Αστροφυσική, Διάστημα

Νέοι υπολογισμοί για το πόσοι εξωγήινοι πολιτισμοί τελικά υπάρχουν

Written by Δ.Μ.

Το 1961 ήταν ένα ιδιαίτερο έτος: ο ρώσος κοσμοναύτης Γιούρι Γκαγκάριν έγινε ο πρώτος άνθρωπος που έφτασε στο διάστημα, ενώ ο Αμερικανός αστρονόμος Frank Drake ανέπτυξε τη διάσημη Εξίσωση Ντρέικ. Αυτή η εξίσωση εκτιμά τον αριθμό των ανιχνεύσιμων εξωγήινων πολιτισμών στον Γαλαξία μας, και είναι η εξής:

Share

Το 1961 ήταν ένα ιδιαίτερο έτος: ο ρώσος κοσμοναύτης Γιούρι Γκαγκάριν έγινε ο πρώτος άνθρωπος που έφτασε στο διάστημα, ενώ ο Αμερικανός αστρονόμος Frank Drake ανέπτυξε τη διάσημη Εξίσωση Ντρέικ. Αυτή η εξίσωση εκτιμά τον αριθμό των ανιχνεύσιμων εξωγήινων πολιτισμών στον Γαλαξία μας, και είναι η εξής:

Equation

Ν = Ν s x f ρ x n ε x f l x f i x f c x f L

N = αριθμός εξωγήινων πολιτισμών στον Γαλαξία

N s ή R  = εκτιμώμενος αριθμός σχηματισμού νέων άστρων στον Γαλαξία.
f p = κλάσμα ή ποσοστό αυτών των αστεριών με πλανήτες στις τροχιές του.
n e = μέσος αριθμός αυτών των πλανητών με δυνατότητα να φέρει και να φιλοξενήσουν τη ζωή όπως την ξέρουμε.
f l = ποσοστό αυτών των πλανητών που έχουν αναπτύξει πραγματικά τη ζωή.
f i = ποσοστό αυτών των πλανητών που έχουν αναπτύξει οι κάτοικοι τους νοημοσύνη.
f c = ποσοστό αυτών των πολιτισμών που έχουν αναπτύξει ηλεκτρομαγνητική τεχνολογία που εκπέμπει ακτινοβολία.
f L  = ποσοστό αυτών των πολιτισμών που συνεχίζουν να εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά σήματα στο διάστημα. Αυτός ο παράγοντας είναι εξαιρετικά εξαρτώμενος από τη διάρκεια ζωής ενός πολιτισμού που μπορεί να επικοινωνεί με ηλεκτρομαγνητικά σήματα.

Εξετάζοντας τους παράγοντες της εξίσωσης Drake, είναι προφανές ότι κανένας δεν μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια από τη σύγχρονη επιστήμη. Και καθώς πάμε από αριστερά προς τα δεξιά στην εξίσωση, η εκτίμηση κάθε παράγοντα γίνεται πιο αμφιλεγόμενη. Οι μεταγενέστεροι όροι είναι εξαιρετικά δύσκολοι να υπολογιστούν και οι τιμές που μπορεί κανείς να αποδώσει σε κάθε μία από αυτές, μπορεί να λένε περισσότερα για τις πεποιθήσεις ενός ατόμου παρά για τα επιστημονικά δεδομένα.

Αλλά η εξίσωση Drake δεν πρέπει να αξιολογείται μόνο από τις αριθμητικές τιμές που παράγει. Κάποιοι λένε ότι η εξίσωση Drake είναι ένας τρόπος να οργανώσουμε την άγνοιά μας. Εκθέτοντας μαθηματικά την υπόθεση της εξωγήινης νοημοσύνης, περιορίζουμε τις πραγματικές δυνατότητες σε κάθε όρο και προσεγγίζουμε την τελική απάντηση: πόσοι εξωγήινοι πολιτισμοί υπάρχουν;

Ο τελευταίος όρος L θεωρείται ο πιο σημαντικός στην εξίσωση Drake. Δεν έχουμε ιδέα πόσο μπορεί να διαρκέσει ένας τεχνολογικός πολιτισμός. Ακόμα κι αν μόνο ένας εξωγήινος πολιτισμός διαρκεί εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, και γίνεται αθάνατος, ο παράγοντας L θα είναι αρκετός για να μειώσει την εξίσωση του Drake στο Ν = L . Στην πραγματικότητα, ο Frank Drake το είχε αναγνωρίσει στον τύπο “NEQLSL»

Μεταξύ δεκάδων εργασιών που έχουν γραφτεί για την εξίσωση Drake, ορισμένοι έχουν προτείνει νέες σκέψεις για τη φόρμουλα. Ένα τέτοιο έγγραφο ξεχωρίζει για την προσθήκη καθιερωμένων πιθανολογικών αρχών από τα στατιστικά στοιχεία. Το 2010, ο Ιταλός αστρονόμος Claudio Maccone δημοσίευσε στο περιοδικό Acta Astronautica την Στατιστική Drake Equation (SDE). Είναι μαθηματικά πιο σύνθετη και ισχυρότερη από την Κλασική εξίσωση Drake (CDE).

