Dünya dışı uygarlıkları hesaplama formülü. Drake denklemi
Drake formülü, Amerikalı astronom Frank Drake tarafından tahmin etmek için formüle edildi. uygarlık sayısı galakside.
(Evet, bu siteyle pek alakalı değil. Ama yine de ilginç.)
1960 yılında ortaya çıkan Drake formülü, "büyük kozmik umutlar" çağında çok modaydı, ancak daha sonra, umutların gerçekleşmediğine dair kızgınlık nedeniyle eleştirilmeye başladı ve kural olarak, anlamlı değil, metodolojik . Drake formülünün ana iddiası, "hiçbir şey hakkında" olduğu, bu formülle her şeyi sayabileceğiniz, formülün yanlışlanamaz ve dolayısıyla bilimsel olmadığıdır.
Yanlışlanamazlık iddiasını eleştirmenlerin vicdanına bırakıyorum: Ya bu kavramın anlamını kendileri anlamıyor ya da bilinçli olarak güzel bir terimle okuyucuyu yanıltıyorlar. "Hiçbir şeyle ilgili formül" duygusal tezi şu şekilde deşifre edilir: Sorunun sorun alanı o kadar tanımsızdır ki, herhangi bir formül elde etmek anlamsız görünür: çok titrek bir zeminde yanlış doğruluk elde ederiz.
Öyle, ama görev tam olarak bu şekilde belirlendi: onu etkileyen son derece belirsiz koşullar altında belirli bir miktarın makul bir tahminini vermek. Bu durum hiçbir şekilde benzersiz değildir. Bilimde ve özellikle astronomide çok sık olarak, araştırmanın ilk aşamasında, aşırı belirsizlik koşulları altında varsayımlarda bulunmak gerekir. Şaşırtıcı bir şekilde, genel değerlendirmelerden doğru sonuçlar çıkarılabilir ve gerçeklerden çok farklı olmayan sayısal tahminler elde edilebilir.
- Venezuela Devlet Başkanı'nın kafasında kaç saç var?
- Dişi Porcula salvania'nın ağırlığı nedir?
- Güneş fotosferindeki viskozite nedir?
Üzerinde benzer sorular genel düşüncelerden yola çıkarak bir cevap verebilir ve doğru olandan feci şekilde çok farklı olmayan bir sayı elde edebilirsiniz. İlk koşulların tamamen yanlış anlaşılması koşullarında, birkaç büyüklük derecesindeki bir hata zaten değerli bir sonuçtur!
Bu durumda Drake, genel olarak kendi banal formülünü sunuyordu. Tamamen anlaşılmaz bir görevi (dünya dışı uygarlıkların sayısını belirlemek için) değerlendirilebilecek bir dizi alt göreve indirdi. Birkaç büyüklük mertebesinde yanılıyor olabiliriz, ancak bizim durumumuzda bu zaten iyi!
Orijinal formülasyonunda Drake'in formülü:
N = R * f p n e f l f ben f c L ,
- R* - yıldız oluşum oranı (yılda yıldız sayısı)
- f p - gezegen sistemlerine sahip yıldızların oranı
- n e - sistemdeki ekolojik olarak yaşanabilir ortalama gezegen sayısı
- f l - benzer bir gezegende yaşamın ortaya çıkma olasılığı
- f i - makul hale gelme olasılığı
- f c - medeniyet oluşumu olasılığı
- L - medeniyetin var olma zamanı (yıl).
Bazı açıklamalar yapılmalıdır.
İlk olarak, Drake, dünya dışı medeniyetler için radyo araştırmasını tartıştı ve bu nedenle, radyo iletişimini kullanan teknik olarak gelişmiş medeniyetleri kastediyordu ve onlar için L parametresini tahmin ediyordu. Genelliği kaybetmeden, bir uygarlığı kendi takdirine göre tanımlayabilir ve buna göre ömrünü tahmin edebilir.
Örneğin
… uygarlığı en iyi şekilde anlayabilir Genel görünüm, farklı kabilelerden farklı bir sosyo-kültürel yapı olarak. Bu durumda dünya uygarlığı Sümerlerle başlar ve günümüzde yaklaşık 5 bin yılı vardır.
…Jaspers'i izleyerek, insanlığın hala var olduğumuz aksiyolojiyi oluşturduğu eksenel zamandan itibaren saymaya başlayın (muhtemelen bu, medeniyet gelişiminin gerekli aksiyolojisidir). Bu durumda, iki buçuk bin yılımız var.
... kendinizi yaşı sadece birkaç yüzyıl olan teknik uygarlıklarla sınırlayabilirsiniz.
İkincisi, yıldız oluşum hızına bağımlılık biraz anlaşılmaz görünüyor. İlk bakışta, dünya dışı uygarlıkların sayısının galaksideki yıldız sayısına değil, yalnızca yıldız oluşum sıklığına bağlı olması paradoksaldır. Aslında, galaksinin boyutu bu parametreye dolaylı olarak dahil edilir, çünkü yıldız sistemi ne kadar büyükse, içinde o kadar çok yeni yıldız doğar. Bununla birlikte, formülün modifikasyonlarında, Galaksideki yıldızların sayısı da kullanılabilir, ancak o zaman anlaşılmaz olan "Galaksinin ömrü" parametresini kullanmak gerekir. Formun orijinal versiyonu daha doğrudur.
