Równanie sygno­wane nazwi­skiem Franka Drake’a ma dość szcze­gólny cha­rak­ter. W porów­na­niu do słynnych równań Schrödin­gera, Maxwella, Ein­ste­ina i tak dalej, wydaje się ono jakby mniej… ścisłe. Ubiera jedynie w mate­ma­tyczną szatę dość luźny problem, zaprzą­ta­jący częściej uwagę fan­ta­stów niż naukow­ców: ile obcych cywi­li­za­cji może zamiesz­ki­wać naszą galak­tykę? 



Powód nie­ści­sło­ści równania jest oczy­wi­sty. Poza pierw­szymi dwoma, może trzema członami, współ­cze­sna wiedza jest zde­cy­do­wa­nie zbyt płytka aby pod­sta­wić pod wzór reali­styczne dane. Od czasu pierw­szego przed­sta­wie­nia równania Drake’a niewiele się w tej kwestii zmieniło. Wciąż, jedyne czym dys­po­nu­jemy to szacunki, uogól­nie­nia lub kom­pletne nie­wia­dome, powo­du­jące że żadnego, nawet absur­dal­nego z pozoru wyniku, nie można uznać za mniej poprawny od pozo­sta­łych.

Nic nie stoi jednak na prze­szko­dzie, abyśmy i my zabawili się w spe­ku­la­cje. Przyj­rzyjmy się kolejnym członom równania:


R

Pierwsza infor­ma­cja jakiej potrze­bu­jemy, to czę­sto­tli­wość narodzin gwiazd w galak­tyce. Przyj­muje się, że w obłokach mole­ku­lar­nych wykluwa się przy­naj­mniej jedna gwiazda rocznie — a średnia może wynosić znacznie więcej. Spośród tej liczby, inte­re­sują nas jednak tylko te gwiazdy, które zdołają zapewnić stabilny byt żywym orga­ni­zmom. Naj­lep­sze są obiekty podobne Słońcu — umiar­ko­wa­nie jasne i duże. Warunku nie speł­niają nato­miast gwiazdy naj­ma­syw­niej­sze, których żywot kończy się szybko i gwał­tow­nie, nie dając życiu czasu na roz­wi­nięte procesy ewo­lu­cyjne. Równie nie­atrak­cyjne wydają się wszelkie gwiazdy powsta­jące w pobliżu galak­tycz­nego centrum i innych źródeł silnego pro­mie­nio­wa­nia.

Opty­mi­stycz­nie: Co roku powstaje kilka gwiazd. Spo­glą­da­jąc na bliskie sąsiedz­two Słońca, nawet 1/4 mogłaby stanowić paliwo dla powsta­nia życia. Przyj­mijmy więc, że co najmniej raz na rok rodzi się odpo­wied­nia gwiazda — 1.
Pesy­mi­stycz­nie: Po kilku miliar­dach lat ist­nie­nia Drogi Mlecznej procesy gwiaz­do­twór­cze są coraz rzadsze, jednak nadal zdolne do pro­duk­cji jednej gwiazdy rocznie. Stosując naj­bar­dziej rygo­ry­styczne kryteria, do utrzy­ma­nia życia nadawać się będzie około jedna dzie­siąta z nich — 0.10.

fp

Po drugie, należy ustalić jaki odsetek pożą­da­nych gwiazd, wykształ­cił własny układ pla­ne­tarny. Podczas 219 sym­po­zjum Ame­ry­kań­skiego Towa­rzy­stwa Astro­no­micz­nego, oceniono że na jedną gwiazdę naszej galak­tyki, przypada ponad półtorej planety. Daje to wynik przy­naj­mniej 150 miliar­dów planet każdego rodzaju — w tym również również nie­istot­nych dla nas gazowych olbrzy­mów. Oczy­wi­ście, na średnią składa się zarówno fakt ist­nie­nia bardzo roz­bu­do­wa­nych układów pla­ne­tar­nych, jak i samot­nych gwiazd.

