Εξίσωση Drake:Εκτίμηση της πιθανότητας εξωγήινης ζωής

Η εξίσωση Drake υπολόγισε τον αριθμό των εξωγήινων πολιτισμών στον γαλαξία που είναι ικανοί να επικοινωνούν με τη Γη.

Η Εξίσωση Drake είναι μια φόρμουλα για την εκτίμηση του αριθμού των εξωγήινων πολιτισμών στον γαλαξία του Γαλαξία που είναι ικανός να επικοινωνεί με τους ανθρώπους. Πήρε το όνομά του από τον Αμερικανό αστρονόμο και αστροφυσικό Frank Drake, ο οποίος πρότεινε την εξίσωση το 1961.

Ο Frank Drake περιέγραψε την εξίσωσή του στην πρώτη συνάντηση του SETI το 1961.
Η εξίσωση υπολογίζει τον αριθμό των εξωγήινων πολιτισμών που μπορούν να επικοινωνήσουν μαζί μας.
Ο σκοπός της εξίσωσης είναι να διεγείρει τη σκέψη και τη συζήτηση σχετικά με την ευφυή εξωγήινη ζωή και όχι την εύρεση ενός συγκεκριμένου αριθμού.
Ενώ η εξίσωση Drake υπολογίζει τον αριθμό των ευφυών πολιτισμών, δεν εξετάζει τις πιθανότητες εύρεσης εξωγήινης ζωής.

Η εξίσωση Drake και ο σκοπός της

Η εξίσωση Drake δεν είναι μια σκληρή και γρήγορη μαθηματική εξίσωση για τον υπολογισμό μιας μοναδικής, οριστικής απάντησης. Αντίθετα, είναι ένα διανοητικό εργαλείο για την τόνωση του διαλόγου και της σκέψης σχετικά με τους απαραίτητους παράγοντες για την ύπαρξη εξωγήινης ζωής και τους τρόπους που την αναζητούμε.

Η εξίσωση είναι:

N =R* x fp x ne x fl x fi x fγ x L

όπου:

N είναι ο αριθμός των πολιτισμών στον γαλαξία μας που μπορούν να επικοινωνούν με τη Γη
R* είναι ο μέσος αριθμός νέων αστεριών που σχηματίζονται ανά έτος στον γαλαξία μας
fp είναι το κλάσμα εκείνων των άστρων που έχουν πλανητικά συστήματα
ne είναι ο μέσος αριθμός πλανητών ανά αστέρι που μπορούν να υποστηρίξουν ζωή
fl είναι το κλάσμα αυτών των πλανητών που στην πραγματικότητα αναπτύσσουν ζωή
fi είναι το κλάσμα αυτών των πλανητών που αναπτύσσουν ευφυή ζωή
fγ είναι το κλάσμα των πολιτισμών που αναπτύσσουν μια τεχνολογία που εκπέμπει σήματα της ύπαρξής τους στο διάστημα
L είναι το χρονικό διάστημα που επικοινωνούν αυτοί οι πολιτισμοί

Ιστορικό

Ο Frank Drake εισήγαγε για πρώτη φορά την εξίσωση το 1961 κατά τη διάρκεια της πρώτης επιστημονικής συνάντησης για την αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης (SETI), που πραγματοποιήθηκε στο Παρατηρητήριο Green Bank στη Δυτική Βιρτζίνια. Ο πρωταρχικός στόχος του Drake συμπυκνώνει τις σκέψεις που αντιμετωπίζουν οι επιστήμονες όταν αναζητούν εξωγήινη ζωή. Ο σκοπός της εξίσωσης δεν ήταν ο υπολογισμός μιας ακριβούς τιμής, αλλά η προώθηση ενός παραγωγικού λόγου για το θέμα.

Αυτοί είναι οι αρχικοί αριθμοί από την παρουσίαση του Drake:

R * =10
fp =0,5
ne =2,0
fl =1,0
fi =0,01
fc =0,01
L =10000

Η αρχική εκτίμηση του Drake ήταν αισιόδοξη, υποδηλώνοντας ότι υπάρχουν μεταξύ 10 και 10.000 προηγμένοι πολιτισμοί στον Γαλαξία μας. Οι μεταβλητές αντλήθηκαν από την επιστημονική γνώση εκείνη την εποχή και τις υποθέσεις του ίδιου του Drake. Η εξίσωση ήταν ένα σημείο εκκίνησης για μια συζήτηση.

