Astronomi su potvrdili postojanje tisuća planeta izvan Sunčeva sustava. Ipak, kada ih pitamo koliko izvanzemaljskih civilizacija postoji u Mliječnoj stazi, još nemaju pouzdan broj. Između otkrića planeta i dokaza da na njemu netko živi ostaje niz pitanja na koja zasad ne znamo odgovoriti.
Drakeova jednadžba razdvaja ta pitanja. Povezuje nastanak zvijezda i planeta s pojavom života, razvojem inteligencije i trajanjem razdoblja u kojem civilizacija proizvodi uočljive signale. U nekim njezinim dijelovima astronomija je znatno napredovala. U drugima još ovisimo o pretpostavkama, zbog čega i naizgled razuman izračun može dati posve različite rezultate.
Što zapravo računa Drakeova jednadžba?
Astronom Frank Drake osmislio ju je 1961. kao okvir za raspravu o potrazi za izvanzemaljskom inteligencijom. Uobičajeni zapis glasi:
N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L
Prema objašnjenju Instituta SETI, oznaka N predstavlja broj civilizacija u Mliječnoj stazi čije bi elektromagnetske emisije bilo moguće otkriti. Ostali članovi predstavljaju:
- R*: stopu nastanka zvijezda pogodnih za razvoj inteligentnog života, izraženu brojem zvijezda u godini.
- fp: udio tih zvijezda koje imaju planete.
- ne: prosječan broj planeta pogodnih za život u takvom sustavu.
- fl: udio pogodnih planeta na kojima život doista nastane.
- fi: udio planeta s životom na kojima se razvije inteligencija.
- fc: udio civilizacija koje razviju tehnologiju s uočljivim tragovima.
- L: prosječno trajanje razdoblja tijekom kojeg takve tragove proizvode, izraženo u godinama.
Jednadžba tako prati cijeli niz potrebnih uvjeta, od zvijezde s planetima do civilizacije koju bismo mogli zamijetiti.
Broj planeta ne otkriva koliko je njih nastanjeno
Istraživanja egzoplaneta promijenila su početni dio te računice. NASA-in pregled otkrivenih planeta razlikuje potvrđene svjetove od kandidata koji još zahtijevaju dodatna opažanja. Broj potvrđenih već se mjeri tisućama, a u galaksiji se očekuju milijarde planeta.
Uspoređujući različite sustave, istraživači mogu proučavati koliko su pojedine vrste planeta česte i oko kakvih se zvijezda pojavljuju. To daje opažačku podlogu dijelu Drakeove jednadžbe koji se nekada oslanjao na mnogo manje podataka.
Ni katalog otkrivenih planeta nije nepristran presjek galaksije. Metodom tranzita, koja bilježi pad sjaja zvijezde kada planet prođe ispred nje, lakše uočavamo velike planete s kratkim orbitalnim periodima: zaklanjaju više svjetlosti, a njihovi se prolasci češće ponavljaju. Zato se udio zvijezda s planetima ne dobiva jednostavnim prebrojavanjem otkrića. Astronomi moraju uzeti u obzir i svjetove koje njihove metode teže otkrivaju.
No planet u nastanjivoj zoni još nije potvrđeno mjesto za život. NASA nastanjivu zonu opisuje kao područje oko zvijezde u kojem bi na površini planeta mogla postojati tekuća voda. Riječ je o mogućnosti koja ovisi o uvjetima na samom planetu.
Udaljenost od zvijezde zato nije dovoljna za procjenu nastanjivosti. Važni su atmosfera i njezin sastav, svojstva zvijezde te sposobnost planeta da zadrži pogodne uvjete. Sam podatak o orbiti nije dovoljan za zaključak da na planetu postoje oceani, a pogotovo organizmi koji u njima žive.
Najteži korak počinje s pojavom života
Potraga za životom zahtijeva drugačije dokaze od otkrića planeta. Teleskop može zabilježiti prolazak planeta ispred zvijezde, a da pritom gotovo ništa ne otkrije o uvjetima na njegovoj površini.
