Pada tahun 1961, astronom Frank Drake membuat sketsa persamaan di papan tulis pada konferensi SETI pertama di Green Bank, West Virginia. Tujuannya bukan untuk menghitung jawaban yang pasti – dia mengakui bahwa hal itu tidak mungkin dilakukan dengan pengetahuan yang tersedia pada saat itu. Tujuannya adalah untuk mengatur ketidaktahuan: untuk mengidentifikasi pertanyaan yang tepat, memisahkan yang dapat diketahui dari yang tidak dapat diketahui, dan membingkai pencarian kecerdasan luar angkasa sebagai masalah ilmiah dan bukan spekulasi murni. Enam puluh tahun lebih kemudian, Teleskop Luar Angkasa Kepler dan Teleskop Luar Angkasa James Webb telah menjawab beberapa pertanyaan tersebut. Yang lain masih tetap tidak yakin.
Tujuh Variabel Persamaan Drake
Persamaan Drake memperkirakan jumlah peradaban yang aktif dan berkomunikasi di galaksi Bima Sakti pada waktu tertentu:
N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L
Setiap variabel membahas satu langkah dalam rantai dari pembentukan bintang hingga peradaban yang dapat dideteksi:
| Variable | What It Means |
|---|---|
| N | Number of civilizations we could detect right now |
| R* | Average rate of star formation in the Milky Way (stars/year) |
| fp | Fraction of those stars that have planets |
| ne | Average number of planets per planetary system in the "habitable zone" |
| fl | Fraction of habitable planets where life actually emerges |
| fi | Fraction of life-bearing planets where intelligent life evolves |
| fc | Fraction of intelligent civilizations that develop detectable technology |
| L | Average lifespan of a detectable civilization (years) |
Hasil N bukanlah jumlah total peradaban yang pernah ada — melainkan jumlah yang aktif dan melakukan transmisi secara bersamaan dengan kita saat ini. Peradaban yang bangkit dan jatuh satu miliar tahun yang lalu tidak memberikan kontribusi apa pun bagi N.
Apa yang Kita Ketahui vs Apa yang Kita Tebak
Astronomi telah mengubah keyakinan kita pada dua dari tujuh variabel. Sebelum misi Kepler (2009–2018), fp dan ne hanyalah tebakan. Sekarang data observasinya cukup terbatas.
R (laju pembentukan bintang):* Para astronom memperkirakan Bima Sakti menghasilkan sekitar 1–3 bintang baru per tahun, rata-rata sepanjang sejarahnya. Angka tersebut saat ini berada pada titik terendah seiring bertambahnya usia galaksi dan konsumsi gas pembentuk bintang. Drake sendiri menggunakan angka 10 pada tahun 1961 – perkiraan yang lebih tinggi untuk periode galaksi yang lebih awal dan lebih aktif. Konsensus modern: R ≈ 1–3 bintang/tahun*.
fp (pecahan dengan planet): Data Kepler mengungkapkan bahwa planet bukanlah pengecualian tetapi aturannya. Sekitar 70%–90% bintang mirip matahari menampung setidaknya satu planet. Untuk gabungan semua tipe bintang, pecahannya kemungkinan mendekati 1,0. fp ≈ 0.9–1.0 kini didukung dengan baik.
ne (zona planet layak huni per sistem): Ini lebih bernuansa. "Zona layak huni" klasik adalah wilayah di mana air cair dapat berada di permukaan. Data Kepler menunjukkan sekitar 0,4–0,8 planet seukuran Bumi per bintang mirip matahari di zona layak huni. Memperluas definisi untuk memasukkan air cair bawah permukaan (Eropa, Enceladus) meningkatkan hal ini secara signifikan. ne ≈ 0,4–1,0 untuk perkiraan zona layak huni konvensional.
fl, fi, fc, L: Hal ini masih sangat tidak pasti — mencakup banyak kali lipat bergantung pada asumsi. Kami memiliki ukuran sampel tepat satu untuk masing-masingnya: Bumi.
Menancapkan Nilai Optimis vs Pesimistis
Tabel di bawah membandingkan perkiraan awal Drake pada tahun 1961 dengan rentang optimis dan pesimistis modern:
| Variable | Drake (1961) | Modern Optimistic | Modern Pessimistic |
|---|---|---|---|
| R* | 10 | 3 | 1 |
| fp | 0.5 | 1.0 | 0.9 |
| ne | 2.0 | 0.8 | 0.1 |
| fl | 1.0 | 0.5 | 0.000001 |
| fi | 0.01 | 0.1 | 0.000001 |
| fc | 0.01 | 0.1 | 0.0001 |
| L | 10,000 | 100,000 | 100 |
| N (result) | 1,000 | 240 | ~0.000000000001 |
Skenario pesimistis mencerminkan hipotesis "Bumi Langka" - gagasan bahwa kehidupan hewan yang kompleks memerlukan pertemuan kondisi yang sangat mustahil (bintang stabil, bulan berukuran tepat untuk stabilisasi pasang surut, lempeng tektonik, pelindung Jupiter dari asteroid, dan sebagainya). Berdasarkan asumsi Rare Earth, Bumi mungkin unik di alam semesta yang dapat diamati.
Skenario optimis berpandangan bahwa kehidupan adalah hasil alami dari proses kimia jika kondisinya tepat, kecerdasan adalah hasil alami dari evolusi seiring berjalannya waktu, dan peradaban cenderung bertahan cukup lama untuk dapat dideteksi.