Neden bahsettiğimi açıklayacağım.
f = f p n e f i f c'nin bir uygarlığın rastgele rastgele bir yıldızın yakınında ortaya çıkma olasılığı olduğu açıktır. R* yıldızları her yıl doğar. Gerekli süre geçtikten sonra bu yıldızlarda n=R*f uygarlıkları belirecektir. Bir uygarlığın var olduğu süre boyunca (L yıl), çağdaşları n L uygarlık olacaktır. Bu, özellikle, R *'nin şu anda değil, yaklaşık olarak Güneş'in doğduğu zamandaki yıldız oluşum hızı olduğu anlamına gelir. (Drake, Galaksinin ömrü boyunca ortalaması alınan yıldız oluşum oranından bahsetmişti, ki bu aslında doğru değil.) Kabul edilebilir doğruluk sınırları dahilinde, bu ayrıntı ihmal edilebilir.
Drake formülü hakkında konuşurken genellikle bahsedilmeyen ve sonucu ciddi şekilde ilişkilendirebilecek ciddi faktörler vardır. Bazıları artırmak için çalışır, diğerleri - olasılığı azaltmak için.
Acı ile başlayacağım.
"Ekolojik yaşanabilirlik" öncelikle yüzeydeki sıcaklığa, yani merkezi yıldızın sıcaklığına ve ona olan uzaklığına bağlıdır. Sıcaklık rejiminin, yaşamın ortaya çıkışından uygarlığın ölümüne kadar olan tüm dönem boyunca kabul edilebilir sınırların ötesine geçmemesi önemlidir. Örneğimizde 4-5 milyar yıldan bahsetmeye değer, bu da çok sıcak yıldızları, kararsız yıldızları ve Hertzsprung-Russell Ana Dizisi üzerindeki yıldızları atmak anlamına geliyor (neyse ki, çok fazla yok). Genel olarak, f p parametresini, yukarıda "kararlılık"ın anlamının açıklandığı "gezegen sistemlerine sahip kararlı yıldızların oranı" olarak yeniden tanımlamak faydalı olacaktır.
Ve işte güzel bir tane.
Formül, medeniyetin gezegenin tarihinde bir kerelik bir fenomen olduğunu ima eder. Yani senaryo şudur: Gezegende yaşam ortaya çıktı, makul bir evrim geçirdi, bir medeniyet kuruldu, medeniyet öldü. Ve bu kadar.
Ve bu kadar? Neden aynı akıl temelinde yeni bir uygarlık ortaya çıkamıyor? Eskisi öldüyse neden yeni bir zihin ortaya çıkamıyor (ve bir uygarlık yaratamıyor)? neden olamaz yeni hayat, eskisi yok edildiyse, diyelim ki, bir felaket sonucu, akla geliş, vb.? Medeniyetin "kullanılabilirliği", Drake'in formülünde çok güçlü ve tamamen mantıksız bir sınırlamadır. Uygarlık yenilenebilir bir şeyse, o zaman şu anki biçimiyle formül esasen yanlıştır: L parametresi, n r reenkarnasyon sayısı ile çarpılmalıdır ve büyümesi, L n r'nin yaşı ile karşılaştırılabilir hale geldiğinde, doğrusal olmayanlığa yol açacaktır. Yıldız.
Tabii ki, n r faktörü sorusu oldukça spekülatiftir. Özellikle, medeniyetin ölümü senaryosuna bağlıdır ve bu, saf bir fütürizm alanıdır ve ciddi bir bilimsel tahmin değildir.
Kaybetme. Abone olun ve e-postanızdaki makaleye bir bağlantı alın.
Çok uzun zaman önce, "" kaynağımızda "" adlı bir materyal yayınlandı ve bu da Evrendeki uzaylı akıllı medeniyetlerin varlığı sorusunu gündeme getirdi. Ama eğer orada bu olasılığın kendisi sorgulanırsa, o zaman burada, yukarıda bahsedilen paradoksun çoğu kez çürütülmesi işlevi gören bir formülü ele alacağız. Bu formüle Drake denklemi denir.
Bazı genel veriler
Genel adı “SETI” (Dünya Dışı İstihbarat Araması'nın kısaltması) altında özel bir proje olduğu gerçeğiyle başlamakta fayda var.Dünya dışı medeniyetleri aramaya ve onlarla temas kurmaya yönelik çeşitli proje ve faaliyetleri içeriyor. Proje, neredeyse Amerikalı astronom Frank Drake'in ilk deneyini gerçekleştirdiği andan itibaren, birkaç on yıldır (1959'dan beri) var olmuştur. "SETI" aramaları, diğer medeniyetlerin uzayın derinliklerinden gönderebileceği radyo dalgalarını dinlemeye dayanır. Drake'in kendisi zaten bunu yüksek teknolojili bir toplumun bir göstergesi ve dünya dışı yaşam formlarını aramak için en kabul edilebilir ve makul yol olarak kabul etti.
500 ışıkyılından daha uzak bir mesafede herhangi bir sinyali algılama olasılığı neredeyse sıfırdır, yani. 500 ışıkyılı, yarıçapı içindeki sınırdır modern teknolojiler herhangi bir radyo sinyalini bulabilir. Bundan, radyo teleskopları tarafından sürekli olarak tespit edilen sözde "Büyük Sessizlik"in, henüz Evrende başka bir yaşamın mümkün olmadığı anlamına gelmediği anlaşılmaktadır. Ve daha az kesinlik derecesine sahip bir şeyi iddia etme şansı, ancak dünyanın "alıcıları" sinyal alım aralığını en az 900 ışıkyılı daha artırabilirse ortaya çıkabilir.
Geçen yüzyılın ortalarında, insanlık bu konuda daha da az veriye sahipti. Bununla birlikte, Sovyet kozmonot Yuri Gagarin'in Dünya'nın yörüngesine giren ilk kişi olduğu zamanda (1961), Frank Drake, Samanyolu adı verilen galaksimizdeki olası yabancı uygarlıkların sayısını kabaca tahmin etmenizi sağlayan kendi denklemini geliştirdi. Bu denklem, elektromanyetik darbeleri tespit etme yöntemlerine dayanmaktadır.
