Oryginalne oszacowaniaEdit

W kwestii wartości tych parametrów panuje znaczna niezgodność, ale „wykształcone przypuszczenia” użyte przez Drake’a i jego współpracowników w 1961 roku były następujące:

• R∗ = 1 yr-1 (1 gwiazda tworzona rocznie, średnio w ciągu życia galaktyki; było to uważane za konserwatywne)
• fp = 0.2 do 0.5 (jedna piąta do połowy wszystkich powstałych gwiazd będzie miała planety)
• ne = 1 do 5 (gwiazdy z planetami będą miały od 1 do 5 planet zdolnych do rozwoju życia)
• fl = 1 (100% z tych planet rozwinie życie)
• fi = 1 (100% z nich rozwinie inteligentne życie)
• fc = 0.1 do 0.2 (10-20% z nich będzie w stanie komunikować się)
• L = 1000 do 100 000 000 lat (które będą trwały gdzieś pomiędzy 1000 a 100 000 000 lat)

Wstawienie powyższych liczb minimalnych do równania daje minimalną liczbę N równą 20 (patrz: Zakres wyników). Wstawiając maksymalne liczby otrzymujemy maksymalną wartość 50 000 000. Drake stwierdza, że biorąc pod uwagę niepewności, na pierwotnym spotkaniu stwierdzono, że N ≈ L, a w galaktyce Drogi Mlecznej prawdopodobnie istnieje od 1000 do 100 000 000 planet z cywilizacjami.

Aktualne oszacowaniaEdit

W tej sekcji omówiono i spróbowano wymienić najlepsze aktualne oszacowania parametrów równania Drake’a.

Tempo powstawania gwiazd w naszej galaktyce, R∗Edit

Najnowsze obliczenia NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej wskazują, że obecne tempo powstawania gwiazd w naszej galaktyce wynosi około 0,68-1,45 M☉ materii rocznie. Aby otrzymać liczbę gwiazd na rok, należy uwzględnić funkcję masy początkowej (IMF) dla gwiazd, gdzie średnia masa nowej gwiazdy wynosi około 0,5 M☉. Daje to tempo powstawania gwiazd około 1,5-3 gwiazd rocznie.

Ułamek tych gwiazd, które mają planety, fpEdit

Ostatnia analiza badań mikrosoczewkowania wykazała, że fp może zbliżać się do 1, to znaczy, że gwiazdy są orbitowane przez planety jako reguła, a nie wyjątek; i że istnieje jedna lub więcej związanych planet na gwiazdę Drogi Mlecznej.

Średnia liczba planet, które mogą wspierać życie na gwiazdę, która ma planety, neEdit

W listopadzie 2013 r. astronomowie donieśli, na podstawie danych misji kosmicznej Kepler, że może istnieć aż 40 miliardów planet wielkości Ziemi orbitujących w strefach zamieszkiwalnych gwiazd podobnych do Słońca i czerwonych karłów w obrębie Galaktyki Drogi Mlecznej. 11 miliardów z tych szacowanych planet może krążyć wokół gwiazd podobnych do Słońca. Ponieważ w galaktyce znajduje się około 100 miliardów gwiazd, oznacza to, że fp – ne wynosi około 0,4. Najbliższą planetą w strefie zamieszkiwalnej jest Proxima Centauri b, która znajduje się tak blisko jak około 4,2 lat świetlnych od nas.

Konsensus na spotkaniu w Zielonym Banku był taki, że ne ma minimalną wartość pomiędzy 3 a 5. Holenderski dziennikarz naukowy Govert Schilling stwierdził, że jest to optymistyczne. Nawet jeśli planety znajdują się w strefie zamieszkiwalnej, liczba planet z właściwą proporcją pierwiastków jest trudna do oszacowania. Brad Gibson, Yeshe Fenner i Charley Lineweaver ustalili, że około 10% układów gwiezdnych w galaktyce Drogi Mlecznej jest gościnnych dla życia, dzięki posiadaniu ciężkich pierwiastków, oddaleniu od supernowych i stabilności przez wystarczający czas.

