Το 1961, ο διάσημος αστροφυσικός Frank Drake πρότεινε έναν τύπο που έγινε γνωστός ως Εξίσωση Drake . Με βάση μια σειρά παραγόντων, αυτή η εξίσωση προσπάθησε να υπολογίσει τον αριθμό των εξωγήινων νοημοσύνης (ETI) που θα υπήρχαν στον γαλαξία μας ανά πάσα στιγμή. Από τότε, έχουν ξεκινήσει πολλαπλές προσπάθειες για την εύρεση στοιχείων εξωγήινων πολιτισμών, οι οποίοι είναι συλλογικά γνωστοί ως αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης (SETI).
Το πιο γνωστό από αυτά είναι το Ινστιτούτο SETI , η οποία πέρασε τις τελευταίες δεκαετίες ψάχνοντας στον κόσμο για σημάδια εξωγήινων ραδιοεπικοινωνιών. Όμως σύμφωνα με τον α νέα μελέτη που επιδιώκει να ενημερώσει την Εξίσωση Drake, μια ομάδα διεθνών αστρονόμων υποδεικνύει ότι ακόμα κι αν βρίσκαμε σήματα εξωγήινης προέλευσης, αυτοί που τα έστελναν θα ήταν εδώ και καιρό νεκροί.
Η μελέτη με τίτλο « Κάλυψη Περιοχής Επέκτασης Ε.Τ. Signals in the Galaxy: SETI και Drake's N », εμφανίστηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο. Επικεφαλής της μελέτης ήταν ο Claudio Grimaldi του Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας στη Λωζάνη (EPF-Lausanne), με τη βοήθεια των Geoffrey W. Marcy και Nathaniel K. Tellis (ομότιμος καθηγητής και αστρονόμος από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Berkeley, αντίστοιχα) και ο ίδιος ο Francis Drake – ο οποίος είναι πλέον επίτιμος καθηγητής στο Ινστιτούτο SETI και το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σάντα Κρουζ.
Ο Frank Drake γράφει την περίφημη εξίσωσή του σε έναν λευκό πίνακα. Πίστωση: SETI.org
Για να ανακεφαλαιώσουμε, η εξίσωση Drake δηλώνει ότι ο αριθμός των πολιτισμών στον γαλαξία μας μπορεί να υπολογιστεί πολλαπλασιάζοντας τον μέσο ρυθμό σχηματισμού άστρων στον γαλαξία μας (R*), το κλάσμα των αστεριών που έχουν πλανήτες (φάΠ), ο αριθμός των πλανητών που μπορούν να υποστηρίξουν ζωή (nΚαι), ο αριθμός των πλανητών που θα αναπτύξουν ζωή (φάο), ο αριθμός των πλανητών που θα αναπτύξουν ευφυή ζωή (φάο), ο αριθμός που θα αναπτύξει τεχνολογίες μετάδοσης (fc), και το χρονικό διάστημα που αυτοί οι πολιτισμοί θα πρέπει να μεταδώσουν σήματα στο διάστημα (Ο).
Αυτό μπορεί να εκφραστεί μαθηματικά ως:N = R*x στΠx nΚαιx στοx στΕγώx στντοΧΟ. Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα ξεκίνησε κάνοντας υποθέσεις για δύο βασικές παραμέτρους της εξίσωσης Drake. Εν ολίγοις, υποθέτουν ότι οι πολιτισμοί αναδύονται στον γαλαξία μας (Ν) με σταθερό ρυθμό και ότι δεν θα εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (δηλαδή ραδιοφωνικές εκπομπές) επ' αόριστον, αλλά θα βιώσουν κάποιο είδος περιοριστικού γεγονότος με την πάροδο του χρόνου (Ο).
Όπως εξήγησε ο Δρ Γκριμάλντι στο Universe Today μέσω email:
«Υποθέτουμε ότι οι υποθετικοί πολιτισμοί που επικοινωνούν (οι εκπομποί) στέλνουν ισότροπα ηλεκτρομαγνητικά σήματα για μια ορισμένη διάρκεια του χρόνου L και ότι ο ρυθμός γεννήσεων των εκπομπών είναι σταθερός. Κάθε διαδικασία εκπομπής δημιουργεί ένα σφαιρικό κέλυφος πάχους cL (όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός) γεμάτο ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Οι εξωτερικές ακτίνες των σφαιρικών κελυφών μεγαλώνουν με την ταχύτητα του φωτός».
