Równanie Drake’a

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Równanie Drake'a)
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Równanie Drake’a – wzór próbujący określić, ile cywilizacji technologicznych istnieje w naszej Galaktyce. Zaproponował je dr Frank Drake w latach 60. XX wieku. Głównym celem równania nie jest dokładne określenie liczby cywilizacji; ma ono na celu raczej dokładniejsze zrozumienie mechanizmów, które wpływają na szanse powstania takich cywilizacji.

Równanie[edytuj | edytuj kod]

Równanie ogólne[edytuj | edytuj kod]

Równanie Drake’a określa wzór:

N = ( R^{\star} \cdot f_{p} \cdot n_{e} \cdot f_{l} \cdot f_{i} \cdot f_{c} ) \cdot L

gdzie:

  • N\ – liczba cywilizacji pozaziemskich, z którymi ludzkość może się komunikować (czyli z założenia cywilizacji technologicznych);
  • R^{\star} – szybkość powstawania gwiazd w naszej Galaktyce;
  • f_{p}\ – odsetek gwiazd, które mają planety;
  • n_{e}\ – średnia liczba planet znajdujących się w ekosferze gwiazdy, tj. na których może powstać życie;
  • f_{l}\ – odsetek planet w ekosferze, na których życie powstanie;
  • f_{i}\ – odsetek planet zamieszkanych, na których życie rozwinie inteligencję (czyli stworzy cywilizację);
  • f_{c}\ – odsetek cywilizacji, które będą chciały komunikować się z ludzkością;
  • L\ – średni czas istnienia takich cywilizacji.

Równanie skrócone[edytuj | edytuj kod]

Wartości podane w nawiasie mogą zostać zastąpione poprzez współczynnik R_{cc}\ , przez co równanie można w skrócie zapisać:

N = R_{cc} \cdot L,

gdzie:

  • R_{cc}\ – szybkość, z jaką cywilizacja dążąca do komunikacji będzie powstawać,
  • L\ – średni czas, przez jaki będzie próbować to uczynić.

Warunki[edytuj | edytuj kod]

Warunek L\ określa średni czas, przez jaki cywilizacja będzie próbowała skontaktować się z inną. Ten współczynnik pomaga w określeniu ile w danym momencie cywilizacji jest zdolnych do kontaktu. Biorąc pod uwagę naszą Galaktykę, cywilizacja ziemska nie powinna być brana pod uwagę, gdyż na chwilę obecną jeszcze nie próbuje poważnie skontaktować się z innymi. Optymistyczne założenia wskazują na wartość L\ wynoszącą milion lat. Bardziej sceptyczne (a zarazem bardziej prawdopodobne) założenia to 10-100 tysięcy lat.

R^{\star} oznacza szybkość powstawania gwiazd w Galaktyce. Musi być to gwiazda dostatecznie długo istniejąca i gorąca, by mogło wytworzyć się inteligentne życie. Musi więc być to gwiazda słońcopodobna. Miliardy lat temu wartość tego warunku była większa niż obecnie, lecz jej nie znamy. Obecnie ma wartość zbliżoną do 1.

Dokładnie R^{\star} wyznacza liczbę „odpowiednich” gwiazd powstających w ciągu 1 roku. Ocenia się, że w naszej Galaktyce powstaje średnio jedna gwiazda rocznie. Kilka miliardów lat temu było to około 3-5 gwiazd w ciągu roku. Właśnie te starsze gwiazdy determinują liczbę powstających cywilizacji. Jednak nie wszystkie te gwiazdy są „odpowiednie”. Muszą one spełnić dwa podstawowe warunki:

  • muszą zapewniać ciepło przez wystarczająco długi czas, by powstało inteligentne życie – ten warunek eliminuje gwiazdy dużo masywniejsze od Słońca, ponieważ ich czas życia jest zbyt krótki
  • muszą zapewniać ciepło w odpowiedniej ilości – im mniejsza gwiazda, tym mniej daje ciepła i tym bliżej niej musi znajdować się planeta, aż dojdzie do wielkości granicznej, po której zostanie tak związana z gwiazdą, że tylko jej jedna część będzie oświetlana, a druga pozostanie ciemna i zimna, co uniemożliwia powstanie życia.

