Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
DTU sat blog hoved

L'et i Drakes ligning

I 1961 opstillede Frank Drake en ligning, der skulle fungere som en slags møde agenda. Nogle år forinden havde Enrico Fermi og et par kollegaer over en frokost diskuteret muligheden for intelligent liv i galaksen. Herbert York husker at Fermi fremhævede tre grunde til at vi ikke har hørt fra nogle rumvæsner: 1. Interstellare rejser er umulige, 2. Interstellare rejser er ikke umagen værd eller 3. Intelligente civilisationer lever ikke længe nok.

Lad os lige rekaptiluere Drakes ligning:

Illustration: René Fléron

Målet var (naturligvis), at finde ud af hvor mange intelligente civilisationer vi kan forvente i Mælkevejen på ethvert givet tidspunkt. De enkelte parametre i ligningen udgjorde så agendaens punkter. Hans tanke var at hvis vi kunne bestemme alle parametrene så ville vi også kunne beregne hvor mange intelligenser der ellers er i Mælkevejen lige nu - N'et.

Parametrene

Første parameter (R) er raten af egnede stjerner, der dannes pr. år. Vi skal bruge fødselsraten fordi det antages at alle civilisationer før eller siden går under. Der kan altså kun blive tale om et øjebliksbillede og det øjebliksbillede er uundgåeligt et resultat af hvor mange egnede stjerner der er blevet skabt i et tidsrum passende langt bagude i tid. Ikke før det - for de civilisationer er gået under og heller ikke efter for de civilisationer er ikke nået langt nok endnu.

Oprindelig værdi for R = 10, men senere bud ligger på 0,68-1,45 stjerne pr år. Artiklen jeg har linket til nævner andre forskere, der foreslår 2,7-5 stjerne pr. år.

f subscript p:

er den brøkdel (fraktion) af stjerner, der danner planeter.

Oprindeligt gættede Drake og hans kollegaer på 0,5. Vi ved idag at det snarere er 1.

n subscript e:

er det gennemsnitlige antal planeter per stjerne, der ligger i den beboelige zone - guldlok zonen.

Oprindelig gæt: 2.

Seneste tal baseret på Kepler data, der præsenteres som en procentsats, anslås til 0,26 (+/-0,03) for jordstørrelse planeter og 0,11 (+/-0,04) for jordstørrelse planeter, der modtager mellem 1 og 4 gange den mængde energi Jorden modtager fra Solen. Som det fremgår regnes der i procent. Hvis det oprindelige gæt på 2 beboelige planeter pr. stjernesystem skal gælde kræver det altså minimum 8 planeter i gennemsnit pr. stjernesystem (26% af 8 er lidt over 2).

f subscript l:

er den brøkdel af beboelige planeter, der udvikler liv.

Oprindelig gæt: 1,0. Altså hvis en planet ligger i den beboelige zone, så udvikler den liv. Vi har endnu ikke nogen data, der kan sige noget mere præcist om den værdi.

f subscript i:

er den brøkdel af planeter med liv, der udvikler intelligente livsformer. Oprindelige gæt: 0,01. Altså 1% af planeter med liv udvikler intelligent liv. Personligt synes jeg det er en lidt lav værdi eftersom det eneste målepunkt vi har (os selv) udviklede intelligent liv.

f subscript c:

er den brøkdel af planeter med intelligent liv, der udsender detektérbare signaler. I første omgang elektromagnetisk stråling, det er dét vi lytter efter.

Oprindelig gæt igen: 0,01.

Edward Snowden har været ude med en interessant teori om at alle civilisationer relativt hurtigt vil kode deres signaler fordi det elektromagnetiske spektrum er en begrænset ressource. Det vil så gøre detektionen endnu vanskelligere fordi signalerne ligner støj.

L'et

Det sidste led i Drakes ligning er længden af den stabile periode, L, altså længden af den tid hvor et samfund er på et stadie, der gør andre intelligenser i stand til at opdage dem. Nyeste forskning viser at Homo Sapiens har gået omkring på planeten i 300.000 år. Af den periode har vi udsendt radiosignaler i godt 100 år.

