"De kwestie van het bestaan van geavanceerde beschavingen elders in het universum is altijd vertroebeld door drie grote onzekerheden in de Drake-vergelijking", zegt Adam Frank, hoogleraar natuurkunde en astronomie aan de Universiteit van Rochester. “We weten al lang hoeveel sterren er ongeveer zijn. We weten niet hoeveel van deze sterren planeten hebben die mogelijk leven hebben gekoesterd, hoe vaak het leven heeft kunnen evolueren en tot intelligente wezens heeft kunnen leiden; hoe lang een beschaving kan bestaan voordat ze uitsterft.
We weten niet eens of een hoogontwikkelde technologische beschaving meer dan een paar eeuwen kan overleven. Nieuw werk van Frank en Woodruff Sullivan stelt wetenschappers echter in staat om alles wat ze weten over planeten en klimaat te gebruiken en de interacties van sterk energieafhankelijke soorten in hun thuiswereld te simuleren.
“Onze resultaten geven aan dat onze biologische en culturele evolutie niet uniek was en misschien al vele malen eerder heeft plaatsgevonden. Andere gevallen kunnen zijn dat veel van energie afhankelijke beschavingen proberen om te gaan met de crisis op hun planeten terwijl beschavingen groeien. We kunnen dit probleem beginnen te onderzoeken met behulp van modellen om een idee te krijgen van wat leidt tot een lange levensduur van de beschaving en wat niet."
De nieuwe studie toont aan dat de recent ontdekte exoplaneten, gecombineerd met een bredere benadering van het probleem, het mogelijk maken om een nieuwe empirisch significante waarschijnlijkheid te bepalen van het bestaan van geavanceerde beschavingen in de geschiedenis van het universum. En het laat zien dat tenzij de kansen van leven op de planeet oneindig klein zijn, de mensheid niet de enige en niet de eerste geavanceerde technologische beschaving zal zijn.
Het werk, gepubliceerd in het tijdschrift Astrobiology, laat ook voor het eerst zien wat "pessimisme" of "optimisme" betekent in de context van het inschatten van de waarschijnlijkheid van een vergevorderd buitenaards leven.
“Dankzij onderzoek door onder meer de Kepler-satelliet van NASA weten we nu dat ongeveer een vijfde van de sterren planeten heeft in 'bewoonbare zones' waar temperaturen het leven mogelijk maken dat we kennen. Daarom kan een van de drie grootste onzekerheden al worden ingeperkt."
Frank zegt dat de derde grootste vraag van Drake - hoe lang beschavingen hebben kunnen bestaan - nog steeds volkomen onbegrijpelijk is. "Het feit dat mensen al ongeveer tienduizend jaar over rudimentaire technologie beschikken, zegt ons niet of andere samenlevingen er even lang of zelfs langer aan zullen sleutelen", legt hij uit.
In 1961 ontwikkelde astrofysicus Frank Drake een vergelijking om het aantal geavanceerde beschavingen te schatten dat in het Melkwegstelsel zou kunnen bestaan. Het ziet er zo uit: N = R * (fp) (ne) (fl) (fi) (fc) L, de decodering van elke variabele staat hieronder. Op basis van de eenvoudigste statistieken is het gemakkelijk te berekenen dat er ergens duizenden, zelfs miljoenen buitenaardse beschavingen kunnen zijn:
Promotie video:
R *: De snelheid waarmee sterren worden gevormd in ons sterrenstelsel.
fp: percentage sterren met planeten.
ne: het aantal aardse planeten rond elke ster met planeten.
fl: Het percentage terrestrische planeten dat leven heeft ontwikkeld.
fi: het percentage planeten met leven waarop intelligent leven is geëvolueerd.
fc: Het percentage van levende soorten dat de technologie heeft bereikt die kan worden ontdekt door krachten van een externe beschaving zoals de onze. Bijvoorbeeld radiosignalen.
L: Het gemiddelde aantal jaren dat een geavanceerde beschaving nodig heeft om detecteerbare signalen te detecteren.
Drake's vergelijking is de basis geworden voor onderzoek, en ruimtetechnologie heeft de kennis van wetenschappers over verschillende variabelen verdiept. Maar om de mogelijke duur van het bestaan van andere geavanceerde beschavingen - L - te achterhalen, is bijna onmogelijk.
