Stime originaliModifica

C’è un considerevole disaccordo sui valori di questi parametri, ma le “ipotesi educate” usate da Drake e dai suoi colleghi nel 1961 erano:

• R∗ = 1 yr-1 (1 stella formata all’anno, in media nella vita della galassia; questo era considerato conservativo)
• fp = 0,2 a 0.5 (da un quinto a metà di tutte le stelle formate avranno pianeti)
• ne = da 1 a 5 (le stelle con pianeti avranno da 1 a 5 pianeti in grado di sviluppare la vita)
• fl = 1 (il 100% di questi pianeti svilupperà la vita)
• fi = 1 (il 100% dei quali svilupperà la vita intelligente)
• fc = 0.1 a 0,2 (10-20% dei quali saranno in grado di comunicare)
• L = 1000 a 100.000.000 anni (che durerà da qualche parte tra 1000 e 100.000.000 anni)

Inserendo i numeri minimi di cui sopra nell’equazione si ottiene un minimo N di 20 (vedi: Gamma di risultati). Inserendo i numeri massimi si ottiene un massimo di 50.000.000. Drake afferma che, date le incertezze, la riunione originale concluse che N ≈ L, e che c’erano probabilmente tra 1000 e 100.000.000 di pianeti con civiltà nella galassia della Via Lattea.

Stime attualiModifica

Questa sezione discute e cerca di elencare le migliori stime attuali dei parametri dell’equazione di Drake.

Tasso di creazione stellare nella nostra galassia, R∗Edit

I più recenti calcoli della NASA e dell’Agenzia Spaziale Europea indicano che l’attuale tasso di formazione stellare nella nostra galassia è circa 0,68-1,45 M☉ di materiale all’anno. Per ottenere il numero di stelle all’anno, bisogna tenere conto della funzione di massa iniziale (IMF) delle stelle, dove la massa media delle nuove stelle è di circa 0,5 M☉. Questo dà un tasso di formazione stellare di circa 1,5-3 stelle all’anno.

Frazione di quelle stelle che hanno pianeti, fpEdit

Recenti analisi di indagini di microlensing hanno trovato che fp può avvicinarsi a 1 – cioè, le stelle sono orbitate da pianeti come regola, piuttosto che l’eccezione; e che ci sono uno o più pianeti legati per stella della Via Lattea.

Numero medio di pianeti che potrebbero sostenere la vita per stella che ha pianeti, neEdit

Nel novembre 2013, gli astronomi hanno riferito, sulla base dei dati della missione spaziale Kepler, che ci potrebbero essere fino a 40 miliardi di pianeti di dimensioni terrestri in orbita nelle zone abitabili di stelle simili al sole e stelle nane rosse all’interno della Via Lattea. 11 miliardi di questi pianeti stimati potrebbero orbitare intorno a stelle simili al sole. Poiché ci sono circa 100 miliardi di stelle nella galassia, questo implica che fp – ne è circa 0,4. Il pianeta più vicino nella zona abitabile è Proxima Centauri b, che si trova a circa 4,2 anni luce di distanza.

Il consenso alla riunione di Green Bank era che ne avesse un valore minimo tra 3 e 5. Il giornalista scientifico olandese Govert Schilling ha opinato che questo è ottimistico. Anche se i pianeti sono nella zona abitabile, il numero di pianeti con la giusta proporzione di elementi è difficile da stimare. Brad Gibson, Yeshe Fenner e Charley Lineweaver hanno determinato che circa il 10% dei sistemi stellari nella galassia della Via Lattea sono ospitali per la vita, avendo elementi pesanti, essendo lontani dalle supernove ed essendo stabili per un tempo sufficiente.

La scoperta di numerosi giganti gassosi in orbita stretta con le loro stelle ha introdotto il dubbio che i pianeti che supportano la vita sopravvivano comunemente alla formazione dei loro sistemi stellari. I cosiddetti Jupiter caldi possono migrare da orbite lontane a orbite vicine, sconvolgendo le orbite dei pianeti abitabili.

D’altra parte, la varietà di sistemi stellari che potrebbero avere zone abitabili non è limitata solo alle stelle di tipo solare e ai pianeti di dimensioni terrestri. Si stima ora che anche i pianeti bloccati dal punto di vista tidale vicino alle stelle nane rosse potrebbero avere zone abitabili, anche se il comportamento svasato di queste stelle potrebbe essere controproducente. La possibilità di vita sulle lune dei giganti gassosi (come la luna di Giove Europa, o la luna di Saturno Titano) aggiunge ulteriore incertezza a questa cifra.

