Wat Is De Kans Dat Er Leven Is In De Ruimte?

{h1}

De zoektocht naar buitenaards leven is een boeiend, omstreden onderwerp. Zie hoe wetenschappers zoeken naar buitenaards leven en wat ze hebben gevonden.

Sinds mensen de enorme omvang van het universum hebben erkend, hebben we ingezien dat het leven ergens moet bestaan, hetzij in onze melkweg, of in een of andere melkweg ver, ver weg. Als het universum miljarden sterrenstelsels bevat en als elk sterrenstelsel miljarden sterren bevat, en als een fractie van die sterren aardachtige planeten heeft, dan moeten honderden - misschien zelfs duizenden - buitenaardse beschavingen in de kosmos bestaan. Rechts?

Een tijd lang stelde de wetenschap zich tevreden met de logica alleen. Toen, in 1995, plaatsten astronomen de eerste planeten buiten ons zonnestelsel. Sindsdien hebben ze bijna 300 van deze extra-solaire planeten gedetecteerd. Hoewel de meeste grote, hete planeten zijn die lijken op Jupiter (waardoor ze gemakkelijker te vinden zijn), beginnen kleinere, aardachtige planeten zich te openbaren. In juni 2008 vonden Europese astronomen drie planeten, allemaal een beetje groter dan de aarde, in een baan om de aarde op een afstand van 42 lichtjaren [bron: Vastag].

-Deze ontdekkingen hebben gediend als een bevestiging voor degenen die betrokken zijn bij de zoek naar buitenaards intelligent levenof SETI. Harvard-fysicus en SETI-leider Paul Horowitz verklaarden in 1996 in een interview met TIME Magazine: "Intelligent leven in het universum? Gegarandeerd. Intelligent leven in onze melkweg? Zo overweldigend waarschijnlijk dat ik je bijna elke kans zou geven."

En toch moet zijn enthousiasme worden getemperd door wat wetenschappers noemen Fermi Paradox. Deze paradox, voor het eerst gearticuleerd door kernfysicus Enrico Fermi in 1950, stelt de volgende vragen: Als extraterrestrials zo gewoon zijn, waarom zijn ze dan niet op bezoek geweest? Waarom hebben ze niet met ons gecommuniceerd? Of, ten slotte, waarom hebben ze geen resten van hun bestaan ​​achtergelaten, zoals hitte of licht of een ander elektromagnetisch slachtafval?

Misschien is buitenaards leven toch niet zo gewoon. Of misschien is het buitenaards leven dat aanleiding geeft tot geavanceerde beschavingen niet zo gewoon. Als astronomen die kansen maar konden kwantificeren. Hadden ze maar een formule die goed was voor alle juiste variabelen die verband houden met buitenaards leven. Het blijkt dat ze dat wel doen. In 1961, als een manier om de eerste serieuze conferentie over SETI bijeen te roepen, presenteerde radio-astronoom Frank Drake een formule, nu bekend als de Drake-vergelijking, dat schat het aantal potentiële intelligente beschavingen in onze melkweg. De formule heeft veel controverse gegenereerd, voornamelijk omdat deze tot zeer variabele resultaten leidt. En toch blijft het onze enige manier om te kwantificeren hoeveel buitenaardse wezens er zijn die proberen te communiceren.

Laten we de vergelijking en de implicaties daarvan eens nader bekijken.

Zijn we alleen? De Drake-vergelijking

Ellie Arroway, gespeeld door Jodie Foster in de film

Ellie Arroway, gespeeld door Jodie Foster in de film 'Contact', werd verteerd door de gedachte aan het leven op andere planeten.

Proberen de kans te berekenen dat buitenaards leven in het universum bestaat, is eigenlijk vrij ingewikkeld. Het universum is geen statische omgeving. Sterren worden geboren, ze leven en ze sterven. Sommige sterren vormen samen met planeten. Anderen niet. Slechts enkele van die planeten hebben de juiste voorwaarden om het leven te ondersteunen.