Drake denklemi
Drake denklemi şu şekilde formüle edilir:
N = R * Fp * Ne * Fl * Fi * Fc * L, burada:
N, iletişim kurmaya hazır akıllı uygarlıkların sayısıdır.
R, Samanyolu galaksisinde yıl boyunca görünen yıldızların sayısıdır.
Fp, yörüngelerinde gezegen bulunan yıldızların yüzdesidir.
Ne - koşulları yaşamın kökeni için uygun olan ortalama gezegen ve uydu sayısı
Fl, uygun bir gezegende yaşamın ortaya çıkma olasılığıdır.
Fi, yaşamın mümkün olduğu gezegenlerde akıllı yaşam formlarının ortaya çıkma olasılığıdır.
Fc - akıllı yaşam formlarının iletişim kurabildiği ve aradığı gezegenlerin sayısının, üzerinde akıllı yaşam formlarının bulunduğu gezegenlerin sayısına oranı
L, akıllı yaşamın var olduğu, iletişim kurabildiği ve bunu yapmak istediği zamandır.
Drake Denklemin Analizi
Drake denklemi göz önüne alındığında, N'nin değerinin tam olarak belirlenemeyeceği açıktır. Ek olarak, denklemde soldan sağa doğru ilerledikçe, tüm miktarların tahminleri giderek daha soyut hale gelir. Ancak bu denklem sadece sayılarla değerlendirilmemelidir. Bazı araştırmacılar, bu formülün yalnızca insan cehaletinin bir organizasyonunun bir yolu olduğuna ikna olmuş durumda. Ve dünya dışı zekanın varlığının hipotezini tamamen matematiksel bir bakış açısıyla ele alırsak, o zaman yabancı uygarlıkların sayısı hakkındaki soruya cevap alma fırsatı önemli ölçüde sınırlıdır. L değeri tüm denklemdeki en önemli değerdir. İnsan, teknolojik olarak gelişmiş bir uygarlığın ne kadar sürebileceğini bilemez. Ve tek bir uzaylı uygarlığı olduğunu ve milyarlarca yıldır, hatta ebediyen var olduğunu varsaysak bile, bu denklemde N ve L'yi eşitlemek için yeterli olacaktır.
Ancak sadece radyo dalgalarını dinleyerek dünya dışı zeka aramak yanlış olur. Astrobiyoloji ve kozmolojinin gelişmesi sayesinde, insanın kozmosu algılaması ve diğer yaşam formlarının gelişimi çarpıcı biçimde değişti. SETI'nin varlığının başlangıcında, uzmanları karasal radyo teknolojilerinin hızlı gelişimini ve radyo alışverişinin büyümesini öngördü, ancak noktadan noktaya bağlantı, sinyallerini Dünya'ya gönderen uyduların arka planına karşı kayboldu. ve telekomünikasyondaki vurgu internet için radyodan fiber optiğe, trafik ve kablo TV'ye kaydı, bu da en az bir yüz yıl daha Dünya'dan ciddi radyo sinyalleri olmayacağı anlamına geliyor.
Başka zayıf nokta formül, üzerinde akıllı yaşam formlarının gelişebileceği gezegenlerin sayısıdır. Tahminen bizim galaksimizde sayıları 10 bin civarında olmalıdır. Ancak şu anda, Homo Sapiens'teki birincil maddeyi gelişim yolunda yönlendirebilecek herhangi bir altta yatan ilke olduğuna dair hiçbir kanıt yoktur. Ve bu soru, güneş sistemindeki en az bir gezegende yaşam teyidi bulunana kadar cevapsız kalacaktır.
Diğer şeylerin yanı sıra, Drake denklemi, galaksinin yaşı ve kimyasal-mekanik parametreler, örneğin gezegenlerin oluşumu ve yaşamın kökeni için gerekli belirli elementlerin varlığı gibi göstergeleri dikkate almaz. Bazı uzmanlara göre Drake denklemi, sürekli dinamikler içinde olan bir evreni değil, özel bir kozmolojik sabitliği ifade eder.
Formül, Dünya benzeri gezegenlerin yaklaşık sayısını içerir, ancak bu gezegenlerde akıllı yaşam formlarının ne zaman ortaya çıkacağına dair bir tahminde bulunmaz. Galaksimizin muazzam yaşı ve gezegenlerinde akıllı yaşamın hem 2 hem de 4,5 milyar yıl önce mevcut olabileceği, ancak çoktan ölmüş olabileceği olasılığı, radyo dalgalarını tespit etmek için pratik olarak herhangi bir alan sağlamaz.
Bugüne kadar, gökbilimciler yaklaşık 2.000 güneş dışı gezegen buldular. Ve Güneş gibi yıldızların toplam sayısı %40'ın üzerinde olabilir. Ancak birçok gezegen çok büyüktür ve "kendi" yıldızlarına çok yakın yörüngelerdedir. Bu gezegenlere "Sıcak Jüpiterler" denir. Ancak bilim insanlarının tahminlerine göre arama yöntemleri geliştirilirse daha küçük ve daha uygun gezegenler bulmak mümkün olacak. yörünge özellikleri. Ayrıca, son yirmi yıllık araştırma boyunca, Samanyolu'nda, aşırı koşullarda, örneğin artan içeriği ile yaşamın mümkün olduğu milyarlarca gezegenin var olabileceğini bulmak mümkün olmuştur. karbon dioksit, 10.000 metreye kadar derinliklerde ve hatta sülfürik asitte.