Perkiraan Asli Drake tahun 1961
Pada konferensi Green Bank, Drake mengerjakan persamaannya sendiri dengan para ilmuwan yang berkumpul — sebuah kelompok yang mencakup Carl Sagan, J.B.S. Haldane, dan John Lilly. Para ilmuwan terbagi atas variabel biologis dan sosiologis yang tidak dapat diketahui, namun konsensus kelompok menghasilkan perkiraan 1.000 hingga 100.000.000 peradaban di Bima Sakti.
Drake secara pribadi lebih menyukai perkiraan sekitar 10.000 peradaban. Alasannya adalah bahwa L – variabel umur panjang – adalah ketidakpastian utama. Jika peradaban cenderung menghancurkan dirinya sendiri secara relatif cepat setelah mengembangkan kemampuan nuklir dan teknologi, maka L mungkin hanya terjadi dalam beberapa ratus tahun saja. Jika mereka bertahan dalam masa remaja teknologi, L bisa berumur jutaan tahun. Drake optimis tentang umur panjang dan karena itu optimis tentang N.
Dalam wawancara selanjutnya, Drake mengungkapkan optimismenya yang berkelanjutan mengenai keberadaan peradaban lain sambil mengakui bahwa variabel biologis pada dasarnya tidak dibatasi oleh observasi.
Perkiraan Modern dengan Data Exoplanet
Misi Kepler dan TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) berikutnya telah mengkatalogkan lebih dari 5.500 exoplanet yang dikonfirmasi pada tahun 2024. Beberapa temuan penting telah menyempurnakan perhitungan Drake:
Planet berbatu di zona layak huni adalah hal biasa. Analisis statistik Kepler menunjukkan bahwa sekitar 20–50% bintang mirip Matahari memiliki planet berbatu di zona layak huni.
Bintang katai merah memperumit gambaran tersebut. Katai merah (bintang tipe M) membentuk ~75% dari seluruh bintang di galaksi dan sering kali menampung planet berbatu di zona layak huninya. Namun, zona layak huni katai merah jauh lebih dekat dengan bintang, yang berarti planet-planet di sana menghadapi semburan api yang hebat dan penguncian pasang surut – faktor-faktor yang mungkin menghalangi kehidupan.
Teleskop Luar Angkasa James Webb telah mulai mengkarakterisasi atmosfer planet ekstrasurya, mencari tanda-tanda biologis seperti oksigen, metana, dan dinitrogen oksida dalam kombinasi yang menunjukkan adanya proses biologis. Pada tahun 2024, tidak ada tanda tangan biologis yang terdeteksi, tetapi pencarian masih dalam tahap paling awal.
Perkiraan yang diperbarui dengan menggunakan data planet ekstrasurya modern dan asumsi bahwa fl adalah hal yang tidak sepele menunjukkan adanya ratusan hingga ribuan peradaban yang berkomunikasi di Bima Sakti dengan asumsi yang optimis — atau berpotensi hanya satu (kita) dengan asumsi yang pesimistis.
Paradoks Fermi: Dimana Semua Orang?
Jika perkiraan optimis tersebut benar dan terdapat ribuan peradaban di Bima Sakti, Enrico Fermi dengan terkenal bertanya pada tahun 1950: di manakah mereka? Galaksi ini berusia sekitar 13,5 miliar tahun. Bahkan dengan laju ekspansi yang kecil sekalipun, peradaban yang 1 juta tahun lebih maju dari kita bisa saja menjajah seluruh galaksi berkali-kali lipat. Kami tidak melihat bangunan besar, tidak menerima sinyal yang dikonfirmasi, dan tidak memiliki bukti adanya pengunjung asing di masa lalu atau sekarang.
Kontradiksi antara harapan akan hidup berkelimpahan dan keheningan yang diamati adalah Paradoks Fermi. Penjelasan yang diajukan terbagi dalam beberapa kategori besar:
Hipotesis Filter Hebat: Entah sesuatu yang memusnahkan sebagian besar peradaban sebelum mereka menjadi penjelajah luar angkasa (“filter” sudah ada di belakang kita, seperti kesulitan menciptakan sel eukariotik yang kompleks), atau sesuatu yang memusnahkan peradaban yang mencapai tingkat teknologi kita (filter masih ada di depan kita — skenario yang lebih menakutkan).
Hipotesis Kebun Binatang: Ada peradaban di luar sana tetapi sengaja tidak berkomunikasi dengan kita, mungkin karena menghormati semacam arahan utama.
Hipotesis Hutan Gelap (dari fiksi ilmiah Liu Cixin): Peradaban mana pun yang mengumumkan keberadaannya akan segera dimusnahkan oleh peradaban lain yang bertindak demi pelestarian diri kosmik. Hal ini memperkirakan hampir seluruh kesunyian radio terjadi di semua peradaban maju.
Jarak dan waktu: Lebar Bima Sakti adalah 100.000 tahun cahaya. Bahkan sinyal yang bergerak dengan kecepatan cahaya membutuhkan waktu puluhan ribu tahun untuk melintasinya. Gelembung radio kita hanya berjarak sekitar 110 tahun cahaya dari Bumi – sebagian kecil dari galaksi. Kita mungkin tidak mendengarkan cukup lama, atau cukup keras, untuk mendeteksi siapa pun.
Persamaan Drake tidak menyelesaikan Paradoks Fermi - namun mempertajamnya. Setiap parameter yang kita batasi membuat keheningan menjadi lebih misterius atau membantu menjelaskannya. Ketegangan tersebut, antara apa yang menurut perhitungan matematika mungkin terjadi dan apa yang sejauh ini gagal ditemukan oleh observasi, adalah apa yang menjadikan persamaan tersebut masih hidup secara intelektual saat ini seperti pada tahun 1961.