Gwiazdy o typie widmowym F, G i K są najodpowiedniejsze dla powstania życia w obrębie ich układu. Stanowią one około 10% wszystkich gwiazd, więc wynika z tego, iż współczynnik R^{\star} wynosi 0,3 do 0,5 rocznie.

Warunek f_{p}\ wyznacza odsetek gwiazd mających planety. Dokładna wartość nie jest znana, jednak odkrywane są ciągle kolejne układy powstałe na bazie gwiazd słońcopodobnych, co świadczy o ich powszechności. Wartość może wynosić od 1 do 5, czyli 0,2. Aby mógł powstać układ planetarny, chmury pyłu poruszające się ruchem rotacyjnym, muszą zachować moment pędu. Mają go wtedy, gdy gwiazda nie obraca się zbyt gwałtownie – moment pędu przenosi się w inne miejsce. Współczesne obserwacje wskazują, że około połowa powstających gwiazd będzie miała swoje planety.

Warunek n_{e}\ to liczba planet, na których może powstać życie w typowym układzie słonecznym. Naukowcy oszacowali tę wartość jako 1. Naukowcy w 1961 roku po raz pierwszy omawiając ten warunek, ocenili iż wartość wynosi od 1 do nawet 5. Wynikało to z twierdzenia, iż większość gwiazd posiada podobny układ do Układu Słonecznego. Obecnie dokładniejsze skale występowania planet tellurycznych (podobnych do Ziemi) determinują skorygowanie przez współczesnych naukowców tej wartości do 0,2, a nawet 0,02.

Na Ziemi życie pojawiło się zaraz po tym, gdy pojawiły się odpowiednie warunki. Współczynnik f_{l}\ może być wysoki – około 0,1. Zmienna posiada tak optymistycznie wysoką wartość ze względu na obecność aminokwasów i złożonych związków organicznych (podstawowych budulców życia) w meteorytach, kometach i pyłach w przestrzeni międzyplanetarnej.

Warunek f_{i}\ wyznacza odsetek form życia zdolnych do wyewoluowania w inteligentną cywilizację. Ewolucja jest bardzo trudna i długa, a dodatkowo utrudniają ją możliwe katastrofy (np. komety). Ta zmienna jest bardzo trudna do oszacowania. Na temat tego czynnika odbyło się najwięcej dyskusji. Nie wiadomo, czy ewolucja zawsze prowadzi do powstania inteligentnych form życia.

f_{c}\ wyznacza odsetek cywilizacji, które spróbują skomunikować się z innymi w Galaktyce. Obecnie nasza cywilizacja do nich nie należy. Ta zmienna również jest bardzo trudna do oszacowania. Wartość tego współczynnika może wynosić w najlepszym razie od 0,001 do 0,01.

Inne równania[edytuj | edytuj kod]

Istnieją też różne inne wersje wzoru Drake’a z większą liczbą współczynników, ale ich idea jest podobna.

Wynik[edytuj | edytuj kod]

Niektórzy uważają, że ze względu na trudność określenia wielu z tych współczynników, równanie Drake’a nie ma większego znaczenia praktycznego. Zależnie od doboru wartości wynik oscyluje w granicach od jedności do wielu milionów. Zwolennicy równania uważają jednak, że jego głównym celem jest oddanie istoty procesu powstawania technologicznej cywilizacji. Jest to model określający liczbę zdarzeń stojących na drodze powstania cywilizacji. Najprawdopodobniej wraz z postępem w astronomii, wartości przynajmniej niektórych współczynników zostaną dokładniej sprecyzowane.

Liczba obserwowanych cywilizacji technicznych w naszej Galaktyce jak na razie wynosi 1 (cywilizacja ziemska). Ten prosty fakt w połączeniu z oszacowaniami rozwiązania równania Drake’a prowadzi do paradoksu Fermiego.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Mark Scott, Życie w kosmosie, Wydawnictwo KIRKE, Wrocław 2006, ISBN 83-60062-10-2.
  • Jurkowski Marian, Język Kosmosu, Książka i Wiedza, Warszawa 1986.