Odkrycie licznych gazowych olbrzymów na bliskich orbitach swoich gwiazd wprowadziło wątpliwości, czy planety podtrzymujące życie powszechnie przetrwały formowanie się ich układów gwiezdnych. Tak zwane gorące Jowisze mogą migrować z odległych orbit na orbity bliskie, zaburzając w ten sposób orbity planet nadających się do zamieszkania.

Z drugiej strony, różnorodność układów gwiezdnych, które mogą mieć strefy nadające się do zamieszkania, nie ogranicza się tylko do gwiazd typu słonecznego i planet wielkości Ziemi. Obecnie szacuje się, że nawet planety zamknięte w układzie bliskim gwiazdom typu czerwony karzeł mogą mieć strefy nadające się do zamieszkania, chociaż ich płomienne zachowanie może temu przeczyć. Możliwość istnienia życia na księżycach gazowych olbrzymów (takich jak księżyc Jowisza Europa lub księżyc Saturna Tytan) dodaje dalszej niepewności do tej liczby.

Autorzy hipotezy rzadkiej Ziemi proponują szereg dodatkowych ograniczeń dotyczących możliwości zamieszkania planet, w tym przebywania w strefach galaktycznych o odpowiednio niskim promieniowaniu, wysokiej metaliczności gwiazd i wystarczająco niskiej gęstości, aby uniknąć nadmiernego bombardowania asteroidami. Proponują oni również, że konieczne jest posiadanie układu planetarnego z dużymi gazowymi olbrzymami, które zapewniają ochronę przed bombardowaniem bez gorącego Jowisza; oraz planety z tektoniką płyt, dużym księżycem, który tworzy baseny pływowe i umiarkowanym nachyleniem osiowym, aby generować zmiany sezonowe.

Ułamek powyższych, które faktycznie rozwijają życie, flEdit

Dowody geologiczne z Ziemi sugerują, że fl może być wysoki; życie na Ziemi wydaje się zaczynać mniej więcej w tym samym czasie, gdy powstały sprzyjające warunki, sugerując, że abiogeneza może być stosunkowo powszechna, gdy warunki są odpowiednie. Jednak dowody te dotyczą tylko Ziemi (pojedynczej planety modelowej) i zawierają błąd antropiczny, ponieważ badana planeta nie została wybrana przypadkowo, lecz przez organizmy żywe, które już ją zamieszkują (nas samych). Z punktu widzenia klasycznego testowania hipotez, istnieje zero stopni swobody, co nie pozwala na dokonanie żadnych ważnych oszacowań. Gdyby na Marsie, Europie, Enceladusie lub Tytanie znaleziono życie (lub dowody na istnienie życia w przeszłości), które rozwinęło się niezależnie od życia na Ziemi, oznaczałoby to wartość fl bliską 1. While this would raise the degrees of freedom from zero to one, there would remain a great deal of uncertainty on any estimate due to the small sample size, and the chance they are not really independent.

Countering this argument is that there is no evidence for abiogenesis occurring more than once on the Earth-that is, all terrestrial life stems from a common origin. Gdyby abiogeneza była bardziej powszechna, można by spekulować, że wydarzyła się więcej niż raz na Ziemi. Naukowcy szukali tego poprzez poszukiwanie bakterii, które nie są spokrewnione z innymi formami życia na Ziemi, ale jak dotąd nie znaleziono żadnej. Jest również możliwe, że życie powstało więcej niż raz, ale inne gałęzie były konkurencyjne, lub zginęły w masowych wymieraniach, lub zostały utracone w inny sposób. Biochemicy Francis Crick i Leslie Orgel położyli szczególny nacisk na tę niepewność: „W tej chwili nie mamy żadnych możliwości, aby wiedzieć”, czy „prawdopodobnie jesteśmy sami w galaktyce (Wszechświecie)”, czy też „galaktyka może być pełna życia w wielu różnych formach”. Jako alternatywę dla abiogenezy na Ziemi, zaproponowali hipotezę ukierunkowanej panspermii, która stwierdza, że życie na Ziemi zaczęło się od „mikroorganizmów wysłanych tu celowo przez społeczeństwo technologiczne na innej planecie, za pomocą specjalnego bezzałogowego statku kosmicznego dalekiego zasięgu”.

