I 1961 skisserte astronomen Frank Drake en ligning på en tavle på den første SETI-konferansen i Green Bank, West Virginia. Målet hans var ikke å beregne et eksakt svar - han innrømmet at det var umulig med den kunnskapen som var tilgjengelig på den tiden. Målet var å organisere uvitenhet: å identifisere de riktige spørsmålene, skille det kjente fra det ukjente, og ramme søket etter utenomjordisk intelligens som et vitenskapelig problem snarere enn ren spekulasjon. Mer enn seksti år senere har Kepler-romteleskopet og James Webb-romteleskopet svart på noen av disse spørsmålene. Andre er like usikre som alltid.
De syv variablene i Drake-ligningen
Drake-ligningen estimerer antall aktive, kommuniserende sivilisasjoner i Melkeveien til enhver tid:
N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L
Hver variabel adresserer ett trinn i kjeden fra stjernedannelse til påvisbar sivilisasjon:
| 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) |
Resultatet N er ikke det totale antallet sivilisasjoner som noen gang har eksistert - det er antallet som er aktive og sender samtidig med oss akkurat nå. En sivilisasjon som steg og falt for en milliard år siden, bidrar ikke med noe til N.
Hva vi vet vs hva vi gjetter
Astronomi har forvandlet vår tillit til to av de syv variablene. Før Kepler-oppdraget (2009–2018) var fp og ne utdannede gjetninger. Nå er de rimelig begrensede observasjonsdata.
R (stjernedannelseshastighet):* Astronomer anslår at Melkeveien produserer omtrent 1–3 nye stjerner per år, i gjennomsnitt over dens historie. Strømhastigheten er mot den nedre enden ettersom galaksen eldes og stjernedannende gass forbrukes. Drake selv brukte 10 i 1961 - et høyere estimat for galaksens tidligere, mer aktive periode. Moderne konsensus: R ≈ 1–3 stjerner/år*.
fp (brøkdel med planeter): Kepler-data avslørte at planeter ikke er unntaket, men regelen. Omtrent 70–90 % av sollignende stjerner er vert for minst én planet. For alle stjernetyper kombinert er brøkdelen sannsynligvis nær 1,0. fp ≈ 0,9–1,0 er nå godt støttet.
ne (beboelige soneplaneter per system): Dette er mer nyansert. Den klassiske "beboelige sonen" er området der flytende vann kan eksistere på overflaten. Kepler-data antyder omtrent 0,4–0,8 planeter på omtrent jordstørrelse per sollignende stjerne i den beboelige sonen. Å utvide definisjonen til å inkludere flytende vann under overflaten (Europa, Enceladus) øker dette betydelig. ne ≈ 0,4–1,0 for konvensjonelle anslag for beboelig sone.
fl, fi, fc, L: Disse forblir dypt usikre - spenner over mange størrelsesordener avhengig av antakelser. Vi har en prøvestørrelse på nøyaktig én for hver: Jorden.
Plugge inn optimistiske vs pessimistiske verdier
Tabellen nedenfor sammenligner Drakes originale estimater fra 1961 med moderne optimistiske og pessimistiske områder:
| 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 |
Det pessimistiske scenariet reflekterer "Rare Earth"-hypotesen - ideen om at komplekst dyreliv krever et usedvanlig usannsynlig sammenløp av forhold (stabil stjerne, riktig størrelse måne for tidevannsstabilisering, platetektonikk, Jupiter-skjerming fra asteroider, og så videre). Under Rare Earth-antakelser kan Jorden være unik i det observerbare universet.
Det optimistiske scenariet tar det syn at livet er et naturlig resultat av kjemi gitt de rette forholdene, intelligens er et naturlig resultat av evolusjon gitt tid, og sivilisasjoner har en tendens til å vare lenge nok til å kunne oppdages.
Drakes originale estimat fra 1961
På Green Bank-konferansen jobbet Drake gjennom sin egen ligning med de forsamlede forskerne - en gruppe som inkluderte Carl Sagan, J.B.S. Haldane og John Lilly. Forskerne var delt på de ukjente biologiske og sosiologiske variablene, men gruppens konsensus produserte et estimat på 1 000 til 100 000 000 sivilisasjoner i Melkeveien.
