60 лет спустя, не пора ли обновить уравнение Дрейка?

60летспустянепоралиобновитьуравнениеДрейка
60 years later, is it time to update the Drake equation?
Фрэнк Дрейк пишет свое знаменитое уравнение на белой доске. Предоставлено: SETI.org

1 ноября 2015, ряд видных ученых собрались в Национальной радиоастрономической обсерватории в Грин-Банке. , Западная Вирджиния, для трехдневной конференции. Годом ранее на этом объекте был проведен первый современный эксперимент SETI (Проект Озма), в котором знаменитые астрономы Фрэнк Дрейк и Карл Саган использовали телескоп Грин-Бэнк (также известный как «Большое ухо») для наблюдения за двумя близлежащими солнечными звездами – Эпсилон Эридана и Тау Кита.

Несмотря на свою неудачу, Озма стала центром внимания ученых, которые интересовались этой развивающейся областью, известной как Поиск внеземного разума (SETI). В результате Дрейк и Саган были заинтересованы в проведении самой первой конференции SETI, на которой будет обсуждаться вопрос поиска возможных внеземных радиосигналов. Готовясь к встрече, Дрейк подготовил следующее эвристическое уравнение:

N = R • f p • n e • f l • f i • f c • L

Это стало известно как «уравнение Дрейка», которое считается многими, чтобы стать одним из самых известных уравнений в истории науки. На 60 годовщина его создания, Джон Герц – кинопродюсер, астроном-любитель, член совета директоров BreakThrough Listen и бывший председатель совета директоров, занимавший три срока. от Института SETI – в недавней статье утверждает, что необходимо пересмотреть фактор за фактором.

В этой статье, недавно принятой к публикации Журнал Британского межпланетного общества (JBIS), Герц приводит доводы в пользу пересмотренного уравнения и гораздо большего количества поисков. Чтобы разбить его, уравнение Дрейка состоит из следующих параметров:

      N – это количество цивилизаций в нашей галактике, с которыми мы могли бы общаться
    • Р – средняя скорость звездообразования в нашей галактике
    • f p – доля звезд с планетными системами
    • n e – количество планет, способных поддерживать жизнь
    • f l – количество тех планет, на которых будет развиваться жизнь
    • f i – количество тех планет, на которых разовьется разумная жизнь
    • f c – количество цивилизаций, которые могут разработать технологии передачи
      • L – количество времени, в течение которого эти цивилизации должны будут передавать свои сигналы в космос.

        Вместо того, чтобы быть реальным средством для количественной оценки числа разумных видов в нашей галактике, цель уравнения заключалась в том, чтобы обрамить обсуждение SETI. Помимо описания проблем, с которыми сталкиваются ученые, он был призван стимулировать научный диалог между участниками встречи. Как позже заметил Дрейк:

        внеземная жизнь . И глядя на них, стало совершенно очевидно, что если вы умножите все это вместе, вы получите число N, которое представляет собой количество обнаруживаемых цивилизаций в нашей галактике. Это было нацелено на поиск по радио, а не на поиск первобытных или примитивных форм жизни. “

        Уравнение Дрейка с тех пор приобрело большую известность и известность. В то время как одни ученые будут хвалить его как один из наиболее важных вкладов в научные исследования, другие критиковали его за очевидную неопределенность и предположительный характер. Такая критика подчеркивает что при умножении неопределенных переменных уровень неопределенности растет экспоненциально до точки, когда невозможно сделать однозначные выводы.

        Как Джон Герц объяснил изданию Universe Today по электронной почте, проблемы, связанные с уравнением Дрейка, со временем не уменьшились. Для многих ученых глубокие открытия, сделанные за последние несколько десятилетий (которые уменьшили уровень неопределенности некоторых переменных уравнения) поставили под сомнение саму полезность самого уравнения.