Frank en Sullivan hebben een nieuwe studie voorgesteld die een iets andere vraag behandelt. Wat als sommige beschavingen zich ontwikkelden in de loop van de geschiedenis van het waarneembare universum? De vergelijking van Frank en Sullivan is gebaseerd op Drake, maar maakt L.
"In plaats van te vragen hoeveel beschavingen er vandaag de dag kunnen bestaan, vragen we: zijn we echt de enige technologisch geavanceerde soort?", Zegt Sullivan. "Deze verschuiving in focus maakt de vraag naar de duur van de beschaving overbodig en stelt ons in staat om de zogenaamde 'kwestie van ruimtearcheologie' aan te pakken - hoe vaak in de geschiedenis van het universum is het leven geëvolueerd tot een technologisch geavanceerde staat?"
Er blijven ernstige onzekerheden bestaan bij het berekenen van de waarschijnlijkheid dat er geavanceerd leven op bewoonde planeten zal verschijnen. En hier maken Frank en Sullivan een ommekeer. In plaats van de kans te berekenen dat er een geavanceerd leven opduikt, berekenen ze de kans op het ontstaan ervan, dat wil zeggen of de mensheid de enige ontwikkelde beschaving in de geschiedenis van het waarneembare universum zou kunnen zijn.
"We hebben natuurlijk geen idee hoe waarschijnlijk het is dat een intelligente technologische soort op één planeet zal verschijnen", zegt Frank. “Maar door onze methode te gebruiken, kunnen we precies vertellen hoe onwaarschijnlijk we de ENIGE beschaving in het universum zullen zijn. We noemen dit de pessimistische eigenschap. Als de waarschijnlijkheid verder gaat dan de lijn van pessimisme, dan verschenen de technologische soort en beschaving eerder."
Met behulp van deze benadering berekenden Frank en Sullivan hoe onwaarschijnlijk geëvolueerd leven zou zijn als er geen enkel voorbeeld van was tussen de tweehonderd miljard triljoen sterren van het universum. Of zelfs tussen de honderden miljarden sterren in de Melkweg.
Wat is het resultaat? Door nieuwe gegevens over exoplaneten toe te passen op het universum als geheel, ontdekten Frank en Sullivan dat een beschaving alleen uniek zou zijn voor de ruimte als de kans dat een beschaving op een bewoonde planeet verschijnt minder dan één op 10 miljard biljoen, of 1 op 1022 is.
"Een op de tien miljard biljoen is heel weinig", zegt Frank. “Het is mij duidelijk dat andere intelligente technologisch geavanceerde soorten hoogstwaarschijnlijk vóór ons zijn geëvolueerd. Denk er op de volgende manier over na. Vóór onze resultaten zou je als een pessimist worden beschouwd als je de waarschijnlijkheid van een beschaving op een bewoonde planeet bijvoorbeeld in één op een biljoen zou tellen. Maar zelfs als we aannemen dat er één kans op een biljoen was, dan gebeurde wat er met de mensheid op aarde is gebeurd minstens 10 miljard keer in onze kosmische geschiedenis."
Als we de kleinere volumes nemen, dan is in ons eigen melkwegstelsel, de Melkweg, een andere technologische soort verschenen, als de kans dat het niet zal verschijnen minder is dan één op 60 miljard.
Goed. Als deze cijfers 'optimisten' reden geven om zich te verheugen over het bestaan van buitenaardse beschavingen, zegt Sullivan dat de volledige Drake-vergelijking - die de waarschijnlijkheid van bestaande beschavingen bepaalt - de pessimisten kan troosten.
"Het universum is meer dan 13 miljard jaar oud", zegt Sullivan. "Dit betekent dat zelfs als er in onze tijd duizenden beschavingen in onze melkweg bestonden - al die tienduizend jaar - ze waarschijnlijk allemaal verdwenen zijn." Anderen verschenen niet. Om te kunnen slagen in de zoektocht naar een andere technologisch geavanceerde beschaving, moet deze gemiddeld meer bestaan dan we momenteel bestaan.
"Gezien de enorme afstanden tussen de sterren en de vaste lichtsnelheid, zullen we nooit in contact kunnen komen met een andere beschaving, hoe dan ook," zegt Frank. "Als ze 50.000 lichtjaar verwijderd waren, zou het versturen van berichten 100.000 jaar duren."
Maar filosofisch gezien maakt het helemaal niet uit of we contact kunnen opnemen met een andere beschaving. Het is belangrijk dat het bestond. En dit zet je al diep aan het denken.
ILYA KHEL
