Hur många tekniskt avancerade civilisationer kan finnas i Vintergatan, och varför har vi ännu inte hört från någon av dem? Drakes ekvation ger inget säkert facit, men den visar på ett tydligt sätt vilka faktorer som avgör svaret och varför frågan hör hemma både i astrobiologin och astronomin.
En enkel formel som gör den kosmiska osäkerheten begriplig
- Syftet är att uppskatta antalet aktiva civilisationer som kan kommunicera i Vintergatan.
- Formeln består av sju faktorer, från stjärnbildning till civilisationernas livslängd.
- De astronomiska faktorerna går numera att uppskatta bättre, medan de biologiska fortfarande är mycket osäkra.
- Ett enda värde, särskilt livslängden L, kan förändra resultatet med många storleksordningar.
Vad Drakes ekvation faktiskt räknar ut
Drakes ekvation formulerades av astronomen Frank Drake 1961 inför ett möte om sökandet efter intelligent liv. Den uppskattar inte hur många planeter som har liv, utan hur många civilisationer i vår galax som både är tekniskt kapabla och aktiva nog att kunna upptäckas.
Formeln skrivs vanligtvis så här:
N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L
Här står N för det uppskattade antalet kommunicerande civilisationer i Vintergatan. Resultatet ska därför inte blandas ihop med antalet enkla livsformer, beboeliga planeter eller intelligenta arter som aldrig utvecklar teknik som kan upptäckas från jorden.
De sju faktorerna bakom uppskattningen
Det fina med modellen är att den delar upp en enorm fråga i mindre frågor. Jag tycker att det är just denna uppdelning som gör ekvationen användbar, även när flera av värdena fortfarande är gissningar.
| Faktor | Vad den betyder |
|---|---|
| R* | Hur många nya stjärnor som bildas i Vintergatan per år. |
| fp | Andelen stjärnor som har planetsystem. |
| ne | Det genomsnittliga antalet planeter per planetsystem där liv kan ha möjlighet att utvecklas. |
| fl | Andelen av dessa planeter där liv faktiskt uppstår. |
| fi | Andelen livsbärande planeter där intelligent liv utvecklas. |
| fc | Andelen intelligenta arter som utvecklar teknik som kan skapa upptäckbara signaler. |
| L | Hur länge en tekniskt kommunicerande civilisation förblir upptäckbar, räknat i år. |
De första faktorerna har fått mycket bättre astronomiska underlag genom studier av exoplaneter. Däremot vet vi fortfarande mycket lite om hur ofta liv uppstår, hur sannolik intelligens är och hur länge tekniska civilisationer överlever. SETI Institute beskriver därför de fyra sista faktorerna som särskilt spekulativa.
Så kan man räkna med ett konkret exempel
För att se hur modellen fungerar kan vi använda ett försiktigt, helt illustrativt scenario. Anta att Vintergatan bildar 2 stjärnor per år, att 80 procent har planeter och att varje planetsystem i genomsnitt har 0,2 planeter med möjliga livsbetingelser.
Vi antar dessutom att liv uppstår på 30 procent av dessa planeter, att intelligens utvecklas på 1 procent av dem, att 10 procent utvecklar upptäckbar teknik och att en sådan civilisation är aktiv i genomsnitt 10 000 år.
| Del av beräkningen | Antaget värde |
|---|---|
| Stjärnbildning, R* | 2 per år |
| Stjärnor med planeter, fp | 0,80 |
| Möjliga livsmiljöer, ne | 0,20 |
| Liv uppstår, fl | 0,30 |
| Intelligent liv, fi | 0,01 |
| Upptäckbar teknik, fc | 0,10 |
| Kommunicerande livslängd, L | 10 000 år |
| Resultat, N | 0,96 civilisationer |
Resultatet betyder inte att det finns exakt 0,96 civilisationer. Det är ett statistiskt medelvärde. I praktiken kan verkligheten vara noll, en eller många civilisationer. Det mest intressanta i exemplet är hur starkt resultatet påverkas av civilisationens livslängd. Om L minskar från 10 000 år till 100 år blir resultatet hundra gånger lägre.