        “Уравнение Дрейка было чрезвычайно полезной эвристикой в ​​начале современных поисков внеземного разума в ранние она сказала. «Это послужило основой для наших первых набросков мыслей по этому поводу. Шестьдесят лет спустя, однако, это скрипучая и стареющая постройка, которую следует сметать в пользу нового нового мышления»

        Ради своего исследования Герц пересмотрел каждую из переменных уравнения Дрейка, чтобы определить, были ли они по-прежнему полезны для наложения ограничений на возможность разумной жизни. Для начала был параметр R , который Герц назвал его «бесполезным» по ряду причин. К ним относятся тот факт, что скорость нового звездообразования со временем меняется, и что Дрейк ограничивался солнечными звездами (которые имеют низкую рождаемость по сравнению с некоторыми другими типами).

        Также существует вероятность того, что сигналы инопланетян могут иметь внегалактическое происхождение и что количество цивилизаций не связано с рождением новых звезд. По этим причинам он предлагает, чтобы R должен быть заменено на n s , что обозначает количество кандидатов звезды в Млечном Пути, попадающие в поле нашего зрения. Это было бы значительным, поскольку звезды, которые считаются хорошими кандидатами для обитаемости, включают G-тип, K-тип и M-тип (в совокупности составляющие более % звезд ).

        Далее, есть количество звезд, у которых есть планета или система, вращающаяся вокруг их (параметр f p ), который в основном неизвестный во времена Дрейка. Однако за последние два десятилетия количество подтвержденных экзопланет выросло в геометрической прогрессии (4, 800 и подсчет), во многом благодаря космическому телескопу Кеплера. Эти открытия предполагают, что планеты повсеместно встречаются со звездами, что делает параметры в значительной степени несущественными.

        Далее идет еще одно важное соображение, которое появилось в результате недавних открытий экзопланет. Это количество планет земного типа (также известных как «земные» или каменистые), вращающихся в пределах обитаемой зоны их родительской звезды – n e . Но, как показали многочисленные исследования, простое вращение в пределах HZ звезды – далеко не единственное соображение. Также есть размер планеты, ее атмосфера, наличие воды и тектоническая активность.

        Определение HZ также ограничено планетами, в то время как природа лун, таких как Ганимед, Европа, Энцелад, Титан и другие, предполагает, что жизнь могла существовать в средах «океанской луны». Также есть случай с Марсом и Венерой, у которых одновременно была проточная вода и относительно стабильные температуры. Таким образом, Герц рекомендует заменить n e на n tb , что обозначает общее количество тел ( планеты, луны, планетоиды и т. д.), которые могут поддерживать жизнь либо на своей поверхности, либо под ними.

        Параметр f l (планеты, разовьет жизнь) также безнадежно неуверенно, главным образом потому, что ученые не уверены в том, как зародилась жизнь здесь, на Земле. Текущие теории варьируются от первичных бассейнов и гидротермальных источников до посевов из космоса (литопанспермия) и между звездными системами и галактиками (панспермия). Также нет единого мнения о том, является ли жизнь повсеместной или редкой, из-за того, что поиск внеземной жизни (основной или иной) настолько скуден

        Затем, часть планет, несущих жизнь, даст начало технологически компетентным видам (f i ) особенно проблематичен. В этом случае вопрос сводится к эволюционным путям и к тому, являются ли вообще общие факторы, приводящие к появлению homo sapiens. Короче говоря, мы понятия не имеем, является ли эволюция конвергентной (в пользу интеллекта) или неконвергентной.

        Предпоследний параметр, доля разумных видов, которые могли бы пытаться связаться с нами прямо сейчас (f c ), тоже изобилует проблемами. С одной стороны, он признает, что не все технологически компетентные виды смогут или захотят общаться с нами (в духе гипотезы «темного леса»). С другой стороны, он не принимает во внимание два очень важных соображения.

        Для во-первых, он не учитывает количество времени, которое требуется передатчику или приемнику, чтобы проехать один контур через несколько объектов в нашей галактике. Если сигналы не транслируются постоянно и с очень высокими уровнями энергии, шансы на то, что они будут приняты, весьма низки. Кроме того, он не принимает во внимание возможность непреднамеренного обнаружения техносигнатур (например, радиопередач).

        Следовательно, Getz рекомендует f c заменить параметром f d , который носит более широкий характер. Помимо учета попыток внеземной цивилизации связаться с нами, это также влияет на нашу способность обнаруживать техносигнатуры цивилизации. В конце концов, какой толк в сигнальных усилиях, если предполагаемые получатели даже не могут получить сообщение?