Ar žmonės yra unikalūs ir vieni visoje Visatoje? Tai astrofizikas Frankas Dreikas (Frank Drake) pamėgino apskaičiuoti savo išgarsėjusia lygtimi, kuri jau daugiau nei pusę šimtmečio išlieka viena iš neapibrėžčiausių mokslinių formulių.
Tačiau naujame tyrime teigiama, kad pastarieji egzoplanetų atradimai ir platesnis požiūris į šį klausimą leidžia sukurti naują empiriškai galiojančią tikimybę, kuri leistų apskaičiuoti, ar technologiškai pažangios civilizacijos kada nors egzistavo.
O ji rodo, kad, nors gyvybės atsiradimo ir išsivystymo šansai gyvybei tinkamoje planetoje yra stebėtinai maži, tačiau žmonija neturėtų būti pirmoji ir vienintelė Visatoje protinga gyvybės rūšis.
Pagrindinė tyrimo paskelbto žurnale Astrobiology, išvada: žmonių civilizacija yra unikali stebimoje Visatos dalyje tik jei protingos gyvybės atsiradimo tikimybė gyvybei tinkamoje planetoje yra 10-22 , tai yra dešimt minus 22 laipsniu.
Tai yra, jei mes manome, kad žmonių civilizacija yra ne unikalus reiškinys kosmose, o protingos gyvybės atsiradimo tikimybė gyvybei tinkamoje planetoje yra 10-12 (tai yra protinga gyvybė atsiranda tik vienoje iš tūkstančio milijardų tinkamų gyvybei planetų), tai Visatoje galėjo egzistuoti maždaug dešimt milijardų pasaulių su protingos gyvybės formomis.
„Klausimas, ar pažangios civilizacijos egzistuoja kitur Visatoje, Dreiko lygtyje visada buvo susijęs su trimis dideliais neaiškumais,“ teigia Adamas Frankas (Adam Frank), Ročesterio universiteto fizikos ir astronomijos profesorius, šio tyrimo bendraautorius.. „Mes jau pakankamai ilgą laiką žinome, maždaug kiek žvaigždžių egzistuoja stebimoje Visatos dalyje. Mes nežinojome, kiek iš tų žvaigždžių turi planetas, kurios potencialiai tiktų gyvybei, kaip dažnai gyviems organizmams vystantis gali atsirasti protingų rūšių, ir kiek laiko civilizacijos gali egzistuoti“.
Tačiau dabar, NASA Keplerio kosminio teleskopo ir kitų stebėjimų pagalba, mes žinome, kad maždaug penktadalis žvaigždžių turi planetų gyvybės zonoje, kurioje temperatūra yra tinkama gyvybei, tokiai, kokią mes ją žinome, ir kuriai būtinas skystas vanduo. Taigi vienas iš trijų didelių neapibrėžtumų jau yra žinomas“.
Tačiau, Adamo Franko teigimu, trečiasis didysis klausimas – kiek laiko civilizacijos gali išgyventi, yra visiškai nežinomas. Tai, kad žmonės pradėjo vystyti primityvias technologijas maždaug prieš dešimt tūkstančių metų dar neleidžia teigti, kad ir kitos civilizacijos tiek užtruktų, kad pasiektų dabartinį žmonių lygį.
Bet tyrimo autorių Adamo Franko ir Vudrufo Salivano (Woodruff Sullivan) nuomone, šį nežinomąjį galima apskritai pašalinti iš lygties, tiesiog išplečiant klausimą.
„Užuot klausus, kiek gali egzistuoti civilizacijų šiuo metu, mes klausiame „Ar mes esame vienintelė rūšis, kurianti technologijas?“ Tai leidžia pašalinti civilizacijos egzistavimo trukmės klausimą ir pereiti prie kito – labiau kosminės archeologijos klausimo – „Kaip dažnai Visatos istorijoje išsivystė protinga gyvybė“.
