Згідно з новим математичним рівнянням людство в цій Галактиці самотнє

Попри свою популярність та інтуїтивність, рівняння Дрейка протягом багатьох років зазнавало критики за свої широкі припущення та неоднозначні параметри. Воно часто призводить до надто оптимістичної оцінки значення N – кількості цивілізацій у нашій галактиці, з якими ми могли б спілкуватися. Це, як правило, породжує загадку, відому як парадокс Фермі: якщо розумне життя поширене, то чому ми не знайшли жодних доказів цього? Нове дослідження пропонує потенційне розв'язання цієї проблеми шляхом додавання двох нових факторів.

Чи самотні ми в Галактиці

Планетологи Роберт Стерн з Техаського університету в Далласі та Тарас Герія з Швейцарської вищої технічної школи Цюріха, два співавтори дослідження, припускають, що наявність як континентів, так і океанів, а також довготривала тектоніка плит є критично важливими для виникнення розвинених цивілізацій. Тому вони пропонують додати до рівняння два фактори: частку придатних для життя планет зі значними континентами та океанами і частку тих планет, на яких тектоніка плит діє щонайменше 500 мільйонів років. Таке коригування, однак, значно зменшує значення N у рівнянні Дрейка.

Робота свідчить про те, що й планета Земля з її континентами, океанами, тектонікою плит і життям, і наша активна, комунікативна, технологічна людська цивілізація є надзвичайно рідкісною та унікальною в усій галактиці,
— розповів Герія.

Від чого залежить життя

Традиційне рівняння Дрейка оцінює кількість активних позаземних цивілізацій у Чумацькому Шляху, враховуючи кілька факторів, таких як швидкість зореутворення, частка зірок з планетами, кількість придатних для життя планет, частка планет з життям, на яких розвивається розумне життя, і так далі. Запропоновані правки до рівняння уточнюють оцінки того, скільки планет можуть розвинути життя і скільки цивілізацій володіють технологіями, які можна виявити, шляхом включення нових екологічних, біологічних і технологічних чинників.

Дослідники стверджують, що наявність великих океанів, а також перехід Землі від тектоніки однієї кришки (стабільного поверхневого шару) до сучасної тектоніки окремих плит близько 1 мільярда років тому мали вирішальне значення для швидкого розвитку складного життя. Ця геологічна активність не лише створила початкові умови, необхідні для виникнення життя, але й призвела до появи різноманітних середовищ зі своїм кліматом та екосистемами, що сприяло еволюції просунутих форм життя, здатних розвивати технології та складні суспільства.

Згідно з новим дослідженням, тектоніка плит має вирішальне значення для розвитку складного життя та розвинених цивілізацій. Рухи земних плит створюють різноманітні середовища існування, переробляють поживні речовини та регулюють клімат — усе це критично важливо для життя. Важливо також, щоб тектоніка плит тривала протягом 500 мільйонів років, пояснює Герія, тому що біологічна еволюція складного багатоклітинного життя відбувається надзвичайно повільно.

На Землі знадобилося понад 500 мільйонів років, щоб розвинути людину з перших тварин, які з'явилися близько 800 мільйонів років тому,
– сказав він.

Технологія розвивається з повсякденних потреб, таких як виготовлення інструментів, ведення сільського господарства, створення одягу та зброї, стверджують автори, додаючи, що вогонь та електрика є необхідними для розвитку розумних цивілізацій. Складні цивілізації, пишуть вони, навряд чи можуть виникнути в суто океанічному середовищі.

На думку вчених, планети, що мають одночасно континенти і океани, а також довготривалу тектоніку плит, ймовірно, досить рідко зустрічаються, і цю можливість потрібно враховувати в рівнянні Дрейка.

Розрахунки

Щоб з'ясувати, наскільки ймовірно, що на планеті є і континенти, і океани, Стерн і Герія подивилися, скільки води потрібно на поверхні планети. Вони з'ясували, що планета розміром із Землю повинна мати від 0,007% до 0,027% своєї маси у вигляді води, щоб існували континенти та океани.

Потім вони порівняли цей показник із загальним можливим вмістом води на планетах, який становить від 0% до 3,8% або навіть від 0% до 55%, залежно від того, як вони утворилися. Для тектоніки плит вчені використовували дані, які показують, що лише близько 33% планет мають відповідні хімічні речовини для формування достатньо щільних тектонічних плит, необхідних для тектоніки. З них лише близько половини достатньо великі й мають достатню гравітацію, щоб підтримувати тектоніку плит.

Враховуючи ці нові фактори та оцінки, дослідники підрахували, що ймовірність того, що планета матиме і континенти, і океани, і довготривалу тектоніку плит, дуже мала — менше 0,2%. Якщо уявити це в перспективі, то це все одно, що знайти лише дві придатні планети з кожних 1000.

Якщо підставити це значення в рівняння Дрейка, то ми отримаємо досить невтішний результат, принаймні в тому, що стосується присутності розвинених інопланетян. Модифіковане рівняння Дрейка припускає, що розвинені цивілізації зустрічаються вкрай рідко, а ймовірність того, що планети мають відповідні умови, становить від 0,0034% до 0,17%. Це означає, що в нашій галактиці може існувати від 0,006 до 100 000 активних, комунікативних цивілізацій, причому реальна кількість, швидше за все, буде меншою, враховуючи обмежений час, протягом якого ці цивілізації можуть спілкуватися через можливий суспільний крах або вимирання.

З іншого боку, шанси знайти планети, потенційно придатні для існування цивілізацій — поки що без цивілізацій або з уже вимерлими цивілізаціями — значно вищі. Це можна зробити за допомогою дистанційного зондування екзопланет,
– каже Герія.

Хоча верхня межа у 100 000 здається великою, важливішою є нижня оцінка. Оскільки нижня оцінка дуже близька до нуля, це означає, що існує велика ймовірність того, що в нашій галактиці може взагалі не бути інших цивілізацій. Це допомогло б пояснити, чому ми досі не виявили жодних сигналів від них.

У минулому рівняння Дрейка давало набагато вищу нижню оцінку, припускаючи, що ми майже напевно не самотні, і що має існувати щонайменше 200 цивілізацій, які намагаються з нами зв'язатися. Оскільки ми не знайшли жодної, ця стара оцінка здається неправильною, сказав Герія. Нова, набагато нижча оцінка (близька до нуля) робить більш зрозумілим, чому ми нічого не чули від інших: можливо, там просто більше нікого немає, від кого можна було б щось почути.