I forrige måned kunngjorde astronomer fra Kepler astronomiske satellitt-teamet funnet av 1 284 nye planeter. De kretser alle rundt stjerner utenfor solsystemet vårt. Det totale antallet slike "eksoplaneter", hvis eksistens er bekreftet takket være Kepler-teleskopet og andre måter å søke på, overstiger i dag tre tusen.
Dette er en reell revolusjon i vår kunnskap om planetene. For omtrent ti år siden ble oppdagelsen av en enkelt exoplanet umiddelbart en vitenskapelig sensasjon. Mye har endret seg i dag. Takket være forbedringen av teknikker og teknologier for astronomiske observasjoner, har vi gått fra detaljhandel til oppdagelse av planeter. For eksempel vet vi nå at hver stjerne på himmelen i bane har minst en planet.
Men planetene er bare begynnelsen på historien. Alle vil vite om disse verdenene er bebodd av romvesener. Hjelper vår nyvunne kunnskap om planetene oss med å komme nærmere svaret på dette spørsmålet?
Faktisk ja, om enn litt. I mai-utgaven av Astrobiology publiserte jeg, sammen med astronomen Woodruff Sullivan, et papir der vi viser at selv om vi i dag ikke vet noe om eksistensen av avanserte utenomjordiske sivilisasjoner i vår galakse, har vi nok informasjon til å konkludere med at at de sannsynligvis eksisterte i et eller annet segment av kosmisk historie.
I det vitenskapelige samfunnet er det den såkalte Drake-ligningen. Dette er en formel som brukes til å bestemme antall utenomjordiske sivilisasjoner i galaksen som vi har en sjanse til å komme i kontakt med. I 1961 ble astronomen Frank Drake bedt av National Academy of Sciences om å holde et vitenskapelig møte om mulighetene for "interstellar kommunikasjon." Siden sjansene for å etablere kontakt med fremmede liv bestemmes av antall avanserte utenomjordiske sivilisasjoner som eksisterer i galaksen, trakk Drake syv faktorer som dette tallet er avhengig av, og inkluderte dem i sin ligning.
Den første faktoren er antall stjerner født per år. Den andre er andelen stjerner med planeter. Så kommer antall planeter per stjerne som kretser rundt steder der liv kan dannes (forutsatt at livet krever flytende vann). Den neste faktoren er andelen planeter der livet faktisk har sitt utspring. Og det er også en slik faktor som andelen planeter der livet har utviklet seg til en rimelig, og avanserte sivilisasjoner har dukket opp (i stand til å sende ut radiosignaler). Og den siste faktoren er den gjennomsnittlige levetiden til en teknisk avansert sivilisasjon.
Drakes ligning er helt forskjellig fra Einsteins formel E = mc2. Dette er ikke en uttalelse av en universell lov. Det er en mekanisme for å legge til rette for en organisert diskusjon, en måte å forstå hva vi trenger å vite for å svare på spørsmålet om fremmede sivilisasjoner. I 1961 var bare den første faktoren kjent - antall stjerner som dannes årlig. Vi holdt oss i slik uvitenhet til nylig.
Dette er grunnen til at diskusjoner om utenomjordiske sivilisasjoner, uansett hvor forskere de er, lenge har blitt redusert til de vanlige uttrykkene for håp eller pessimisme. Hva er for eksempel brøkdelen av planetene der liv dannes? Optimister kan komme med komplekse molekylærbiologiske modeller og hevde å være gode. Pessimister, derimot, siterer sine egne vitenskapelige data og argumenterer for at denne andelen er nærmere 0. Men siden vi bare har ett eksempel på en planet med liv (vår egen), er det ganske vanskelig å forstå hvem av dem som har rett.
Kampanjevideo:
Eller la oss tenke på den gjennomsnittlige levetiden til en sivilisasjon. Mennesker har bare brukt radioteknologi i omtrent 100 år. Hvor lenge vil sivilisasjonen vår vare? Tusen år? Ett hundre tusen? Ti millioner? Hvis den gjennomsnittlige levetiden for en sivilisasjon er kort, er galaksen sannsynligvis lite populær det meste av tiden. Men igjen, vi kan bare bruke ett eksempel, og det bringer oss igjen til kampen mellom pessimister og optimister.
Men vår nye kunnskap om planeter har fjernet noe av usikkerheten fra denne debatten. Tre av de syv faktorene i Drakes ligning er kjent i dag. Vi vet antall stjerner som blir født hvert år. Vi vet at andelen stjerner med planeter er omtrent 100%. Og vi vet også at 20-25% av disse planetene er på et sted hvor livet kan dannes. Dermed kan vi for første gang si noe bestemt om utenomjordiske sivilisasjoner - hvis vi stiller de riktige spørsmålene.
I vårt siste arbeid flyttet professor Sullivan og jeg fokuset på Drake-ligningen. I stedet for å spørre hvor mange sivilisasjoner det er for øyeblikket, bestemte vi oss for å finne ut hva sannsynligheten er for at vår sivilisasjon er den eneste teknisk avanserte som noensinne har dukket opp. Ved å stille dette spørsmålet klarte vi å omgå faktoren til en sivilisasjons gjennomsnittlige levetid. Dermed har vi bare tre ukjente faktorer, som vi har redusert til en "bioteknisk" sannsynlighet: sjansene for fremveksten av livet, sjansene for fremveksten av intelligent liv og sjansene for teknisk utvikling.
Det kan antas at en slik sannsynlighet er liten, og derfor er sjansene for fremveksten av en annen teknisk avansert sivilisasjon liten. Men beregningene våre viste at selv om denne sannsynligheten er ekstremt lav, er sjansen for at vi ikke er den første teknisk avanserte sivilisasjonen ganske høy. Spesielt, hvis sannsynligheten for en sivilisasjon på en beboelig planet er mindre enn en av ti milliarder billioner, så er vi ikke de første.
La oss introdusere en kontekst for bedre å forstå tallene. I tidligere diskusjoner om Drake-ligningen ble sannsynligheten for at sivilisasjoner dannet en av ti milliarder ansett som veldig pessimistisk. I følge våre beregninger, selv under slike forhold, burde en billion sivilisasjoner ha dukket opp i hele verdenshistorien.
Med andre ord, gitt det vi vet i dag om antall planeter og omløp av planeter i galaksen, er graden av pessimisme som er nødvendig for å tvile på eksistensen av en avansert utenomjordisk sivilisasjon en eller annen gang i strid med sunn fornuft.
Å søke etter et spørsmål som kan besvares med data i hånden, kan være et viktig skritt fremover i vitenskapen. Dette er akkurat hva vi gjorde i arbeidet vårt. Når det gjelder det viktigste spørsmålet - er det andre sivilisasjoner i dag - her må vi vente litt til de relevante dataene vises. Men vi må ikke undervurdere suksessene vi har oppnådd på så kort tid.
Adam Frank er professor i astrofysikk ved University of Rochester, medstifter av 13.7 Cosmos and Culture-bloggen, og forfatter av About Time: Cosmology and Culture at the Twilight of the Big Bang.
