Насколько редка Жизнь в Галактике?


Современное состояние уравнения Дрейка и шансы на разумную жизнь за пределами Земли

Масштабы времени и расстояния, когда дело доходит до астрономии, поражают воображение.

Ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, находится на расстоянии 4,243 световых лет. Если мы пошлем к этой звезде лазерный луч или радио-сигналы, то они будут идти более 4 лет, чтобы добраться до места назначения, и, возможно, быть обнаруженным разумной инопланетной жизнью, которая может там существовать.Вселенная непостижимо огромна. Он, по крайней мере, настолько велика, что наш самый мощный космический телескоп может видеть галактики на расстоянии почти 30 миллиардов световых лет.

В настоящее время радиус наблюдаемой Вселенной составляет около 46,5 миллиардов световых лет.

В этой области может находиться до 2 триллионов галактик, каждая из которых содержит в среднем 100 тысяч миллионов звезд.


Парадокс Ферми

В 1950 году физики Энрико Ферми (Enrico Fermi) и Майкл Харт (Michael H. Hart) последовали такой логике:

  • Так как есть миллиарды звезд в Млечном пути, как наше Солнце,
  • И многие из них на миллиарды лет старше нашего Солнца,
  • Поэтому есть хороший шанс, что некоторые из этих звезд могут иметь планеты земного типа,
  • И если на некоторых них, как и на Земле, развилась разумная жизнь,
  • Тогда на каком-то этапе этой жизни должны начаться космические путешествия, а возможно и межзвездные космические путешествия,
  • Таким образом, даже при нынешних «медленных» темпах космических путешествий, которые позволяют наши современные технологии, какая-то из цивилизаций, вероятно, может пройти весь Млечный путь через несколько миллионов лет.

Учитывая все это, парадокс Ферми звучит следующим образом: «Почему мы до сих пор не видели или не слышали кого-либо?»Это не был совершенно новый вопрос. За 20 лет до Ферми российский основоположник теоретической космонавтики Константин Циолковский задал аналогичный вопрос.


Уравнение Дрейка

В 1961 году астроном Фрэнк Дрейк (Frank Donald Drake) с помощью ученых Карла Сагана (Carl Edward Sagan) и Джона Лилли вывел так называемое «уравнение Дрейка». Эта набор коэффициентов, которые определяют возможное количество цивилизаций в галактике Млечный Путь (с которыми мы можем общаться).N = R* • fp • ne • fl • fi • fc • Lгде

  • N = Число цивилизаций в галактике Млечный Путь, электромагнитные излучения которых можно обнаружить.
  • R* = скорость образования звезд, подходящих для развития разумной жизни.
  • fp = доля этих звезд с планетными системами.
  • ne = число планет, в каждой звездной системе, с окружающей средой, пригодной для жизни.
  • fl = доля подходящих планет, на которых на самом деле появляется жизнь.
  • fi = доля планет, на которых возникает разумная жизнь.
  • fc = доля цивилизаций, которые разрабатывают технологию, позволяющую обнаружить признаки их существования в космосе.
  • L = продолжительность времени, в течение которого такие цивилизации посылают обнаруживаемые сигналы в космос.

Фрэнк Дрейк и его знаменитая формула.


Первоначальные оценки, которые использовали Дрейк и его коллеги, были следующими:

  • R∗ = 1 год  — 1 звезда (1 звезда, рождащаяся в год, в среднем за всю жизнь галактики; это считалось консервативным)
  • fp = от 0,2 до 0,5 (от одной пятой до половины всех образованных звезд будут иметь планеты)
  • ne = от 1 до 5 (звезды с планетами будут иметь от 1 до 5 планет, на которых возможна возникнуть жизнь)
  • fl = 1 (100% этих планет на которых возникнет жизнь)
  • fi = 1 (на 100% планет будет развиваться разумную жизнь)
  • fc = от 0,1 до 0,2 (10–20% из которых смогут общаться)
  • L = 1 000 до 100 000 000 лет (цивилизации будут продолжать посылать сигналы от 1000 и 100 000 000 лет)

Использование минимальных значений приводит к N=20. Использование максимальных значений даст нам N=50 000 000. Очевидно, что диапазон разброса значений N слишком велик, чтобы считаться приемлемым. Возможно, существует слишком мало цивилизаций с достаточно развитой технологией, что шансы на контакт в такой обширной области, как наша Галактика, приближаются к нулю, или может их быть так много, что можно было бы ожидать, что контакт произойдет в ближайшие несколько десятилетий.