Analiza atmosfere može ponuditi više informacija. Kako objašnjava NASA u pregledu potrage za životom, istraživači proučavaju kemijske sastojke koji bi mogli biti povezani s biološkim procesima. Takve tragove treba tumačiti u kontekstu cijelog okoliša, jer zanimljiv kemijski sastav sam po sebi ne potvrđuje postojanje organizama.
Čak ni otkriće jednostavnog života ne bi odgovorilo na pitanje o civilizacijama. Drakeova jednadžba između tih dviju mogućnosti uvodi dodatne korake: razvoj inteligencije i pojavu uočljive tehnologije. Svaki nosi zasebnu nepoznanicu. Dok život poznajemo samo s jednog planeta, teško možemo pouzdano procijeniti koliko se često cijeli niz ponavlja drugdje.
Zašto je trajanje civilizacije toliko važno?
Drakeova jednadžba ne zbraja sve civilizacije koje su ikada postojale. U svojem jednostavnom obliku povezuje učestalost njihova nastanka s prosječnim trajanjem razdoblja tijekom kojeg proizvode uočljive signale.
Zamislimo dvije računice s potpuno jednakim pretpostavkama o zvijezdama, planetima i životu. U prvoj civilizacije proizvode uočljive tragove tisuću godina, a u drugoj milijun. Samo ta razlika u članu L povećava rezultat tisuću puta. To je ilustracija osjetljivosti jednadžbe, a ne procjena stvarnog trajanja izvanzemaljskih društava.
Pritom signal nije vijest o tome što se na udaljenom planetu događa upravo sada. Radijski valovi putuju brzinom svjetlosti: signal iz sustava udaljenog tisuću svjetlosnih godina pokazivao bi nam što se ondje događalo prije tisuću godina. Njegov pošiljatelj više ne bi morao biti aktivan kada signal stigne do Zemlje. Zato treba razlikovati broj civilizacija koje odašilju signale od mogućnosti da neki od tih signala baš sada možemo primiti.
Kraj uočljivosti ne mora značiti nestanak stanovnika nekog planeta. Pitanje je koliko dugo njihova tehnologija ostavlja tragove koje razmatramo u određenoj potrazi.
Važne su i pretpostavke o vremenu. U teorijskom radu objavljenom 2025. u časopisu International Journal of Astrobiology, David Kipping i Geraint Lewis razmatraju ravnotežu pojavljivanja i nestajanja civilizacija. Njihov pristup pokazuje koliko rezultat ovisi o odabranom modelu populacije. Takvi radovi ispituju posljedice pretpostavki; ne predstavljaju popis otkrivenih civilizacija.
Što nam govori potraga bez rezultata?
Dosadašnji izostanak potvrđenog signala izvanzemaljske tehnologije često se povezuje s Fermijevim paradoksom. No svaka potraga obuhvaća ograničen skup mogućnosti: određene dijelove neba, frekvencije, jačine signala i razdoblja promatranja.
Jason Wright, Shubham Kanodia i Emily Lubar u radu objavljenom 2018. u časopisu The Astronomical Journal razvili su model kojim su procijenili obuhvat tadašnjih radijskih potraga. Zaključili su da su pregledale vrlo malen dio definiranog prostora mogućih signala. Njihov rezultat opisuje tada analizirana istraživanja, a ne današnji ukupni doseg SETI-ja.
Izostanak detekcije ipak je koristan podatak. Pomaže ograničiti koliko određene vrste signala mogu biti česte unutar pregledanog uzorka i dosega instrumenata. Ne daje automatski broj svih civilizacija u galaksiji.
Otkrića novih planeta i negativni rezultati potrage postupno sužavaju pojedine nepoznanice. Najveći pomak dogodio bi se kada bismo uz planete napokon mogli uspoređivati i neovisne primjere života, a zatim provjeriti pojavljuje li se negdje i tehnologija.