Πανοραμική άποψη 360 μοιρών του Γαλαξία (ένα συναρμολογημένο μωσαϊκό φωτογραφιών) από την ESO. Πίστωση: ESO/S. Ο Μπρουνιέ
Εν ολίγοις, υπέθεσαν ότι οι τεχνολογικά προηγμένοι πολιτισμοί γεννιούνται και πεθαίνουν στον γαλαξία μας με σταθερό ρυθμό. Ωστόσο, αυτοί οι πολιτισμοί δεν παράγουν επικοινωνίες με απροσδιόριστο ρυθμό, αλλά οι επικοινωνίες τους θα εξακολουθούν να ταξιδεύουν προς τα έξω με την ταχύτητα του φωτός, όπου θα είναι ανιχνεύσιμες σε έναν ορισμένο όγκο διαστήματος. Στη συνέχεια, η ομάδα ανέπτυξε ένα μοντέλο του γαλαξία μας για να καθορίσει εάν η ανθρωπότητα θα είχε πιθανότητες να ανιχνεύσει αυτά τα σήματα.
Αυτό το μοντέλο αντιμετώπιζε τις επικοινωνίες με εξωγήινους ως ένα κέλυφος σε σχήμα ντόνατ (δακτυλίου) που σταδιακά περνά μέσα από τον γαλαξία μας. Όπως εξήγησε ο Δρ Γκριμάλντι:
«Μοντελοποιούμε το Galaxy ως δίσκο. Οι πομποί καταλαμβάνουν τυχαίες θέσεις στο δίσκο. Κάθε σφαιρικό κέλυφος τέμνει το δίσκο σε δακτύλιο. Η πιθανότητα ένας δακτύλιος να διασχίσει οποιοδήποτε δεδομένο σημείο του δίσκου (π.χ. τη Γη) είναι απλώς η αναλογία μεταξύ της περιοχής του δακτυλίου και της περιοχής του γαλαξιακού δίσκου. Η συνολική επιφάνεια του δακτυλίου πάνω από την περιοχή του γαλαξιακού δίσκου δίνει τον μέσο αριθμό (Ν) ηλεκτρομαγνητικών σημάτων που τέμνουν οποιοδήποτε δεδομένο σημείο (π.χ. τη Γη). Αυτός ο μέσος αριθμός είναι μια βασική ποσότητα, επειδή το SETI μπορεί να ανιχνεύσει σήματα μόνο εάν αυτά διασχίσουν τη Γη τη στιγμή της μέτρησης.»
Όπως καθόρισαν από τους υπολογισμούς τους, δύο περιπτώσεις προκύπτουν από αυτό το μοντέλο με βάση το εάν τα κελύφη ακτινοβολίας είναι (1) λεπτότερα από το μέγεθος του Γαλαξία ή (2) παχύτερα. Αυτά αντιστοιχούν στη διάρκεια ζωής των τεχνολογικά προηγμένων πολιτισμών (Ο), που θα μπορούσε να είναι μικρότερος ή μεγαλύτερος από τον χρόνο που χρειάζεται για να διασχίσει το φως από τον Γαλαξία μας (δηλαδή ~ 100.000 χρόνια). Όπως εξήγησε ο Δρ Γκριμάλντι:
«Ο μέσος αριθμός (N) των σημάτων που διασχίζουν τη Γη εξαρτάται από τη μακροζωία του σήματος (L) και τον ρυθμό γεννήσεώς τους. Διαπιστώνουμε ότι το N είναι μόλις L φορές το ποσοστό γεννήσεων, το οποίο συμπίπτει με το N του Drake (δηλαδή, ο μέσος αριθμός των πολιτισμών που εκπέμπουν αυτήν τη στιγμή). Αυτό το αποτέλεσμα (μέσος αριθμός σημάτων που διασχίζουν τη Γη = Drake's N) προκύπτει φυσικά από την υπόθεση μας ότι ο ρυθμός γεννήσεων των σημάτων είναι σταθερός.
