Równanie Drake'a dla Multiverse

W 1960 roku astronom Frank Drake opracował równanie do oszacowania liczby inteligentnych cywilizacji w naszej galaktyce. Zrobił to, rozkładając problem na hierarchię różnych czynników.

Zasugerował, że całkowita liczba inteligentnych cywilizacji w Drodze Mlecznej zależy przede wszystkim od tempa powstawania gwiazd. Wybrał tę liczbę, szacując ułamek tych gwiazd z planetami skalistymi, ułamek tych planet, które mogą i podtrzymują życie oraz ułamek tych, które wspierają inteligentne życie zdolne do komunikowania się z nami. Rezultatem jest to równanie:

co jest wyjaśnione bardziej szczegółowo w ten wpis w Wikipedii .

Dziś Marcelo Gleiser z Dartmouth College w New Hampshire wskazuje, że od lat 60. kosmologia zmieniła się. Jednym z najbardziej prowokujących nowych pomysłów jest to, że wszechświat, który widzimy, jest jednym z wielu, być może z nieskończonej liczby. Jeden tok myślenia jest taki, że prawa fizyki mogą być bardzo różne w tych wszechświatach i że życie oparte na węglu mogło powstać tylko w tych, w których warunki zostały dostrojone w określony sposób. To jest zasada antropiczna.

W związku z tym, mówi Gleiser, równanie Drake'a wymaga aktualizacji, aby uwzględnić wieloświat i dodatkowe czynniki, które wprowadza.

Rozpoczyna od rozważenia całkowitego zbioru wszechświatów w multiwszechświecie i definiuje podzbiór, w którym parametry i stałe podstawowe są zgodne z zasadą antropiczną. To jest podzbiór { C - kosmos }.

Następnie rozważa podzbiór tych wszechświatów, w których warunki astrofizyczne są dojrzałe do formowania się gwiazd i galaktyk { c-astro}. Następnie przygląda się podzbiorowi tych, w których tworzą się planety zdolne do przechowywania życia { c-życie }. I wreszcie definiuje podzbiór tych, w których faktycznie powstaje złożone życie { c-złożone życie }.

Następnie warunki dla powstania złożonego życia w konkretnym wszechświecie w wieloświecie muszą spełniać stwierdzenie na początku tego postu (gdzie symbol kompozycji oznacza „razem z”).

Ale jest problem: to nie jest równanie. Aby sformułować prawdziwy argument podobny do Drake'a, Gleiser musiałby przypisać prawdopodobieństwa do każdego z tych zestawów, co pozwoliłoby mu napisać równanie, w którym przypisane prawdopodobieństwa pomnożone razem, po jednej stronie równania, równają się ułamkowi wszechświatów, w których pojawia się złożone życie z drugiej strony.

Tutaj napotyka jeden z wielkich problemów współczesnej kosmologii – że bez dowodów potwierdzających ich prawdziwość, wiele idei we współczesnej kosmologii to niewiele więcej niż filozofia. Tak więc przypisanie prawdopodobieństwa do tego ułamka wszechświatów w multiwszechświecie, w którym fundamentalne stałe i prawa spełniają zasadę antropiczną, jest nie tylko trudne, ale wręcz niemożliwe do sformułowania.

Wziąć { c-kosmo } na przykład. Gleiser wskazuje na kilka oczywistych parametrów, które należałoby wziąć pod uwagę przy wyprowadzaniu prawdopodobieństwa. Są to: gęstość energii próżni, asymetria materii i antymaterii, gęstość ciemnej materii, sprzężenia czterech podstawowych sił oraz masy kwarków i leptonów, tak że po złamaniu symetrii elektrosłabej mogą powstawać hadrony, a następnie jądra atomowe. Spróbuj przypisać prawdopodobieństwo tej partii.

Nie jest też o wiele łatwiej dla {c-astro}. Należy wziąć pod uwagę fakt, że pierwiastki ciężkie wydają się być ważne dla powstania życia, które wydaje się występować tylko w galaktykach powyżej określonej masy oraz w gwiazdach określonego typu i wieku. Oszacowanie prawdopodobieństwa wystąpienia tych warunków jest wciąż poza zasięgiem astronomów.

Na pierwszy rzut oka trzeci zestaw {c-life} powinien być łatwiejszy w obsłudze. Musi to brać pod uwagę planetarne i chemiczne ograniczenia w tworzeniu życia. Wydaje się, że ważna jest obecność wody w stanie ciekłym i różnych pierwiastków, takich jak węgiel, tlen i azot, podobnie jak bardziej złożone molekuły. Jak powszechne są te warunki, jeszcze nie wiemy.

Wreszcie jest { c-złożone życie }, która obejmuje wszystkie czynniki planetarne, które muszą się zbiegać, aby powstało złożone życie. Mogą one obejmować długoterminową stabilność orbity, obecność pola magnetycznego chroniącego delikatne biomolekuły, tektonikę płyt, duży księżyc i tak dalej. To też nie jest łatwe do oszacowania.

Wiele osób próbowało umieścić liczby w równaniu Drake'a. Szacunki dotyczące liczby inteligentnych cywilizacji w Drodze Mlecznej wahają się od jednej (naszej) do niezliczonych dziesiątek tysięcy. Sam Drake umieścił liczbę na 10.

Podejście Gleisera do równania Drake'a dla Multiverse jest interesującym podejściem. Mówi nam jednak, że nasze ograniczone zrozumienie wszechświata nie pozwala nam na jakiekolwiek rozsądne oszacowanie liczby inteligentnych form życia w multiwszechświecie (więcej niż jedna). A biorąc pod uwagę ograniczenia tego, co możemy wiedzieć o innych wszechświatach, prawdopodobnie nigdy nie będziemy w stanie zrobić nic lepszego.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1002.1651 : Równanie Drake'a dla wieloświata: od pejzażu strunowego do złożonego życia

ukryć