Gli autori dell’ipotesi della Terra rara propongono una serie di vincoli aggiuntivi sull’abitabilità dei pianeti, tra cui l’essere in zone galattiche con radiazioni adeguatamente basse, alta metallicità delle stelle, e densità abbastanza bassa da evitare un eccessivo bombardamento di asteroidi. Essi propongono anche che è necessario avere un sistema planetario con grandi giganti gassosi che forniscono protezione dal bombardamento senza un Giove caldo; e un pianeta con tettonica a placche, una grande luna che crea piscine di marea, e una moderata inclinazione assiale per generare variazioni stagionali.

Frazione dei suddetti che effettivamente vanno a sviluppare la vita, flModifica

Le prove geologiche dalla Terra suggeriscono che fl può essere alta; la vita sulla Terra sembra essere iniziata intorno allo stesso tempo in cui sono sorte le condizioni favorevoli, suggerendo che l’abiogenesi può essere relativamente comune una volta che le condizioni sono giuste. Tuttavia, queste prove guardano solo la Terra (un singolo pianeta modello), e contengono pregiudizi antropici, poiché il pianeta di studio non è stato scelto a caso, ma dagli organismi viventi che già lo abitano (noi stessi). Da un punto di vista di test d’ipotesi classico, ci sono zero gradi di libertà, il che non permette di fare stime valide. Se la vita (o le prove della vita passata) venisse trovata su Marte, Europa, Encelado o Titano che si è sviluppata indipendentemente dalla vita sulla Terra, implicherebbe un valore di fl vicino a 1. Mentre questo aumenterebbe i gradi di libertà da zero a uno, rimarrebbe una grande quantità di incertezza su qualsiasi stima a causa della piccola dimensione del campione, e la possibilità che non siano davvero indipendenti.

Contro questo argomento è che non ci sono prove che l’abiogenesi sia avvenuta più di una volta sulla Terra – cioè, tutta la vita terrestre deriva da un’origine comune. Se l’abiogenesi fosse più comune, si potrebbe ipotizzare che sia avvenuta più di una volta sulla Terra. Gli scienziati hanno cercato questo cercando batteri che non sono collegati ad altre forme di vita sulla Terra, ma nessuno è stato ancora trovato. È anche possibile che la vita sia sorta più di una volta, ma che altri rami siano stati superati in competizione, o siano morti in estinzioni di massa, o siano stati persi in altri modi. I biochimici Francis Crick e Leslie Orgel hanno posto un’enfasi speciale su questa incertezza: “Al momento non abbiamo alcun mezzo per sapere” se siamo “probabilmente soli nella galassia (Universo)” o se “la galassia può pullulare di vita di molte forme diverse”. Come alternativa all’abiogenesi sulla Terra, hanno proposto l’ipotesi della panspermia diretta, che afferma che la vita sulla Terra è iniziata con “microrganismi inviati qui deliberatamente da una società tecnologica su un altro pianeta, per mezzo di una speciale nave spaziale senza equipaggio a lungo raggio”.

Nel 2020, un documento di studiosi dell’Università di Nottingham ha proposto un principio “copernicano astrobiologico”, basato sul Principio di Mediocrità, e ha ipotizzato che “la vita intelligente si sarebbe formata su altri pianeti come sulla Terra, quindi entro pochi miliardi di anni la vita si sarebbe formata automaticamente come parte naturale dell’evoluzione”. Nel quadro degli autori, fl, fi e fc sono tutti impostati su una probabilità di 1 (certezza). Il loro calcolo risultante conclude che ci sono più di trenta civiltà tecnologiche attuali nella galassia (senza tener conto delle barre di errore).

Frazione di quanto sopra che sviluppa la vita intelligente, fiEdit

Questo valore rimane particolarmente controverso. Coloro che favoriscono un valore basso, come il biologo Ernst Mayr, fanno notare che dei miliardi di specie che sono esistite sulla Terra, solo una è diventata intelligente e da questo, deducono un valore minuscolo per fi. Allo stesso modo, l’ipotesi delle Terre Rare, nonostante il loro basso valore per ne di cui sopra, pensano anche che un basso valore per fi domini l’analisi. Coloro che favoriscono valori più alti notano la complessità generalmente crescente della vita nel tempo, concludendo che la comparsa dell’intelligenza è quasi inevitabile, implicando un fi che si avvicina a 1. Gli scettici fanno notare che l’ampia diffusione dei valori di questo fattore e di altri rende tutte le stime inaffidabili. (Vedi Critica).

