Vannak rajtunk kívül civilizációk a Tejútrendszerben?

Frank Drake 1930-ban született Chicagoban. Kiskorában édesapja arról beszélt neki, hogy idegen civilizációk is vannak az űrben, és ez beindította gyermeki fantáziáját. Olyan világokat képzelt el, melyeknek lakói különös városokat építettek, saját gépjárműveikkel közlekedtek – bár apja nem erre, mindössze a Naprendszer többi (lakatlan) bolygójára gondolt.

Carl Sagan fizikus-űrkutatóval és Melvin Calvin biokémikussal, a Calvin-ciklus felfedezőjével való beszélgetések nyomán merült fel benne, hogy egy egyenlet segítségével szakértői becslést lehet adni a világűrben létező idegen civilizációk számáról – ez lett a nevét viselő Drake-egyenlet. A Drake-egyenlet az űrkutatás és a csillagászat egyik legismertebb gondolatkísérlete, amelynek célja, hogy megbecsülje, hány intelligens, kommunikációképes civilizáció létezhet a Tejútrendszerben.

Az egyenletet 1961-ben állította fel Frank Drake, eredetileg nem azért, hogy pontos számot adjon, hanem hogy rendszerezze azokat a tényezőket, amelyek befolyásolják az idegen élet valószínűségét.

$N=R^{*}\times f_{p}\times n_{e}\times f_{l}\times f_{i}\times f_{c}\times L$

N az egymással kommunikálni képes civilizációk száma
$R *$ a csillagok keletkezésének gyorsasága (db/év) a Tejútrendszerben
$f p$ a bolygórendszerrel rendelkező csillagok aránya
$n e$ a lakható bolygók átlagos száma egy bolygórendszerben
$f l$ az élet kialakulásának valószínűsége
$f i$ értelmes lények kialakulásának valószínűsége
$f c$ technikai civilizáció kialakulásának valószínűsége
$L$ a technikai civilizáció várható élettartama (a kommunikációnak kétirányúnak kell lennie)

A képlet szerint a technológiailag fejlett idegen civilizációk száma a következőképpen kapható meg: a csillagformálódási időegyüttható szorozva azon csillagok számával, melyeket bolygórendszer vesz körül, ez szorozva azon bolygórendszerenként vett bolygók átlagos számával, amelyek képesek eltartani az életet, ez szorozva azon bolygók átlagos számával, melyeken nem csak az élet feltételei adottak, de ténylegesen meg is jelenik az élet, ezt szorozva azon bolygók átlagos számával, ahol az intelligens, azaz önreflektív élet is kialakul (vagyis ahol felteszik azt a kérdést, hogy egyedül vagyunk-e a világegyetemben), ezt szorozva azon bolygók átlagos számával, ahol a technológiai fejlődés eljut arra a szintre, amely már rádióhullámok a világűrbe történő kibocsájtásával jár, szorozva az időegyütthatóval, azzal a számmal, ameddig ezen technológiailag fejlett civilizációk fennmaradnak.

Értelemszerűen, ha a képlet bármely értéke zéró értéket venne fel, akkor a végeredménynek is zérónak kéne lennie, de bizonyos, hogy nem az, hiszen mi itt vagyunk.

Miért fontos a Drake-egyenlet?

Tudományos keret a vita számára
A Drake-egyenlet létrehozásának fő célja az volt, hogy a Földön kívüli intelligencia keresésével (SETI) foglalkozó tudósok az addigi, sokszor széttartó feltételezések helyett egy közös keretben tudjanak gondolkodni. Ez lehetővé tette, hogy a vita ne általános „van-e élet odakint?” kérdések körül forogjon, hanem számszerűsíthető, kutatható tényezőkre bontsa a problémát.
Motiváció a kutatásra
Az egyenlet minden tényezője mögött egy-egy kutatási irány áll. Például a fₚ és nₑ meghatározásában a bolygóvadász űrtávcsövek (pl. Kepler, TESS) óriási előrelépést hoztak, hiszen ma már tudjuk, hogy a csillagok többségének van bolygórendszere.
Az élet valószínűségének tudományos vizsgálata
Bár sok paraméter jelenleg is bizonytalan, az egyenlet rávilágít, hogy a Földön kívüli élet valószínűsége nem csak „igen vagy nem” kérdés, hanem fokozatokban mérhető. Ez segíti a filozófiai, biológiai és asztrobiológiai gondolkodást is.
Kulturális hatás
A Drake-egyenlet túlnőtt a tudományos körökön: a populáris kultúrában is gyakran hivatkoznak rá sci-fi regényekben, filmekben és ismeretterjesztő műsorokban. Ez hozzájárul az űrkutatás népszerűsítéséhez.
A Fermi-paradoxon kontextusában
A Fermi-paradoxon („Ha az élet gyakori, hol van mindenki?”) és a Drake-egyenlet kéz a kézben segítenek megérteni, miért lehet óriási eltérés az elméleti számítások és a tényleges megfigyelések között. Ha bármelyik szorzótényező nagyon kicsi, az drasztikusan lecsökkenti a N értékét. Egyik sem sem nulla, mert mi itt vagyunk…

Hol vannak az idegen civilizációk?

A Drake-egyenlet nem azért fontos, mert konkrét választ ad a kérdésre, hanem mert tudományos gondolkodási keretet nyújt az élet univerzumbeli elterjedésének vizsgálatához. Lényegében egy „kutatási térkép”, amely kijelöli, mely területeken kell adatokat gyűjteni: a csillagkeletkezéstől a bolygók lakhatóságán át az élet kialakulásáig és fennmaradásáig. Bár a tényezők közül több ma is bizonytalan, az elmúlt évtizedekben a műszerek fejlődésével egyre több adatot tudunk beépíteni, így a becslések folyamatosan pontosodnak.

A kérdés tehát csak az, ahogy azt Enrico Fermi olasz-amerikai fizikus megfogalmazta híres paradoxonjában: „Jó, de akkor hol vannak a többiek?”

Voltak és jelenleg is folynak kísérletek a Fermi-paradoxon feloldására, földön kívüli civilizációk létezésére utaló közvetlen vagy közvetett bizonyítékok keresésével, valamint olyan elméletek felállításával, amik kijelentik, hogy ilyen élet az emberek tudta nélkül is létezhet. Az ellenvélemények azt feltételezik, hogy nem létezik intelligens földön kívüli élet, vagy csak olyan ritkán fordul elő, hogy az emberek soha sem léphetnek kapcsolatba ezekkel az életformákkal.