L afhænger af en form for stabilitet

Vores civilisation består af mange samfund udsat for indre og ydre påvirkninger. De indre påvirkninger er inter-aktion imellem samfundets individer og de ydre påvirkninger stammer fra andre samfund, eksterne individer eller grupper. Jeg tør godt påstå at den vestlige verdens demokratier har været primus motor bag den udvikling, der gør at vores civilisation pt er synlig for andre intelligenser i galaksen - givet at de leder naturligvis. Jeg vil også påstå at den demokratiske styreform har vist sig at være rimelig stabil. Demokratiformen har været under pres, jvnf.: to verdenskrige og den kolde krig. Der er vist ingen tvivl om at vi stadig ser store ydre påvirkninger. Historien viser at det har vi ihvertfald tidligere kunnet håndtere.

De indre interaktioner i vores samfund har ændret karakter med internettets sociale medier og gjort dem meget mere volatile. Vi oplever faktaresistens, ekkorum og rundhyl. Sågar bevidst og offentlig afstandstagen fra fakta på højt niveau. Zoomer vi lidt ud og ser på udviklingen siden slut 90'erne har en række små provokationer/eksitationer i mine øjne resulteret i voldsomme reaktioner. Reaktionerne indeholder over en bred kam tre klasisske ingredienser: Mere overvågning, mere kontrol og mere straf.

Drake antog at alle civilisationer er midlertidige, derfor stjernefødselsraten. Hans oprindelig bud var at L skulle være 10.000 år - vi er pt. nået til ca. 100 for Jorden. Nu er det nok ikke et krav at vi skal have velfungerende demokratier i vores civilisation for at forblive synlige over astronomiske afstande, men nogle samfund på denne klode er nemmere at "se" end andre.

Sara Seager's ligning

I Drake's ligning indgår altså intelligent liv, men at finde liv i det hele taget ville jo være fantastisk. Sara Seager har foreslået en lidt mindre ambitiøs ligning der "blot" udsiger noget om hvor mange planeter med liv vi kan forvente. Vi rekapitulerer også lige Sara's ligning:

Illustration: René Fléron

Måske er det ikke fair at bruge udtrykket mindre ambitiøs, Sara har faktisk taget udgangspunkt i parametre som vi har nemmest ved at bestemme/måle. Derfor burde det alt andet lige være lettere at få et N fra Sara's ligning.

N superscript *:

Antal stjerner, der udsender så meget lys at en eventuel planet atmosfære kan opdages/analyseres af James Webb teleskopet (JWST). Der skal altså være så tilpas mange fotoner fra stjernen, på vej mod teleskopet, at den brøkdel der måtte gå igennem en planetatmosfære kan detekteres.

Sara har nogle tal. N* er 30.000 for JWST.

f subscript q:

er den brøkdel af de observerede stjerner, der er stille. Det vil sige ikke støjer så meget, at signalet vi ønsker at måle drukner i støj fra stjernen. Stjernen skal helst heller ikke slette spor af liv ved at udsende store mængder UV.

Sara gætter på 0,6, det nævner hun ikke i interviewet men derimod i sin artikel: The search for habitable planets with biosignature gases framed by a 'Biosignature Drake Equation'. Den er desværre ikke open access.

f subscript hz:

er brøkdelen af stjerner der har "stenplaneter" i den beboelige zone. "Stenplaneter" er planeter som Merkur, Venus, Jorden og Mars - altså med veldefinerede hårde overflader i modsætning til gasgiganterne. Den beboelige zone omkring en stjerne bestemmes af stjernens energiudstråling. Det gælder om at ligge dér hvor flydende vand er en mulighed - givet at planeten har højt nok atmosfæretryk.

Sara's bud er taget fra en anden artikel end den jeg bruger ovenfor og her er tallet: 0,24.

f subscript o:

er brødelen af hz planeterne der kan observeres fra jorden, med TESS og/eller JWST. TESS spotter dem og JWST kan så senere karakterisere dem. Men de skal altså have det rigtige kredsløb om deres stjerne og stjernen skal være lysstærk nok, jeg undrer mig lidt over det sidste krav fordi det også indgår i N*. Ihvertfald når Sara frem til 0,1 for kredsløbet og 0,01 for lyskravet, ialt 0,001.

f subscript l:

er brøkdelen der har udviklet liv. Sara er optimist og sætter den til 0,5.

f subscript s:

er brøkdelen af liv bærende planeter der udvikler en detektérbar gas, fx. O2 eller NH4. Sara gætter på 0,5.