Opty­mi­stycz­nie: Wysoce praw­do­po­dobne, że posia­da­niem jakiej­kol­wiek planety, może się poszczy­cić nawet więcej niż co druga gwiazda — 0.5.
Pesy­mi­stycz­nie: W przy­padku tego para­me­tru raczej nie musimy się obawiać jakiegoś kata­stro­fal­nego zasko­cze­nia. Przyj­mijmy — 0.4.

ne

Wystar­czy spojrzeć na Układ Sło­neczny, żeby zro­zu­mieć, że planety również muszą przejść selekcję. I to bardzo wybiór­czą. Dom hipo­te­tycz­nej cywi­li­za­cji powinien być obiektem ska­li­stym, posia­da­ją­cym atmos­ferę, pole magne­tyczne i leżeć w idealnej odle­gło­ści od swojej gwiazdy. Tem­pe­ra­tura nie może być przecież ani za wysoka ani zbyt niska.

Opty­mi­stycz­nie: Pamię­tajmy, że ten współ­czyn­nik obejmuje planety ofe­ru­jące warunki pozwa­la­jące na powsta­nie jakich­kol­wiek form życia. Ziemskie eks­tre­mo­file pokazują, że niektóre orga­ni­zmy są nie­zwy­kle wytrzy­małe. Stąd w poje­dyn­czym układzie pla­ne­tar­nym może istnieć nawet kilka odpo­wied­nich obiektów — zarówno planet jak i księ­ży­ców. Reali­stycz­nie, trzeba jednak pamiętać o pecho­wych sys­te­mach, wypo­sa­żo­nych jedynie w gazowe olbrzymy lub z pla­ne­tami dalekimi od eko­strefy — 0.5.
Pesy­mi­stycz­nie: Z ponad ośmiu setek udo­ku­men­to­wa­nych egzo­pla­net, mak­sy­mal­nie kilka kan­dy­duje do miana podob­nych Ziemi. A i te prze­wi­dy­wa­nia są trudne do zwe­ry­fi­ko­wa­nia. W naj­gor­szym wypadku, planety o odpo­wied­niej struk­tu­rze, atmos­fe­rze i poło­że­niu trafiają się naprawdę rzadko — 0.01.

Egzo­pla­neta Keppler 62f. Nada­wa­łaby się?

fl

W tym miejscu zaczy­nają się praw­dziwe schody. Frank Drake wymaga od nas podania odsetka planet, na których życie rze­czy­wi­ście zaist­niało. Innymi słowy, musimy roz­wią­zać problem praw­dzi­wo­ści teorii zakła­da­ją­cych abio­ge­nezę. Czy prze­kształ­ce­nie martwej materii w żywy organizm w ogóle jest możliwe? A jeżeli tak, jak często do takiego procesu dochodzi? Nasza igno­ran­cja w tym temacie daje pełne pole do spe­ku­la­cji.

Opty­mi­stycz­nie: Gdybyśmy odkryli ślad jakie­go­kol­wiek stwo­rze­nia na Marsie lub Europie, mogli­by­śmy śmiało wysunąć hipotezę o powszech­no­ści życia w kosmosie (przy zało­że­niu, że życie to powstało nie­za­leż­nie od siebie). W końcu, jeżeli w jednym układzie pla­ne­tar­nym samo­ródz­two mogło zaist­nieć więcej niż raz, to być może proste formy życia — niczym chwasty — poja­wiają się niemal zawsze gdy mają ku temu warunki — 0.5.
Pesy­mi­stycz­nie: Roz­cza­ro­wu­jące wyniki doświad­cze­nia Stanleya Millera, dowiodły jedynie moż­li­wo­ści natu­ral­nego powsta­wa­nia ami­no­kwa­sów, ale nie życia w ścisłym tego słowa zna­cze­niu. Trzeba wziąć pod uwagę moż­li­wość, że abio­ge­neza to zjawisko nie­zwy­kle rzadkie, być może unikalne w skali uni­wer­sum — 0.01.