Основываясь на таком широком разбросе, Дрейк считает, что можно достоверно утверждать, что значение N находится где-то между 1 000 и 100 000 000, или примерно что N = L.

Это означает, что по мнению Дрейка в нашей галактике Млечный Путь может быть от 1000 до 100 000 000 развитых цивилизаций.

Текущие оценки, основанные на последних данных NASA и других источников:

  • R∗ = 1 год − 1,5–3 звезды (1,5–3 звезды в год).
  • fp = ~1 (на основе новых данных гравитационного микролинзирования, которые показывают, что большинство звезд имеют хотя бы одну планету).
  • ne = ~4 (на основе новых данных, которые предполагают более высокий процент планет, существующих в обитаемых зонах вокруг звезд).
  • fl = 1 (вероятно, не так высоко, как 1 на основе более новых данных, но все же приблизительно).
  • fi = 1 (вероятно, не так высоко, как 1 на основе новых данных, но все же приблизительно).
  • fc = от 0,1 до 0,2 (то же значение, что и у Дрейка).
  • L = 420 лет.

Последнее значение (L) имеет довольно большое снижение от предыдущего значения в диапазоне от 1000 до 100 000 000 лет. Значение 420 лет было предложено историком науки Майклом Шермером (Michael Brant Shermer) на основе средней продолжительности времени существования  60 основных цивилизаций, бывших на Земле.

Подставляя эти новые предположения, мы получаем N = 252 для  минимума и N = 1 008 для максимума.

Таким образом, мы сократили огромный диапазон, полученный с помощью первоначальных значений (1000–100 000 000), до того, что кажется гораздо более реалистичным диапазоном,  —  в галактике Млечного Пути может быть от 252 до 1008 цивилизаций, излучающих обнаруживаемые электромагнитные сигналы.

Это более реалистично, но не так захватывающе или обнадеживающе, как возможность существования 100 млн цивилизаций.

Конечно, L также может быть гораздо большим числом, тем самым увеличивая  диапазон. Астробиолог Дэвид Гринспун (David Grinspoon) в своей книге Lonely Planets («Одинокие планеты») задается вопросом, следует ли заменить L на fIC*T, где fIC равно доле цивилизаций, которые излучают электромагнитные сигналы (и, таким образом, могут общаться), и которые достигают такой точки в своем развитии, когда они по существу становятся «бессмертными», в то время как T  —  это время, когда цивилизация достигает этой точки.

Жизнь на Земле существовала примерно 4 миллиарда лет до тех пор, пока не появились современные люди, и этим людям потребовалось еще 200 000 лет, чтобы достичь стадии, в которой мы сейчас находимся, посылая всевозможные радио-сигналы в космос вместе с тоннами и тоннами космических аппаратов, таких как Pioneer и Voyager.

Таким образом, уравнение Дрейка может иметь вид:

N = R* • fp • ne • fl • fi • fc • L • (fIC • T)

Используя наши текущие оценки для коэффициентов, и используя 0,1 для fIC (по существу, то же значение, что и fc) и 200 000 для T, мы получаем ответ N = 12 000 для минимального числа цивилизаций в Млечном пути и максимум  —  96 000.

От первоначальной оценки от 1 тысячи  до 100 миллионов возможных цивилизаций, мы оставили совсем немного. А по сравнению с оценкой, основанной на значении L Майкла Шермера, с диапазоном от 252 до 1008, мы расширили диапазон, сохраняя при этом его верхнюю границу несколько сдержанной.

Итак, можем ли мы теперь утверждать, что есть хороший шанс, что существует развитая инопланетная жизнь в Млечном пути, с которой мы могли бы когда-нибудь общаться? Существуют ли десятки тысяч таких цивилизаций, обладающих необходимым потенциалом?

На данный момент ответ на эти вопросы всё еще «может быть». Одна вещь, в которой мы можем быть уверены, это то, что мы не узнаем это точно, пока не произойдет первый контакт. 



Comments 16


Темная материя... может быть это и есть та самая жизнь - легион инопланетных космических кораблей вместе с инфраструктурой.

20.03.2018 14:56
0

Темная материя — это отдельная тема. Мы о ней мало что знаем.

