn- och planetmodell av Vintergatan har resulterat i att antalet civilisationer varierar med en faktor på 100.

Har andra tekniska arter någonsin funnits?

2016 modifierade Adam Frank och Woodruff Sullivan Drake-ekvationen för att avgöra hur osannolik händelsen av en teknisk art som uppstår på en given beboelig planet måste vara, för att ge resultatet att jorden är värd för den enda tekniska arten som någonsin har uppstått , för två fall: (a) denna galax och (b) universum som helhet. Genom att ställa denna annorlunda fråga tar man bort osäkerheterna i livslängden och den samtidiga kommunikationen. Eftersom antalet beboeliga planeter per stjärna idag rimligtvis kan uppskattas, är det enda kvarvarande okända i Drake-ekvationen sannolikheten att en beboelig planet någonsin utvecklar en teknisk art under sin livstid. För att jorden ska ha den enda tekniska arten som någonsin har förekommit i universum, beräknar de att sannolikheten för att en given beboelig planet någonsin ska utveckla en teknisk art måste vara mindre än 2,5 × 10 −24 . På samma sätt, för att jorden ska ha varit det enda fallet med värd för en teknisk art under historien om denna galax, måste oddsen för att en planet i en beboelig zon någonsin ska vara värd för en teknisk art vara mindre än 1,7 × 10 −11 (cirka 1 på 60 miljarder ) . Siffran för universum antyder att det är extremt osannolikt att jorden är värd för den enda tekniska art som någonsin har förekommit. Å andra sidan, för denna galax måste man tro att färre än 1 av 60 miljarder beboeliga planeter utvecklar en teknisk art för att det inte skulle ha funnits åtminstone ett andra fall av en sådan art under den här galaxens tidigare historia.

Ändringar

Som många observatörer har påpekat är Drake-ekvationen en mycket enkel modell som utelämnar potentiellt relevanta parametrar, och många förändringar och modifieringar av ekvationen har föreslagits. En modifikationslinje försöker till exempel att redogöra för den osäkerhet som finns i många av termerna. Att kombinera uppskattningarna av de ursprungliga sex faktorerna av stora forskare via en Monte Carlo-procedur leder till ett bästa värde för icke-livslängdsfaktorerna på 0,85 1/år. Detta resultat skiljer sig obetydligt från uppskattningen av enhet som ges av både Drake och Cyclops rapport.

Andra noterar att Drake-ekvationen ignorerar många begrepp som kan vara relevanta för oddsen att kontakta andra civilisationer. Till exempel David Brin : "Drakekvationen talar bara om antalet platser där ETI spontant uppstår. Ekvationen säger inget direkt om kontakttvärsnittet mellan en ETIS och det samtida mänskliga samhället". Eftersom det är kontakttvärsnittet som är av intresse för SETI-gemenskapen har många ytterligare faktorer och modifieringar av Drake-ekvationen föreslagits.

Kolonisering
Det har föreslagits att generalisera Drake-ekvationen för att inkludera ytterligare effekter av främmande civilisationer som koloniserar andra stjärnsystem . Varje ursprunglig plats expanderar med en expansionshastighet v och etablerar ytterligare platser som överlever under en livstid L . Resultatet är en mer komplex uppsättning av 3 ekvationer.
Återuppträdande faktor
Drake-ekvationen kan dessutom multipliceras med hur många gånger en intelligent civilisation kan förekomma på planeter där den har hänt en gång. Även om en intelligent civilisation når slutet av sin livstid efter till exempel 10 000 år, kan liv fortfarande råda på planeten i miljarder år, vilket tillåter nästa civilisation att utvecklas . Således kan flera civilisationer komma och gå under en och samma planets livstid. Således, om n r är det genomsnittliga antalet gånger en ny civilisation dyker upp igen på samma planet där en tidigare civilisation en gång har uppträtt och slutat, då skulle det totala antalet civilisationer på en sådan planet vara 1 + n r , vilket är den faktiska återuppträdande faktor läggs till ekvationen.
Faktorn beror på vad som generellt är orsaken till civilisationens utrotning . Om det i allmänhet är av tillfällig obeboelighet, till exempel en kärnkraftsvinter , kan n r vara relativt hög. Å andra sidan, om det i allmänhet beror på permanent obeboelighet, såsom stjärnutveckling , kan n r vara nästan noll. Vid total livsutrotning kan en liknande faktor vara tillämplig för f l , det vill säga hur många gånger liv kan förekomma på en planet där det har dykt upp en gång.
METI-faktorn
Alexander Zaitsev sa att det inte är samma sak att vara i en kommunikativ fas och sända ut dedikerade meddelanden. Till exempel är människor, även om de befinner sig i en kommunikativ fas, inte en kommunikativ civilisation; vi utövar inte sådana aktiviteter som målmedveten och regelbunden överföring av interstellära meddelanden. Av denna anledning föreslog han att man skulle introducera METI-faktorn (meddelanden till utomjordisk intelligens) i den klassiska Drake-ekvationen. Han definierade faktorn som "fraktionen av kommunikativa civilisationer med klar och icke-paranoid planetarisk medvetenhet", eller alternativt uttryckt, den bråkdel av kommunikativa civilisationer som faktiskt ägnar sig åt avsiktlig interstellär överföring.
METI-faktorn är något missvisande eftersom aktiv, målmedveten överföring av meddelanden från en civilisation inte krävs för att de ska ta emot en sändning som skickas av en annan som söker första kontakt. Det krävs bara att de har kapabla och kompatibla mottagarsystem i drift; detta är dock en variabel som människor inte kan uppskatta exakt.
Biogena gaser
Astronomen Sara Seager föreslog en reviderad ekvation som fokuserar på sökandet efter planeter med biosignaturgaser. Dessa gaser produceras av levande organismer som kan ackumuleras i en planetatmosfär till nivåer som kan detekteras med avlägsna rymdteleskop.
Seager-ekvationen ser ut så här:
tecken
på liv
N ∗ = antalet observerade stjärnor
F Q = andelen stjärnor som är tysta
F HZ = andelen stjärnor med steniga planeter i den beboeliga zonen
F O = andelen av de planeter som kan observeras
F L = andelen som ha liv
F S = den bråkdel på vilken livet producerar en detekterbar signaturgas
Seager betonar, "Vi kastar inte ut Drake-ekvationen, vilket verkligen är ett annat ämne," och förklarar, "Sedan Drake kom med ekvationen har vi upptäckte tusentals exoplaneter. Vi som gemenskap har fått våra åsikter revolutionerade om vad som kan finnas där ute. Och nu har vi en verklig fråga på våra händer, en som inte är relaterad till intelligent liv: Kan vi upptäcka några tecken på liv på något sätt inom en mycket nära framtid?"