Varför ekvationen inte ger ett säkert svar
Det största problemet är inte matematiken, utan kunskapsläget. Vi har bara ett säkert exempel på liv, intelligens och teknisk civilisation, nämligen jorden. Att dra statistiska slutsatser från ett enda exempel är därför mycket svårt.
De biologiska stegen är fortfarande okända
Vi vet att liv kan uppstå på jorden, men inte hur sannolik processen är på andra världar. Det är också oklart om intelligent liv är en nästan naturlig följd av evolution eller ett mycket sällsynt undantag.
En planet kan dessutom vara beboelig utan att faktiskt vara bebodd. Flytande vatten, rätt temperatur och organiska molekyler räcker inte som bevis. Beboelighet är en möjlighet, inte ett konstaterat resultat.
Läs också: Astrobiologi - Sökandet efter liv i rymden: Vad vi vet nu
Kommunikation är ett snävare krav än intelligens
En intelligent art kanske inte använder radiosignaler, kanske inte vill kommunicera eller kanske utvecklar teknik som är mycket svår för oss att upptäcka. Därför är fc och L inte bara biologiska värden. De handlar också om kultur, teknik, energianvändning och vilka signaler en civilisation lämnar efter sig.
Det är här begreppet teknosignatur blir viktigt. Det syftar på observerbara spår av teknik, exempelvis radiosignaler, kraftiga lasersignaler eller kemiska ämnen i en atmosfär som knappast uppstår naturligt.
Vad modern astronomi har förändrat
När formeln skapades kände astronomerna inte till några planeter utanför solsystemet. I dag har observationer av exoplaneter gjort faktorerna R*, fp och ne mycket mer förankrade i data än tidigare.
NASA framhåller att upptäckterna av exoplaneter har fyllt i delar av ekvationen, men inte löst frågan om liv. Vi kan hitta världar i den så kallade beboeliga zonen, alltså på avstånd från sin stjärna där flytande vatten kan vara möjligt, men vi kan ännu inte automatiskt avgöra om de är levande.
Forskningen går därför i flera riktningar samtidigt:
- Exoplanetstudier kartlägger hur vanliga olika typer av planeter är.
- Atmosfärsanalyser letar efter möjliga biosignaturer, alltså kemiska spår som kan kopplas till liv.
- SETI-observationer söker efter radiosignaler och andra tekniska signaler.
- Planetforskning undersöker Mars, Europa och Enceladus för att förstå om liv kan finnas eller ha funnits nära jorden.
Den här utvecklingen gör inte ekvationen överflödig. Tvärtom fungerar den som en karta över vilka mätningar som behövs. Varje ny upptäckt kan minska osäkerheten i en faktor, även om den inte ger oss ett slutligt svar på frågan om vi är ensamma.
Den mest rimliga tolkningen av modellen
Jag ser ekvationen främst som ett verktyg för vetenskaplig struktur och nyfikenhet, inte som en kosmisk räknare som redan kan visa ett exakt antal civilisationer. Den hjälper oss att skilja mellan frågor som astronomer kan undersöka direkt och frågor som fortfarande kräver biologiska eller filosofiska antaganden.
Det är också viktigt att inte läsa ett högt resultat som ett bevis på att civilisationerna faktiskt finns, eller ett lågt resultat som ett bevis på att vi är ensamma. Ekvationen visar vad som följer av vissa antaganden. Ändrar man ett enda antagande, särskilt livslängden L, kan slutsatsen förändras dramatiskt.
Det mest intressanta utfallet är därför inte ett specifikt tal. Det är insikten att sökandet efter liv utanför jorden kräver flera sorters kunskap samtidigt, från stjärnbildning och planetklimat till evolution, kemi och mänsklighetens egen tekniska framtid.
