Minulý měsíc oznámili astronomové z astronomického satelitního týmu Kepler objev 1 284 nových planet. Všichni obíhají kolem hvězd mimo naši sluneční soustavu. Celkový počet takových „exoplanet“, jejichž existence byla potvrzena díky Keplerovu dalekohledu a dalším vyhledávacím prostředkům, dnes přesahuje tři tisíce.
Toto je skutečná revoluce v našich znalostech planet. Asi před deseti lety se objev jediné exoplanety okamžitě stal vědeckou senzací. Dnes se toho hodně změnilo. Díky zdokonalení technik a technologií pro astronomická pozorování jsme přešli od maloobchodního k velkoobchodnímu objevu planet. Například nyní víme, že každá hvězda na obloze na oběžné dráze má alespoň jednu planetu.
Ale planety jsou jen začátek historie. Každý chce vědět, jestli tyto světy obývají mimozemšťané. Pomáhají nám naše nově nabyté znalosti o planetách přiblížit se odpovědi na tuto otázku?
Ve skutečnosti ano, i když trochu. V květnovém čísle astrobiologie jsem spolu s astronomem Woodruffem Sullivanem publikoval článek, ve kterém ukážeme, že ačkoli dnes nevíme nic o existenci vyspělých mimozemských civilizací v naší galaxii, máme dostatek informací k závěru, že že pravděpodobně existovali v jednom či druhém segmentu kosmických dějin.
Ve vědecké komunitě existuje takzvaná Drakeova rovnice. Toto je vzorec používaný k určení počtu mimozemských civilizací v galaxii, se kterou máme šanci přijít do styku. V roce 1961 byl astronom Frank Drake požádán Národní akademií věd o uspořádání vědeckého setkání o možnostech „mezihvězdné komunikace“. Protože šance na navázání kontaktu s mimozemským životem jsou určeny počtem pokročilých mimozemských civilizací, které existují v galaxii, odvodil Drake sedm faktorů, na kterých toto číslo závisí, a zahrnoval je do své rovnice.
Prvním faktorem je počet hvězd narozených za rok. Druhým je podíl hvězd na planetách. Poté přichází počet planet na hvězdu, které obíhají na místech, kde může vznikat život (za předpokladu, že život vyžaduje kapalnou vodu). Dalším faktorem je podíl planet, kde skutečně vznikl život. A existuje také takový faktor, jako je podíl planet, kde se život vyvinul na rozumný a objevily se vyspělé civilizace (schopné vyzařovat rádiové signály). A posledním faktorem je průměrná délka života technicky vyspělé civilizace.
Drakea rovnice je zcela odlišná od Einsteinova vzorce E = mc2. Toto není prohlášení univerzálního zákona. Je to mechanismus usnadňující organizovanou diskusi, způsob, jak porozumět tomu, co potřebujeme vědět, abychom mohli odpovědět na otázku o mimozemských civilizacích. V roce 1961 byl znám pouze první faktor - počet hvězd ročně vznikajících. V takové nevědomosti jsme zůstali až donedávna.
Proto se diskuse o mimozemských civilizacích, bez ohledu na to, jak jsou vědci, již dlouho omezují na obvyklé projevy naděje nebo pesimismu. Například jaký je zlomek planet, kde se tvoří život? Optimisté mohou přijít s komplexními molekulárně biologickými modely a prohlašovat, že jsou skvělí. Pesimisté naopak citují svá vlastní vědecká data a tvrdí, že tento podíl se blíží 0. Ale protože máme jen jeden příklad planety se životem (náš vlastní), je docela těžké pochopit, která z nich má pravdu.
Propagační video:
Nebo se zamyslíme nad průměrnou délkou života civilizace. Lidé využívají rádiové technologie pouze asi 100 let. Jak dlouho vydrží naše civilizace? Tisíc let? Sto tisíc? Deset milionů? Je-li průměrná délka života civilizace krátká, je pravděpodobné, že galaxie většinu času nebude obydlena. Opět však můžeme použít pouze jeden příklad, a to nás znovu přivádí zpět k boji mezi pesimisty a optimisty.
Naše nové znalosti o planetách však z této debaty odstranily část nejistoty. Tři ze sedmi faktorů v Drakeově rovnici jsou dnes známy. Známe počet hvězd, které se každý rok narodí. Víme, že podíl hvězd na planetách je asi 100%. A také víme, že 20–25% těchto planet je na místě, kde se může tvořit život. Poprvé tedy můžeme říci něco konkrétního o mimozemských civilizacích - pokud se zeptáme na správné otázky.
V naší nejnovější práci jsme s profesorem Sullivanem přesunuli těžiště Drakeovy rovnice. Místo toho, abychom se zeptali, kolik civilizací je v tuto chvíli, rozhodli jsme se zjistit, jaká je pravděpodobnost, že naše civilizace je jediná technicky vyspělá, která se kdy objevila. Položením této otázky jsme byli schopni obejít faktor průměrné délky života civilizace. Máme tedy jen tři neznámé faktory, které jsme snížili na jednu „biotechnickou“pravděpodobnost: šance na vznik života, šance na vznik inteligentního života a šance na technický rozvoj.
Lze předpokládat, že taková pravděpodobnost je malá, a proto jsou šance na vznik další technicky vyspělé civilizace malé. Naše výpočty však ukázaly, že i když je tato pravděpodobnost extrémně nízká, šance, že nejsme první technicky vyspělou civilizací, jsou poměrně vysoké. Konkrétně: pokud je pravděpodobnost vzniku civilizace na obyvatelné planetě menší než jedna ku deseti miliardám bilionů, pak nejsme první.
Pojďme si představit kontext, abychom lépe porozuměli číslům. V předchozích diskusích o Drakeově rovnici byla pravděpodobnost, že civilizace vytvoří jednu z deseti miliard, považována za velmi pesimistickou. Podle našich výpočtů se i za takových podmínek měl v celé historii vesmíru objevit bilion civilizací.
Jinými slovy, vzhledem k tomu, co dnes víme o počtu a orbitální poloze planet v galaxii, je míra pesimismu nezbytná k pochybování o existenci vyspělé mimozemské civilizace v té či oné době v rozporu se zdravým rozumem.
Hledání otázky, na kterou lze odpovědět pomocí údajů v ruce, může být důležitým krokem vpřed ve vědě. To je přesně to, co jsme v naší práci udělali. A pokud jde o nejdůležitější otázku - existují dnes ještě jiné civilizace - zde si budeme muset chvíli počkat, než se objeví relevantní data. Nesmíme však podceňovat úspěchy, kterých jsme dosáhli za tak krátkou dobu.
Adam Frank je profesor astrofyziky na univerzitě v Rochesteru, spoluzakladatel blogu 13.7 Kosmos a kultura a autor knihy Čas: Kosmologie a kultura za soumraku Velkého třesku.