W 2020 roku, praca naukowców z Uniwersytetu w Nottingham zaproponowała „astrobiologiczną zasadę kopernikańską”, opartą na zasadzie przeciętności, i spekulowała, że „inteligentne życie uformowałoby się na innych planetach tak jak na Ziemi, więc w ciągu kilku miliardów lat życie uformowałoby się automatycznie jako naturalna część ewolucji”. W ramach tych autorów, fl, fi i fc są ustawione na prawdopodobieństwo 1 (pewność). Ich obliczenia prowadzą do wniosku, że w galaktyce istnieje ponad trzydzieści obecnych cywilizacji technologicznych (nie zważając na słupki błędów).

Ułamek powyższego, który rozwija inteligentne życie, fiEdit

Ta wartość pozostaje szczególnie kontrowersyjna. Zwolennicy niskiej wartości, tacy jak biolog Ernst Mayr, zwracają uwagę, że spośród miliardów gatunków istniejących na Ziemi tylko jeden stał się inteligentny i na tej podstawie wnioskują o niewielkiej wartości fi. Podobnie hipoteza Rzadkiej Ziemi, niezależnie od ich niskiej wartości dla ne powyżej, również uważa, że niska wartość dla fi dominuje w analizie. Zwolennicy wyższych wartości zauważają ogólnie rosnącą złożoność życia w czasie, dochodząc do wniosku, że pojawienie się inteligencji jest prawie nieuniknione, co implikuje wartość fi zbliżającą się do 1. Sceptycy zwracają uwagę, że duża rozpiętość wartości tego czynnika i innych czyni wszystkie szacunki niewiarygodnymi. (Patrz Krytyka).

W dodatku, podczas gdy wydaje się, że życie rozwinęło się wkrótce po uformowaniu się Ziemi, eksplozja kambryjska, w której duża różnorodność wielokomórkowych form życia powstała, nastąpiła znaczną ilość czasu po uformowaniu się Ziemi, co sugeruje możliwość, że specjalne warunki były konieczne. Niektóre scenariusze, takie jak kula śnieżna na Ziemi lub badania nad zjawiskami wymierania podniosły możliwość, że życie na Ziemi jest stosunkowo kruche. Research on any past life on Mars is relevant since a discovery that life did form on Mars but ceased to exist might raise our estimate of fl but would indicate that in half the known cases, intelligent life did not develop.

Estimates of fi have been affected by discoveries that the Solar System’s orbit is circular in the galaxy, at such a distance that it remains out of the spiral arms for tens of millions of years (evading radiation from novae). Również duży księżyc Ziemi może wspomagać ewolucję życia poprzez stabilizację osi obrotu planety.

Prowadzono prace ilościowe, aby zacząć definiować f l ⋅ f i {displaystyle f_{mathrm {l} {{displaystyle f_{mathrm {l}} }} . Jednym z przykładów jest analiza bayesowska opublikowana w 2020 roku. W konkluzji autor ostrzega, że badanie to odnosi się do warunków ziemskich. W kategoriach Bayesowskich, badanie faworyzuje powstanie inteligencji na planecie o identycznych warunkach jak Ziemia, ale nie robi tego z wysoką pewnością.

Ułamek z powyższych ujawniający swoje istnienie poprzez wysłanie sygnału w przestrzeń, fcEdit

Jeśli chodzi o celową komunikację, jedyny przykład jaki mamy (Ziemia) nie robi zbyt wiele wyraźnej komunikacji, chociaż są pewne wysiłki obejmujące tylko mały ułamek gwiazd, które mogą szukać naszej obecności. (Zobacz wiadomość Arecibo, na przykład). Istnieje wiele spekulacji na temat tego, dlaczego cywilizacja pozaziemska może istnieć, ale nie chce się komunikować. Jednak celowa komunikacja nie jest wymagana, a obliczenia wskazują, że obecna lub przyszła technologia na poziomie Ziemi może być wykrywalna przez cywilizacje nie wiele bardziej zaawansowane od naszej. Według tego standardu, Ziemia jest komunikującą się cywilizacją.

