Siden 1960-tallet har Drakes ligning blitt brukt til å estimere hvor mange intelligente og kontaktbare utenomjordiske som finnes i Melkeveis-galaksen. Etter den bankede banen estimerer den nye formelen hvor ofte livet oppstår på planeten. Det kan hjelpe oss med å finne ut hvor sannsynlig, i prinsippet, fremveksten av liv i universet.
Den nye ligningen, utviklet av Caleb Sharv fra Columbia Astrobiologisk senter og Leroy Cronin fra School of Chemistry ved University of Glasgow, kan foreløpig ikke vurdere sjansene for at livet skal vises noe sted, men det lover interessante utsikter i denne retningen.
Forskere håper at deres nye formel, beskrevet i den siste utgaven av Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), vil inspirere forskere til å utforske de ulike faktorene som knytter livshendelser til de spesielle egenskapene til planetmiljøet. Mer generelt forventer de at ligningen til slutt vil bli brukt til å forutsi hyppigheten av liv på planeten, en prosess også kjent som abiogenese.
De som er kjent med Drake-ligningen vil også forstå den nye ligningen. Tilbake i 1961 utledet astronomen Frank Drake en sannsynlig formel som kan bidra til å estimere antall aktive utenomjordiske sivilisasjoner som overfører radiosignaler i vår galakse. Formelen hans inneholdt flere ukjente, inkludert gjennomsnittsfrekvensen av stjernedannelse, gjennomsnittlig antall planeter som potensielt kunne støtte livet, brøkdelen av planeter som klarte å skaffe seg virkelig intelligent liv, og så videre. Vi har ikke en endelig versjon av Drake-ligningen, men vi tror at det hvert år lar oss estimere det ukjente mer nøyaktig.
Den nye formelen utviklet av Scharf og Cronin tar ikke sikte på å erstatte Drakes ligning. I stedet kaster det oss dypere inn i statistikken over abiogenese.
Slik ser det ut:
Hvor:
Kampanjevideo:
Nabiogenese (t) = sannsynlighet for livshendelse (abiogenese)
Nb = antall potensielle byggesteiner
Nei = gjennomsnittlig antall byggesteiner per organisme, eller biokjemisk signifikant system
fc = fraksjonell tilgjengelighet av byggesteiner over tid t
Pa = sannsynlighet for montering per tidsenhet
Det ser komplisert ut, men i virkeligheten er alt mye enklere. Ligningen, kort sagt, sier at sannsynligheten for liv på en planet er nært knyttet til antall kjemiske byggesteiner som støtter liv og er tilgjengelige på planeten.
Med byggesteiner mener forskere det nødvendige kjemiske minimumet for å starte prosessen med å lage enkle livsformer. Disse kan være grunnleggende DNA / RNA- eller aminosyrepar, eller alle tilgjengelige molekyler eller materialer på planeten som kan delta i de kjemiske reaksjonene som fører til liv. Kjemi er fortsatt kjemi i hele universet, men forskjellige planeter kan skape forskjellige forhold som passer for fremveksten av liv.
Mer spesifikt sier Scharf- og Cronin-ligningen at sjansene for liv på en planet er avhengig av antall byggesteiner som teoretisk kan eksistere, antall tilgjengelige byggesteiner, sannsynligheten for at disse byggesteinene faktisk blir liv (under montering), og antall byggesteiner som kreves for å produsere en bestemt livsform. I tillegg til å identifisere de kjemiske forutsetningene for fremveksten av liv, søker denne ligningen å bestemme hvor ofte reproduktive molekyler oppstår. På jorden fant abiogenese sted i det øyeblikket da RNA dukket opp. Dette viktige trinnet ble fulgt av blomstringen av enkelt encellulært liv (prokaryoter) og komplekst encellulært liv (eukaryoter).
"Vår tilnærming forbinder kjemien til planeten med den globale opprinnelsesgraden for livet - dette er viktig fordi vi begynner å finne mange solsystemer med en haug med planeter," sa Cronin. "For eksempel tror vi at tilstedeværelsen av en liten planet i nærheten - som Mars - kan være viktig fordi den avkjøles raskere enn jorden … noen av de kjemiske prosessene kunne begynne, og deretter overføre kompleks kjemi til jorden for å bidra til å presse kjemi på jorden."
En av de viktige implikasjonene av denne studien er at planeter ikke kan studeres isolert. Som Cronin sa, kan Mars og jorden ha vært involvert i utveksling av kjemikalier en gang i en fjern fortid - og denne utvekslingen av stoffer kan tjene som begynnelsen på livet på jorden. Kanskje kan utveksling av kjemiske byggesteiner mellom nærliggende planeter dramatisk øke sjansene for liv på dem.
Så hvor mange eksempler på liv er det i universet?
"Dette er et vanskelig spørsmål," sier Cronin. "Vårt arbeid antyder at solsystemer med flere planeter kan være gode kandidater for nærmere gransking - at vi bør fokusere på flerplanettsystemer og se etter liv i dem." Hvordan? Det er verdt å se etter tegn på skiftende atmosfære, kompleks kjemi, tilstedeværelsen av komplekse forbindelser og variasjoner i klimaet som kan skyldes biologisk liv.
Vi har ikke nok empiriske data til å fullføre Scharf- og Cronin-ligningen på dette tidspunktet, men det vil endre seg i fremtiden. I løpet av det neste tiåret vil vi kunne bruke James Webb Telescope og MIT Tess-oppdraget til å fylle ut de manglende verdiene. Til slutt vil vi finne svaret på dette spørsmålet som bekymrer oss.
ILYA KHEL