Ancak, "kusurlara" rağmen, Drake'in denklemi insanların düşüncesini büyük ölçüde etkiledi. Esas olarak, astrobiyolojik bilimin ortaya çıkması için başlangıç noktası olarak hizmet etti. Tanınmış Amerikalı astrofizikçi Carl Sagan, denklemin dünya dışı zeki yaşam tespitinin yüksek bir yüzdesini gösterdiği gerçeğini övdü. Ve çok uzun zaman önce, 2010'da, İtalyan gökbilimci Claudio Maccone, Drake denkleminin kendi versiyonunu yayınladı - daha karmaşık ama aynı zamanda daha güvenilir olan istatistiksel Drake denklemi. Yeni formülün yardımıyla, Maccone bunu yalnızca içinde belirleyebildi. Samanyolu denklemin klasik versiyonunda elde edilen sayıdan 1.000'den fazla olan 4.590 dünya dışı medeniyet olabilir. Buna ek olarak, yeni formül, insan uygarlığına ek olarak, yüksek teknolojiye sahip 15.785'e kadar başkasının olabileceğini gösterdi.
Ancak çeşitli galaktik topluluklar birbirlerinden aynı uzaklıkta olsalar bile, ortalama değeri 28.845 ışıkyılı olurdu, bu da bu topluluklar arasında herhangi bir teması imkansız kılıyor. Elektromanyetik radyasyonışık hızında hareket ediyor. Ve bu kadar çok medeniyet var olsaydı bile, aralarındaki yıldızlararası iletişim çok ciddi teknolojik sorunlar yaşayacaktı.
Aslında Drake denklemi titiz ve detaylı bir çalışmaya tabidir ve ilgili alanda uzman olmadan neyin ne olduğunu gerçekten anlamak oldukça zordur. Ama amacımız hiçbir şekilde denklemin kapsamlı bir açıklaması değildi, sadece dünyanın dört bir yanındaki bilim adamlarının dünya dışı zekanın varlığı konusunu ciddiye aldıklarından daha fazla ciddiye aldıklarının bir göstergesiydi ve bunun çok iyi nedenleri var.
Bizimkiyle temas kurmak isteyen dünya dışı medeniyetlerin sayısı tahmin edilebilir.
Genel olarak, birkaç büyük bilimsel keşifler kesinlikle tarihli - yalnızca yıla göre değil, ay ve tarihe göre de. Ancak bunlardan en az biri en yakın dakikaya tarihlenebilir. 1-2 Kasım 1961 gecesi, birkaç bilim adamı - Green Bank, Virginia, ABD'de düzenlenen bir konferansın katılımcıları, geç saatlere kadar bir barda fizikçiler Philip Morrison (Philip Morrison, d. 1915) tarafından yazılmış bir makaleyi tartışırken oturdular. Giuseppe Cocconi (d. 1914). Ciddi radyo teleskopları inşa etmeye yeni başlayan dünyevi bilim adamlarının, dünya dışı medeniyetler tarafından derin uzaydan gönderilen radyo sinyallerini gerçekten tespit edip edemediklerini tartıştılar. Evrenin derinliklerinde bir yerde gerçekten bizimle iletişime geçmek isteyen en az bir dünya dışı uygarlık varsa, muhtemelen bize radyo sinyalleri gönderiyor ve sadece onları yakalamamız gerekiyor, diye akıl yürüttüler. Aynı zamanda, konferansın ertesi günü için bir görev formüle edildi: bizimle temasa geçmeye hazır olan dünya dışı uygarlıkların muhtemel sayısını tahmin etmek.
Soru soruldu ve ertesi gün Amerikalı radyo astronomu Frank Drake bu sorunun cevabını önerdi. Formülüne göre, dünya dışı medeniyetlerin sayısı N:
burada R, Evrende yıllık olarak oluşan yıldızların sayısıdır; P, bir yıldızın bir gezegen sistemine sahip olma olasılığıdır; N e - gezegenler arasında bir gezegen olma olasılığı toprak tipi, yaşamın kökeninin mümkün olduğu; L, gezegendeki yaşamın gerçek kökeninin olasılığıdır; C, akıllı yaşamın teknolojik bir gelişim yolu izlemesi, iletişim araçları geliştirmesi ve iletişim kurmak istemesi olasılığıdır ve son olarak T, iletişim kurmak isteyen bir uygarlığın uzaya radyo sinyalleri gönderdiği ortalama süredir. Bize Ulaşın. Drake'in formülünün anlamı, isterseniz, her şeyi tamamen karıştırmak değil, Evrendeki gerçek durumla ilgili insan cehaletinin tam boyutunu açıkça göstermek ve en azından yaklaşık olarak tamamen tahmine dayalı bir tahmini bölmektir. toplam sayısı Birkaç olasılıksal tahminle içindeki medeniyetler. En azından bu formda her şey daha az gizemli görünmeye başlar.
Green Bank konferansı sırasında, formülün sağ tarafında az çok bilinen tek sayı, yılda oluşan yıldızların sayısıydı R. Diğer sayılara gelince, karasal gezegenler (N e) güneş sistemimizde bile olabilir. bir (sadece Dünya) ila beş (Venüs, Dünya, Mars ve Jüpiter ve Satürn'ün büyük uydularından biri) gezegen tipi uzay nesnelerine atanabilir. Bu türden iyimser tahminlerle, Galaksinin kelimenin tam anlamıyla teknolojik olarak gelişmiş milyonlarca uygarlıkla (N) dolup taştığı ortaya çıktı ve aslında bizler bu “galaktik ligde” gençleriz. Bu bilgiler hemen fonları doldurdu kitle iletişim araçları ve onlar aracılığıyla - hem kitle bilinci hem de insanlar dünya dışı zekanın varlığının tartışılmaz bir gerçek olduğundan şüphe etmeyi bıraktı.