Inoltre, mentre sembra che la vita si sia sviluppata subito dopo la formazione della Terra, l’esplosione cambriana, in cui è nata una grande varietà di forme di vita multicellulari, è avvenuta un tempo considerevole dopo la formazione della Terra, il che suggerisce la possibilità che fossero necessarie condizioni speciali. Alcuni scenari come la Terra a palla di neve o le ricerche sugli eventi di estinzione hanno sollevato la possibilità che la vita sulla Terra sia relativamente fragile. La ricerca su un’eventuale vita passata su Marte è rilevante poiché una scoperta che la vita si è formata su Marte ma ha cessato di esistere potrebbe aumentare la nostra stima di fl ma indicherebbe che nella metà dei casi conosciuti, la vita intelligente non si è sviluppata.

Le stime di fi sono state influenzate dalle scoperte che l’orbita del sistema solare è circolare nella galassia, ad una distanza tale che rimane fuori dai bracci a spirale per decine di milioni di anni (sfuggendo alla radiazione delle novae). Inoltre, la grande luna della Terra potrebbe aiutare l’evoluzione della vita stabilizzando l’asse di rotazione del pianeta.

C’è stato un lavoro quantitativo per iniziare a definire f l ⋅ f i {displaystyle f_{mathrm {l} {\a6}cdot f_{mathrm {i} }} . Un esempio è un’analisi bayesiana pubblicata nel 2020. Nella conclusione, l’autore avverte che questo studio si applica alle condizioni della Terra. In termini bayesiani, lo studio favorisce la formazione dell’intelligenza su un pianeta con condizioni identiche alla Terra, ma non lo fa con alta fiducia.

Frazione dei suddetti che rivelano la loro esistenza attraverso il rilascio di segnali nello spazio, fcEdit

Per la comunicazione deliberata, l’unico esempio che abbiamo (la Terra) non fa molta comunicazione esplicita, anche se ci sono alcuni sforzi che coprono solo una piccola frazione delle stelle che potrebbero cercare la nostra presenza. (Vedi il messaggio di Arecibo, per esempio). C’è una considerevole speculazione sul perché una civiltà extraterrestre potrebbe esistere ma scegliere di non comunicare. Tuttavia, la comunicazione deliberata non è richiesta, e i calcoli indicano che la tecnologia attuale o prossima alla Terra potrebbe essere rilevabile da civiltà non molto più avanzate della nostra. Secondo questo standard, la Terra è una civiltà comunicante.

Un’altra questione è quale percentuale di civiltà nella galassia sia abbastanza vicina da essere rilevata, supponendo che invii segnali. Per esempio, i radiotelescopi terrestri esistenti potrebbero rilevare le trasmissioni radio terrestri solo da circa un anno luce di distanza.

La durata di una tale civiltà che comunica i suoi segnali nello spazio, LEdit

Michael Shermer ha stimato L come 420 anni, sulla base della durata di sessanta civiltà terrestri storiche. Usando 28 civiltà più recenti dell’Impero Romano, calcola una cifra di 304 anni per le civiltà “moderne”. Si potrebbe anche sostenere dai risultati di Michael Shermer che la caduta della maggior parte di queste civiltà è stata seguita da civiltà successive che hanno portato avanti le tecnologie, quindi è dubbio che siano civiltà separate nel contesto dell’equazione di Drake. Nella versione estesa, che include il numero di ricomparsa, questa mancanza di specificità nel definire le singole civiltà non ha importanza per il risultato finale, poiché un tale ricambio di civiltà potrebbe essere descritto come un aumento del numero di ricomparsa piuttosto che un aumento di L, affermando che una civiltà riappare nella forma delle culture successive. Inoltre, poiché nessuna potrebbe comunicare nello spazio interstellare, il metodo di confronto con le civiltà storiche potrebbe essere considerato non valido.

David Grinspoon ha sostenuto che una volta che una civiltà è abbastanza sviluppata, potrebbe superare tutte le minacce alla sua sopravvivenza. Allora durerà per un periodo di tempo indefinito, rendendo il valore di L potenzialmente miliardi di anni. Se questo è il caso, allora egli propone che la galassia della Via Lattea potrebbe aver accumulato costantemente civiltà avanzate fin dalla sua formazione. Egli propone di sostituire l’ultimo fattore L con fIC – T, dove fIC è la frazione di civiltà comunicanti che diventano “immortali” (nel senso che semplicemente non si estinguono), e T rappresenta la durata del tempo durante il quale questo processo è andato avanti. Questo ha il vantaggio che T sarebbe un numero relativamente facile da scoprire, in quanto sarebbe semplicemente una frazione dell’età dell’universo.