Innym pytaniem jest, jaki procent cywilizacji w galaktyce jest wystarczająco blisko, abyśmy mogli je wykryć, zakładając, że wysyłają sygnały. Na przykład, istniejące ziemskie radioteleskopy mogłyby wykryć transmisje radiowe Ziemi tylko z odległości około roku świetlnego.

Czas życia takiej cywilizacji, w którym przekazuje ona swoje sygnały w przestrzeń, LEdit

Michael Shermer oszacował L jako 420 lat, w oparciu o czas trwania sześćdziesięciu historycznych ziemskich cywilizacji. Korzystanie 28 cywilizacji bardziej niedawne niż Imperium Rzymskie, oblicza liczbę 304 lat dla „nowoczesnych” cywilizacji. Można też argumentować na podstawie wyników Michaela Shermera, że po upadku większości z tych cywilizacji nastąpiły późniejsze cywilizacje, które kontynuowały technologie, więc wątpliwe jest, by były to odrębne cywilizacje w kontekście równania Drake’a. W wersji rozszerzonej, uwzględniającej liczbę ponownych pojawień, ten brak precyzji w definiowaniu pojedynczych cywilizacji nie ma znaczenia dla końcowego wyniku, gdyż taki obrót cywilizacyjny można by opisać jako wzrost liczby ponownych pojawień, a nie wzrost L, stwierdzając, że cywilizacja pojawia się ponownie w postaci kolejnych kultur. Ponadto, ponieważ żadna z nich nie mogła komunikować się w przestrzeni międzygwiezdnej, metoda porównywania z cywilizacjami historycznymi mogłaby zostać uznana za nieważną.

David Grinspoon argumentował, że gdy cywilizacja rozwinie się wystarczająco, może pokonać wszystkie zagrożenia dla swojego przetrwania. Będzie ona wtedy trwać przez nieokreślony okres czasu, co sprawia, że wartość dla L potencjalnie wynosi miliardy lat. Jeśli tak jest w istocie, to proponuje on, aby galaktyka Drogi Mlecznej mogła stale gromadzić zaawansowane cywilizacje od momentu jej powstania. Proponuje on, aby ostatni czynnik L zastąpić przez fIC – T, gdzie fIC to ułamek przypadków, w których komunikujące się cywilizacje stają się „nieśmiertelne” (w tym sensie, że po prostu nie wymierają), a T reprezentuje długość czasu, w którym ten proces trwa. Ma to tę zaletę, że T byłoby liczbą stosunkowo łatwą do odkrycia, ponieważ byłaby to po prostu jakaś część wieku wszechświata.

Postawiono również hipotezę, że gdy cywilizacja dowie się o bardziej zaawansowanej, jej długowieczność może wzrosnąć, ponieważ może ona uczyć się z doświadczeń tej drugiej.

Astronom Carl Sagan spekulował, że wszystkie terminy, z wyjątkiem długości życia cywilizacji, są stosunkowo wysokie, a czynnikiem decydującym o tym, czy istnieje duża czy mała liczba cywilizacji we wszechświecie jest długość życia cywilizacji, lub innymi słowy, zdolność cywilizacji technologicznych do uniknięcia samozniszczenia. W przypadku Sagana równanie Drake’a było silnym czynnikiem motywującym jego zainteresowanie kwestiami środowiskowymi i jego wysiłki w celu ostrzeżenia przed niebezpieczeństwami wojny nuklearnej.

Inteligentna cywilizacja może nie być organiczna, ponieważ niektórzy sugerowali, że sztuczna inteligencja może zastąpić ludzkość.