Bununla birlikte, 1961'den bu yana on yıldan fazla bir süre geçti ve ilerledikçe, akılda kardeş özlemi çeken dünyalıların kitle bilincinde Drake formülünün başlangıçta yarattığı iyimserliği yumuşatmanın gerekli olduğuna daha fazla ikna oluyoruz. Bugün, örneğin Greenbanks grubunun aşırı iyimser üyelerinin aksine, güneş sistemimizde Dünya dışında yaşamın varlığının son derece olası olmadığını biliyoruz (Satürn'ün dördüncü en büyük okyanusunda kalın bir buz tabakasının altında yoksa). ironik olarak Europa olarak adlandırılan ay). Ve 1961'den sonra daha önce bilinen yıldızların etrafında birçok gezegen sistemi keşfetmemize rağmen, hepsi biraz bizimkine benziyor. Güneş Sistemi, çünkü oradaki gezegenler, çoğunlukla, çok önemli bir eksantriklikle uzun eliptik yörüngelerde dolaşıyor, bu, üzerlerindeki yıllık sıcaklık farkının protein yaşamının gelişimi açısından kabul edilemez göründüğü anlamına geliyor. Aslında, suyun bir gezegen gövdesinin yüzeyinde milyarlarca yıl boyunca buharlaşmadan ve / veya donmadan tutulmasına elverişli koşulların o kadar şiddetli olduğu ortaya çıktı ki, Dünya dışında, henüz böyle bir gezegen bulunamadı. - ve bu şaşırtıcı değil, çünkü dünyanın yörüngesinin yarıçapındaki birkaç yüzde değişiklik bile gezegenimizin yaşanmaz hale gelmesine yol açacaktır.
Öyle oldu ki 1981'de astronom meslektaşım Robert Rood (Robert Rood, d. 1942) ve ben Drake'in formülüne rastladık ve onu modern bilimsel bilginin ışığında eleştirel olarak yeniden düşünmeye karar verdik. Elimizdeki tüm tahminleri formülün sağ tarafında yerine koyarak, yaklaşık olarak 0,003'e eşit olan N değerini elde ettik. Yani her bin yıldız sisteminden üçü (ya da yaklaşık üç yüz tanesinden biri) bizimle iletişim kurmak isteyen teknolojik olarak gelişmiş bir uygarlığa sahiptir. Veya isterseniz, bu, dünya dışı zekadan gelen yıldızlararası sinyallerin Galaksimizde varlığının yalnızca son 1/300'ünde ortaya çıktığı anlamına gelir. Her durumda, keşif oranları son derece kötü: 1:300. Doğal olarak, son yirmi fazladan yıllar hiçbir şey değişmedi ve dünya dışı medeniyetler herhangi bir yaşam belirtisi vermedi. Arayışları on yıldan fazla bir süredir devam ediyor, hem devlet masraflarıyla hem de özel fonlarla finanse ediliyor. Ne yazık ki... Onlarla temas kurmaya çalışmak şöyle dursun, adı çıkmış dünya dışı kardeşleri hala aklımızda bulabilmiş değiliz. Evet tamam. Ama orada olmayanla ilgili kesinlikle güvenilir bir yığın veri topladık.\
Frank Donald DRAKE
Frank Donald Drake, d. 1930
Amerikalı astronom. Chicago'da doğdu, Cornell Üniversitesi'nde elektronik bölümünde okudu. Ünlü astronom Otto Struve'nin (1897-1963) gezegen sistemlerinin oluşumu üzerine verdiği dersleri dinledikten sonra, dünya dışı yaşam ve yaşam için medeniyetler ile ilgilenmeye başladı. ABD Donanması'nda görev yaptıktan sonra sırasıyla Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO), Cornell Üniversitesi ve Kaliforniya Üniversitesi'nde (Santa Cruz) çalıştı. Struve'nin desteğiyle Drake, dünya dışı yaşamı tespit etmeye çalışmak için özel olarak tasarlanmış dünyanın ilk ölçüm ve kayıt cihazı olan NRAO'ya (Project Ozma) dayalı 28 metrelik bir radyo teleskopunun yapımını organize etti.
Hikaye
Drake, 1960 yılında Green Bank telekonferansına hazırlanırken denklemi formüle etti. Bu konferans programa damga vurdu
Denklem, ilk kez burada tanıtıldığı için genellikle Yeşil Banka denklemi olarak da anılır. Drake bu formülü bulduğunda, tanınmış bir destekçisi olan Carl Sagan'ın destekçileri için bir argüman olarak hizmet etmesini beklemiyordu. İlgili bir argüman, gözlemlenebilir uygarlıkların yokluğunun sağlandığını iddia eden Büyük Filtre'dir. büyük miktar gözlenen yıldızlar, teması engelleyen belirli bir filtrenin bulunmasıyla açıklanmaktadır.
Bu nedenle, denklemin ana anlamı, akıllı uygarlıkların sayısıyla ilgili büyük sorunun yedi küçük soruna indirgenmesidir.
Geçmiş parametre tahminleri
Çoğu parametre hakkında birçok görüş var, işte Drake'in 1961'de kullandığı sayılar:
- R= 10/yıl (yılda 10 yıldız oluşur)
- f p = 0,5 (yıldızların yarısının gezegenleri vardır)
- n e = 2 (ortalama olarak sistemdeki iki gezegen yaşanabilir)
- f l=1 (yaşam mümkünse mutlaka olacaktır)
- f i = 0,01 (yaşamın makul bir düzeye gelme olasılığı %1)
- f c = 0,01 (uygarlıkların %1'i iletişim kurabilir ve iletişim kurmak ister)
- L= 10.000 yıl (teknolojik olarak gelişmiş uygarlık 10.000 yıldır var)
Drake denklemi verir N= 10 × 0,5 × 2 × 1 × 0.01 × 0.01 × 10000 = 10.