Φωτογραφία της κεντρικής περιοχής του Milky Way Credit: UCLA SETI Group/Yuri Beletsky, Carnegie Las Campanas Observatory
Στην πρώτη περίπτωση, κάθε τοίχωμα κελύφους θα είχε πάχος μικρότερο από το μέγεθος του γαλαξία μας και θα γέμιζε μόνο ένα κλάσμα του όγκου του γαλαξία (αναστέλλοντας έτσι την ανίχνευση SETI). Ωστόσο, εάν υπάρχει αρκετά υψηλός ρυθμός γεννήσεων ανιχνεύσιμων πολιτισμών, αυτά τα τοιχώματα του κελύφους μπορεί να γεμίσουν τον γαλαξία μας και ακόμη και να επικαλύπτονται. Στη δεύτερη περίπτωση, κάθε κέλυφος ακτινοβολίας θα ήταν παχύτερο από το μέγεθος του γαλαξία μας, καθιστώντας την ανίχνευση SETI πιο πιθανή.
Από όλα αυτά η ομάδα υπολόγισε επίσης ότι ο μέσος αριθμός Ε.Τ. Τα σήματα που διασχίζουν τη Γη ανά πάσα στιγμή θα ισοδυναμούσαν με τον αριθμό των πολιτισμών που εκπέμπουν αυτήν τη στιγμή. Δυστυχώς, προσδιόρισαν επίσης ότι οι πολιτισμοί από τους οποίους θα ακούγαμε θα είχαν προ πολλού εξαφανιστεί. Οπότε, βασικά, οι πολιτισμοί από τους οποίους θα ακούγαμε δεν θα ήταν οι ίδιοι που μεταδίδονταν επί του παρόντος.
Όπως εξήγησε ο Δρ Γκριμάλντι, αυτό εγείρει μια μάλλον ενδιαφέρουσα επίπτωση όταν πρόκειται για την έρευνα του SETI:
«Αντί να βλέπουμε το N του Drake ως προϊόν παραγόντων πιθανότητας για την ανάπτυξη πολιτισμών που επικοινωνούν, τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι το N του Drake είναι μια άμεσα μετρήσιμη ποσότητα (τουλάχιστον κατ' αρχήν) επειδή συμπίπτει με τον μέσο αριθμό σημάτων που διασχίζουν τη Γη».
Για όσους ελπίζουν να βρουν στοιχεία εξωγήινης νοημοσύνης στη ζωή μας, αυτό είναι πιθανό να είναι λίγο αποθαρρυντικό. Από τη μία πλευρά (και ανάλογα με τον αριθμό των εξωγήινων πολιτισμών που υπάρχουν στον γαλαξία μας), μπορεί να δυσκολευτούμε να συλλέξουμε εξωγήινες μεταδόσεις. Από την άλλη, αυτά που βρίσκουμε μπορεί να προέρχονται από έναν πολιτισμό που έχει προ πολλού εξαφανιστεί.
Τα ραδιοτηλεσκόπια της συστοιχίας τηλεσκοπίων Allen (ATA) του SETI εργάζονται σκληρά με τον Γαλαξία στο βάθος. Εικόνα: SETI
Σημαίνει επίσης ότι αν κάποιος πολιτισμός πάρει τις εκπομπές ραδιοκυμάτων μας κάποια μέρα, δεν θα είμαστε κοντά για να τους συναντήσουμε. Ωστόσο, δεν αποκλείει το ενδεχόμενο να βρούμε στοιχεία ότι στο παρελθόν υπήρχε ευφυής ζωή στον γαλαξία μας. Στην πραγματικότητα, κατά τη διάρκεια της ζωής του πολιτισμού μας, η ανθρωπότητα μπορεί να βρει στοιχεία για πολλαπλά ETIs που υπήρχαν ταυτόχρονα.
Επιπλέον, τίποτα από αυτά δεν αναιρεί τη δυνατότητα εύρεσης στοιχείων ενός υπάρχοντος πολιτισμού. Δεν είναι πιθανό να μπορέσουμε να δοκιμάσουμε πρώτα τη μουσική, την ψυχαγωγία ή τα μηνύματά τους!
Περαιτέρω ανάγνωση: Science News , arXiv , Φύση