Уравнение Дрейка

Формула была разработана доктором Фрэнком Дональдом Дрейком (профессором астрономии и астрофизики калифорнийского университета Santa Cruz) в 1960 году. Выглядит она следующим образом:

N=R*f_p*n_e*f_l*f_i*f_c*L, где:

N - количество разумных цивилизаций готовых вступить в контакт;
R - количество звёзд образующихся в год в нашей галактике;
f_p - доля звёзд, обладающих планетами;
n_e - среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
f_l - вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
f_i - вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
f_c - отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;

L - время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна вступить в контакт и хочет вступить в контакт).

Существует множество мнений по большинству параметров. Приведём числа, использованные Дрейком в 1961 г.:
R = 10/год (10 звёзд образуется в год);
f_p = 0.5 (половина звёзд имеет планеты);
n_e = 2 (в среднем две планеты в системе пригодны для жизни);
f_l = 1 (если жизнь возможна, она обязательно возникнет);
f_i = 0.01 (1% вероятности, что жизнь разовьётся до разумной);
f_c = 0.01 (1% цивилизаций может и хочет установить контакт);
L = 10,000 лет (технически развитая цивилизация существует 10000 лет).
Уравнение Дрейка даёт N = 10 * 0.5 * 2 * 1 * 0.01 * 0.01 * 10000 = 10.

Величина R определяется из астрономических измерений, и является наименее обсуждаемой величиной.

Величина f_p менее определённая, но также не вызывает значительных дискуссий.

Надёжность n_e была довольно высокой, но после открытия многочисленных газовых гигантов на орбитах малого радиуса, непригодных для жизни, возникли сомнения. Кроме того, многие звёзды в нашей галактике — красные карлики, излучающие жёсткое рентгеновское излучение, способное, по результатам моделирования, даже разрушать атмосферу. Также не исследована возможность существования жизни на спутниках планет-гигантов, наподобие Юпитерианской Европы, или Сатурнианского Титана.
Геологические свидетельства позволяют предположить, что f_l может быть весьма велико. Жизнь на Земле возникла приблизительно тогда же, когда сформировались подходящие условия для этого. Однако эти свидетельства основаны на материале лишь одной планеты и подвержены антропному принципу (см. Антропный принцип). Также отмечается, что жизнь на Земле возникла из одного источника (общего предка), что увеличивает элемент случайности. Ключевым фактором, определяющим f_l, может стать обнаружение жизни на Марсе, другой планете или спутнике. Обнаружение на Марсе жизни, развившейся независимо от Земной, может значительно поднять оценки f_l. Тем не менее, это не снимет проблему малой выборки или зависимости результатов.
Также подобные аргументы выдвигаются применительно к f_i и f_c при рассмотрении Земли как модели: разум, владеющий межпланетной связью, по общепринятой версии возник единожды за 4 миллиарда лет существования жизни. Это может означать, что лишь достаточно старая жизнь может развиться до требуемого уровня. Также отмечается, что человеческие возможности для межпланетной связи существуют менее 60-и лет из многотысячелетнего существования человечества. С другой стороны, существуют гипотезы о том, что наша цивилизация не является первой высокоразвитой цивилизацией на Земле (см. Палеоартефакты).
f_i, f_c и L, как и f_l, основаны исключительно на предположениях. Оценки f_i сформированы под влиянием открытия положения Солнечной системы в галактике, благоприятного с точки зрения удалённости от мест частых вспышек новых звезд. Также рассматривается влияние массивного спутника на стабилизацию вращения Земли. Кембрийский взрыв также позволяет предположить, что развитие жизни зависит от неких специфических условий, которые возникают редко (см. Кембрийский взрыв). Ряд теорий утверждает, что жизнь весьма хрупка и разнообразные катаклизмы с большой вероятностью могут полностью погубить её. Одним из вероятных результатов поисков жизни на Марсе также называют открытие возникшей, но погибшей жизни.
Астроном Карл Саган утверждает, что все параметры, кроме L, достаточно высоки, и вероятность обнаружить разумную жизнь определяется в основном способностью цивилизации избежать самоуничтожения при наличии всех возможностей для этого. Саган использовал уравнение Дрейка как аргумент в пользу необходимости заботы об экологии и снижения риска возникновения атомных войн.
В зависимости от сделанных предположений N часто получается значительно большей 1. Именно такие оценки и послужили мотивацией для движения SETI (Проекта по поиску внеземных цивилизаций - подробнее тут).
Другие предположения дают для N величины очень близкие к нулю, однако эти результаты часто сталкиваются с вариантом антропного принципа: неважно, насколько мала вероятность возникновения разумной жизни, такая жизнь должна существовать, в противном случае никто не мог бы поставить такой вопрос.

