Die Drake-Gleichung und die Wahrscheinlichkeit außerirdischer Intelligenz

Die Drake-Gleichung ist eine der berühmtesten Gleichungen in der gesamten Wissenschaft und eine der umstritteneren.

Es ist die Grundlage für viele unser Streben nach außerirdischem Leben im Universum, und für viele der engagiertesten Alien-Jäger da draußen so etwas wie ein erstrebenswertes Mantra.

Aber was ist und woher kommt es? Ist es eine echte Gleichung? Und was kann es uns über die Suche nach außerirdischer Intelligenz SETI sagen?

Was ist die Drake-Gleichung?

Die Drake-Gleichung ist eine Wahrscheinlichkeitsgleichung, die darauf abzielt, die Anzahl fortgeschrittener, kommunikationsfähiger außerirdischer Zivilisationen in der Milchstraße.

Es ist nicht die Art von strenger mathematischer Gleichung, wie Sie sie in der Analysis oder Trigonometrie finden würden, und Kritiker werden darauf hinweisen, dass es nicht einmal wirklich eine Wahrscheinlichkeitsgleichung ist, aber es war nie wirklich beabsichtigt, eine zu sein.

Ursprünglich entwickelt, um eine Debatte innerhalb der SETI-Gemeinschaft anzuregen, wird die Drake-Gleichung leicht missverstanden, wenn sie aus ihrem ursprünglichen Kontext gerissen wird, aber sie hat in letzter Zeit durch die Entdeckung von Exoplaneten, einem Schlüsselfaktor für die Gleichung, einen kleinen Dämpfer bekommenist so konzipiert, dass es funktioniert.

Im Kern soll die Drake-Gleichung uns herausfordern, strategisch über unsere Suche nach außerirdischen Zivilisationen und gleichzeitig einen Hoffnungsschimmer geben, dass eine solche Suche keine völlige Zeit- und Ressourcenverschwendung ist.

Was berechnet die Drake-Gleichung?

Die Drake-Gleichung versucht, fundierte Vermutungen über mehrere Faktoren auf dem Entwicklungsweg zu einer fortgeschrittenen, kommunikationsfähigen außerirdischen Zivilisation anzustellen und die Wahrscheinlichkeit abzuschätzen, eine solche zu finden. Zivilisation draußen in der Galaxie.

Einige der Variablen sind leicht quantifizierbar, wie die Anzahl der Sterne in der Galaxie, während andere geradezu philosophisch sind, wie die Zeitspanne, die eine kommunikationsfähige Zivilisation existieren kann, bevor sie durch Selbstzerstörung verschwindet, oder so etwasandere Art von Unglück.

Letztendlich können die Ergebnisse der Gleichung dramatisch variieren, je nachdem, welche Annahmen Sie bei der Berechnung eines Ergebnisses wählen, sodass Sie genauso einfach weniger als a vorhersagen können. Dutzend kommunikative Zivilisationen in einer Galaxie mit 400 Milliarden Sternen, oder es kann optimistischer 100.000 oder sogar mehr als eine Million produzieren.

Von da an könnte die einfache Anwendung statistischer Verteilungsmethoden dann zeigen, wie weit eine außerirdische Zivilisation von der Erde entfernt sein könnte.

Was sind die Teile der Drake-Gleichung?

Die eigentliche Drake-Gleichung lautet:

Die Teile der Drake-Gleichung sind wie folgt:

• R_∗ = Durchschnittsrate von der Milchstraße Sternenbildung.
• f_p = Anteil der Sterne, die haben Planeten
• n_e = durchschnittliche Anzahl von Planeten, die möglicherweise unterstützt werden können Leben pro Stern mit Planeten
• f_l = Bruchteil der Planeten, die Leben unterstützen könnten, die tatsächlich Leben entwickeln
• f_i = Anteil der Planeten mit Leben, die sich entwickeln intelligent Leben
• f_c = Bruchteil der fortgeschrittenen Zivilisationen, die in der Lage sind, nachweisbare Signale ihrer Existenz in die Galaxie auszusenden
• L = Zeitspanne, in der solche Zivilisationen nachweisbare Signale abgeben

Einige der Variablen in dieser Gleichung waren bereits bekannt, als die Gleichung vorgeschlagen wurde, während einige Variablen bis heute völlig unbekannt sind, obwohl die Unsicherheiten der Variablen im Allgemeinen zunehmen, wenn Sie sich weiter nach rechts durch die Gleichung bewegen.

„Die Frage, ob es anderswo im Universum fortgeschrittene Zivilisationen gibt, war schon immer mit drei großen Unsicherheiten in der Drake-Gleichung behaftet.“ sagte Adam Frank, Professor für Physik und Astronomie an der University of Rochester und Co-Autor eines Artikels aus dem Jahr 2016 in der Zeitschrift Astrobiologie das versuchte, die Drake-Gleichung angesichts der Entdeckung von Exoplaneten neu zu formulieren.

„Wir wissen seit langem ungefähr, wie viele Sterne es gibt. Wir wussten nicht, wie viele dieser Sterne Planeten haben, die potenziell Leben beherbergen könnten, wie oft sich Leben entwickeln und zu intelligenten Wesen führen könnte, und wie lange überhauptZivilisationen könnten bestehen, bevor sie aussterben.“

Wer hat die Drake-Gleichung erfunden?

Die Drake-Gleichung war 1961 von Dr. Frank Drake entwickelt für das erste Treffen zur Suche nach außerirdischem Leben am National Radio Astronomy Observatory in Green Bank, West Virginia.

