Mes Galaktikoje vieni. Matematiškai įrodyta

Astronomas Frankas Drake'as 1961 m. suformulavo lygtį, kad įvertintų civilizacijų, galinčių bendrauti su mumis, skaičių. Nuo to laiko mūsų supratimas apie Visatą labai pasikeitė, todėl formulė buvo pakoreguota ir atlikti nauji skaičiavimai. Rezultatai gali paaiškinti vadinamąją Didžiąją tylą – kodėl su mumis dar niekas nesusisiekė, rašo leidinys „nature.com“.

Nepaisant populiarumo, Franko Drake'o lygtis daugelį metų buvo kritikuojama dėl plačių prielaidų ir dviprasmiškų parametrų. Tai dažnai lemia pernelyg optimistišką N vertės įvertinimą – civilizacijų mūsų Galaktikoje skaičių, su kuriomis galėtume bendrauti. Tai kelia klauimą, žinomą kaip Fermi paradoksas: jei protinga gyvybė yra įprasta, kodėl mes neradome jokių jos įrodymų? Naujas tyrimas siūlo galimą šios problemos sprendimą, pridedant du naujus veiksnius.

Planetų mokslininkai Robertas Sternas iš Teksaso universiteto Dalase ir Tarasas Gerya iš ETH Ciuricho, du tyrimo bendraautoriai, teigia, kad tiek žemynų, tiek vandenynų buvimas, taip pat ilgalaikė plokščių tektonika yra labai svarbūs pažangių civilizacijų atsiradimui. Taigi jie siūlo į lygtį įtraukti du veiksnius: gyvenamųjų planetų, turinčių reikšmingus žemynus ir vandenynus, ir tų planetų, kuriose plokščių tektonika buvo aktyvi mažiausiai 500 milijonų metų, proporciją. Tačiau šis koregavimas žymiai sumažina N reikšmę Franko Drake'o lygtyje.

„Mūsų darbas parodo, kad tiek planeta Žemė su jos žemynais, vandenynais, plokščių tektonika ir gyvybė, tiek mūsų aktyvi, komunikabili, technologinė žmonių civilizacija yra itin reta ir unikali visoje galaktikoje“, - pasakė T. Gerya.

Tradicinė F. Drake'o lygtis apskaičiuoja aktyvių nežemiškų civilizacijų skaičių Paukščių Take, atsižvelgiant į kelis veiksnius, tokius kaip žvaigždžių formavimosi greitis, žvaigždžių ir planetų santykis, tinkamų gyventi planetų skaičius, planetų, kuriose gali vystytis gyvybė, dalis. Siūlomi lygties koregavimai patikslina įverčius, kiek planetų galėtų sukurti gyvybę ir kiek civilizacijų turi technologijų, kurias galima aptikti, įtraukiant naujus aplinkos, biologinius ir technologinius veiksnius.

Tyrėjai teigia, kad didelių vandenynų buvimas, taip pat Žemės perėjimas nuo vienos plokštės tektonikos (stabilaus paviršiaus sluoksnio) prie keleto plokščių tektonikos maždaug prieš 1 milijardą metų buvo labai svarbūs sparčiam sudėtingos gyvybės vystymuisi. Ši geologinė veikla ne tik sukūrė pradines sąlygas gyvybei atsirasti, bet ir paskatino skirtingų aplinkų, turinčių savo klimatą ir ekosistemas, atsiradimą, o tai palengvino pažangių gyvybės formų, galinčių kurti technologijas ir sudėtingas visuomenes, evoliuciją.

Remiantis nauju tyrimu, plokščių tektonika yra labai svarbi sudėtingos gyvybės ir pažangių civilizacijų vystymuisi. Žemės plokščių judėjimas sukuria įvairias buveines, apdoroja maistines medžiagas ir reguliuoja klimatą – visa tai labai svarbu gyvybei. Taip pat reikalinga, kad plokščių tektonika tęstųsi 500 milijonų metų, aiškina T. Gerya, nes sudėtingos daugialąstės gyvybės biologinė evoliucija vyksta itin lėtai.

„Žemėje prireikė daugiau nei 500 milijonų metų, kad iš pirmųjų gyvūnų, atsiradusių maždaug prieš 800 milijonų metų, išsivystytų žmonės“, – pasakė jis.