Değer R astronomik ölçümlerden belirlenir ve en az tartışılan miktardır; f p daha az tanımlıdır, ancak aynı zamanda fazla tartışmaya neden olmaz. Güvenilirlik n e oldukça yüksekti, ancak yaşam için uygun olmayan küçük yarıçaplı yörüngelerde çok sayıda gaz devinin keşfinden sonra şüpheler ortaya çıktı. Ek olarak, galaksimizdeki birçok yıldız, simülasyonlara göre atmosferi bile yok edebilen sert X-ışınları yayan kırmızı cücelerdir. Ayrıca, Jovian Europa veya Saturnian Titan gibi dev gezegenlerin uydularında yaşam olma olasılığı araştırılmamıştır).
Yapılan varsayımlara bağlı olarak N genellikle 1'den çok daha büyük olduğu ortaya çıkıyor. Hareketin motivasyonu olarak hizmet eden tam olarak bu tür tahminlerdi.
Çeşitli varsayımlar için bazı sonuçlar:
R= 10/yıl, f p = 0,5, n e = 2, f l = 1, f ben = 0.01, f c = 0.01 ve L= 50.000 yıl N= 10 × 0,5 × 2 × 1 × 0.01 × 0.01 × 50.000 = 50 (herhangi bir zamanda iletişim kurabilecek yaklaşık 50 uygarlık vardır)Ancak karamsar değerlendirmeler, yaşamın nadiren makul bir düzeye ulaştığını ve gelişmiş uygarlıkların uzun yaşamadığını iddia ediyor:
R= 10/yıl, f p = 0,5, n e = 2, f l = 1, f ben = 0,001, f c = 0.01 ve L= 500 yıl N= 10 × 0,5 × 2 × 1 × 0,001 × 0,01 × 500 = 0,05 (büyük olasılıkla yalnızız)İyimser tahminler, %10'unun iletişim kurabileceğini ve kurmak istediğini ve aynı zamanda 100.000 yıla kadar var olduğunu iddia ediyor:
R= 20/yıl, f p = 0.1, n e = 0,5, f l = 1, f ben = 0,5, f c = 0.1 ve L= 100.000 yıl N= 20 x 0,1 x 0,5 x 1 x 0,5 x 0,1 x 100.000 = 5.000Çağdaş tahminler
Bu bölüm, bugüne kadarki en güvenilir parametre değerlerini sağlar.
R = yıldız oluşum hızı
Drake tarafından 10/yıl olarak derecelendirilmiştir. NASA ve Avrupa Uzay Ajansı'nın en son sonuçları yılda 7 değerini veriyor.
f p= gezegen sistemlerine sahip yıldızların oranı
Drake tarafından 0,5 olarak derecelendirildi. Göre son araştırma, güneş tipi yıldızların en az %30'unun gezegenleri vardır ve yalnızca büyük gezegenlerin bulunduğu göz önüne alındığında, bu tahminin hafife alındığı düşünülebilir. Genç yıldızların etrafındaki toz disklerinin kızılötesi çalışmaları, güneş tipi yıldızların %20-60'ının Dünya benzeri gezegenler oluşturabileceğini gösteriyor.
n e= Ortalama uygun gezegenler veya tek bir sistemde uydular
Drake'in puanı 2'dir. Marcy, keşfedilen gezegenlerin çoğunun oldukça eksantrik yörüngelere sahip olduğunu veya yıldıza çok yakın geçtiğini not eder. Bununla birlikte, güneş tipi bir yıldıza ve uygun yörüngelere sahip gezegenlere (HD 70642, HD 154345 veya Gliese 849) sahip sistemler bilinmektedir. Yaşanabilir bir bölgede küçük olmaları nedeniyle keşfedilmemiş karasal tip gezegenlere sahip olmaları muhtemeldir. Ayrıca yaşamın ortaya çıkması için güneş benzeri bir yıldız veya Dünya benzeri bir gezegenin gerekli olmadığı da tartışılıyor - Gliese 581d de yaşanabilir olabilir. Yaklaşık 200 gezegen sistemi bilinmesine rağmen, bu sadece n e> 0,005 . Yaşanabilir bölgedeki bir gezegen için bile, bazı canlıların eksikliği nedeniyle yaşamın ortaya çıkması imkansız olabilir. kimyasal elementler. Ayrıca, gerekli tüm faktörlerin kombinasyonunun son derece olası olmadığını ve belki de Dünya'nın bu konuda benzersiz olduğunu belirten Eşsiz Dünya Hipotezi vardır. O zamanlar n e son derece küçük olarak kabul edilir.
f ben = Doğru koşullarda yaşam olasılığı
Drake tarafından 1 puan verildi. 2002'de Charles Lineweaver ve Tamara Davis puan aldı. f l Dünya istatistiklerine göre bir milyar yıldan fazla geçmişi olan gezegenler için > 0.13 olarak. Lineweaver ayrıca galaksideki yıldızların yaklaşık %10'unun ağır elementlere sahip olma, süpernovadan uzaklaşma ve yapı olarak makul ölçüde kararlı olma açısından yaşanabilir olduğunu belirledi.
f ben = Zekanın ortaya çıkmasından önce gelişme olasılığı
Drake tarafından 0.01 olarak derecelendirildi.
f c= Temas kurma yeteneğine ve arzusuna sahip medeniyetlerin yüzdesi.