Kritik

Kritiken mot Drake-ekvationen följer mest av observationen att flera termer i ekvationen till stor del eller helt är baserade på gissningar. Stjärnbildningshastigheterna är välkända, och planeternas förekomst har en god teoretisk och observationsbas, men de andra termerna i ekvationen blir mycket spekulativa. Osäkerheterna kretsar kring dagens förståelse av livets, intelligensens och civilisationens utveckling, inte fysiken. Inga statistiska uppskattningar är möjliga för vissa av parametrarna, där endast ett exempel är känt. Nettoresultatet är att ekvationen inte kan användas för att dra säkra slutsatser av något slag, och den resulterande felmarginalen är enorm, långt utöver vad vissa anser vara acceptabelt eller meningsfullt.

Ett svar på sådan kritik är att även om Drake-ekvationen för närvarande involverar spekulationer om omättade parametrar, var den tänkt som ett sätt att stimulera dialog om dessa ämnen. Då blir fokus hur man går tillväga experimentellt. Faktum är att Drake ursprungligen formulerade ekvationen bara som en agenda för diskussion på Green Bank-konferensen.

Fermi paradox

Huvudartikel: Fermi paradox

En civilisation som varar i tiotals miljoner år skulle kunna spridas över hela galaxen, även vid de låga hastigheter som kan förutses med dagens teknik. Men inga bekräftade tecken på civilisationer eller intelligent liv någon annanstans har hittats, varken i denna galax eller i det observerbara universum med 2 biljoner galaxer. Enligt denna tankegång verkar tendensen att fylla upp (eller åtminstone utforska) allt tillgängligt territorium vara ett universellt drag hos levande varelser, så jorden borde redan ha varit koloniserad, eller åtminstone besökt, men inga bevis för detta existerar. Därav Fermis fråga "Var är alla?".

Ett stort antal förklaringar har föreslagits för att förklara denna brist på kontakt; en bok utgiven 2015 utvecklade 75 olika förklaringar. När det gäller Drake-ekvationen kan förklaringarna delas in i tre klasser:

Dessa resonemang leder till Great Filter -hypotesen, som säger att eftersom det inte finns några observerade utomjordiska civilisationer trots det stora antalet stjärnor, måste åtminstone ett steg i processen fungera som ett filter för att minska det slutliga värdet. Enligt denna uppfattning är det antingen mycket svårt för intelligent liv att uppstå, eller så måste livslängden för tekniskt avancerade civilisationer, eller så måste den tidsperiod de avslöjar sin existens vara relativt kort.

En analys av Anders Sandberg , Eric Drexler och Toby Ord antyder "en betydande ex ante sannolikhet att det inte finns något annat intelligent liv i vårt observerbara universum".

I skönlitteratur och populärkultur

Ekvationen citerades av Gene Roddenberry som stöd för mångfalden av bebodda planeter som visas på Star Trek , tv-serien han skapade. Roddenberry hade dock inte ekvationen med sig, och han tvingades "uppfinna" den för sitt ursprungliga förslag. Den uppfunna ekvationen skapad av Roddenberry är:

Men ett tal som höjs till första potensen är bara själva talet.

Se även

Anteckningar

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Drake_equation&oldid=1131332103 "