Vorige maand maakten astronomen van het astronomische satellietteam van Kepler de ontdekking bekend van 1.284 nieuwe planeten. Ze draaien allemaal om sterren buiten ons zonnestelsel. Het totale aantal van dergelijke "exoplaneten", waarvan het bestaan werd bevestigd door de Kepler-telescoop en andere zoekmethoden, bedraagt tegenwoordig meer dan drieduizend.
Dit is een echte revolutie in onze kennis van de planeten. Ongeveer tien jaar geleden werd de ontdekking van een enkele exoplaneet onmiddellijk een wetenschappelijke sensatie. Er is vandaag veel veranderd. Dankzij de verbetering van technieken en technologieën voor astronomische waarnemingen zijn we overgestapt van detailhandel naar grootschalige ontdekking van planeten. We weten nu bijvoorbeeld dat elke ster aan de hemel in een baan minstens één planeet heeft.
Maar de planeten zijn slechts het begin van de geschiedenis. Iedereen wil weten of deze werelden worden bewoond door buitenaardse wezens. Helpt onze pas ontdekte kennis over planeten ons dichter bij het antwoord op deze vraag te komen?
In feite ja, zij het een beetje. In het meinummer van Astrobiology heb ik, samen met astronoom Woodruff Sullivan, een artikel gepubliceerd waarin we laten zien dat, hoewel we vandaag niets weten over het bestaan van geavanceerde buitenaardse beschavingen in onze melkweg, we genoeg informatie hebben om te concluderen dat dat ze waarschijnlijk ergens in de kosmische geschiedenis hebben bestaan.
In de wetenschappelijke gemeenschap is er de zogenaamde Drake-vergelijking. Dit is een formule die wordt gebruikt om het aantal buitenaardse beschavingen in de melkweg te bepalen waarmee we de kans hebben om in contact te komen. In 1961 werd astronoom Frank Drake door de National Academy of Sciences gevraagd om een wetenschappelijke bijeenkomst te houden over de mogelijkheden van "interstellaire communicatie". Omdat de kansen om contact te maken met buitenaards leven worden bepaald door het aantal geavanceerde buitenaardse beschavingen dat in de melkweg bestaat, heeft Drake zeven factoren afgeleid waarvan dit aantal afhangt en deze in zijn vergelijking opgenomen.
De eerste factor is het aantal sterren dat per jaar wordt geboren. De tweede is het aantal sterren met planeten. Dan komt het aantal planeten per ster dat in een baan draait op plaatsen waar leven kan ontstaan (ervan uitgaande dat leven vloeibaar water nodig heeft). De volgende factor is het aantal planeten waar het leven feitelijk is ontstaan. En er is ook zo'n factor als het aantal planeten waar het leven zich heeft ontwikkeld tot een redelijk leven en er geavanceerde beschavingen zijn verschenen (die radiosignalen kunnen uitzenden). En de laatste factor is de gemiddelde levensduur van een technisch geavanceerde beschaving.
De vergelijking van Drake is compleet anders dan de formule van Einstein E = mc2. Dit is geen verklaring van een universele wet. Het is een mechanisme om een georganiseerde discussie te vergemakkelijken, een manier om te begrijpen wat we moeten weten om de vraag over buitenaardse beschavingen te beantwoorden. In 1961 was alleen de eerste factor bekend: het aantal sterren dat zich jaarlijks vormt. We bleven tot voor kort in zo'n onwetendheid.
Dit is de reden waarom discussies over buitenaardse beschavingen, hoe wetenschappers ze ook zijn, lang zijn gereduceerd tot de gebruikelijke uitingen van hoop of pessimisme. Wat is bijvoorbeeld de fractie van planeten waar leven wordt gevormd? Optimisten kunnen met complexe moleculair biologische modellen komen die beweren geweldig te zijn. Pessimisten daarentegen halen hun eigen wetenschappelijke gegevens aan, met het argument dat deze verhouding dichter bij 0 ligt. Maar aangezien we maar één voorbeeld hebben van een planeet met leven (het onze), is het nogal moeilijk te begrijpen welke van hen gelijk heeft.