Si è anche ipotizzato che una volta che una civiltà è venuta a conoscenza di una più avanzata, la sua longevità potrebbe aumentare perché può imparare dalle esperienze dell’altra.

L’astronomo Carl Sagan ha ipotizzato che tutti i termini, eccetto la durata della vita di una civiltà, sono relativamente alti e il fattore determinante per stabilire se ci sia un numero grande o piccolo di civiltà nell’universo è la durata della civiltà, o in altre parole, la capacità delle civiltà tecnologiche di evitare l’autodistruzione. Nel caso di Sagan, l’equazione di Drake era un forte fattore motivante per il suo interesse per le questioni ambientali e i suoi sforzi per mettere in guardia contro i pericoli della guerra nucleare.

Una civiltà intelligente potrebbe non essere organica, come alcuni hanno suggerito che l’intelligenza artificiale potrebbe sostituire l’umanità.

Range di risultatiModifica

Come molti scettici hanno sottolineato, l’equazione di Drake può dare una gamma molto ampia di valori, a seconda delle ipotesi, in quanto i valori utilizzati in parti dell’equazione di Drake non sono ben stabiliti. In particolare, il risultato può essere N ≪ 1, il che significa che siamo probabilmente soli nella galassia, o N ≫ 1, il che implica che ci sono molte civiltà che potremmo contattare. Uno dei pochi punti di ampio accordo è che la presenza dell’umanità implica una probabilità di insorgenza dell’intelligenza maggiore di zero.

Come esempio di una stima bassa, combinando i tassi di formazione stellare della NASA, il valore dell’ipotesi della Terra rara di fp – ne – fl = 10-5, la visione di Mayr sull’insorgenza dell’intelligenza, la visione di Drake sulla comunicazione, e la stima di Shermer sulla vita:

R∗ = 1.5-3 yr-1, fp – ne – fl = 10-5, fi = 10-9, fc = 0,2, e L = 304 anni

dà:

N = 1,5 × 10-5 × 10-9 × 0,2 × 304 = 9,1 × 10-13

cioè, suggerendo che siamo probabilmente soli in questa galassia, e forse nell’universo osservabile.

D’altra parte, con valori più grandi per ciascuno dei parametri di cui sopra, si possono derivare valori di N che sono maggiori di 1. I seguenti valori più alti che sono stati proposti per ciascuno dei parametri:

R∗ = 1,5-3 yr-1, fp = 1, ne = 0,2, fl = 0,13, fi = 1, fc = 0,2, e L = 109 anni

L’uso di questi parametri dà:

N = 3 × 1 × 0,2 × 0,13 × 1 × 0.2 × 109 = 15.600.000

Simulazioni Monte Carlo delle stime dei fattori dell’equazione di Drake basate su un modello stellare e planetario della Via Lattea hanno dato come risultato che il numero di civiltà varia di un fattore 100.

Sono mai esistite altre specie tecnologiche?Edit

Nel 2016 Adam Frank e Woodruff Sullivan hanno modificato l’equazione di Drake per determinare quanto improbabile debba essere la probabilità di una specie tecnologica su un dato pianeta abitabile, per dare il risultato che la Terra ospita l’unica specie tecnologica mai sorta, per due casi: (a) la nostra Galassia e (b) l’universo nel suo complesso. Ponendo questa diversa domanda, si eliminano le incertezze sulla durata della vita e sulla comunicazione simultanea. Poiché il numero di pianeti abitabili per stella può oggi essere ragionevolmente stimato, l’unica incognita che rimane nell’equazione di Drake è la probabilità che un pianeta abitabile sviluppi una specie tecnologica nel corso della sua vita. Affinché la Terra abbia l’unica specie tecnologica mai esistita nell’universo, essi calcolano che la probabilità che un dato pianeta abitabile sviluppi mai una specie tecnologica deve essere inferiore a 2,5×10-24. Allo stesso modo, perché la Terra sia stata l’unico caso di ospitare una specie tecnologica nella storia della nostra Galassia, la probabilità che un pianeta della zona abitabile abbia mai ospitato una specie tecnologica deve essere inferiore a 1,7×10-11 (circa 1 su 60 miliardi). La cifra per l’universo implica che è estremamente improbabile che la Terra ospiti l’unica specie tecnologica che si sia mai verificata. D’altra parte, per la nostra Galassia si deve pensare che meno di 1 su 60 miliardi di pianeti abitabili sviluppi una specie tecnologica perché non ci sia stato almeno un secondo caso di tale specie nella storia passata della nostra Galassia.