Drake tarafından 0.01 olarak derecelendirildi.
L = Temas kurmaya çalıştığı bir uygarlığın yaşam beklentisi.
Drake'in tahmini 10.000 yıl. Bir makalede Bilimsel amerikalı, Michael Schemmer derecelendirdi L 420 yılda, altmış tarihi medeniyet örneğine dayanarak. "Modern" uygarlıkların istatistiklerini kullanarak 304 yıl aldı. Bununla birlikte, medeniyetlerin düşüşüne genellikle, Drake Denklemi anlamında ayrı olarak kabul edilmelerini engelleyen tam bir teknoloji kaybı eşlik etmedi. Aynı zamanda yıldızlararası iletişim yöntemlerinin olmaması da bu dönemi sıfır olarak ilan etmemize olanak sağlıyor. Değer L Radyo astronominin yaratıldığı 1938 yılından günümüze kadar sayılabilir. Bu nedenle 2008 yılında L 70 yaşından küçük değil. Bununla birlikte, böyle bir tahmin anlamsızdır - maksimum hakkında herhangi bir tahminde bulunulmadığı takdirde, 70 yıl minimumdur. 10.000 yıl hala en popüler değerdir. R= 7/yıl, f p = 0,5, n e = 2, f l = 0.33, f ben = 0.01, f c = 0.01 ve L= 10000 yıl
Alırız:
N= 7 × 0,5 × 2 × 0,33 × 0,01 × 0,01 × 10000 = 2,3eleştiri
Bugüne kadar sadece bir gezegenin akıllı yaşamı desteklediği bilindiğinden, Drake denklemindeki parametrelerin çoğu varsayımlara dayalı olarak belirlenir. Bununla birlikte, Dünya'da yaşamın varlığı, dünya dışı yaşamın varlığına dair hipotezi, olası değilse de en azından mümkün kılmaktadır. 2003'te bilimkurgu yazarı Michael Crichton, Caltech'teki bir konferansta şunları söyledi: “Kesin olmak gerekirse, Drake denklemi kesinlikle anlamsızdır ve bilimle hiçbir ilgisi yoktur. Bilimin yalnızca test edilebilir hipotezler yaratabileceği görüşündeyim. Drake Denklemi test edilemez ve bu nedenle SETI'yi bir din gibi olmaya bağlayamam, reddedilemez."
Ayrıca, Güneş'ten gelen ışık yılı deneylerinin, iletişim için radyo menzilinin belirli bir bölümünü kullanan bir uygarlık olduğunu da not ediyoruz."
Drake denklemine yönelik eleştirilere bir yanıt, denklemin kesin sayıları vermemesine rağmen yine de astrofizik, biyoloji, jeoloji konularında ciddi tartışmalara yol açması ve astronominin gelişimine önemli fonların ayrılmasına izin vermesi ve dikkatin pratik yönler arar.
Alexander L. Zaitsev, temas kurabilmenin ve kurabilmenin iki farklı şey olduğuna dikkat çekti. İnsanlık, en yakın yıldızlardan bir radyo sinyali alabilir, ancak aynı zamanda mesajlarını iletmek için düzenli hedefli girişimlerde bulunmaz. Zaitsev, bilinçli olarak sinyal gönderen medeniyetlerin oranını belirleyen METI faktörünü (METI-katsayısı) tanıtmayı önerdi.
Kültürde Drake denklemi
- Drake Denklemi, Howard Wolowitz'in Amerikan komedi dizisi The Big Bang Theory'nin 2. sezonunun 20. bölümünde, şirketlerinin bir barda kızlarla tanışma şansı olduğunu kanıtlamak için bahsediliyor.
- Ünlü çizgi romanda ondan bahsediliyor http://www.xkcd.ru/384/
ABD'nin Virginia eyaletine bağlı Green Bank şehrinde 1961 yılında düzenlenen konferansta, fizikçiler Philip Morrison'ın (1915 doğumlu) raporu konusunda bilimsel katılımcılar, astronomlar ve astrofizikçiler arasında tartışma çıktı. ve Giuseppe Cocconi (1914 doğumlu) . Bilim insanlarının olasılığını tartıştı Dünya Radyo sinyallerini alma ve deşifre etme konusunda ciddi bir seviyeye yeni girmeye başlayan , bir mesaj alıyor ve galaksideki diğer dünyaların medeniyetleriyle radyo teleskopları aracılığıyla iletişim kuruyor. Ayrıca, eğer bu tür akıllı dünya dışı uygarlıklar varsa, büyük olasılıkla zaten sinyal gönderiyorlar ve dünyalılarla temasa hazır olabilecekleri gerçeğine dair yansımalar vardı. Sadece bu sinyalleri almak ve niteliksel olarak deşifre etmek gereklidir. Ayrıca, konferans sırasında bir sorun ortaya çıktı: Bizimle iletişime geçmeye hazır bu kadar zeki uygarlıkların sayısı nasıl hesaplanabilir?
Kelimenin tam anlamıyla ertesi gün (yani, 1-2 Kasım gecesi), bu soru ortaya çıktıktan sonra, Amerikalı radyo astronomu Frank Drake, dünya dışı uygarlıkların (EC, aka N) sayısını hesaplamak için aşağıdaki formülün kullanılmasını önerdi.