fi

Kolejnym współ­czyn­ni­kiem jest ułamek planet, na których ewolucja dopro­wa­dziła do powsta­nia świa­do­mych i inte­li­gent­nych istot. Spójrzmy na historię życia na Ziemi: liczy sobie ponad trzy miliardy lat, przed­sta­wi­ciele homo pojawili się dopiero dwa miliony lat temu, zaś człowiek rozumny istnieje od zaledwie dwustu tysięcy lat. Jakby tego było mało, jako miernik inte­li­gen­cji powin­ni­śmy roz­pa­try­wać zdolność danego gatunku do stwo­rze­nia własnej cywi­li­za­cji tech­nicz­nej. Naj­le­piej takiej, która opa­no­wała komu­ni­ka­cję radiową i może sku­tecz­nie wysyłać oraz odbierać sygnały z prze­strzeni kosmicz­nej. Jak się zasta­no­wić, to dosyć surowy warunek — jeszcze do niedawna nie speł­niała go nawet ludzkość.

Opty­mi­stycz­nie: Zgadzam się ze zdaniem, że znacznie ostrzej­sza granica dzieli materię nie­oży­wioną od naj­prost­szej bakterii niż ową bakterię od czło­wieka. Gdyby w dogodnym miejscu zaist­niało już samo­ródz­two, to ewolucja niemal na pewno nie zatrzy­ma­łaby się na pier­wot­nia­kach. Nie gwa­ran­tuje to jeszcze powsta­nia istot rozum­nych, ale również nie można wyklu­czyć, że na nie­któ­rych pla­ne­tach współ­eg­zy­stuje nawet kilka inte­li­gent­nych gatunków — 0.25.
Pesy­mi­stycz­nie:  Ewo­lu­cyjna ścieżka pro­wa­dząca do zło­żo­nego mózgu jest nie­zwy­kle długa i kręta. Nie­wy­klu­czone, że gdyby nie nastą­piło wielkie wymie­ra­nie w kredzie, do dziś na Ziemi nadal pano­wa­łyby olbrzy­mie gady. W takim świecie, inte­li­gen­cja zawsze będzie mniej kuszącym kie­run­kiem ewolucji niż siła i rozmiar — 0.1.

fc

Często do równania dodaje się liczbę cywi­li­za­cji, które już się z nami skon­tak­to­wały bądź szacunki na temat tego, czy hipo­te­tyczni kosmici w ogóle będą mieli ochotę na kontakt. Nasuwa się tu jedno z roz­wią­zań para­doksu Fermiego, mówiące o tym, że obcy istnieją, ale mogą celowo się ukrywać lub nawet izolować Ziemian. Oczy­wi­ście to czyste fan­ta­zjo­wa­nie, więc — podobnie jak zrobił to w swojej książce Neil deGrasse Tyson — pominę ten czynnik.

L

Ostatni współ­czyn­nik jest konieczny aby ustalić ilość ist­nie­ją­cych cywi­li­za­cji w jednym, kon­kret­nym momencie — np. teraz. Do tego celu musimy rozważyć,  przez jaki czas prze­ciętna cywi­li­za­cja rozgląda się w prze­strzeni w poszu­ki­wa­niu obcych. To jest, jak długo spo­łe­czeń­stwo oparte na technice może egzy­sto­wać zanim ulegnie zagła­dzie. Niestety jedyny, niezbyt mia­ro­dajny przykład, sta­no­wimy my sami…

Opty­mi­stycz­nie: Fani lite­ra­tury science-fiction, mają nadzieję na długą egzy­sten­cję gatunku ludz­kiego, a nawet ucieczkę z mat­czy­nej planety i kosmiczną eks­pan­sję. Gdyby człowiek rze­czy­wi­ście sko­lo­ni­zo­wał inne światy i nie byłby uza­leż­niony od losu Ziemi, mógłby prze­trwać dzie­siątki tysięcy lat lub więcej.
Pesy­mi­stycz­nie: Samy wysyłamy sygnały w prze­strzeń od zaledwie stu lat. Jeszcze krócej mamy dostęp do praw­dzi­wej broni masowej zagłady — che­micz­nej, bio­lo­gicz­nej i nukle­ar­nej. Nie mamy żadnej gwa­ran­cji, że cały śmier­cio­no­śny arsenał prędzej czy później nie pójdzie w ruch, prze­kształ­ca­jąc Ziemię w pust­ko­wie i cofając nasz rozwój o kilkaset lat. A przecież pozo­staje jeszcze kwestia kata­strof natu­ral­nych, w tym zagrożeń docie­ra­ją­cych z głębi kosmosu. Średnia ist­nie­nia cywi­li­za­cji nie powinna być jednak krótsza niż tysiąc lat. 

