Уравнение Дрейка - это знаменитая формула для оценки количества разумных внеземных цивилизаций в нашей Галактике. Эта тема волнует умы ученых и фантастов уже многие десятилетия.
История создания уравнения Дрейка
Автором уравнения является Фрэнк Дональд Дрейк - американский астрофизик и один из пионеров проекта SETI по поиску внеземных цивилизаций. Он сформулировал свою знаменитую формулу в 1960 году во время подготовки к конференции в Грин-Бэнк, штат Западная Виргиния.
Эта конференция обозначила программу SETI как научное исследование. На конференции собрались ведущие астрономы, физики, биологи, социологи и промышленники, чтобы обсудить возможность обнаружения разумной жизни на других планетах.
Изначально Фрэнк Дрейк не предполагал, что его формула станет главным аргументом сторонников поиска внеземных цивилизаций и обеспечит им финансирование на десятилетия вперед. Он хотел с ее помощью систематизировать хаотичную дискуссию ученых и сосредоточить внимание на отдельных конкретных вопросах.
Однако со временем уравнение Дрейка стало неотъемлемой частью проекта SETI. Его популярными усилиями таких ученых, как Карл Саган. Саган настолько часто цитировал эту формулу в своих работах, что ее даже стали неформально называть "уравнением Сагана".
Суть уравнения Дрейка
Математически уравнение Дрейка выглядит следующим образом:
N = R*fp*ne*fl*fi*fc*L
Где:
- N - количество цивилизаций в Галактике, с которыми возможен контакт;
- R - количество звезд, образующихся в год;
- fp - доля звезд с планетными системами;
- ne - число планет в звездной системе, пригодных для жизни;
- fl - вероятность зарождения жизни на такой планете;
- fi - вероятность развития жизни до разумной стадии;
- fc - вероятность желания разумной цивилизации вступить в контакт;
- L - время активного существования цивилизации.
Как видно, уравнение учитывает множество факторов, влияющих на появление в Галактике других цивилизаций, способных вступить с нами в контакт.
Параметры R, fp, ne
Некоторые параметры в формуле Дрейка известны довольно хорошо. Например, R - количество рождающихся в год звезд в Млечном Пути. Сейчас астрономы оценивают этот показатель примерно в 1-3 звезды в год.
Также сравнительно неплохо изучен параметр fp - доля звезд, имеющих планетные системы. Согласно наблюдениям, около 50% звезд имеют орбитирующие планеты.
Число potent планет (ne), пригодных для жизни, оценивается сейчас значительно выше, чем раньше - до 10 на одну систему, благодаря открытиям экзопланет и лун газовых гигантов.
Дискуссионные параметры fl, fi, fc, L
Остальные сомножители в формуле вызывают больше споров среди ученых, поскольку их сложно оценить объективно. В том числе:
- fl - вероятность зарождения жизни;
- fi - вероятность развития разума;
- fc - желание цивилизации вступить в контакт;
- L - время активного существования цивилизации.
Относительно этого вопроса существует несколько точек зрения, но основные расчеты параметров опираются на данные об эволюции на планете Земля.
Так, Карл Саган полагал, что за исключением фактора L все параметры могут быть достаточно высоки. Иначе говоря, возникновение жизни и разума не является каким-то исключительным чудом, так что главной определяющей переменной была именно продолжительность существования цивилизации.
| Параметр | Примерная оценка |
| fl | 0.5 (50%) |
| fi | 0.1 (10%) |
| fc | 0.1 (10%) |
| L | 10 000 лет |
Пессимистичные и оптимистичные расчеты
Подставив разные значения сомножителей в уравнение Дрейка, ученые получали либо очень высокие оценки количества цивилизаций, либо практически нулевые.
Пессимистичные сценарии
Пессимисты полагали, что вероятность зарождения и развития жизни настолько мала, что даже при огромном количестве звезд в Галактике контактоспособные цивилизации - большая редкость.
Например, согласно одному из расчетов при значениях:получалось всего N = 10 цивилизаций на всю Галактику.