Het leven is een lastige variabele op zich. Sommige planeten kunnen complexe organische moleculen ondersteunen - eiwitten en nucleïnezuren - en niets anders. Andere planeten kunnen eenvoudige, eencellige organismen ondersteunen. En weer anderen kunnen multicellulaire organismen ondersteunen, inclusief diegenen die ver genoeg ontwikkeld zijn om de technologieën te ontwikkelen om te reizen of signalen de ruimte in te sturen. Tot slot, zelfs organismen die zich buitengewoon goed hebben aangepast aan hun omgeving, blijven niet eeuwig bestaan. Zoals zowel de dinosaurussen als het Romeinse rijk hier op aarde illustreren, eindigen alle dynastieën, of dat nu catastrofaal is of niet.

Fra-nk D-rake moest rekening houden met al deze variabelen bij het ontwikkelen van een formule om de kansen op het vinden van buitenaards leven te kwantificeren. Zijn eerste taak was om te beslissen wat hij wilde berekenen. Ten eerste beperkte hij zijn denken tot buitenaardse wezens in ons thuisstelsel - en alleen die die mogelijk in staat zijn tot interstellaire communicatie. Vervolgens voegde hij een wiskundige factor toe om rekening te houden met alle voorwaarden die nodig zijn om dergelijke beschavingen te laten evolueren. Het resultaat is de volgende formule:

N = RfpneflfikfcL

In deze vergelijking, N is het aantal detecteerbare beschavingen in onze melkweg. De andere variabelen worden hieronder beschreven:

  • R is de snelheid van stervorming in de melkweg
  • fp is de fractie van sterren die planeten vormen
  • ne is het aantal planeten dat levensvatbaar is (d.w.z. aardachtige planeten)
  • fl is de fractie van deze planeten waarop het leven feitelijk naar voren komt
  • fik is de fractie van deze planeten waarop intelligent leven ontstaat
  • fc is de fractie van deze planeten met intelligente wezens die in staat zijn tot interstellaire communicatie
  • L is de tijdsduur dat een dergelijke beschaving detecteerbaar blijft

De enige variabele bekend met enige mate van zekerheid is de snelheid van stellaire vorming, R. In de Melkweg, een typisch spiraalstelsel, vormen zich nieuwe sterren met een snelheid van ongeveer vier per jaar [bron: Kaïn]. De variabele astronomen voelen zich het meest onzeker over L, de tijd dat een beschaving detecteerbaar blijft. Er zijn verschillende schattingen voor gebruikt L, variërend van 10 jaar tot 10 miljoen jaar.

Astronomen kunnen gefundeerde schattingen maken over de rest van de variabelen.Van de negen planeten in ons zonnestelsel zijn er bijvoorbeeld maar vier die astronomen aardse planeten noemen, die planeten die een solide oppervlak hebben. Van die aardse planeten ondersteunt alleen de aarde het leven. Als we ons zonnestelsel als representatief beschouwen, dan kunnen we dat betogen ne is gelijk aan 1/4 of 0.25. Soortgelijke gissingen zijn gemaakt over de andere variabelen en, interessant genoeg, ze hebben allemaal zeer vergelijkbare waarden, meestal in een bereik tussen 0,1 en 1,0. Een typische berekening ziet er dus als volgt uit:

N = 4 x 0,5 x 0,25 x 0,2 x 0,2 x 0,2 x 3.000.000

wat ons een waarde geeft van 12.000 beschavingen in onze melkweg.

De originele berekeningen van Drake kwamen hier bijna aan toe N. Toen hij de cijfers uitvoerde, voorspelde hij dat er 10.000 detecteerbare beschavingen in de Melkweg [bron: Garber] zouden kunnen zijn. Carl Sagan, een leider in de SETI-beweging tot hij in 1996 stierf, was nog genereuzer toen hij suggereerde dat er 1 miljoen beschavingen in de melkweg zouden kunnen bestaan ​​[bron: Lemarchand]. Dat zijn veel ET's!

Geen wonder dat astronomen zo optimistisch waren toen ze in de jaren zestig ijverig op zoek gingen naar buitenaards leven. Op de volgende pagina bekijken we hoe ze deze zoekopdracht hebben uitgevoerd en wat deze heeft opgeleverd.