Даже для планеты в обитаемой зоне возникновение жизни может быть невозможно из-за отсутствия некоторых химических элементов. Также, существует Гипотеза Уникальной Земли, утверждающая, что сочетание всех необходимых факторов крайне маловероятно, и, возможно, Земля — уникальна в этом плане. Тогда n_e считается крайне малой величиной. Смотрите гипотезу на нашем сайте или на Википедии.
f_l = Вероятность возникновения жизни в подходящих условиях.
Оценена Дрейком как 1.
В 2002 г. Чарльз Лайнвивер и Тамара Дэвис оценили f_l как > 0.13 для планет с более чем миллиардом лет истории на основе Земной статистики. Лайнвивер также определил, что около 10% звёзд в галактике пригодны для жизни с точки зрения наличия тяжёлых элементов, удаления от сверхновых и достаточно стабильных по строению.
f_i = Вероятность развития до появления разума.
Оценена Дрейком как 0.01.
f_c = Доля цивилизаций, имеющих возможность и желание установить контакт.
Оценена Дрейком как 0.01.
L = Ожидаемая продолжительность жизни цивилизации, в течение которого она производит попытки установить контакт.
Оценка Дрейка — 10000 лет.
В статье в Scientific American, Майкл Шеммер оценил L в 420 лет, основываясь на примере шестидесяти исторических цивилизаций. Используя статистику по «современным» цивилизациям, он получил 304 года. Тем не менее, падение цивилизаций, как правило, не сопровождалось полной потерей технологий, что не позволяет рассматривать их как отдельные в смысле уравнения Дрейка. При этом, отсутствие способов межзвёздной связи позволяет также объявить этот период нулевым.
Величина L может быть отсчитана от даты создания радиоастрономии в 1938 до сегодняшнего дня. В 2010 году таким образом L равна 72 года. Такая оценка, однако, бессмысленна — 72 года — это минимум, при отсутствии каких-либо догадок о максимуме. 10000 лет по-прежнему остаются наиболее популярной величиной.
Итого:
R = 7/год, f_p = 0.5, n_e = 2, f_l = 0.33, f_i = 0.01, f_c = 0.01, и L = 10000 лет

Поскольку на сегодняшний день известна только одна планета, на которой существует разумная жизнь, большинство параметров в уравнении Дрейка определяются на основе предположений. Однако наличие жизни на Земле делает гипотезу о существовании внеземной жизни как минимум возможной, если не вероятной. В 2003 году писатель-фантаст Майкл Крайтон на лекции в Калтехе заявил: «Выражаясь точно, уравнение Дрейка абсолютно бессмысленно и не имеет ничего общего с наукой. Я придерживаюсь точки зрения, что наука может создавать только проверяемые гипотезы. Уравнение Дрейка не может быть проверено и поэтому я не могу отнести SETI к науке. SETI подобен религии, его нельзя опровергнуть».
Также отметим, что эксперименты SETI направлены не на поиск жизни во всей галактике, а на более узкие, нестатистические цели — например, «Существует ли в пределах 50 световых лет от Солнца цивилизация, использующая для связи определённый участок радиодиапазона».
Один из ответов на критику уравнения Дрейка заключается в том, что, даже не давая точных чисел, уравнение, тем не менее, спровоцировало серьёзные обсуждения астрофизики, биологии, геологии и позволило выделить значительные суммы на развитие астрономии, сфокусировав внимание на практических аспектах поисков.
Александр Зайцев обратил внимание на то, что иметь возможность установить контакт и устанавливать его — это разные вещи. Человечество в состоянии уловить радиосигнал с ближайших звёзд, но при этом не производит регулярных целенаправленных попыток передачи своих сообщений. Зайцев предложил ввести METI factor (METI-коэффициент), определяющий долю цивилизаций, целенаправленно посылающих сигналы.