N = R?P?Ne?L?C?T?L, burada:
- R, Evrende her yıl oluşan yıldız sayısıdır;
- P, yıldızın bir gezegen sistemine sahip olma şansıdır;
- Ne - bu gezegenler arasında yaşamın doğması için bir şans olacağı olasılığı;
- L, yaşamın gerçekten böyle bir gezegende ortaya çıkma olasılığıdır;
- F, gezegende akıllı yaşam formlarının ortaya çıkma olasılığıdır;
- C - belirtilen gezegende ortaya çıkan yaşamın teknolojik olarak gelişen bir yol seçmiş olması, uzayda sinyaller aracılığıyla iletişim kurabileceği araçlara sahip olması ve diğer dünyalarla iletişim kurmaya hazır olması gerçek olasılığı;
- T, diğer dünyalarla iletişim kurmak isteyen bir uygarlığın EC ile iletişim kurma umuduyla sürekli olarak radyo sinyalleri gönderdiği standart ortalama süredir.
N = N*?P?Ne?L?F?C?T/Tg, burada:
- N*, galaksimizdeki tüm yıldız nesnelerinin sayısıdır;
- Tg, galaksimizin ömrüdür.
- R, her yıl açılan 10'a eşit yıldız sayısıdır;
- P - yıldız nesnelerinin yarısının gezegenlere sahip olduğu varsayılır;
- Ne - sadece iki gezegensel nesnenin hayata sahip olabileceğini buldu;
- L - 1'e eşittir, koşullar izin verirse, gezegendeki yaşam kesinlikle ortaya çıkacaktır;
- F, gezegendeki yaşamın zeki olma olasılığının yalnızca yüzde biri;
- C - diğer dünyalarla temas kurmaya hazır ve arzularını ifade eden akıllı dünyaların sadece %1'i;
- T - 10.000 yıllık bir gösterge (teknolojik gelişmeye öncülük eden bir medeniyet, yaklaşık 10.000 yıl yaşar).
Ancak, yukarıdaki konferansın geçişi sırasında, yalnızca yıldan yıla oluşabilen yıldız sayısı, yani R değişkeni bilinebilir.Bu formüldeki diğer parametrelerle ilgili olarak, örneğin Ne (karasal yıldız sayısı) gezegenler), çok belirsizdir. Güneş sistemimizi temel alırsak, içinde hem tekil Ne (Dünyamız) hem de çoğul (örneğin, sistemimizin Venüs, Dünya ve Mars gibi beş gezegeni ve herhangi bir büyük olanı) seçebiliriz. dev gezegenlerin uydusu Jüpiter veya Satürn) gezegenlerin özellikleri ve tanımları ile uzay nesneleri.
İyimser bir gelecekle tahminler alırsak, o zaman Galaksimiz yeterli teknolojik gelişmeye (N) sahip dünyalarla doludur ve uygarlığımız onlara kıyasla sadece genç ve deneyimsiz bir yaratıktır. Bu sayede haberler hemen erişilebilir bir kitle iletişim aracı haline geldi ve ardından dünya medeniyetinin Evrende tek olmadığı ve dünya dışı zekanın var olduğu fikri tüm insanların zihninde şekillendi ve yerleşti.
Ancak zamanla Drake formülünün yol açtığı iyimser tahmin çok uzaklara gidiyor. Güneş sistemini örnek alırsak, gezegenlerde yaşamın olası kökeni pek olası değildir ve eğer mümkünse, o zaman sadece büyük bir tabakanın altında. okyanus buzu Satürn'ün uydusu Europa'da. 1961'den (Yeşil Banka Konferansı'nın yapıldığı yıl) beri, karasal gökbilimciler, yıldızların etrafında uzun zamandır bilinen birden fazla gezegen sistemi keşfettiler, ancak ne yazık ki, bizimki Güneş Sistemi'ne çok az benziyorlardı. Gezegensel nesneleri, çok büyük bir eksantriklikle (daireden sapma derecesi) oldukça uzun elips şeklinde yörüngelere sahip olduklarından sayısal karakteristik kanonik bölüm). Yani yıl boyunca bu gezegenlerde meydana gelen sıcaklık göstergeleri çok büyük bir farka sahiptir ve bu gezegenlerde protein yaşamının gelişmesi için uygun değildir.
Ayrıca, gezegen olarak kabul edilen bir vücut için (milyarlarca yıl olarak hesaplanan), buharlaşma olmadan ve (veya ) donma oldukça büyüktür. Ve şimdiye kadar sadece Dünyamız onlara karşılık geliyor, çünkü artık bu tür gezegensel nesneler bulunamadı. Bu, vücudun yarıçapının, birkaç yüzde bir bile olsa belirli parametrelere karşılık gelmezse, gezegendeki yaşamın ortaya çıkmaması veya yok edilmemesi gerçeğiyle açıklanmaktadır.
1981'de gökbilimciler, o zamanki bilimsel araştırma ve keşifler için geçerli olan Drake formülünü yeniden düşündüler. N değeri hesaplandı, yaklaşık hesaplamalarda 0.003'e eşit. Yani, bin yıldız kümesi sisteminden 3'ü (veya üç yüz tanesinden biri) oldukça gelişmiş bir teknolojik temele sahip ve iletişim kurma arzusunu ifade eden bir uygarlığa sahip olmalıdır. Yani, hesaplamalara göre böyle bir uygarlığın tespit yüzdesi 1:300'dür.
O zamandan beri, bu rakamı artırmak için hiçbir ilerleme kaydedilmedi. Kesin bir sonuç vermeyen bu formül hakkında pek çok eleştiri var, ancak dikkate alınması astronomi ve birçok doğa bilimlerinin (biyoloji, jeoloji vb.) ) ve ayrıca özellikle VC arama programları. Her ne kadar bu formüle göre, iki değişken tam olarak ikame edilebilir:
- R - o zaman, Evrende bir yılda oluşan ve belirlenebilen yıldız sayısı;
- P, yıldızın bir gezegen sistemine sahip olma olasılığıdır.