Wynik

Opty­mi­stycz­nie: 1 x 0.5 x 0.5 x 0.25 x 10000 = 625
Pesy­mi­stycz­nie: 0.10 x 0.01 x 0.01 x 0.1 x 1000 = 0.001

Chciał­bym powie­dzieć, że prawda leży gdzieś po środku, ale tego nie zrobię. Równanie Drake’a na chwilę obecną stanowi zwykłą popu­lar­no­nau­kową cie­ka­wostkę i nie nosi ze sobą żadnej ścisłej wartości. Roz­bież­no­ści w ujęciu poje­dyn­czego czynnika mogą kom­plet­nie wypaczyć wynik. Jeśli założymy, że szansa na zaist­nie­nie samo­ródz­twa wynosi jeden na miliard, a na wyewo­lu­owa­nie inte­li­gent­nej formy życia jeszcze mniej — doj­dziemy do szyb­kiego wniosku, że naj­praw­do­po­dob­niej jesteśmy sami. Wystar­czy jednak uznać życie za bardzo powszechne i trwałe, aby otrzymać wynik liczony w setkach lub tysią­cach cywi­li­za­cji. I to tylko w naszej galak­tyce!

Dopóki będziemy działać po omacku i bazować na domy­słach, każdy wynik jest równie głupi co poprawny. A samo równanie Drake’a wydaje się bez­u­ży­teczne tak w rękach pro­fe­sora astro­no­mii jak prze­cięt­nie zain­te­re­so­wa­nego amatora.

A jeśli sami chcecie się pobawić rów­na­niem, bez wycią­ga­nia kal­ku­la­tora — polecam apli­ka­cję dostępną na stronie BBC.


  • Ano­ny­mous

    Witam!
    Super artykuł, jak zresztą więk­szość z nich, chociaż wielu nie prze­czy­ta­łem, bo jestem tutaj od niedawna.
    Jedna sugestia. Zacznij proszę roz­róż­niać półpauzę od dywizu. Wszędzie sto­su­jesz to drugie, jak więk­szość pewnie – bo wygod­niej.
    Półpauza – “–”.
    Dywiz – “-”.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Przy­znaję, że dotąd nie zwra­ca­łem na to uwagi. Postaram się poprawić i wyeli­mi­no­wać dywizy.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • UFOludek

    Sta­ty­styka już nam mówi, że życie po prostu gdzieś musi istnieć. Nie wiem czy inte­li­gentne, pewnie nie takie jak nam sie pokazuje w nie wartych nic ame­ry­kań­skich filmach, ale jednak jakiś. Jeżeli tylko życie ma szansę na samo­ródz­two, nawet bardzo małą to gdzies jeszcze musiało powstać.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • http://www.blogger.com/profile/17014371180036661675 Jacek K.

    Oczy­wi­ście, że nie jesteśmy sami. Przecież obcy przy­la­tują, są tysiące zdjęć, nagrań i świadków. Można tę tezę przed sądem udo­wod­nić bez­dy­sku­syj­nie.
    Adamie, jak człowiek ciekawy świata może tego nie wiedzieć? Polecam mono­gra­fie naukowe pro­fe­sora doktora Jana Pająka (do pobrania za darmo), w celu uzu­peł­nie­nia wiedzy w tym temacie.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Sły­sza­łem nazwisko Pająka jak i kilku innych futu­ry­stów. Niestety sam stąpam bardzo twardo po ziemi i ściśle trzymam się brzytwy Ockhama.

