Het buitenaardse leven kan tegenwoordig zeldzaam zijn in onze melkweg

De jacht op E.T. is misschien moeilijker geworden. Nieuw onderzoek suggereert dat buitenaards leven misschien niet zo wijdverspreid is als we hadden gehoopt.

Als het gaat om het jagen op buitenaardse beschavingen, is een belangrijke vraag hoe overvloedig intelligente buitenaardsen in het universum zijn - maar het antwoord op die vraag hangt af van veel kennis die wetenschappers nog niet hebben.

In 1960 bedacht Frank Drake, een astronoom en jager van buitenaardse intelligentie, een vergelijking om de kans te berekenen om te horen van een intelligente, communicerende buitenaardse beschaving. De Drake-vergelijking is afhankelijk van de waarden van verschillende constanten om te bepalen hoe wijdverspreid dergelijke beschavingen kunnen zijn, hoe waarschijnlijk het is dat ze zullen evolueren en hoe waarschijnlijk het is dat ze worden uitgezonden wanneer we ze konden detecteren. Hoewel sommige cijfers, zoals hoeveel sterren planeten om zich heen hebben, redelijk bekend zijn, blijven andere, zoals de fractie van die werelden met leven, onzeker. [The Father of SETI: Q & A with Astronomer Frank Drake]

In de loop der jaren hebben wetenschappers geprobeerd de Drake-vergelijking 'op te lossen'. Maar de onzekere hoeveelheden vereisten een schatting. Optimisten hadden de neiging om cijfers in te voeren die hun gedachten zouden weerspiegelen - het leven op andere planeten is er in overvloed! Beschavingen duren miljoenen jaren! Pessimisten scheef hun resultaten de andere kant op, ervan uitgaande dat het leven zeldzaam is en beschavingen snel opbranden.

Zoeken naar een meer accuraat antwoord op de vraag 'Zijn we alleen?' de onderzoekers van de nieuwe studie hebben de onzekerheden van de cijfers meegenomen - hoe zelfverzekerd zijn wetenschappers daarin. In plaats van elke component een hard en snel aantal te geven, probeerden ze de kracht van het onderzoek naar deze vragen te peilen.

"We kunnen laten zien dat we, gezien de huidige wetenschappelijke onzekerheid, een verdeling krijgen die zowel de optimisten als de pessimisten op hetzelfde moment gelukkig kunnen maken: een eerlijke kans op verschillende buitenaardse beschavingen, maar ook een eerlijke kans dat er geen buitenaardse wezens zijn in het zichtbare universum, "Anders Sandberg vertelde ProfoundSpace.org per e-mail. Sandberg, een filosoof aan de Universiteit van Oxford, is de hoofdauteur van het nieuwe onderzoek.

"De onzekere hemel moet niet verrassend zijn, gezien onze mate van onzekerheid," zei Sandberg. De studie, die beschikbaar is op de preprintsite Arxiv, is ingediend bij het tijdschrift Royal Society of London A.

Alleen in het universum?

In 1950 keek de Italiaans-Amerikaanse natuurkundige Enrico Fermi naar de hemel en vroeg: "Waar zijn ze?" Als het universum gevuld is met buitenaardse beschavingen, waarom heeft geen van hen contact gemaakt met de aarde? De vraag, de Fermi-paradox genoemd, leverde de brandstof voor de Drake-vergelijking.

De Drake-vergelijking heeft nooit een bepaald aantal gezocht. In plaats daarvan is het gebruikt om een ​​ruwe schatting te maken van het aantal detecteerbare beschavingen in de Melkweg (N). Volgens de vergelijking,

N = RfpncflfikfcL

Dat aantal is gebaseerd op de snelheid van stervorming per jaar (R), de fractie sterren met planeten (fp), het aantal bewoonbare planeten per planetenysteem (nc), de fractie van die planeten met leven (fl), de fractie van het leven die intelligent is (fik), de fractie van intelligente beschavingen die detecteerbaar zijn (fc), en de gemiddelde levensduur van dergelijke beschavingen in jaren (L).