Promotie video:
Of laten we eens kijken naar de gemiddelde levensduur van een beschaving. Mensen gebruiken radiotechnologie pas ongeveer 100 jaar. Hoe lang zal onze beschaving duren? Duizend jaar? Honderdduizend? Tien miljoen? Als de gemiddelde levensduur van een beschaving kort is, is de melkweg het grootste deel van de tijd onbewoond. Maar nogmaals, we kunnen maar één voorbeeld gebruiken, en dat brengt ons weer terug bij de strijd tussen pessimisten en optimisten.
Maar onze nieuwe kennis van planeten heeft een deel van de onzekerheid uit dit debat weggenomen. Drie van de zeven factoren in Drake's vergelijking zijn tegenwoordig bekend. We kennen het aantal sterren dat elk jaar wordt geboren. We weten dat het aandeel van sterren met planeten ongeveer 100% is. En we weten ook dat 20-25% van deze planeten zich op een plek bevinden waar leven kan ontstaan. Dus voor het eerst kunnen we iets definitiefs zeggen over buitenaardse beschavingen - als we de juiste vragen stellen.
In ons meest recente werk hebben professor Sullivan en ik de focus van de Drake-vergelijking verlegd. In plaats van te vragen hoeveel beschavingen er op dit moment zijn, hebben we besloten om uit te zoeken hoe waarschijnlijk het is dat onze beschaving de enige technisch geavanceerde is die ooit is verschenen. Door deze vraag te stellen, waren we in staat om de factor van de gemiddelde levensduur van een beschaving te omzeilen. We hebben dus maar drie onbekende factoren, die we hebben teruggebracht tot één 'biotechnische' kans: de kansen op het ontstaan van leven, de kansen op het ontstaan van intelligent leven en de kansen op technische ontwikkeling.
Aangenomen kan worden dat een dergelijke kans klein is, en daarom zijn de kansen op de opkomst van een andere technisch geavanceerde beschaving klein. Maar onze berekeningen toonden aan dat zelfs als deze kans extreem laag is, de kans dat we niet de eerste technisch geavanceerde beschaving zijn, vrij groot is. Concreet: als de kans dat er een beschaving opduikt op een bewoonbare planeet minder is dan een op de tien miljard biljoen, dan zijn wij niet de eersten.
Laten we wat context introduceren om de cijfers beter te begrijpen. In eerdere discussies over de Drake-vergelijking werd de kans dat beschavingen één op de tien miljard zouden vormen als zeer pessimistisch beschouwd. Volgens onze berekeningen zouden zelfs onder dergelijke omstandigheden een biljoen beschavingen in de hele geschiedenis van de ruimte moeten zijn verschenen.
Met andere woorden, gezien wat we tegenwoordig weten over het aantal en de baanpositie van planeten in de melkweg, is de mate van pessimisme die nodig is om op een bepaald moment aan het bestaan van een geavanceerde buitenaardse beschaving te twijfelen, in strijd met het gezond verstand.
Een belangrijke stap voorwaarts in de wetenschap kan de zoektocht zijn naar een vraag die beantwoord kan worden met data in de hand. Dit is precies wat we deden in ons werk. Wat betreft de belangrijkste vraag - zijn er vandaag andere beschavingen - hier zullen we even moeten wachten tot de relevante gegevens verschijnen. Maar we mogen de successen die we in zo korte tijd hebben behaald niet onderschatten.
Adam Frank is hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Rochester, co-creator van de 13.7 Cosmos and Culture blog, en auteur van About Time: Cosmology and Culture at the Twilight of the Big Bang (Time Has Come: Cosmology and Culture at the Twilight of the Big Bang).
