Misschien was er in de hele geschiedenis van het universum geen ander intelligent, technisch geavanceerd type buitenaardse wezens. Toen hij vorige week in de New York Times sprak, schreef wetenschapper Adam Frank nadrukkelijk: Ja, er bestaan aliens. Hij kwam tot deze conclusie, aangezien er in het universum potentieel bewoonbare werelden zijn die ons bekend zijn uit astrofysische studies, en daar zou ook intelligent leven kunnen ontstaan. Maar wat hij niet kon verklaren, was het aantal onbekenden dat door abiogenese, evolutie, bewoonbaarheid op lange termijn en andere factoren in de vergelijking werd geïntroduceerd. Er is inderdaad een astronomisch aantal mogelijkheden voor intelligente, technologisch geavanceerde levensvormen, maar vanwege kolossale onzekerheden kan het heel goed zijn dat mensen de enige levende wezens zijn die door de kosmos ploegen.bekend in ons universum.
In 1961 stelde wetenschapper Frank Drake de eerste vergelijking samen die liet zien hoeveel ruimtevaartbeschavingen er tegenwoordig in het universum bestaan. Hij baseerde zijn berekeningen op een reeks onbekende eigenschappen en factoren om op basis daarvan schattingen te maken en uiteindelijk te begrijpen hoeveel technisch geavanceerde buitenaardse soorten er momenteel in onze melkweg en het waarneembare universum zijn. Dankzij de vooruitgang in de wetenschap in de afgelopen 55 jaar, kunnen veel van de factoren die we alleen door giswerk konden raden, nu met ongelooflijke precisie worden geleerd.
Om te beginnen is ons begrip van de grootte en schaal van het universum op de meest dramatische manier uitgebreid. Dankzij waarnemingen met behulp van observatoria in de ruimte en op de grond, die het hele spectrum van elektromagnetische golven bestrijken, weten we tegenwoordig hoe groot het universum is en hoeveel sterrenstelsels er in zitten. We hebben een veel beter begrip van de vorming en werking van sterren. Als we daarom in de enorme afgrond van de verre ruimte kijken, kunnen we berekenen hoeveel sterren er zijn en zijn geweest in het universum gedurende de kosmische geschiedenis sinds de "oerknal". Dit is een enorm aantal: ongeveer 10 tot de 24e macht. En dat vertelt ons hoeveel kansen het universum de afgelopen 13,8 miljard jaar heeft gehad om leven zoals het onze te laten voortkomen.
Dit is hoe de kunstenaar zich de exoplaneet Kepler-452b voorstelde
Foto: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle
Eerder vroegen we ons af hoeveel sterren er planeten zijn die om hen heen draaien, welke planeten in vaste toestand zijn, hoeveel een atmosfeer hebben die vergelijkbaar is met de onze en hoeveel van dergelijke planeten zich op zo'n afstand van hun sterren bevinden dat er vloeibaar water op hun oppervlak is. Jarenlang konden we hier alleen maar over speculeren. Maar dankzij de enorme vooruitgang in de studie van exoplaneten, voornamelijk met de hulp van NASA's Kepler-ruimtesatelliet, hebben we veel geleerd over wat er in de ruimte is. Tegenwoordig weten we onder meer het volgende:
- planeten of planetenstelsels draaien rond 80-100% van de sterren in een baan om de aarde;
Promotie video:
- ongeveer 20-25% van deze systemen heeft een planeet in een bewoonbare zone of op een plaats waar zich vloeibaar water kan vormen op het oppervlak;
- ongeveer 10-20% van deze planeten heeft dezelfde grootte en massa als de aarde.
We brengen alles samen en zorgen ervoor dat er in het universum 10 tot de 22e macht van aardachtige planeten zijn, waar de noodzakelijke voorwaarden voor leven zijn.
Maar de situatie hier is zelfs nog beter, want met uitzondering van de vroegste generaties van de eerste sterren, zijn ze bijna allemaal verrijkt met zware elementen en ingrediënten die nodig zijn voor het leven. Als we kijken naar de interstellaire ruimte, naar moleculaire gaswolken, naar de centra van verre melkwegstelsels, naar stromen die afkomstig zijn van grote sterren, en zelfs naar ons eigen melkwegstelsel, vinden we elementen van het periodiek systeem - koolstof, stikstof, zuurstof, silicium, zwavel, fosfor, koper, ijzer enzovoort. Dit zijn allemaal stoffen die nodig zijn voor het leven in de vorm die we kennen. Als we in de meteorieten en asteroïden in ons zonnestelsel kijken, vinden we deze elementen niet alleen, we vinden ze ook in complexe organische moleculen zoals suiker, grafietringen en zelfs aminozuren. Met andere woorden, in het universum zijn er niet alleen meer dan 10 tot de 22e macht van de aarde-achtige planeten;er zijn meer dan 10 aardachtige planeten tot de 22e graad, waar componenten nodig zijn voor leven!
Maar als we wetenschappelijke eerlijkheid en consciëntieusheid tonen, zou ons optimisme daar moeten eindigen. Het feit is dat voor het ontstaan van een beschaving vergelijkbaar met de mens, er drie belangrijke dingen moeten gebeuren.