20.03.2018 19:38
0

Огромные расстояния между галактиками и планетами разных звёздных систем свет преодолевает очень медленно. Проблема контакта с внеземными цивилизациями, в первую очередь, связана со способом приёма и передачи информации. Это утверждение основано на том факте, что до сих пор, цивилизации, которые появились на много миллионов и/или миллиардов лет раньше нашей и имели время на достижение технологических прорывов в обработке и передачи информации, не дают о себе знать. Небо молчит. Следовательно, обязательно существует способ обмена информацией без ограничения скоростью света и расстоянием, который, тем не менее, не нарушает фундаментальных законов физики. Сегодня такой способ может быть реализован на основе Голографического Принципа. Согласно этой фундаментальной теории реально существует только поверхность с информацией, поэтому доступ к этой информации может быть осуществлён технически, но не электромагнитным способом… . А параметр "L" в формуле прийдётся подкорректировать.

20.03.2018 15:54
0

Да, возможно для коммуникации они используют гравитационные волны или какие-то другие виды взаимодействия.

20.03.2018 19:39
0

Гравитационые волны перемещаются со скоростью света, что это меняет? Здесь речь идёт о возможности перемещать информацию по экрану и получать её с того же экрана без ограничения расстоянием и скоростью света. Такое квантовомеханическое устройство (необычный гироскоп) демонстрирует такую возможность на сертифицированном симуляторе и подробное описание его работы будет, но чуть позже, в следующих статьях.

21.03.2018 00:04
0

А если гравитационные волны распространятся через червоточины? )

21.03.2018 08:20
0

Я написал статью, как и обещал. Есть ли смысл рассматривать экзотические червоточины, если устройство для контроля гравитацией и получения информации без ограничения расстоянием и скоростью света может завтра стоять у вас на столе? Это устройство - необычный гироскоп. Конечно ещё рано говорить об устройстве для обмена информацией с другими цивилизациями, но такой "WiFi" вполне технически реализуем.

24.03.2018 07:07
0

Я считаю что уравнение Дрейка слишком примитивна. Так легко сказать: «зародится жизнь», «будет развиваться жизнь». Это не взмахнуть волшебной палочкой и вот с тыквы появилась карета а с мышей лошади... Ведь всем известно что самая «простая» жизнь — бактерии и тому подобное очень и очень сложно, настолько что их вероятность просто не возможна. Какая вероятность того если взять множество букв и трясти их сложится большая энциклопедия. Так что размышляя о возникновении или зарождении жизни не стоит забывать о простых и понятных истинах.

20.03.2018 17:54
0

Вы считаете уравнение Дрейка примитивным? А что вам мешает предложить свое уравнение?

20.03.2018 19:37
0

На зарождение жизни виляет слишком много разных факторов, чтобы можно было просто взять и посчитать её вероятность. Для начала, мы даже не знаем какие именно формы жизни могут существовать. Может это будет какое-то разумное облако газа. Даже если считать вероятность, только для жизненных форм, как на нашей планете, то здесь тоже очень много факторов. Начиная с длительности цикла дня и ночи, средней температуры, процента воды на планете, угол наклона оси планеты, который влияет на смену времён года и заканчивая тем, что даже если зародятся примитивные формы жизни, то нет гарантии того, что у них будут необходимые условия, для процесса эволюции.
Если уж и считать вероятность зарождения жизни, то для каждой планеты отдельно

21.03.2018 09:56
0

Все эти факторы нивелируются большим количеством планет и громадным сроком их существования. Никто не считает вероятность для каждой планеты, оценка ведется для большого массива.

21.03.2018 18:16
0

Нет, не нивелируются. Пусть планет будет хоть бесконечность, но если только одна из них пригодна для жизни, на самом деле пригодна, не просто на ней присутствует вода и достаточная температура, а присутствуют все факторы необходимые для зарождения жизни, то значит из бесконечности планет, жизнь будет только на одной. Никто не считает вероятность для каждой планеты, потому что не может, но это единственный вариант, при котором подсчёт будет хотя бы немного объективным.

22.03.2018 07:44
0

Спасибо, поддерживаю на все 100%.

24.03.2018 07:57
0

В своем комментарии я объяснил что разрабатывать формулы для чего что не реально, сказочно … смысл. Все равно что кто то будет придумывать формулу: вероятность появления целого современного города после атомного взрыва.

29.03.2018 12:40
0

а может вселенная такая большая что мы даже не пересекаемься с другими?)

21.03.2018 16:23
0

Да, это один из ответов на т.н. парадокс Ферми.

21.03.2018 18:14
0