- fl = 0.001 (0.1%)
- fi = 0.001 (0.1%)
- fc = 0.1 (10%)
- L = 1000 лет
Оптимистичные сценарии
Оптимисты, напротив, считали вероятности высокими, а существование цивилизаций длительным:
Например, причисло цивилизаций N могло достигать нескольких миллионов.
- fl = 0.5 (50%)
- fi = 0.1 (10%)
- fc = 0.1 (10%)
- L = 100 000 лет
Реалистичные оценки
Более реалистичные значения параметров в современной науке - порядка
- fl ≈ 0.5 (50%)
- fi ≈ 0.1 (10%)
- fc ≈ 0.1 (10%)
- L ≈ 10 000 лет
При таких значениях формула Дрейка дает результат порядка нескольких десятков цивилизаций в Галактике. То есть около 30-40 помимо нашей с Земли.
Критика уравнения Дрейка
Несмотря на широкую известность, уравнение Дрейка вызывало и вызывает множество нареканий и критики в научном сообществе.
Критика со стороны философов и писателей
Так, писатель Майкл Крайтон в одной из своих лекций назвал уравнение Дрейка «абсолютно бессмысленным» с научной точки зрения:
Я придерживаюсь точки зрения, что наука может создавать только проверяемые гипотезы. Уравнение Дрейка не может быть проверено, и поэтому я не могу отнести SETI к науке. SETI подобен религии, его нельзя опровергнуть.
Защита уравнения Дрейка сторонниками SETI
Сторонники проекта SETI возражали критикам, что уравнение Дрейка, даже не давая точного количественного прогноза, тем не менее стимулировало развитие многих областей науки.
Дискуссии вокруг параметров уравнения привели к серьезным исследованиям в астрофизике, биологии, геологии. Были выделены значительные средства на новые телескопы и другое оборудование для поиска внеземных цивилизаций.
Поэтому ряд ученых считают, что уравнение Дрейка имеет большой практический смысл, даже если оно не дает строго доказуемого научного прогноза.
Предложения по уточнению уравнения
Ряд исследователей предлагал уточнить уравнение Дрейка на основе новых данных о параметрах fp, ne, fl, полученных при открытии экзопланет и исследовании геологии Марса.
Альтернативные подходы
Также выдвигались альтернативные формулы и модели для оценки вероятности существования других цивилизаций, учитывающие дополнительные факторы.
Уравнение Дрейка с поправкой на METI
Одно из интересных дополнений к уравнению Дрейка предложил российский астрофизик Александр Зайцев в 2005 году.
Он ввел дополнительный множитель - METI-коэффициент, который отражает готовность цивилизации не просто технически контактировать с другими, но и регулярно посылать сообщения в космос.
Динамические модификации уравнения
Также ряд ученых (Крейфелдт, Гиндилис, Панов) разрабатывали динамические версии уравнения Дрейка, где параметры меняются со временем, что более реалистично отражает эволюционные процессы во Вселенной.
Поиски внеземных цивилизаций после Дрейка
Несмотря на критику, уравнение Дрейка по-прежнему остается одной из ключевых концепций в области поиска внеземного разума.
Уточнение параметров со временем
С 1960-х годов произошли существенные изменения в понимании некоторых коэффициентов уравнения:
- Увеличились оценки fp и ne после открытия многочисленных экзопланет;
- Выросли представления о вероятности fl и fi после исследований геологии Марса и Земли.
Однако параметры fc и L по-прежнему являются предметом дискуссий в научном сообществе.
Современные проекты SETI
Проект SETI продолжает сканирование радиодиапазона с 1984 года, однако пока безуспешно.
Обсуждается идея использования данных телескопа Gaia о ближайших звездах для более целенаправленного поиска внеземных цивилизаций в перспективных системах.
Перспективы обнаружения инопланетян
Некоторые ученые полагают, что уже в ближайшие 10-20 лет мы можем обнаружить следы деятельности внеземных цивилизаций по косвенным признакам:
- Необычная инфракрасная сигнатура от планет на орбите других звезд;
- Искусственные вещества или структуры на поверхности экзопланет.
Будущее уравнения Дрейка
В любом случае уравнение Дрейка еще долго будет стимулировать научные изыскания в этой области и заставлять пересматривать наши представления о жизни во Вселенной по мере новых открытий.
