Оказалось, все это время мы неправильно искали внеземную жизнь: почему и как все исправить

Уравнение Дрейка — одно из самых известных в астрономии. Оно обсуждается с тех пор, как в 1961 году Фрэнк Дрейк впервые сформулировал его. Уравнение служило эффективной отправной точкой для обсуждения того, насколько жизнь может быть распространена по всей галактике. Однако все уравнения можно улучшить, и это удалось международной команде астробиологов и астрономов.

Что не так с уравнением Дрейка?

Уравнение Дрейка — это формула, предназначенная для определения числа внеземных цивилизаций в Галактике, с которыми у человечества есть шанс вступить в контакт.

Выглядит формула выглядит вот так:

N = R⋅f_p⋅n_e⋅f_l⋅f_i⋅f_c⋅L

N — количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
R — количество звезд, образующихся в год в нашей галактике;
f_p — доля солнцеподобных звезд с планетами;
n_e — среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
f_l — вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
f_i — вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
f_c — отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;
L — время, в течение которого разумная жизнь существует, может вступить в контакт и хочет этого.

Само уравнение было сосредоточено вокруг поиска радиосигналов. Однако его формулировка подразумевает, что в процессе поиска люди найдут так называемые «биосигнатуры», а не технологические следы цивилизаций. Например, астрономы могут найти метан в атмосфере планеты, что является явным признаком жизни, даже если на этой планете еще не развит разум.

• Биосигнатура — любое проявление последствий жизнедеятельности, научно доказывающее существование жизни в прошлом или настоящем.
• Техносигнатура — это любое измеримое свойство или эффект, который научно доказывает существование технологии в прошлом или настоящем.

При этом, сам поиск биосигнатур был невозможен, когда Дрейк писал уравнение. Но сейчас ситуация изменилась, особенно с запуском телескопа «Джеймс Уэбб». Возможно, пришло время изменить исходное уравнение, чтобы лучше отразить новые поисковые возможности ученых. Один из способов — разделить уравнение на два отдельных, отражающих поиск биосигнатур и техносигнатур соответственно.

Разные сигнатуры

Согласно новому исследованию сотрудников Пенсильванского университета, биосигнатуры, скорее всего, будут развиваться гораздо чаще, чем техносигнатуры. Логически это следует из того факта, что количество планет, на которых развивается технологически продвинутая цивилизация, намного меньше, чем общее количество планет, на которых изначально зародилась жизнь. В конце концов, Земле потребовалось около 4 млрд лет после появления первой жизни, чтобы развить разумную цивилизацию.

Как теперь выглядит уравнение?

Ученые видоизменили исходное уравнение, сведя вероятность существования технологически развитой цивилизации к произведению двух множителей. Теперь формула выглядит так:

A = N_ast⋅f_bt

A — число всех когда-либо существовавших технологически развитых видов в наблюдаемой Вселенной;
N_ast — число потенциально обитаемых экзопланет в заданном участке Вселенной;
F_bt — вероятность развития технологичной цивилизации на данной планете.

Согласно новому исследования, все это время мы неправильно искали внеземную жизнь, акцентировав свое внимание на поиски биосигнатур. И, возможно, акцент на техносигнатурах позволит все исправить.

Почему поиск техносигнатур лучше?

Одна из фундаментальных характеристик технологии — хотя она может возникнуть на планете с биосферой, она может покинуть ее оставаться. Так, Земля отправила множество сигналов, посланий и зондов за пределы Земли и даже Солнечной системы. Это существенно влияет на другой фактор в уравнении Дрейка — L или продолжительность времени, в течение которого сигнал обнаруживается.

Как отмечают авторы новой работы, есть четыре фактора, которые указывают на преимущество поиска технологий внеземных цивилизаций.

• Технология может надолго пережить биологию, которая ее создала и даже разрушить создавшую ее биосферу. Но ее все еще можно обнаружить даже на огромном расстоянии. В зависимости от надежности технологии, это может произойти через миллионы или даже миллиарды после вымирания цивилизации.

• Техносферы потенциально могут превосходить по численности биосферы. Например, если лунная колонизация будет стабильно продвигаться в течение следующих нескольких сотен лет, Луна станет миром без биосферы, но будет отличаться техносферой.

• Сама технология может стать самовоспроизводящейся, как, например, зонд фон Неймана. техносигнатуры могут существовать вообще без планеты, в виде космических кораблей или спутников. Фактически, это может быть даже самая распространенная их форма в Галактике. Таким образом, ограничивающие факторы уравнения Дрейка, которые напрямую связаны с планетой, неприменимы к технологиям.

• Еще один фактор влияет на то, насколько легко будет найти биосигнатуры по сравнению с техносигнатурами — насколько они поддаются обнаружению. Авторы исследования отмечают, что обнаружение биосигнатур является сложной задачей — на самом деле, в настоящее время мы даже не можем обнаружить биосигнатуру Земли на расстоянии Альфы Центавра, ближайшей к нам звездной системы. Данные телескопа «Джеймс Уэбб» могут помочь. Но даже в этом случае радиоастрономические проекты, такие как Square Kilometer Array, гораздо лучше подходят для обнаружения явных признаков технологии.

Есть проблема

Для поиска обоих типов сигнатур сложно отделить нужных сигнал от «шума», который может принимать различные формы. Например, искаженный спектральный анализ или тепловые сигнатуры. Однако в статье авторы исследования убедительно доказывают, что техносигнатуры, по крайней мере, могут быть намного яснее, чем любые биосигнатуры.

Что в итоге?

Все это значит, что, возможно, последние несколько десятков лет ученые сосредоточены «не на том». Вместо поисков признаков жизни в прошлом и настоящем, стоит обратить больше внимания на поиск техносигнатур. В любом случае, поиски внеземного разума должны продолжаться. Гораздо вероятнее, что люди найдут признаки технологически развитой цивилизации. Даже если она уже вымерла, оставив после себя только последнее послание.

Читать далее:

За ней охотились столетиями: что нам известно о планете Вулкан рядом с Солнцем

Астрономы нашли планету недалеко от Земли: у нее очень странная орбита

Необъяснимую двойственность нашли в физике элементарных частиц: к чему это приведет