Drake personlig foretrakk et anslag på rundt 10 000 sivilisasjoner. Hans begrunnelse var at L - levetidsvariabelen - var nøkkelusikkerheten. Hvis sivilisasjoner har en tendens til å ødelegge seg selv relativt raskt etter å ha utviklet kjernefysisk og teknologisk evne, kan L kanskje bare være noen få hundre år. Hvis de overlever sin teknologiske ungdomstid, kan L bli millioner av år. Drake var optimistisk med tanke på lang levetid og derfor optimistisk med tanke på N.
I påfølgende intervjuer uttrykte Drake fortsatt optimisme om eksistensen av andre sivilisasjoner mens han erkjente at de biologiske variablene forble i det vesentlige ubegrenset av observasjon.
Moderne estimater med eksoplanetdata
Kepler-oppdraget og påfølgende TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) har katalogisert over 5500 bekreftede eksoplaneter fra og med 2024. Flere nøkkelfunn har forbedret Drake-beregningen:
** Steinplaneter i beboelige soner er vanlige.** Keplers statistiske analyse antyder at omtrent 20–50 % av sollignende stjerner er vert for en steinete planet i den beboelige sonen.
Røde dvergstjerner kompliserer bildet. Røde dverger (stjerner av M-type) utgjør ~75 % av alle stjerner i galaksen og er ofte vertskap for steinete planeter i deres beboelige soner. Imidlertid er beboelige soner med røde dverg mye nærmere stjernen, noe som betyr at planetene der står overfor intense fakler og tidevannslåsing - faktorer som kan være uoverkommelige for livet.
James Webb-romteleskopet har begynt å karakterisere eksoplanetatmosfærer, og leter etter biosignaturer som oksygen, metan og lystgass i kombinasjoner som antyder biologiske prosesser. Fra og med 2024 har ingen bekreftede biosignaturer blitt oppdaget, men søket er i de tidligste stadiene.
Oppdaterte estimater som bruker moderne eksoplanetdata og antar at fl er ikke-triviell antyder hundrevis til tusenvis av kommuniserende sivilisasjoner i Melkeveien under optimistiske antakelser - eller potensielt bare en (oss) under pessimistiske.
Fermi-paradokset: Hvor er alle?
Hvis de optimistiske anslagene er riktige og det er tusenvis av sivilisasjoner i Melkeveien, spurte Enrico Fermi berømt i 1950: hvor er de? Galaksen er omtrent 13,5 milliarder år gammel. Med selv beskjedne ekspansjonshastigheter kunne en sivilisasjon 1 million år foran oss ha kolonisert hele galaksen mange ganger. Vi ser ingen megastrukturer, mottar ingen bekreftede signaler og har ingen bevis på tidligere eller nåværende fremmede besøkende.
Denne motsetningen mellom forventningen om rikelig liv og den observerte stillheten er Fermi-paradokset. Foreslåtte forklaringer faller inn i noen få brede kategorier:
The Great Filter-hypotesen: Enten utslettet noe de fleste sivilisasjoner før de ble romfart (et "filter" allerede bak oss, som vanskeligheten med å lage komplekse eukaryote celler), eller noe utsletter sivilisasjoner som når vårt teknologinivå (et filter som fortsatt ligger foran oss – det mer skremmende scenariet).
The Zoo-hypotesen: Sivilisasjoner er der ute, men de kommuniserer bevisst ikke med oss, kanskje respekterer en slags hoveddirektiv.
The Dark Forest-hypotesen (fra Liu Cixins sci-fi): Enhver sivilisasjon som kunngjør sin eksistens blir raskt eliminert av andre som handler ut fra kosmisk selvoppholdelsesdrift. Dette forutsier nesten total radiostillhet fra alle avanserte sivilisasjoner.
Avstander og tid: Melkeveien er 100 000 lysår på tvers. Selv signaler som reiser med lysets hastighet tar titusenvis av år å krysse den. Radioboblen vår strekker seg bare rundt 110 lysår fra Jorden - en liten brøkdel av galaksen. Vi har kanskje rett og slett ikke lyttet lenge nok, eller høyt nok, til å oppdage noen.
Drake-ligningen løser ikke Fermi-paradokset – den skjerper det. Hver parameter vi begrenser gjør enten stillheten mer mystisk eller hjelper til med å forklare den. Den spenningen, mellom det matematikken antyder er mulig og det observasjon så langt ikke har klart å finne, er det som gjør ligningen like intellektuelt levende i dag som den var i 1961.