De eerste fase die moet plaatsvinden is abiogenese, wanneer de "rauwe" ingrediënten die worden geassocieerd met biologische processen worden wat we herkennen als "leven".
Om multicellulariteit, complexiteit, differentiatie en wat wij "intelligentie" noemen te laten verschijnen, moet het leven op de planeet bestaan en zich miljarden jaren ontwikkelen.
Dus stelde de kunstenaar zich het helderste sterrenstelsel in het universum voor, omringd door stof
Foto: NRAO / AUI / NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO / NAOJ / NRAO)
En tot slot zou zulk intelligent leven uiteindelijk een wetenschappelijk ontwikkelde beschaving moeten worden die ofwel het vermogen kan verwerven om zijn aanwezigheid in het universum te verklaren, of buiten zijn eigen huis kan gaan en de ruimte begint te verkennen, of een stadium kan bereiken waarin het zal in staat zijn om naar andere vormen van geest in de ruimte te luisteren. Of, in het meest optimistische geval, alle drie de dingen doen.
Toen Carl Sagan in 1980 zijn boek Space: The Evolution of the Universe, Life, and Civilization presenteerde, voerde hij aan dat het verstandig zou zijn om elk van deze drie stappen een kans van 10 procent op succes te geven. Als deze bewering waar is, zouden er alleen in het Melkwegstelsel meer dan 10 miljoen intelligente buitenaardse beschavingen moeten zijn!
Vandaag stelt Adam Frank dat het onrealistisch is om deze drie stappen een cumulatieve waarschijnlijkheid van minder dan 10 tot min 22 te geven. Op basis hiervan komt hij tot de conclusie dat er ergens in het universum buitenaardse wezens moeten zijn. Maar dit is op zichzelf een belachelijke verklaring die nergens op is gebaseerd. Ja, abiogenese kan wijdverspreid zijn; zelfs op aarde alleen, zou het vele malen kunnen voorkomen. En alleen al op Mars, Titan, Europa, Venus, Enceladus en andere planeten in ons zonnestelsel. Of het kan zo'n zeldzaam proces zijn dat zelfs als we honderd klonen van de jonge aarde creëren (of duizend of een miljoen), onze wereld misschien wel de enige is waar deze abiogenese is ontstaan.
En zelfs als het leven is ontstaan, hoeveel geluk moet het dan hebben om miljarden jaren te kunnen bestaan en bloeien? Is een catastrofaal opwarmingsscenario zoals op Venus niet de norm? Of een catastrofaal afkoelscenario zoals op Mars? Of vergiftigt het leven zichzelf in de meeste gevallen tijdens het bestaan, zoals het bijna twee miljard jaar geleden op aarde gebeurde? En zelfs als we leven hebben dat al miljarden jaren bestaat, hoe vaak zullen er processen zijn zoals de Cambrische explosie, waardoor enorme meercellige macroscopische planten, dieren en paddenstoelen de planeet beginnen te domineren? Ze kunnen vrij vaak voorkomen, wanneer 10% van dergelijke explosies met succes eindigen, of zelden, wanneer de kans op succes van dergelijke explosies één op een miljoen of zelfs één op een miljard is.
En zelfs als dat gebeurt, hoe zeldzaam zijn dan mensachtige soorten die gereedschappen gebruiken, geavanceerde technologieën gebruiken en raketten in de ruimte lanceren? Ontwikkelde reptielen, vogels en zoogdieren, die volgens sommige normen als redelijk kunnen worden beschouwd, bestaan al tientallen en honderden miljoenen jaren, maar de moderne mens verscheen minder dan een miljoen jaar geleden. En we zijn pas in de laatste twee eeuwen 'technisch geavanceerd' geworden in ons begrip. Is er een kans van 10 procent dat we na het doorlopen van de vorige stap een beschaving van ruimtereizigers krijgen? Of misschien is die kans één op de duizend, op een miljoen, op een biljoen of zelfs erger?
In werkelijkheid weten we dat niet. We weten dat het universum intelligent leven een zeer groot aantal kansen geeft, in de orde van 10 tot de 22e macht. En we weten ook dat de kans om vooruit te komen en te ontwikkelen in dit leven, om een technisch geavanceerde beschaving te worden die de ruimte beheerst, erg klein is. Wat we niet weten, is de betekenis van deze kans. Wat zijn de kansen: 10 tot de min derde, 10 tot de min twintigste, tien tot de min vijftigste? Of zelfs minder? We weten dat er minstens één keer leven is ontstaan (menselijk), en daarom is de waarschijnlijkheid van zijn oorsprong niet nul. Maar welke? Om daar achter te komen, hebben we gegevens nodig. Veronderstellingen, hypothesen en verklaringen zullen deze informatie niet vervangen. We moeten haar vinden om het te weten. En ondanks de beweringen van de New York Times, is al het andere niets meer dan waarzeggerij op koffiedik.
Astrofysicus en schrijver Ethan Siegel is de bedenker en hoofdauteur van het Starts With A Bang-blog.