Zakres wynikówEdit

Jak wielu sceptyków zauważyło, równanie Drake’a może dać bardzo szeroki zakres wartości, w zależności od założeń, ponieważ wartości używane w porcjach równania Drake’a nie są dobrze ustalone. W szczególności wynik może wynosić N ≪ 1, co oznacza, że prawdopodobnie jesteśmy sami w galaktyce, lub N ≫ 1, co sugeruje istnienie wielu cywilizacji, z którymi możemy się skontaktować. Jednym z niewielu punktów szerokiej zgody jest to, że obecność ludzkości implikuje prawdopodobieństwo powstania inteligencji większe od zera.

Jako przykład niskiego oszacowania, łącząc wskaźniki formowania się gwiazd NASA, wartość hipotezy rzadkiej Ziemi fp – ne – fl = 10-5, pogląd Mayra na powstającą inteligencję, pogląd Drake’a na komunikację i oszacowanie Shermera na czas życia:

R∗ = 1.5-3 yr-1, fp – ne – fl = 10-5, fi = 10-9, fc = 0.2, and L = 304 years

gives:

N = 1.5 × 10-5 × 10-9 × 0.2 × 304 = 9.1 × 10-13

i.e., sugerując, że prawdopodobnie jesteśmy sami w tej galaktyce, a być może w obserwowalnym wszechświecie.

Z drugiej strony, z większymi wartościami dla każdego z powyższych parametrów, wartości N mogą być wyprowadzone, które są większe niż 1. Następujące wyższe wartości, które zostały zaproponowane dla każdego z parametrów:

R∗ = 1.5-3 yr-1, fp = 1, ne = 0.2, fl = 0.13, fi = 1, fc = 0.2, i L = 109 lat

Użycie tych parametrów daje:

N = 3 × 1 × 0.2 × 0.13 × 1 × 0.2 × 109 = 15 600 000

Symulacje Monte Carlo szacunków współczynników równania Drake’a oparte na gwiezdnym i planetarnym modelu Drogi Mlecznej doprowadziły do tego, że liczba cywilizacji różni się o czynnik 100.

Czy inne gatunki technologiczne kiedykolwiek istniały?Edit

W 2016 roku Adam Frank i Woodruff Sullivan zmodyfikowali równanie Drake’a, aby określić właśnie jak mało prawdopodobne musi być prawdopodobieństwo istnienia gatunku technologicznego na danej planecie nadającej się do zamieszkania, aby dać wynik, że Ziemia gości jedyny gatunek technologiczny, który kiedykolwiek powstał, dla dwóch przypadków: (a) naszej Galaktyki, oraz (b) wszechświata jako całości. Zadając to inne pytanie, usuwa się niepewności związane z czasem życia i jednoczesną komunikacją. Ponieważ liczba planet nadających się do zamieszkania przypadających na jedną gwiazdę może być dziś rozsądnie oszacowana, jedyną niewiadomą w równaniu Drake’a pozostaje prawdopodobieństwo, że planeta nadająca się do zamieszkania kiedykolwiek rozwinie gatunek technologiczny w ciągu swojego życia. Aby Ziemia mogła posiadać jedyny gatunek technologiczny, jaki kiedykolwiek pojawił się we wszechświecie, prawdopodobieństwo, że jakakolwiek planeta nadająca się do zamieszkania kiedykolwiek rozwinie gatunek technologiczny, musi być mniejsze niż 2,5×10-24. Podobnie, aby Ziemia była jedynym przypadkiem goszczenia gatunku technologicznego w historii naszej Galaktyki, prawdopodobieństwo, że planeta w strefie zamieszkiwalnej kiedykolwiek będzie gościć gatunek technologiczny musi być mniejsze niż 1,7×10-11 (około 1 na 60 miliardów). Liczba ta dla całego wszechświata sugeruje, że jest niezwykle mało prawdopodobne, aby Ziemia gościła jedyny gatunek technologiczny, jaki kiedykolwiek wystąpił. Z drugiej strony, w przypadku naszej Galaktyki należy sądzić, że mniej niż 1 na 60 miliardów planet nadających się do zamieszkania wykształciła gatunek technologiczny, aby nie było przynajmniej drugiego przypadku takiego gatunku w minionej historii naszej Galaktyki.