60 лет спустя: пора ли обновить уравнение Дрейка?

1 ноября 1961 года в Национальной радиоастрономической обсерватории в Грин-Бэнк, Западная Вирджиния, прошла трехдневная конференция. Годом ранее там же состоялся первый современный эксперимент SETI (Проект «Озма»), где астрономы Фрэнк Дрейк и Карл Саган с помощью телескопа «Большое Ухо» наблюдали за двумя близкими солнцеподобными звездами — Эпсилон Эридана и Тау Кита.

Хотя «Озма» не увенчалась успехом, она стала точкой притяжения для ученых, интересующихся поиском внеземного разума (SETI). Это побудило Дрейка и Сагана организовать первую конференцию SETI. В подготовке к ней Дрейк вывел эвристическое уравнение:

N = R_* • f_p • n_e • f_l • f_i • f_c • L

Так появилось уравнение Дрейка, ставшее одним из самых известных уравнений в истории науки. В 60-ю годовщину его создания Джон Герц — кинопродюсер, астроном-любитель, член правления BreakThrough Listen и бывший председатель правления SETI Institute — в своей статье утверждает, что уравнение нуждается в пересмотре по каждому фактору.

В статье, принятой к публикации в Journal of the British Interplanetary Society (JBIS), Герц предлагает пересмотренное уравнение и призывает к более активным поискам.

Параметры классического уравнения Дрейка:

• N — число цивилизаций в Галактике, с которыми возможен контакт.
• R_* — скорость звездообразования в Галактике.
• f_p — доля звезд, имеющих планетные системы.
• n_e — число планет в системе, пригодных для жизни.
• f_l — доля таких планет, на которых действительно возникает жизнь.
• f_i — доля планет с жизнью, на которых развивается разумная жизнь.
• f_c — доля цивилизаций, способных и желающих установить контакт.
• L — время, в течение которого такие цивилизации существуют и передают сигналы.

Цель уравнения — не точный расчет, а структурирование дискуссии о SETI и стимулирование научного диалога.

Критика и предложения по обновлению

Джон Герц считает, что за 60 лет уравнение устарело и требует пересмотра. Он анализирует каждый параметр:

1. R_* (скорость звездообразования) — «бесполезен». Скорость меняется со временем, Дрейк учитывал только солнцеподобные звезды, а сигналы могут быть и внегалактическими. Предлагается заменить на n_s — число звезд-кандидатов в Млечном Пути, попадающих в поле нашего зрения (G-, K- и M-типы, >80% звезд).

2. f_p (доля звезд с планетами) — благодаря открытиям Kepler (4383+ экзопланеты) стало ясно, что планеты — обычное явление. Параметр теряет актуальность.

3. n_e (число обитаемых планет) — определение «обитаемой зоны» (HZ) узко. Жизнь возможна на спутниках с подповерхностными океанами (Европа, Энцелад, Титан), а также на телах, которые когда-то были обитаемы (Марс, Венера). Предлагается заменить на n_tb — общее число тел (планет, лун, планетоидов), способных поддерживать жизнь на поверхности или под ней.

4. f_l (возникновение жизни) — остается крайне неопределенным, так как происхождение жизни на Земле до конца не ясно (первичный бульон, гидротермальные источники, панспермия). Данных для оценок недостаточно.

5. f_i (возникновение разума) — проблематичен из-за непонимания, насколько конвергентна эволюция и типичен путь к технологическому интеллекту.

6. f_c (желание и возможность связи) — не учитывает время прохождения сигналов и возможность случайного обнаружения техносигнатур (например, обычных радиопередач). Предлагается заменить на f_d — доля технологических цивилизаций, которые мы можем обнаружить любым способом (целенаправленные сигналы или случайные техносигнатуры).

7. L (время существования цивилизации) — самый неопределенный параметр. Неясно, как долго цивилизации существуют в технологической фазе. Также существует гипотеза «краткого окна» (цивилизации гибнут, не успев установить контакт). Альтернативная точка зрения: внеземной разум может отправлять физические зонды, которые переживут своих создателей, делая L нерелевантным.

Обновленное уравнение (по версии Герца):

N = n_s • f_p • n_tb • f_l • f_i • f_d • L

Где:

• n_s — число участков неба в нашем поле зрения.
• f_p — доля звезд с планетами.
• n_tb — среднее число тел в системе, способных породить жизнь.
• f_l — доля таких тел, где жизнь действительно возникает.
• f_i — доля систем с жизнью, где развивается технологический разум.
• f_d — доля технологических цивилизаций, обнаруживаемых любыми средствами.
• L — продолжительность периода обнаружимости.

Выводы и будущее SETI

Пересмотр уравнения показывает, что огромная неопределенность параметров может приводить к выводу, что человечество — единственная технологическая цивилизация в наблюдаемой Вселенной. Однако, по мнению Герца, это не повод для пессимизма, а призыв к действию.

«Уравнение Дрейка стремится определить N. Нет никакого способа сделать это известными средствами, кроме как вступив в контакт с нашим первым ВЦ и спросив его, что он знает по этому вопросу. Неудача уравнения Дрейка парадоксальным образом делает надежную программу SETI еще более важной, поскольку никакие умозрительные рассуждения не могут определить N».

Что нужно для прогресса SETI?

1. Стабильное финансирование, обеспеченное эндаументом, чтобы ученые могли строить карьеру в этой области.
2. Выделенные обсерватории с широким полем зрения для круглосуточных наблюдений.
3. Продолжение и расширение таких проектов, как Breakthrough Listen — 10-летняя программа с бюджетом $100 млн, которая уже совершает прорыв, выполняя за день больше наблюдений, чем ранее за год.

Несмотря на сложность поиска «иголки в космическом стоге сена», потенциальная награда — величайшее открытие в истории человечества — стоит затраченных усилий и ресурсов.