Observaties van verre sterren, met instrumenten zoals de Kepler-telescoop van NASA, hebben onthuld dat planeten overvloedig zijn rond sterren, en bewoonbare werelden zijn verspreid over de melkweg. Alle andere variabelen blijven in de lucht. [De meest intrigerende buitenaardse ontdekkingen van de planeet van 2017]

Sandberg en zijn collega's besloten om de inputs voor de onbekende delen van de vergelijking te veranderen. In plaats van een enkel getal te schatten, hebben ze het bereik opgenomen. Bijvoorbeeld, zeggend dat er een 1/100 kans is om te evolueren, maakt niet duidelijk of de kansen precies 1 op 100 zijn, tussen 1/1000 en 1/10, of tussen één en één in een googol ( 10 ^ 100), zei Sandberg.

"Een van de kenmerken die in [het nieuwe onderzoek] verschilt van eerdere Fermi paradoxanalyses, is dat de huidige auteurs het probleem van de orde-van-grootte onzekerheden in elk onderdeel van Drake's vergelijking op een minder vooringenomen, meer robuuste manier aanpakken," Ian Jordan, een astronoom en ingenieur bij het Space Telescope Science Institute in Baltimore, vertelde ProfoundSpace.org in een e-mail. Jordanië maakt geen deel uit van het nieuwe onderzoek.

Door rekening te houden met de wetenschappelijke onzekerheid voor componenten zoals hoe vaak het leven evolueert, hebben de onderzoekers vastgesteld dat de kans dat we het enige intelligente leven in de Melkweg zijn tussen de 53 en 99,6 procent ligt. De kansen worden een beetje beter als ze het waarneembare universum omvatten - de kans dat de mensheid alleen is varieert van 39 tot 85 procent. Het onderzoek werd gepubliceerd op de prepress-server van het tijdschrift arXiv.

De nieuwe cijfers betekenen dat er een goede kans is dat de mensheid de enige detecteerbare intelligente beschaving is die er is. Sandberg vindt dat niet noodzakelijk slecht.

"Ik denk dat dit goed nieuws is, op een ontnuchterende manier," zei hij. "Er zijn zoveel meer dingen die we kunnen gebruiken, zoveel van het universum waarvoor we verantwoordelijk zijn, misschien zullen we evolueren naar de buitenaardse wezens als we ons ver verspreiden in de uitgestrektheid van de toekomst."

Ons begrip verbeteren

Het aansluiten van getallen in de Drake-vergelijking is een evoluerende wetenschap - eigenlijk zijn het verschillende takken van wetenschap. Astronomie is niet de enige aan de haak. Biologie en chemie zijn beide verbonden aan hoe het leven, vooral het intelligente leven, evolueert. Het begrijpen van de menselijke geschiedenis kan ons helpen te bepalen hoe lang een communicerende beschaving kan blijven bestaan.

Tegenwoordig begrijpt niemand hoe het leven evolueert, maar veel wetenschappers zoeken.Zodra we het biochemische proces bepalen dat betrokken is bij het ontstaan ​​van het leven uit anorganische materialen, moet het gemakkelijker worden om te begrijpen hoe gemakkelijk het voor de natuur kan zijn om het leven op eigen kracht te starten (althans, het leven zoals we het kennen), zei Sandberg.

Een andere openstaande vraag is hoe gemakkelijk het is voor het leven om een ​​doodlopende weg te raken als het zijn genetische code uitvindt, zei Sandberg. Als het leven een muur raakt, zelfs nadat het is geëvolueerd, kan dat de distributie vertragen.

"Ik ben optimistisch dat we in de loop van de tijd bijna alle [variabelen] zullen invullen", zei Sandberg. "Het kan zijn dat we een paar sterrenstelsels moeten afwikkelen voordat we echt solide statistieken voor het leven en de intelligentie hebben, maar ik denk dat we ze zullen kunnen achterhalen."

Het begrijpen van deze aantallen is slechts één (weliswaar uitdagende) stap. Het is ook belangrijk om te blijven jagen op andere beschavingen, omdat hun bestaan ​​ons kan helpen begrijpen hoe vaak ze bestaan, zei Sandberg.

"We moeten naar buitenaardse wezens kijken en luisteren," zei hij. "Immers, het zien van een afgelegen beschaving, het detecteren van een buitenaardse megastructuur of slechts enkele ruïnes ergens zou ons onmiddellijk onze kansen enorm veranderen."