Naša galaksija je ili pretrpana ili prazna inteligentnin životom – obje opcije su jednako zastrašujuće

Postoji li inteligentni život u svemiru? Ako postoji, koliko je zapravo rasprostranjen? Možda bismo trebali pitati: kolike su šanse da će potraga za vanzemaljskom inteligencijom (engl. Search for Extraterrestrial Intelligence – SETI) jednog dana donijeti rezultate?

---

Znanstvenici već desetljećima žustro raspravljaju o ovome pitanju, a na tu temu napisani su brojni radovi i studije. Iz svih tih radova, dva glavna tabora su se izdvojila: oni koji vjeruju da je život u našoj galaksiji uobičajen (tzv. optimisti SETI-ja) i oni koji tvrde da je vanzemaljska inteligencija rijetka ili nepostojeća (pesimisti SETI-ja).

U nedavnom radu, David Kipping i Geraint Lewis detaljno su proučili ovu debatu koristeći se oblikom analize vjerojatnosti poznatom kao Jaynesov eksperiment. Primjenom ove metode na astrobiologiju i Drakeovu jednadžbu, zaključili su da bi postojanje inteligentnog života u našoj galaksiji moglo biti „sve ili ništa“. Parafrazirajući pokojnog znanstvenika i autora znanstvene fantastike Arthura C. Clarkea: “Postoje dvije mogućnosti: ili smo sami u svemiru, ili nismo. Obje su jednako zastrašujuće.”

Drakeova jednadžba

Godine 1961., poznati astronom Frank Drake organizirao je prvi SETI sastanak u opservatoriju Greenbank u Zapadnoj Virginiji. U pripremi za događaj, izradio je jednadžbu koja sažima izazove s kojima se susreću istraživači SETI-ja. Ova jednadžba, poznata kao Drakeova jednadžba, izražena je matematički kao:

N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L

Gdje:

• N je broj trenutno aktivnih, komunikativnih civilizacija u našoj galaksiji.
• R* je stopa formiranja zvijezda u našoj galaksiji.
• fp je udio zvijezda s planetima.
• ne je broj planeta koji potencijalno mogu ugostiti život, po zvijezdi koja ima planete.
• fl je udio onih koji zapravo razviju bilo kakav oblik života.
• fi je udio onih koji razviju inteligentan život.
• fc je udio onih koji razviju sposobnost međuzvjezdane komunikacije.
• L je trajanje takvih komunikativnih civilizacija.

Drakeova jednadžba nije bila namijenjena procjeni broja vanzemaljskih civilizacija u našoj galaksiji, već poticanju dijaloga o SETI-ju. Od kada je Drake prvi put formulirao jednadžbu, ona je bila predmet kritika, dodataka i revizija te je često bila pogrešno interpretirana. Kako je profesor Kipping objasnio za Universe Today putem e-pošte, dio problema je kako se vrijednosti često proizvoljno primjenjuju na parametre: “Pošto ne znamo većinu parametara, ovo je čista spekulacija i treba je tako označiti. Drugi često zanemareni aspekt je da predstavlja srednji broj civilizacija, a time i očekivanu vrijednost neke osnovne distribucije.”

Jaynesov eksperiment

Edwin Jaynes (1922.–1998.) bio je istaknuti profesor fizike na Sveučilištu Washington u St. Louisu. Godine 1968., zamislio je eksperiment u kojem osoba u laboratoriju ima posudu s nepoznatim i neoznačenim spojem (kemijski X). Uz laboratorijsku klupu nalazilo se mnogo čaša napunjenih vodom, a eksperiment je bio testirati koliko često će se kemijski X otopiti u njima. Jaynes je tvrdio da bi se spoj trebao ili otopiti u gotovo svakom slučaju ili gotovo nikada.

Jaynes je rigorozno dokazao to i pionirski razvio mnoge alate objektivne Bayesove inferencije. Možemo jednako zamijeniti Bernoullijev eksperiment pod razmatranjem s drugim pitanjima, poput udjela zvijezda koje će postati crne rupe. Zbog svojih ogromnih doprinosa polju statistike, Jaynesa se smatra jednim od osnivača “objektivnog bayesianizma”. Iako njegov eksperiment nije bio namijenjen tome, Kipping i Lewis uvidjeli su njegovu potencijalnu primjenu u astrobiologiji.

Kada bi se vjerojatnost prikazala na grafu, distribucija bi bila u obliku zdjele, s vrijednostima koje dosežu vrhunac na 0 i 1. Kako je Kipping detaljnije objasnio: “Jaynes je zamislio niz Bernoullijevih eksperimenata – to su eksperimenti koji vraćaju odgovore da/ne. To bi moglo biti bilo što, ali kao primjer, zamislio je otapanje nepoznate kemikalije u nizu čaša koje sadrže vodu i zatim postavljanje pitanja – u kojem udjelu će se otopiti?”

