Какова вероятность внеземной жизни?

Очевидно, что мы не единственные разумные существа во Вселенной, но если это так, где же все?

Взгляните на наш уголок Вселенной: считается, что в Галактике Млечный Путь — 300–400 миллиардов звезд. И при этом наша галактика даже не крупная: гигантские эллиптические галактики содержат около 100 триллионов звезд каждая. С более чем 170 миллиардами (предположительно) галактик в видимой части Вселенной, там должно быть от 10²² до 10²⁴ звезд. Даже 10²² звезд — это 10 000 звезд на каждую песчинку на всех пляжах мира, а 10²⁴ — это 1 000 000 звезд на каждую песчинку. Будет удивительно высокомерно предположить, что мы настолько особенны, что не существует другой технологически развитой цивилизации во Вселенной 10²² звезд.

Видимая часть Вселенной

Видимая Вселенная — это сфера около 92 миллиардов световых лет в диаметре с планетой Земля в центре. За ее пределами, возможно, существует множество Вселенных, но мы не можем знать об этом, поскольку их свет еще не достиг нас, хотя прошло 13,8 миллиарда лет. Может статься, мы ничего не знаем о большей части Вселенной. Вероятность того, что мы по случайному стечению обстоятельств находимся прямо в центре сферической Вселенной, крайне мала.

Итак, очень вероятно, что разумные существа существуют где-то во Вселенной, но они могут находиться слишком далеко, чтобы войти с нами в контакт, даже если они хотят этого. Но как насчет возможности разумной жизни на 300–400 миллиардах звезд, которые образуют нашу галактику? Это вопрос, на который мы, вероятно, способны когда-нибудь найти ответ.

Парадокс Ферми

Итальянский физик Энрико Ферми (1901– 1954) в 1950 г. заметил, что если разум распространен во Вселенной, почему у нас до сих пор не было контактов и мы не получили ни одного свидетельства существования инопланетян? Этот вопрос до сих пор беспокоит астрономов, он породил много теорий о барьерах технологического развития или видах эволюции и выживания, а также с новой силой поднял старый вопрос: а может, мы действительно особенные?

Уравнение Дрейка

Уравнение Дрейка — это попытка установить параметры для вероятности разумной жизни за пределами Земли, но в нашей галактике. У нас пока нет данных, чтобы заменить все переменные числами, но оно дает возможность сделать вычисления, если у нас будут нужные данные. Существует несколько различающихся между собой версий. Самая интуитивно понятная версия выглядит так:

N = N* x f_p x n_е x f_l x f_i x f_c x f_L

где:

N = количество цивилизаций, чьи электромагнитные излучения поддаются обнаружению в нашей галактике (т. е. те, которые находятся в нашем световом конусе, см. схему)

и

N* = количество звезд в галактике Млечный путь;

f_p = доля тех звезд, у которых есть планеты;

n_е = среднее число пригодных для жизни планет на планетарную систему;

f_I = доля планет, пригодных для жизни, которая рано или поздно начнет развиваться;

f_i = доля планет, где есть жизнь, которая продолжает развиваться в направлении разумности (цивилизации);

f_c = доля цивилизаций, развивающих технологии, которые облегчат обнаружение знаков их существования в космосе;

f_L = время существования способной к коммуникации цивилизации относительно времени существования планеты.

Хотя шансы на разумную жизнь выглядят сомнительно, помните, что мы начинаем с 300 или 400 миллиардов звезд нашей галактики, и очень возможно, что планеты вокруг звезд — это норма, а не исключение. Давайте поэкспериментируем с числами, абсолютно гипотетически.

Предположим, что 15% звезд в галактике похожи на Солнце и у них есть планеты (f_p). Это число находится между границами диапазона, предполагаемого современными исследователями, — 5–22%.

400 миллиардов х 0,15

В нашей планетарной системе, помимо Земли, Марс считается единственной планетой, которая была пригодна для жизни или имеет потенциал стать таковой. Примем n_е = 2:

400 миллиардов х 0,15 х 2

Многие ученые полагают, что жизнь на Земле началась только спустя миллиарды лет после ее образования или около того. Означает ли это, что жизнь появляется, если складываются подходящие условия?

Но мы не нашли жизни на других планетах и спутниках, которые выглядели так, будто пригодны для жизни. Это говорит о том, что жизнь, скорее всего, не появляется так легко. Мы не знаем. Оценка того, насколько вероятно рождение жизни, может варьироваться от 100% (если жизнь может появиться — она появится) до близкой к 0 (рождение жизни — крайне редкое явление). Давайте выберем число между ними, например 10% (f_I ):

400 миллиардов х 0,15 х 2 х 0,1

На скольких из этих планет жизненные формы разовьются до разумных (f_i )? Очень сложно угадать. Некоторые ученые считают разум настолько полезным, что его появление гарантированно, т. е. близко к 100%. Другие думают, что это крайне редкое явление. Давайте выберем 1%:

400 миллиардов х 0,15 х 2 х 0,1 х 0,01

Теперь эксперимент становится совсем умозрительным. Мы не имеем понятия, насколько вероятно то, что разумные существа построят технологическую цивилизацию и произведут электромагнитные сигналы, которые можно обнаружить (f_c ). Это может быть 1 к 10 или 1 на миллион. Давайте остановимся на 1 к 10 000.

400 миллиардов х 0,15 х 2 х 0,1 х 0,01 х 0,0001 = 12 000

Итак, мы получили 12 000 цивилизаций в нашей галактике, способных продуцировать сигналы, которые мы можем обнаружить.

Это выглядит многообещающе, но, что важнее, они должны пересечься с нами по времени существования — или лучше, прибытие сигнала должно совпасть по времени с нашим существованием — и теперь портится вся картина.

Если цивилизация сохраняет способность к электромагнитной активности в течение 10 000 лет (продолжительность существования человеческой цивилизации до настоящего времени), а планета живет 10 миллиардов лет, тогда f_L равен:

10³ ÷ 10⁹ = 1/10^–6

12 000 х 10^–6 = 0,012

Таким образом, мы имеем 98,8% вероятности, что сейчас никто нас не слушает и не посылает сигналов в нашей галактике.

Конечно, все наши цифры были умозрительны и могут быть абсолютно ошибочными. Если у половины всех звезд есть планеты, пригодные для жизни, если жизнь точно появится и в конце концов станет разумной, если 10% разумных существ будут способны к электромагнитной коммуникации и если самые успешные виды, как акулы, например, будут существовать на протяжении 350 миллионов лет, результат будет совсем другим: теперь у нас 14 миллиардов контактных форм жизни! Это более чем в триллион раз больше, чем при выборе более умеренных цифр.

В сети представлены разнообразные интерактивные калькуляторы уравнения Дрейка. Если хотите, можете поэкспериментировать с разными вариантами заселения Вселенной.