Tai vis dar palieka didelį neapibrėžtumą apskaičiuojant protingos gyvybės išsivystymo tikimybę gyvybei tinkamose planetose.
Tačiau ir čia tyrimo autoriai apverčia klausimą – užuot spėliojus, kokie šansai yra evoliucijos metu atsirasti protingos gyvybės rūšims, jie siūlo įvertinti, kokia yra tikimybė, kad žmonija būtų vienintelė išsivysčiusi civilizacija visoje stebimoje Visatoje per visą jos istoriją.
„Žinoma, mes vis dar neturime supratimo, kiek tikėtina, kad protingos rūšys atsirastų tam tikroje gyvenamoje planetoje“, sako Frankas. „Tačiau naudojant mūsų metodą galime pakankamai tiksliai pasakyti, kokia tikimybė turėtų būti, kad mes būtume vienintelė civilizacija Visatoje. Mes ją pavadinome pesimizmo linija. Jeigu faktinė tikimybė yra didesnė negu pesimizmo linija, tada gyvybės formos, įvaldžiusios technologijas, ir kitos civilizacijos, tikėtina, jau buvo atsiradusios anksčiau už žmones“.
Naudojant šį metodą, Frankas ir Salivanas apskaičiavo, kokia reta protinga gyvybė turėtų būti, kad ji atsirastų tik vieną kartą Visatoje, kurioje yra dešimt milijardų trilijonų žvaigždžių, ar tik tarp mūsų Paukščių Tako galaktikos šimto milijardų žvaigždžių.
Ir koks gi rezultatas? Taikant naujus egzoplanetų duomenis Frankas ir Salivanas apskaičiavo, kad Visatoje, turinčioje 2 x 1022 žvaigždžių, žmonių civilizacija gali būti unikali kosmose tik tada, kai civilizacijos atsiradimo tikimybė gyvybei tinkamoje planetoje yra mažesnė nei viena dešimt milijardų trilijonų dalis, arba 1/1022.
„Viena 10 milijardų trilijonų dalis yra neįtikėtinai mažas dydid“, sako Frankas. „Man tai reiškia, kad kitos protingos, technologijas gamybai naudojančios rūšys, labai tikėtina, jau buvo atsiradusios. Galima galvoti ir taip: tikriausiai net dideli pesimistai vertino, kad civilizacija gali atsirasti tik vienoje gyvybei tinkamoje planetoje iš trilijono (1012) planetų. Tačiau, atsižvelgiant į dabartinius duomenis, net ir tai reiškia, kad tai, kas nutiko Žemėje, jau įvyko maždaug 10 milijardų kartų kitose planetose!“.
Vertinant mažesniais nei Visatos masteliais, skaičiai nėra tokie milžiniški. Pavyzdžiui, mūsų Paukščių Tako galaktikoje protingos gyvybės formos galėjo atsirasti, jei to tikimybė – viena iš 60 milijardų gyvybei tinkamų planetų.
Taigi jei tikėti šiais mokslininkų skaičiavimais, greičiausiai Paukščių Tako galaktikoje žmonija yra vienintelė protinga civilizacija: senos civilizacijos jau išnyko, o naujos atsiras, kai žmonių civilizacijos jau nebebus, arba pritrūks laiko dviem civilizacijoms susitikti.
