Книга: Все эти миры — ваши. Научные поиски внеземной жизни

Уравнение Дрейка

Уравнение Дрейка

В 1961 г., через два года после выхода статьи Коккони и Моррисона, в помещении радиотелескопа «Грин-Бэнк», Западная Виргиния, проходила небольшая конференция. Темой конференции была деятельность SETI, и на ней присутствовало всего 10 человек из таких различных областей науки, как нейробиология, химия и астрономия. Среди них были Филип Моррисон и молодой тогда Карл Саган. Собравшись вместе, они обсуждали, вероятно, многие из тех идей, о которых вы прочли в этой книге.

Среди прочих на встрече присутствовал астроном Фрэнк Дрейк. Он только что закончил проект «Озма» — первую попытку обнаружить с помощью радиотелескопа «Грин-Бэнк» радиопередачу со звездных систем Тау Кита и Эпсилон Эридана. Желая подвести итог главному вопросу, который обсуждали в тот день на конференции, — что нужно знать, чтобы определить количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт в галактике Млечный Путь, — Фрэнк написал на доске обманчиво простую формулу:

Смысл уравнения передавался довольно длинным предложением: количество внеземных цивилизаций, присутствующих в нашей Галактике на сегодняшний день (N), равно произведению количества звезд, образующихся за год в нашей Галактике (R_*), доли звезд, обладающих планетами (fp), среднего количества приходящихся на одну звезду планет с подходящими условиями для жизни (n_e), вероятности зарождения жизни на планете с подходящими условиями (f_l), вероятности возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь (f_i), вероятности существования технической возможности вступить в контакт (f_c) и времени жизни такой цивилизации (L).

Как я уже говорил, уравнение обманчиво просто, но также и обманчиво пугающе. Если начинать с левой стороны, можно подставить значения, относительно хорошо известные. Так, например, количество звезд, образующихся в галактике Млечный Путь за год, — это примерно 4 солнцеподобные звезды в год. Мы можем уточнить это значение, если учтем, что большинство новых звезд меньше Солнца, но, когда я говорю, что это число достаточно хорошо известно, я имею в виду, что наша оценка превышает истинное значение не больше и не меньше чем в 100 раз.

Это хорошие новости. Но, по мере того как мы будем продвигаться слева направо, наши познания относительно каждого параметра в уравнении будут быстро уменьшаться. На самом деле, если рассматривать такие вопросы, как время жизни технологических цивилизаций, мы можем только предположить, что оно больше 80 лет (примерно столько мы находимся на этой стадии) и, вероятно, меньше времени существования Вселенной. В пределах этих значений можно с тем же успехом назвать любое другое число. С учетом такой большой неопределенности уравнение Дрейка не раз подверглось критике, поскольку все попытки подсчитать количество цивилизаций, готовых вступить в контакт, заканчиваются бесплодными спорами.

Сторонники SETI и уравнения Дрейка часто утверждают, что Фрэнк Дрейк вывел эту формулу только для того, чтобы очертить круг вопросов, который предполагалось обсудить на той конференции 1961 г. В таком случае мы можем рассматривать ее как научный список желаний — темы, которые заслуживают дальнейшего изучения, если мы хотим когда-нибудь в будущем оценить наши шансы на установление контакта с инопланетными цивилизациями. Критики уравнения Дрейка указывают, что нам неизвестно значение большинства входящих в уравнение параметров, и даже подвергают сомнению саму возможность установить значения этих величин когда-нибудь в будущем.

Так кто же прав? Неужели исходная концепция SETI в корне неверна или даже хуже того — ненаучна? Если коротко, то это не так. Уравнение Дрейка совершенно верное — даже слишком верное — научное утверждение, демонстрирующее степень нашего неведения. Более того, уравнение Дрейка можно и нужно расценивать как попытку определить, от каких факторов зависит оценка готовых к контакту цивилизаций в нашей Галактике. Не стоит маскировать наличие подобной проблемы уклончивыми ответами. Если мы действительно хотим обнаружить эти цивилизации, нам надо осознать границы нашего невежества и затем начать предпринимать шаги для устранения пробелов в нашем познании. Да, в настоящее время большая часть этих параметров нам неизвестна, но это не означает, что они не значимы или непознаваемы в принципе.

Взять, например, успех миссии «Кеплера». Чтобы понять значение открытий, сделанных «Кеплером», надо отметить, что спустя 20 лет после обнаружения первой экзопланеты мы получили относительно достоверную оценку параметра fp — доли звезд, обладающих планетами. Впечатляет тот факт, что нам на это потребовалось всего 20 лет. Ответы на фундаментальные вопросы требуют много времени и усилий, и уравнение Дрейка — действенный метод разделить один фундаментальный вопрос на несколько более легких.

Какой из параметров уравнения Дрейка кажется вам наиболее важным? На мой взгляд, тот, что лежит cразу за пределом наших современных знаний. С учетом того, что мы сегодня знаем о переменных Дрейка, следующий неизвестный нам параметр — это количество пригодных для жизни планет на одну звезду. «Кеплер» уже позволил нам сделать предварительную оценку его значения, а TESS и PLATO уточнят ее в будущем.

Мы можем сделать еще один шаг и рассмотреть вопрос о том, на какой части из пригодных для жизни планет может возникнуть жизнь. Это один из самых основополагающих вопросов — возможно, даже самый основополагающий, — поскольку, чтобы решить уравнение Дрейка, нам необходимо обнаружить жизнь за пределами Земли. Этот вопрос стоит перед всеми астробиологами, ищут ли они биомассу на Титане или ждут твитов с Тау Кита. Вероятность успеха или провала в обоих случаях определяется одним и тем же уравнением Дрейка, пусть даже более или менее урезанным по сравнению с первоначальной формулировкой.

Мне самому очень хотелось бы понять, как можно с помощью уравнения Дрейка оценить численность хотя бы элементарных форм жизни, не говоря уже о подсчете количества потенциальных пользователей «Твиттера» в нашей Галактике. Но никому не приходит в голову критиковать другие области астробиологии лишь на том основании, что мы не знаем, какова вероятность зарождения жизни на планете с подходящими для нее условиями. На самом деле попытки обнаружить внеземную жизнь потому и привлекают к себе такое внимание, что это очень важный и совершенно неизученный вопрос.

Надо признать, что применительно к SETI в уравнении Дрейка появляется еще несколько коэффициентов, которые требуют дальнейших антропоцентричных допущений. Тем не менее когда Фрэнк Дрейк писал свое уравнение, он следовал четкой научной традиции. С нашей стороны было бы неблагодарностью жаловаться на то, что он поставил целый ряд фундаментальных вопросов, ответы на которые от нас ускользают. Повестка, заданная им в 1961 г., и сегодня остается значимой и содержит в сжатом виде полный спектр задач астробиологии.