Het testen en herzien van de Drake-vergelijking

Luchtmening van het Arecibo-Waarnemingscentrum in Puerto Rico

Luchtmening van het Arecibo-Waarnemingscentrum in Puerto Rico

Gewapend met een schatting van het aantal communicatieve beschavingen in onze melkweg, zijn SETI-wetenschappers op zoek gegaan om ze te vinden. Ze hadden twee basisopties: face-to-face communicatie of communicatie over lange afstanden. Het eerste scenario vereiste dat buitenaardsen mensen bezoeken of vice versa. Dit leek hoogst onwaarschijnlijk gezien de afstanden tussen ons zonnestelsel en andere sterren in de Melkweg. Het laatste scenario was betrokken radio-uitzendingen, ofwel verzenden of ontvangen van elektromagnetische signalen door de ruimte.

In 1974 zonden astronomen opzettelijk een bericht van 210 bytes van het Arecibo Observatorium in Puerto Rico in de hoop een beschaving in de bolvormige sterrenhoop M13 te signaleren. De boodschap bevatte fundamentele informatie over mensen en onze hoek van het universum, zoals de atoomnummers van sleutelelementen en de chemische structuur van DNA. Maar dit soort dingen actieve communicatie is zeldzaam geweest. Astronomen vertrouwen meestal op passieve communicatie - luisteren naar uitzendingen verzonden door buitenaardse beschavingen.

EEN Radio Telescoop is het hulpmiddel bij uitstek voor dergelijke luistertests, omdat het is ontworpen om langere golflengtenergie te detecteren die optische telescopen niet kunnen zien. In radio astronomie, een gigantisch gerecht wordt gewezen naar een nabije, zonachtige ster en afgestemd op het microgolfgebied van het elektromagnetische spectrum. De microgolffrequentieband, tussen 1.000 megahertz en 3.000 megahertz (MHz), is ideaal omdat deze minder vervuild is met ongewenste ruis. Het bevat ook een emissielijn - 1.420 MHz - die astronomen kunnen horen als een aanhoudend gesis door de melkweg. Deze smalle lijn correspondeert met energietransformaties die plaatsvinden in neutraal waterstof. Als een oerelement van het universum moet waterstof bekend zijn bij alle intergalactische beschavingen, waardoor het een ideale marker is. Verschillende teams van over de hele wereld luisteren sinds 1960 systematisch naar sterren over de Melkweg en aangrenzende sterrenstelsels.

Ondanks hun collectieve inspanningen heeft geen SETI-zoekopdracht een bevestigd, buitenaards signaal ontvangen. Onze telescopen hebben een paar onverklaarde en intrigerende signalen opgepikt, zoals het zogenaamde "Wow" -signaal dat door onderzoekers van de Ohio State University in 1977 werd gedetecteerd, maar er is geen enkele transmissie herhaald op een manier die onbetwistbaar bewijs levert voor buitenaards leven. Dat alles brengt ons terug naar de Fermi Paradox: Als duizenden beschavingen in de Melkweg, waarom hebben we ze dan niet ontdekt?

Sinds Drake en Sagan hun schattingen hebben gemaakt, zijn astronomen conservatiever geworden. Paul Horowitz, die stoutmoedig het bestaan ​​van buitenaards leven heeft gegarandeerd, heeft meer bescheiden resultaten van de Drake-vergelijking gegenereerd, N kan dichter bij 1000 beschavingen zijn [bron: Crawford]. Maar zelfs dat cijfer kan te groot zijn.

In 2002 betoogde de uitgever van Skeptic, Michael Shermer, dat astronomen niet kritisch genoeg waren in hun evaluatie van L, de tijd dat een beschaving detecteerbaar blijft. Kijkend naar 60 beschavingen die sinds de dageraad van de mensheid op aarde hebben bestaan, kwam Shermer met een waarde voor L dat varieerde van 304,5 jaar tot 420,6 jaar. Als u deze nummers in de Drake-vergelijking steekt, vindt u dat N is gelijk aan respectievelijk 2,44 en 3,36. Tweak de nummers nog een beetje, en je kunt gemakkelijk krijgen N vallen tot een of zelfs lager. Plotseling is de kans om te horen vanuit een buitenaardse levensvorm aanzienlijk kleiner.