——————————————————————————————–
Dreiko lygtis
N = R* x fp x ne x fe x fi x fc x L
N – Technologiją išvysčiusių civilizacijų Paukščių Tako galaktikoje skaičius
R* – Naujų žvaigždžių formavimosi greitis galaktikoje
fp – Žvaigždžių, turinčių planetų sistemas, dalis
ne – Planetų, turinčių gyvybei tinkamas sąlygas, skaičius vienoje planetų sistemoje
fe – Gyvybei tinkamų planetų dalis, kuriose užsimezga gyvybė
fi – Planetų dalis, kuriose atsiranda protinga gyvybė
fc – Civilizacijų dalis, kurios pasiekia tokį išsivystymą, kad gali pasiųsti identifikuojamus signalus į kosmosą
L – Laikas, kurį tokios civilizacijos siunčia signalus į kosmosą
Franko – Salivano lygtis
A = Nast x fbt
A – Technologijas įvaldžiusių civilizacijų skaičius regimoje Visatos dalyje
Nast – Gyvybę turinčių planetų skaičius regimoje Visatos dalyje
fbt – Tikimybė, kad vienoje iš tokių planetų atsiras technologijas įvaldžiusi gyvybės forma
——————————————————————————————–
1961 metais astrofizikas Frankas Dreikas (Frank Drake) sukūrė lygtį, leidžiančią apskaičiuoti pažangių civilizacijų, galinčių egzistuoti Paukščių Tako galaktikoje, skaičių. Tačiau Dreiko lygtyje (viršutinėje paveikslėlio dalyje) buvo keli kintamieji, kuriuos įvertinti buvo labai sunku, pavyzdžiui, tokį kaip L – kiek laiko civilizacija galėtų egzistuoti.
Apatinėje paveikslėlio dalyje – Adamo Franko ir Vudrufo Salivano pasiūlyta nauja lygtis, įvertinanti šiek tiek kitokį skaičių: kiek pažangių civilizacijų susikūrė stebimoje Visatoje per jos visą istoriją? Ši lygtis, nors ir remiasi Dreiko lygtimi, bet pašalina tokio nežinomo kintamojo kaip L poreikį.
Šie mokslininkai remiasi neseniai padarytais atradimais kiek planetų egzistuoja Visatoje ir kiek iš jų yra gyvybės zonoje, tokioje, kur planetose galėtų egzistuoti skystas vanduo. Tai leido apibrėžti kintamąjį, pavadintą Nast , gyvybę galinčių turėti planetų skaičių regimoje Visatos dalyje – tai žvaigždžių, turinčių planetų sistemas fp ir vidutinio planetų skaičiaus gyvybės zonoje sandauga.
Jų lygtis A=Nast*fbt, apibūdina A kaip Nast ir fbt sandaugą – gyvybei tinkamų planetų tam tikrame Visatos tūryje skaičių, padaugintą iš tikimybės, kad vienoje iš tokių planetų atsiras technologijas įvaldžiusi gyvybės forma. Tūris gali būti visa Visata, ar tiesiog mūsų galaktika.
„Visatai yra daugiau nei 13 milijardų metų. Tai reiškia, kad net jei buvo tūkstančiai civilizacijų mūsų galaktikoje, jeigu jos egzistavo tik maždaug tiek, kiek žmonių civilizacija, apie dešimt tūkstančių metų, tada visos jos greičiausiai jau yra išnykusios. O kitos atsiras tik kai mūsų jau nebebus. Jei mes norime aptikti „gyvas“ civilizacijas, jos turėtų sugebėti išgyventi daug ilgiau nei kol kas trunka žmonių civilizacija.“, teigia Salivanas. „Atsižvelgiant į didžiulius atstumus tarp žvaigždžių ir šviesos greitį, mes galbūt niekada negalėsime užmegzti pokalbio su kitu civilizuotu pasauliu. Jei jis yra tik už 20 tūkstančių šviesmečių, nedidelio atstumo kosminiais masteliais, kiekvienam pranešimui nukeliauti pirmyn ir atgal užtruktų 40 tūkstančių metų“.
Bet autoriai atkreipia dėmesį, kad net jei ir nėra kitų civilizacijų mūsų galaktikoje, su kuriomis mes galėtume bendrauti, naujasis rezultatas gali turėti didelę mokslinę ir filosofinę reikšmę. O jis yra toks: yra stebėtinai tikėtina, kad Žemė buvo ne vienintelė vieta, kurioje išsivystė civilizacija. Mūsų evoliucija neturėtų būti unikali ir tikriausiai ji Visatoje vyko ir anksčiau, ir daug kartų. Labai daug kartų.