Technologijos vystosi dėl kasdienių poreikių, tokių kaip įrankių gamyba, ūkininkavimas, drabužiai ir ginklai, teigia autoriai ir priduria, kad ugnis ir elektra yra būtini protingoms civilizacijoms vystytis. Jie rašo, kad vargu ar atsiras sudėtingos civilizacijos grynai okeaninėje aplinkoje.

Anot mokslininkų, planetos, turinčios ir žemynus, ir vandenynus, taip pat ilgalaikę plokščių tektoniką, tikriausiai yra gana retos, todėl Franko Drake'o lygtyje reikia atsižvelgti į šią aplinkybę.

Siekdami išsiaiškinti, kiek tikėtina, kad planetoje yra ir žemynų, ir vandenynų, R. Sternas ir T. Gerya ištyrė, kiek vandens reikalingaplanetos paviršiuje. Jie nustatė, kad Žemės dydžio planeta turi turėti nuo 0,007% iki 0,027% savo masės vandens pavidalu, kad egzistuotų žemynai ir vandenynai.

Tada jie palygino tai su bendru galimu vandens kiekiu planetose, kuris svyruoja nuo 0% iki 3,8% arba net nuo 0% iki 55%, priklausomai nuo to, kaip jos susidarė. Plokščių tektonikai mokslininkai naudojo duomenis, kurie rodo, kad tik apie 33% planetų turi tinkamų cheminių medžiagų, kad susidarytų pakankamai tankios tektoninės plokštės, reikalingos judėjimui. Iš jų tik maždaug pusė yra pakankamai didelės ir turi pakankamą gravitaciją, kad palaikytų plokščių tektoniką.

Atsižvelgdami į šiuos naujus veiksnius ir įvertinimus, mokslininkai apskaičiavo, kad tikimybė, kad planetoje bus abu žemynai, vandenynai ir ilgalaikė plokščių tektonika, yra labai maža – mažesnė nei 0,2%. Pažvelgus į tai, panašu, kad iš 1000 rastume tik dvi tinkamas planetas.

Jei šią reikšmę įtrauksime į F. Drake'o lygtį, gautume gana nuviliantį rezultatą, bent jau kalbant apie išsivysčiusios civilizacijos buvimą. Modifikuota F. Drake'o lygtis rodo, kad išsivysčiusios civilizacijos yra itin retos, o tikimybė, kad planetoje bus tinkamos sąlygos, yra nuo 0,0034% iki 0,17%. Tai reiškia, kad mūsų galaktikoje gali būti nuo 0,006 iki 100 000 aktyvių, bendraujančių civilizacijų, o tikrasis skaičius gali būti mažesnis, atsižvelgiant į ribotą laiką, per kurį šios civilizacijos gali bendrauti dėl galimo savo žlugimo ar išnykimo.

„Kita vertus, tikimybė rasti planetų, potencialiai tinkamų gyvybės egzistavimui – dar be civilizacijų arba su jau išnykusiomis civilizacijomis – yra daug didesnė. Tai galima padaryti naudojant nuotolinį egzoplanetų stebėjimą“, – sako T. Gerya.

Nors viršutinė 100 000 riba atrodo didelė, apatinė vertė yra svarbesnė. Kadangi mažesnis įvertis yra labai artimas nuliui, tai reiškia, kad yra didelė tikimybė, kad mūsų galaktikoje gali nebūti kitų civilizacijų. Tai padėtų paaiškinti, kodėl dar neaptikome jokių iš jų ateinančių signalų.

Praeityje F. Drake'o lygtis suteikė daug aukštesnę apatinę ribą, o tai rodė, kad mes beveik tikrai nesame vieni ir kad turi būti bent 200 civilizacijų, bandančių susisiekti su mumis. Kadangi nieko neradome, šis senas įvertinimas atrodo klaidingas, sakė T. Gerya. Naujas, daug mažesnis įvertinimas (artimas nuliui) leidžia aiškiau suprasti, kodėl mes nieko negirdėjome iš kitų: galbūt tiesiog nieko, iš ko būtų galima ką nors išgirsti.