Zelfs de meest enthousiaste supporters van SETI zijn verontrust over het gebrek aan resultaten van meer dan 40 jaar 'luisteren' naar de kosmische ethergolven. En toch is het grootste deel van die zoektocht beperkt tot ons thuisstelsel. Zelfs als er slechts drie of vier beschavingen per melkweg zijn, zijn er miljarden en miljarden sterrenstelsels. Dit kantelt opnieuw de kansen in om buitenaards leven te vinden, daarom doen veel SETI-astronomen dezelfde benadering van hun werk als loterijspelers: Je kunt niet winnen als je niet speelt.

Wat is de kans dat er leven is in de ruimte ?: Notitie van de auteur

Toen ik aan dit stuk werkte, kon ik niet stoppen met denken aan Ellie Arroway, de heldin van Carl Sagans boek 'Contact' (en afgebeeld op pagina twee).Er is een scène in de film uit 1997, aangepast aan het boek waarin Arroway, liggend bovenop haar auto in de woestijn van New Mexico, de eerste aarzelende pulsen van de begroeting van een buitenaardse beschaving hoort. Ze rent terug naar het lab en schreeuwt onderweg aanwijzingen naar haar collega's, in een poging ervoor te zorgen dat de reeks radiotelescopen op het signaal blijft afstemmen. Ik betoog nog steeds dat het een van de meest opwindende scènes in de moderne Amerikaanse cinema is. Het maakte contact met buitenaardse wezens niet alleen geloofwaardig, maar ook imminent.

Ik wist niets van de Drake-vergelijking toen ik voor het eerst naar 'Contact' keek. Toen kreeg ik deze opdracht en kreeg grip op een harde realiteit (tenminste als je je nek kruist, in de hoop een glimp van E.T. op te vangen): Ons sterrenstelsel is toch niet zo druk met buitenaardse beschavingen. Of de omstandigheden zijn er niet om ze te laten evolueren, of als ze evolueren, beginnen ze voordat we ooit de kans krijgen om ze te ontmoeten. Dit alles doet me afvragen hoe Arroway zou reageren op de Drake-vergelijking. Ik heb het gevoel dat ze optimistisch zal blijven als altijd, vasthoudend aan haar overtuiging dat het universum een ​​"vreselijke verspilling van ruimte" zou zijn als we de enige bewoners zouden zijn.

Odds of Extraterrestrial Life: Cheat Sheet

Dingen die je moet weten:

  • Sommige astronomen die betrokken zijn bij het zoeken naar buitenaards intelligent leven, of SETI, gebruiken instrumenten zoals radiotelescopen om te "luisteren" naar buitenaardse wezens.
  • Tijdens de eerste officiële SETI-conferentie in 1961 presenteerde radio-astronoom Frank Drake de Drake-vergelijking, een formule die het aantal potentiële intelligente beschavingen in onze melkweg schat.
  • De Drake-vergelijking produceert sterk variabele resultaten. Sommige berekeningen wijzen erop dat we onze melkweg met 12.000 buitenaardse beschavingen kunnen delen. Carl Sagan suggereerde dat er 1 miljoen beschavingen in de melkweg zouden kunnen bestaan.
  • Na jarenlang zoeken en vinden van ET's denken veel astronomen dat de waarden die in de Drake-vergelijking worden gebruikt, naar beneden moeten worden gehaald. De implicatie: we zijn misschien niet helemaal alleen, maar we lopen niet het gevaar onze persoonlijke ruimte binnen te dringen.

Test nu je kennis met deze quizzen!

  • Space Out: Mars Quiz
  • Astronaut Quiz
  • Space Shuttle Quiz
  • Moon Quiz

Bekijk deze afbeeldingengalerijen!

  • UFO-foto's
  • Mars Landing Pictures
  • Ruimteverkenningsfoto's


Video Supplement: MNM Ninjanieuws: NASA heeft een nieuwe aarde gevonden.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com