Czytaj dalej

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.

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.

Autor
Adam Adamczyk

Adam Adamczyk

Naukowy totalitarysta. Jeśli nie chcesz aby wpadli do Ciebie naukowi bojówkarze, zostaw komentarz.