Sara's ligning giver os antallet af planeter med liv som vi har mulighed for at opdage her fra jorden (eller solsystemet), med de ovenstående tal fåes N~1. Ifølge Sara er de værdier ikke tilfældige (dem der er baseret på gæt), men nøje valgt for at få N omkring 1. Det er gjort for at understrege at hun forventer, at det bliver vanskelligt, at finde biosignaturer.

Konklusion

Sara's ligningen er lidt mindre ambitiøs i og med at den ikke medtager et krav om intelligent liv - bare en hvilken som helst form for liv. L indgår altså slet ikke. Til gengæld kan vi så heller ikke "nøjes" med at lytte til verdensrummet med store radiomodtagere og have SW kørende i baggrunden på alverdens PC'er for at lede efter et mønster. For at detektere gasser skabt af liv skal vi stirre på hver enkelt stjerne under "mistanke" og udføre spektroskopi på det observerede lys over tilpas lang tid. TESS missionen starter med at finde lokale stjernekandidater, der tilsyneladende har interessante planeter. Andre missioner som JWST og jordbaserede teleskoper - inklusiv amatørteleskoper kan så lave opfølgende studier.

Drake og hans kollegaer startede med at gætte på værdier for parametrene i hans ligning, idag kan vi på baggrund af observationer komme med bedre bud på nogle af parametrene.

L'et er afgørende. Det siger hvor længe en civilsation kan opdages, men omvendt siger det også hvor længe der er nogen til at opdage. Så ved at studere fjerne stjernesystemer og lede efter spor af liv - ikke mindst intelligent - lærer vi samtidigt noget om os selv.

Online beregner

Jeg fandt en Drake ligning beregner.

René Fleron er civilingeniør på DTU Space og leder af DTUsat-projektet.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Mælkevejen på ethvert givet tidspunkt.
På et givet tidspunkt bliver lidt diffust når astronomiske afstande og tider indgår.
Der kunne være millioner af planeter/måner med liv nu og her, men ville vi opdage dem, før de forsvandt eller efter de var forsvundet.
Hvor længe har vi observeret: 1000år måske, og hvor længe har Universet eksisteret.
Det er en skæg tanke, men helt uden betydning, da sandsynligheden for kommunikation er 0.
Jeg tror selv der burde være en art liv hist og pist og af og til, men vi vil aldrig kunne få mening ud af det.

  • 2
  • 4

"L'et er afgørende. Det siger hvor længe en civilsation kan opdages, men omvendt siger det også hvor længe der er nogen til at opdage."

Jeg tror at L skal sammensættes af L1 + L2

L1 = tidsrummet hvor man uforvarende sender støj ud

L2 = tidsrummet hvor man aktivt "pinger" sine naboer.

Elektromagnetisk støj er vel allerede kraftigt aftagende, i takt med at luftbåren transmission overtages af mere effektive kommunikationsformer. Trods alt er massiv emission af EM stråling blot et udtryk for en uudviklet og ineffektiv kommunikationsteknologi. Mit gæt er at L1 perioden er overstået engang i midten af dette århundrede.

L2 kan til gengæld strække sig over resten af civilisationens levetid. Når vi engang bliver færdige med at lege krig med hinanden, kunne man tænke sig at civilisationen bruger kræfter på store soldrevne lasersystemer der i uendelig tid kan beame i retning af ekstrasolære jordlignende planeter.

Men.... spørgsmålet om vi ønsker at blive "opdaget". Med tanke på hvordan vesten har behandlet andre civilisationer - har vi lyst til at blive opdaget af nogle der er 50, 100 eller 1000 år forud for os rent teknologisk?

  • 4
  • 0

I Saras ligning antages det, at liv skal bruge en stenplanet, og at der er et begrænset antal af disse i guldlokzonen om en stjerne. Men mange exoplaneter er gaskæmper, og de ligger i alle former for kredsløb fra "Hot Jupiters" til meget langt fra stjernen, og mange af dem er langt tunghere end Jupiter. Der er derfor et betragteligt antal gaskæmper i guldlokzonerne omkring stjerner i andre solsystemer. Hvis de er større end Jupiter og Saturn, kan de sagtens have måner, der er store nok til at holde på en atmosfære.