Sve ili ništa?

U svom ključnom radu iz 1983., “Velika tišina – kontroverza oko vanzemaljskog inteligentnog života”, David Brin obradio je dugotrajnu raspravu o postojanju vanzemaljskog života. Iz ovoga je zaključio da postoje dva tabora kada je riječ o ovoj raspravi: “kontaktni optimisti” i “kontaktni pesimisti” – ili kako ih Kipping i Lewis nazivaju u svom radu, “SETI optimisti” i “SETI pesimisti” – oni koji vjeruju da u našoj galaksiji postoje civilizacije s kojima bi čovječanstvo moglo stupiti u kontakt i oni koji vjeruju da je to besmisleno jer je čovječanstvo samo u svemiru.

Kada se Jaynesov eksperiment primijeni na pitanje inteligentnog života u našoj galaksiji, trebali bismo očekivati da bi on bio ili vrlo čest ili vrlo rijedak. U sredini, gdje je distribucija vjerojatnosti najslabija (tj. vanzemaljski život je polu-čest), pojavljuje se problem finog podešavanja. U kontekstu kozmologije i astrobiologije, fino podešavanje odnosi se na tvrdnju da se uvjeti za život mogu pojaviti samo kada određene univerzalne konstante leže unutar vrlo uskog raspona vrijednosti.

Ako bi bilo koja od ovih fundamentalnih konstanti bila malo drugačija, svemir ne bi bio pogodan za razvoj materije, velikih struktura ili života kakvog poznajemo. Kako je Kipping objasnio, to predstavlja problem za SETI optimiste: “Za razliku od primjera s crnom rupom koji sam vam ranije dao, ovdje nema donjih granica. S crnim rupama, znamo najmanju i najveću dopuštenu masu zvijezde iz astrofizike i to je samo nekoliko redova veličine. Prag crne rupe mora biti u tom prilično uskom rasponu negdje. Kada je riječ o izvanzemaljcima, vjerojatnost inteligencije mogla bi biti 1% ili 0,000…00001% (dodajte koliko god nula želite).”

Nova formalnost

Suočeni s ovim rezultatom, Kipping i Lewis pokušali su razviti novu verziju Drakeove jednadžbe koja uzima u obzir samo dva procesa: stopu nastanka i stopu nestanka civilizacija. Kada se to učini, svi parametri u jednadžbi (osim L, koji označava trajanje civilizacija) svode se na jedan jedini parametar: stopu nastanka i nestanka civilizacija (rc).

Matematika to izražava ovako: NC = rc x LC. Kipping je izjavio: “U standardnoj Drakeovoj jednadžbi često raspravljamo o tome koje parametre treba uključiti (na primjer, treba li uzeti u obzir vjerojatnost razvoja života u višećelijski oblik). Međutim, neosporno je da svaka civilizacija mora imati početak i kraj. Zapravo, čak možemo postaviti stopu nestanka na nulu, što bi značilo beskonačan vijek trajanja u ovom okviru.”

Nada za SETI?

No prije nego što pomislite da su sve vijesti loše, Kipping i Lewis naglašavaju da je SETI važan i vitalan eksperiment koji zaslužuje posvećene resurse. “Iako su šanse za uspjeh male, takav bi uspjeh vjerojatno predstavljao najvažnije znanstveno otkriće u ljudskoj povijesti”, zaključuju. Također predlažu nekoliko razloga za ostati optimističan, uključujući Hansonovu hipotezu “grabežljivih vanzemaljaca“, koja kaže da je čovječanstvo na sredini S-krivulje i da ćemo se susresti s inteligentin vanzemlajskim životom za nekoliko stotina milijuna godina.

U međuvremenu, Kipping također predlaže da bi SETI mogao imati koristi od šireg pristupa. Ako, kako njihova studija sugerira, napredne civilizacije su vrlo rijetke (ili nepostojeće) u našoj galaksiji, tada bismo trebali gledati prema izvangalaktičkim izvorima.

“Najviše mi se sviđa ideja da je naša galaksija jednostavno neobično tiha, dok su druge galaksije možda već popunjene civilizacijama, a mi smo tek prvi u Mliječnoj stazi,” rekao je. “Iako se to čini malo vjerojatnim, moguće je da je rođenje nove civilizacije u već zauzetoj galaksiji gotovo nemoguće jer su sva nastanjiva područja već iskorištena. Ovo sugerira da bismo trebali staviti veći naglasak na istraživanje izvangalaktičkog SETI-ja kao naše najbolje šanse.”