Im Jahr 1961 steckte die Radioastronomie noch in den Kinderschuhen, und SETI als tatsächliche, wissenschaftlich strenge Verfolgung war einfach noch nie zuvor versucht worden. In vielerlei Hinsicht war die Drake-Gleichung einfach ein Versuch, einen Ort zu finden, an dem der Prozess beginnen könnteals einen tatsächlichen Kalkül zu entwickeln, den Forscher verwenden können.

Ungeachtet dessen regte die Drake-Gleichung die Vorstellungskraft der Anwesenden an, darunter Carl Sagan, einer der wichtigsten Wissenschaftskommunikatoren des 20. Jahrhunderts und ein leidenschaftlicher Befürworter fortgesetzter SETI-Bemühungen.

Sagan und andere halfen der Drake-Gleichung, auf eine Weise populär zu werden, die es unmöglich machte, sie von der gesamten wissenschaftlichen Gemeinschaft zu ignorieren, selbst wenn es nur darum ging, die Prämisse der Formel zu bestreiten.

Wie ist die Drake-Gleichung nützlich?

Die Hauptkritik an der Drake-Gleichung ist nicht, dass es sich um Aluhut-Futter handelt, sondern dass die meisten Variablen in der Gleichung so spekulativ sind, dass sie die Gleichung bedeutungslos machen.

Es gibt nur eine fortgeschrittene Zivilisation im gesamten Universum, von der wir wissen: unsere. In den mehr als 60 Jahren, seit die Drake-Gleichung erstmals vorgeschlagen wurde, konnte niemand feststellen L, die Zeitspanne, in der eine fortgeschrittene Zivilisation in der Lage ist, ihre Existenz in den Weltraum zu kommunizieren, nachdem die entsprechende Technologie entwickelt wurde.

Wir wissen, dass diese Antwort mehr als 100 sein könnte, so lange nutzen Menschen Funkwellen, um Signale zu senden, aber sind wir Ausreißer?

Zerstören sich Zivilisationen normalerweise innerhalb eines Jahrzehnts nach der Entwicklung einer solchen Technologie selbst? Innerhalb von 50 Jahren? So lange dauerte es ungefähr zwischen den ersten Funksignalen und den ersten Atombomben. Ist es möglich, dass eine Spezies als technologisch fortgeschritten auf unbestimmte Zeit überlebt?Zivilisation?

Wir haben eine Fallstudie über eine, und das Urteil über die Menschheit steht noch aus, also gibt es keine wissenschaftlich strenge Möglichkeit, diese letzte Variable jemals wirklich auszufüllen, und diese Variable kann den Unterschied zwischen dem Alleinsein in der Galaxie oder dem Haben bedeutenNachbarn nur die interstellare Straße hinunter.

Ist die Drake-Gleichung also in irgendeiner sinnvollen Weise nützlich? Ja, das ist sie, insbesondere als Grundlage für die weitere Erforschung und das Nachdenken über SETI, das in erster Linie der ganze Punkt der Gleichung war.

Im Fall von Frank Drakes Studie zur Drake-Gleichung haben er und Co-Autor Woodruff Sullivan von der Die Astronomieabteilung und das Astrobiologieprogramm der University of Washington verfeinerten die Gleichung, indem sie sie umkehrten.

Anstatt zu fragen, wie viele außerirdische Zivilisationen es in der Galaxie geben könnte, entwickelten sie eine modifizierte Gleichung, die bestimmt, wie unwahrscheinlich das Leben sein müsste, damit die menschliche Zivilisation die einzige Zivilisation in der Galaxie ist.

„Anstatt zu fragen, wie viele Zivilisationen heute existieren könnten, fragen wir: ‚Sind wir die einzige technologische Spezies, die jemals entstanden ist?‘“, sagte Sullivandie ‚kosmisch-archäologische Frage‘ nennen – wie oft in der Geschichte des Universums hat sich das Leben zu einem fortgeschrittenen Zustand entwickelt?“

Und seit die jüngsten Entdeckungen von Tausenden von Exoplaneten – die 1961 noch theoretisch waren – gezeigt haben, dass etwa 20 Prozent von ihnen in der bewohnbaren Zone ihres Sterns liegen, werden die Unsicherheiten der Drake-Gleichung weiter reduziert.

„Aus grundlegender Sicht lautet die Frage: Ist das schon einmal irgendwo passiert?“, sagte Drake. „Unser Ergebnis ist das erste Mal, dass jemand eine empirische Antwort auf diese Frage geben konnte, und es ist erstaunlich wahrscheinlich, dass wirsind nicht die einzige Zeit und der einzige Ort, an dem sich eine fortschrittliche Zivilisation entwickelt hat.“

Darüber hinaus hilft die Drake-Gleichung auch bei der Gestaltung unserer Untersuchung von Exoplaneten indem wir die Planeten von größtem Interesse eingrenzen, auf denen sich am ehesten fortgeschrittenes Leben entwickeln wird. In einer Galaxie mit 400 Milliarden Sternen brauchen wir definitiv jede Hilfe, die wir bekommen können, um uns durch diesen Heuhaufen zu arbeiten, um ein paar metaphorische zu findenNadeln.

Und schließlich können wir die ehrgeizige Qualität der Drake-Gleichung nicht außer Acht lassen, und das ist wichtig. Wenn die Chancen stehen, dass es dort draußen kein Leben gibt, warum sollten Sie sich dann überhaupt die Mühe machen, zu suchen?

Aber wenn Sie sich die Drake-Gleichung ansehen und den potenziellen Nutzen von Tausenden möglicher außerirdischer Zivilisationen sehen können, die ihre Anwesenheit in das Universum senden, dann könnte das ausreichen, um einen Astronomen nach seiner tausendsten Nacht, in der er der Stille der lauscht, am Laufen zu haltenUniversum. Schließlich kann man nichts finden, wonach man nie gesucht hat.