      Wszystko wokół siebie możemy tłu­ma­czyć tak jak nam pasuje i wymyślać nie­sa­mo­wite (choć czasem nie naj­głup­sze) historie. Mamy problem np. z wyja­śnie­niem pocho­dze­nia sta­ro­żyt­nych Sumerów, ale czy to uprawnia nas do two­rze­nia wyja­śnień opartych na kosmicz­nej kolo­ni­za­cji? A takie się pojawiły. Jeżeli człowiek zauważa nie­zi­den­ty­fi­ko­wany obiekt latający i woli o nim myśleć jako o statku kosmitów zamiast założyć choćby testy jakiegoś urzą­dze­nia woj­sko­wego pocho­dze­nia, to niestety samo­dziel­nie porzuca racjo­na­lizm na rzecz marzy­ciel­stwa i teorii spi­sko­wych.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Ano­ny­mous

    rownanie tego Dreka jest do wyrzu­ce­nia do kosza­nau­kowy narzę­dziem zwią­za­nym z rów­na­niem Drak jest paradoks Enrico Fermiego z 1950 r. Włoski noblista stwier­dził że zachodzi oczy­wi­sta niby sprzecz­ność pomiędzy olbrzy­mim praw­do­po­do­bień­stwem ist­nie­nia cywi­li­za­cji poza­ziem­skich a brakiem dowodów w tej sprawiei tak zawsze rzadzi mate­ma­ty­kaa , a nie meta-fizyka

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Ano­ny­mous

    Hej, zdaję sobie sprawę, że ten komen­tarz ma się do tematu wpisu jak krowa do pro­mie­nio­wa­nia Hawkinga, jednak jako zapalony czy­tel­nik tego bloga nie mogłem się powstrzy­mać żeby nie przed­sta­wić problemu jaki nie daje mi spokoju od paru dni:

    Wiadomo, że wszech­świat wypełnia mikro­fa­lowe pro­mie­nio­wa­nie tła. Wiadomo również, że im “starsze” z naszego punktu widzenia jest światło, tym bardziej przesuwa się ku czer­wieni, by w końcu zniknąć nam z oczu i stać się falami radio­wymi.
    O ile się nie mylę taką falą jest właśnie mikro­fa­lowe pro­mie­nio­wa­nie tła. Czy to oznacza, że jeśli cof­nę­li­by­śmy się w czasie odpo­wied­nio daleko, to ujrze­li­by­śmy wszech­świat wypeł­niony jasnym światłem, w którym takie pojęcie jak “noc” w kon­tek­ście ciem­no­ści na nie­oświe­tlo­nej przez gwiazdę części planety by nie istniało?

    Pozdra­wiam:)

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.blogger.com/profile/11397196611078180548 Adam Adamczyk

      Jest dokład­nie tak jak napi­sa­łeś. Zaczęło się od naj­bar­dziej ener­ge­tycz­nego (dla nas wręcz śmier­cio­no­śnego) pro­mie­nio­wa­nia gamma i fotony powoli traciły impet. Był moment, w którym wszech­świat wypeł­niało światło widzialne dla ludz­kiego oka. Równie istotny jest jednak fakt, że przez długi czas sama materia była zbyt gęsta aby fotony mogły się swo­bod­nie prze­miesz­czać.

      Okres o którym piszesz — widzial­nego pro­mie­nio­wa­nia relik­to­wego — praw­do­po­dob­nie miał miejsce kiedy nie istniały galak­tyki, a tym bardziej układy pla­ne­tarne. Zachęcam do przej­rze­nia artykułu “Była sobie oso­bli­wość” na blogu =).

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Ano­ny­mous

    Dla każdego czy­tel­nika tego równania istnieje niepuste oto­cze­nie, w którym wynik równaia Drakea jest tożsamy z widzi­mi­sie czy­tel­nika.

    Moim zdaniem jest lepsze równanie. I nazwe je rów­na­niem nadziei
    N^+ = 1-P_e
    Gdzie N z okre­sle­niem + jest wynikiem naszych nadziei na zaist­nie­nie danego faktu. P_e to pesymizm w danym okresie i dla kazdej osoby nie­za­leż­nie.
    Mamy zatem dokładny winik ile będzie tych innych cywi­li­za­cji wokół nas.
    😉

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0