Så det er ikke umuligt, at der om mange stjerner findes måner om gaskæmper i den beboelige zone, og at indtil flere af disse kan understøtte liv.

  • 2
  • 0

René Fleron skriver, at "den vestlige verdens demokratier har været primus motor bag den udvikling, der gør at vores civilisation pt er synlig for andre intelligenser i galaksen ... den demokratiske styreform har vist sig at være rimelig stabil".

Når man prøver på at vurdere ukendte civilisationer i fjerne stjernehobe, vil det nok gavne med en mindre nærsynet lokal vinkling. Pt er Rusland klodens eneste stabile billet, hvis astronauter skal på længere rejser. Og Kina er ikke kun produktionshal for vestlig teknologi, men også førende på en del områder. Jeg tror det blir lisså svært at finde reelle, vedvarende og stabile demokratier i Mælkevejen, som det er på jordkloden.

Og når vi nu er ved det navlebeskuende: Når vores klode har liv på grundlag af dens lokale forudsætninger, må alle andre verdener naturligvis vurderes efter selvsamme målestok. Men selv på Jorden er er organismer dannet også i kanten af glødende vulkaner, med for lidt eller for meget af alle de ellers så kendte forudsætninger, og flere kilometer opad eller nedad fra hvor vi andre sjokker rundt. Omvendt og mindre cirkelsluttende burde der filosoferes ud fra, at liv opstår og indrettet sig efter forholdene - mere end det omvendte.

  • 2
  • 0

"måner, der er store nok til at holde på en atmosfære."

Som Europa f.eks. der sandsynligvis har et hav under sin is-skal. Det jeg mener er, vores fantasi rækker måske ikke til at gætte alle de muligheder der er.

  • 1
  • 0

Tanken bag anvendelse af raten er at der til et givet tidspunkt altid er det samme antal intelligente livsformer i galaksen, altså at tallet er nogenlunde konstant. Det er klart at hvis det tal er lavt og det er tilfældigt hvor livsformerne opstår så vil der være perioder med huller hvor man ikke kan finde "naboen" fordi den er for langt væk - og den tætte uddøde nabos signalerne er passeret.

Jeg mener bestemt ikke at det er uden betydning. Jeg overvejede faktisk længe slutningen af indlægget, altså sidste sætning før "beregneren". Nu har jeg så tilføjet den sætning som i første omgang blev redigeret ud. Prøv at lave tankeeksperimentet hvordan vi ville reagere hvis vi fandt tegn på liv, intelligent eller ej. Det vil helt ændre vores syn på verdenen og universet.
Jeg tror iøvrigt også at der er liv at finde og vi bare skal blive bedre til at lede.

  • 0
  • 0

N skal helst ikke være mindre end 1 ;-), men N=1 er jo lidt trist.

Jeg henviser i toppen af indlægget til en artikel af Robert H. Gray, der tager Fermi's udsagn op til gennemsyn. Han anfører at der forsåvidt ikke er noget paradoksalt ved de to udsagn: "Intelligent udenjords liv kan muligvis eksistere et sted" og "Intelligent udenjords liv er ikke her". Det kan jo som sagt blot skyldes at L er for kort - eller at det er for svært at rejse mellem stjernerne. Vi mener det er teknisk muligt, men vi har jo ikke bevist det endnu.

  • 0
  • 0

Måner er interessante - ikke mindst dem vi har i vores eget solsystem. Og blot det at de tæller med i statistikken øger jo sandsynligheden.

  • 0
  • 0

Vores fantasi skal i den grad udfordres hvis vi skal gøre os håb om at gætte på nogle af alternativerne. Jeg kan godt lide denne her TED talk om liv i Oort skyen:
https://www.ted.com/talks/freeman_dyson_sa...

Hans bedste pointe er: Hvis ikke man kigger ser man ikke noget :-)
Det betyder selvfølgelig ikke at der er noget at se bare fordi man kigger.

  • 0
  • 0

Vi lærer vel at vi på samme måde som vi ikke kan bevise Gud, således kan vi heller ikke bevise om der er andet liv i universet. Hvis vi er heldige har dette liv udsendt et signal, som vi lytter efter på det rette tidspunkt.

  • 0
  • 0