Η Στατική Εξίσωση Drake SDE βασίζεται στο Θεώρημα Κεντρικού Ορίου, το οποίο δηλώνει ότι δεδομένου του αριθμού των ανεξάρτητων τυχαίων μεταβλητών με πεπερασμένο μέσο όρο και διακύμανση, αυτές οι μεταβλητές θα κατανέμονται κανονικά σαν μια καμπύλη Gauss που έχει τη μορφή της καμπάνας.  Στην εργασία του, ο Maccone εξέτασε την SDE του με βάση τις τιμές που συνήθως δέχεται η κοινότητα SETI και τα αποτελέσματα μπορεί να είναι καλά νέα για τους κυνηγούς εξωγήινων πολιτισμών.

Αν και τα αριθμητικά αποτελέσματα δεν ήταν ο στόχος του, ο Maccone εκτιμά με την εξίσωση του ότι ο Γαλαξίας μας μπορεί να φιλοξενήσει 4.590 εξωγήινους πολιτισμούς. Υποθέτοντας τις ίδιες τιμές για κάθε όρο, η Κλασική Εξίσωση του Drake υπολογίζει μόνο 3.500. Έτσι, η SDE προσθέτει περισσότερους από 1.000 πολιτισμούς στην προηγούμενη εκτίμηση.

probability of finding the nearest extra terrestrial civilization from Earth

Η καμπύλη Gauss που δείχνει την πιθανότητα να βρεθεί ο πλησιέστερος εξωγήινος πολιτισμός από τη Γη.

Ένα άλλο πλεονέκτημα της SDE του Maccone είναι ότι ενσωματώνει την έννοια της τυπικής διακύμανσης, η οποία δείχνει πόση διαφοροποίηση υπάρχει από τη μέση τιμή. Στην περίπτωση αυτή η έννοια της τυπικής διακύμανσης είναι αρκετά υψηλή: 11.195. Με άλλα λόγια, εκτός από την ανθρώπινη κοινωνία, στον Γαλαξία μας θα μπορούσε να υπάρχει από μηδενική έως 15.785 προηγμένες τεχνολογικές κοινωνίες.

Εάν αυτές οι γαλαξιακές κοινωνίες ήταν ισαπέχουσες, θα μπορούσαν να βρίσκονται σε μέση απόσταση 28.845 έτη φωτός. Αυτή η απόσταση είναι πάρα πολύ μεγάλη και μακρινή για να υπάρξει διάλογος μαζί τους, ακόμη και μέσω ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός. Έτσι, ακόμη και με έναν τέτοιο δυνητικά μεγάλο αριθμό προηγμένων πολιτισμών, η διαστρική επικοινωνία θα αποτελούσε ακόμα μια σημαντική τεχνολογική πρόκληση.

Ακόμα, σύμφωνα με την Στατική Εξίσωση Drake (SDE), η μέση απόσταση που θα πρέπει να αναμένουμε να βρούμε οποιαδήποτε εξωγήινη νοητή μορφή ζωής μπορεί να είναι 2.670 έτη φωτός από τη Γη. Υπάρχει 75% πιθανότητα να βρούμε ET μεταξύ 1.361 και 3.979 έτη φωτός μακριά μας.

500 έτη φωτός μακριά μας, η πιθανότητα ανίχνευσης οποιουδήποτε σήματος από έναν προηγμένο πολιτισμό πλησιάζει το μηδέν. Και αυτό είναι ακριβώς το εύρος στο οποίο η σημερινή τεχνολογία μας αναζητά εξωγήινα ραδιοσήματα. Έτσι, η «Μεγάλη Σιωπή» που εντοπίστηκε από τα τηλεσκόπια μας δεν μας αποθαρρύνει καθόλου. Τα σήματα μας πρέπει απλώς να ταξιδέψουν λίγο περισσότερο – τουλάχιστον 900 έτη φωτός περισσότερο – προτού να έχουν μεγάλη πιθανότητα να συναντήσουν έναν προηγμένο εξωγήινο πολιτισμό.


Οι πρώτες 3 παράμετροι της αυθεντικής εξίσωσης Drake λαμβάνουν τιμές οι οποίες προκύπτουν από αστρονομικές παρατηρήσεις, ενώ οι ενδεχόμενες τιμές των τελευταίων 4 παραμέτρων είναι εντελώς θεωρητικές από την στιγμή που δεν έχει ακόμα ανακαλυφθεί εξωγήινη ζωή εκτός του πλανήτη Γη. Οι αρχικές εκτιμήσεις του Ντρέηκ για τις μεταβλητές ήταν R= 1 έτος−1 , fp = 0,2 με 0,5, ne = 1 με 5, fl = 1, fi = 1, fc = 0,1 με 0,2, L = 1.000 με 100.000.000 έτη. Βάσει των χαμηλών τιμών, ο αριθμός των εξωγήινων πολιτισμών που προκύπτει είναι 20, ενώ βάσει των υψηλών τιμών 50.000.000.

Οι σύγχρονες τιμές για τις μεταβλητές που μπορούν να μετρηθούν εκτιμώνται ως:

  • R= 1,5 με 3 νέοι αστέρες ανά έτος (βάση της ηλιακής μάζας ανά έτος)
  • fp = 1 πλανήτης ανά αστέρα
  • ne = 3 με 5 πλανήτες ανά άστρο που διαθέτει πλανήτες και οι οποίοι μπορούν να υποστηρίξουν ζωή (αν και ο αριθμός αυτός έχει αμφισβητηθεί ως πολύ αισιόδοξος)

Πηγή

About the author

Δ.Μ.

Share