Σύγκριση:Οι αρχικές και τρέχουσες εκτιμήσεις του Drake

Σήμερα, οι επιστήμονες έχουν μια καλή ιδέα για την τιμή του R* (ο αριθμός των νέων αστεριών που σχηματίζονται στον γαλαξία). Όμως, οι άλλες αξίες δεν είναι γνωστές με κανένα βαθμό βεβαιότητας. Η τροφοδοσία σε σύγχρονους αριθμούς οδηγεί σε ένα ευρύ φάσμα εκτιμήσεων. Με βάση την ανακάλυψη πολλών εξωπλανητών από το διαστημόπλοιο Kepler και την βελτιωμένη κατανόησή μας για την κοσμική κατοικησιμότητα, ο αριθμός των δυνητικά επικοινωνιακών πολιτισμών θα μπορούσε να είναι πολύ μεγαλύτερος από την αρχική εκτίμηση του Drake. Ωστόσο, σκεφτείτε τις τρομακτικές προκλήσεις της διαστρικής επικοινωνίας και τα πιθανώς στενά παράθυρα για ανιχνεύσιμη ύπαρξη πολιτισμού. Κάποιες εκτιμήσεις τοποθετούν τον αριθμό του πολιτισμού που επικοινωνεί πολύ χαμηλότερο από την αρχική εκτίμηση του Drake. Μερικοί υπολογισμοί προβλέπουν ότι είμαστε μόνοι.

Κριτικές και τροποποιήσεις της εξίσωσης Drake

Οι επικριτές της εξίσωσης Drake υποστηρίζουν ότι τα υψηλά επίπεδα αβεβαιότητας στις μεταβλητές της καθιστούν την εξίσωση εικαστική στην καλύτερη περίπτωση και παραπλανητική στη χειρότερη. Υποστηρίζουν ότι το εύρος των πιθανών τιμών είναι τόσο ευρύ που καθιστά αδύνατο κάθε ουσιαστικό υπολογισμό. Άλλοι επικρίνουν την εξίσωση επειδή υποθέτει σιωπηρά ότι οι πολιτισμοί εξελίσσονται σε μια παρόμοια διαδρομή με τη Γη.

Υπάρχουν τροποποιήσεις στην εξίσωση Drake που βελτιώνουν τη χρησιμότητά της. Μια τέτοια τροποποίηση είναι η Εξίσωση Seager, που προτάθηκε από την αστροφυσικό Sara Seager. Το Seager εστιάζει στην αναζήτηση βιουπογραφών σε εξωπλανήτες, χωρίς να χρειάζεται πολιτισμοί να διαθέτουν τεχνολογικές δυνατότητες.

Ο ρόλος της εξίσωσης του Drake στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής

Παρά τις αβεβαιότητες και τις επικρίσεις της, η Εξίσωση Drake διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην προσπάθειά μας να αποκαλύψουμε την ύπαρξη εξωγήινης ζωής. Καθοδηγεί τις στρατηγικές έρευνας και εξερεύνησης ενθαρρύνοντας τους επιστήμονες να σκεφτούν τους διάφορους παράγοντες που θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ύπαρξη μιας τέτοιας ζωής. Βοηθά στην ιεράρχηση των επιστημονικών προσπαθειών. Αυτά περιλαμβάνουν την αναζήτηση εξωπλανητών, την έρευνα ακραίων μορφών ζωής στη Γη και την ανάπτυξη τεχνικών για τον εντοπισμό σημάτων που μπορεί να είναι εξωγήινης προέλευσης.

Αναφορές

Conselice, Christopher J.; et al. (2016). «Η Εξέλιξη της Πυκνότητας Αριθμού Γαλαξιών στο z <8 και οι Συνέπειές της». The Astrophysical Journal . 830 (2):83. doi:10.3847/0004-637X/830/2/83
Forgan, D. (2009). «Μια αριθμητική βάση δοκιμών για υποθέσεις εξωγήινης ζωής και νοημοσύνης». International Journal of Astrobiology . 8 (2):121–131. doi:10.1017/S1473550408004321
Morton, Oliver (2002). «Ένας καθρέφτης στον ουρανό». Στο Graham Formelo (επιμ.). Πρέπει να είναι όμορφο . Βιβλία Granta. ISBN 1-86207-555-7.
Rood, Robert T.; James S. Trefil (1981). Είμαστε μόνοι; Η δυνατότητα των εξωγήινων πολιτισμών . Νέα Υόρκη:Scribner. ISBN 0684178427.
Vakoch, Douglas A.; Dowd, Matthew F., eds. (2015). Η εξίσωση Drake:Εκτίμηση της επικράτησης της εξωγήινης ζωής ανά τους αιώνες . Cambridge, UK:Cambridge University Press. ISBN 978-1-10-707365-4.