האם בני אדם ייחודיים ונמצאים לבדם ביקום העצום? שאלה זו שתומצתה במשוואת דרייק המפורסמת – מצויה מזה חצי מאה באגף הסורר ביותר והלא בטוח במדע. מאמר חדש מראה כי הגילויים האחרונים של כוכבי לכת בשילוב עם גישה רחבה לשאלה מאפשרים להקצות הסתברות תקפה באופן אמפירי לשאלה אם ציביליזציות טכנולוגיות מתקדמות אחרות התקיימו אי פעם
גם אם הסיכויים של חיים מתקדמים להתפתח על כוכב לכת מתאים לצורות חיים פשוטות להפליא, עדיין המין אנושי אינו המין בעל הטכנולוגיה המתקדמת הראשון ביקום.
המחקר, שהתפרסם בכתב העת ASTROBIOLOGY גם מספק בפעם הראשונה גבולות פסימיים ואופטימיים להערכת הסבירות לקיומם של חיים מתקדמים מחוץ לכדור הארץ.
“השאלה אם תרבויות מתקדמות קיימות במקומות אחרים ביקום תמיד נתקלה בשלוש אי ודאויות גדולות במשוואת דרייק,” אמר אדם פרנק, פרופסור לפיסיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת רוצ’סטר ואחד ממחברי המאמר. “אנחנו יודעים כבר זמן רב כמה כוכבים יש ביקום. לא ידענו לכמה מהכוכבים האלה היו כוכבי לכת שעשויים לקיים חיים, באיזו תדירות החיים עשויים להתפתח ולהוביל ליצורים תבוניים, וכמה זמן כל תרבות כזו מתקיימת עד להכחדתה. ”
“בזכות הלווין קפלר של נאס”א ואמצעי תצפית נוספים, אנו יודעים כיום כי לפחות לחמישית מהכוכבים יש כוכבים לכת המקיפים אותם באיזורי החיים שלהם שבהם שוררות טמפרטורות שיכולות לתמוך בחיים כפי שאנו מכירים אותם. כעת ישנה מגבלה לאחת משלוש אי הוודאיות הגדולות”.
פרנק אמר כי השאלה הגדולה השלישית – כמה זמן עשויות תרבויות לשרוד עדיין לא ידועה לחלוטין. “העובדה שלבני האדם יש את הטכנולוגיה הבסיסית מזה בערך עשרת אלפים שנה לא ממש מספרת לנו אם בחברות אחרות תימשכנה התרבויות פרק זמן שכזה או יותר”, הסביר.
אבל פרנק והשותף שלו במאמר, וודרוף סאליבן מהתכנית לאסטרוביולוגיה במחלקה לאסטרונומיה של אוניברסיטת וושינגטון, גילו שהם יכולים להתגבר על כך פשוט באמצעות הרחבת השאלה.
“במקום לשאול כמה תרבויות קיימות עכשיו ביקום, אנחנו שואלים האם אנחנו המין הטכנולוגי היחיד שקם אי פעם?”, אמר סאליבן. “שינוי זה מבטל את סוגית אי הוודאות של שאלת אורך חיי ציביליזציה ומאפשר לנו להתייחס למה שאנו מכנים ‘השאלה הארכאולוגית הקוסמית’ – כמה פעמים בהיסטוריה של היקום התפתחו חיים מתקדמים “?
הדבר עדיין משאיר אי ודאות ענקית בחישוב הסיכוי של חיים מתקדמים להתפתח על כוכב לכת ראוי למגורים. במקום לנחש את הסיכויים לפתח חיים מתקדמים, חישבו פרנק וסאליבן את הסיכויים נגדה, כלומר הגורמים לכך שהאנושות תהיה התרבות המתקדמת היחידה בכל ההיסטוריה של היקום הנצפה. השניים חישבו את הקו המפריד בין יקום שבו האנושות היא הניסוי היחיד בציביליזציה ובין יקום שבו הקדימו אותנו מינים אחרים.
“כמובן, אין לנו מושג מה הסבירות שמין טכנולוגי תבוני יתפתח על כוכב הניתן למגורים”, אומר פרנק. אבל בשיטה שלנו אנחנו יכולים להגיד בדיוק כמה נמוכה ההסתברות שנהיה התרבות היחידה שהיקום יצר. אנו קוראים לסיכוי זה – הקו הפסימי. אם ההסתברות בפועל עולה על הקו הפסימי, אז סביר שהתפתח מין טכנולוגי לפנינו.”
בגישה זו, חישבו פרנק וסאליבן מה הסבירות לכך שמעולם לא היתה דוגמה נוספת מבין עשרים מיליארד טריליון הכוכבים ביקום, או אפילו בין מאה מיליארד הכוכבים בגלקסיה שלנו, שביל החלב.
התוצאה? פרנק וסאליבן גילו כי הסיכוי לכך שהתרבות האנושית היא ייחודית רק אם הסיכוי של ציוויליזציה להתפתח על כוכב ראוי לחיים הוא פחות מ-1 ל-10 מיליון טריליון או 1 חלקי 10 בחזקת 22.
“אחד מכל 10 מיליארד טריליון הוא מספר קטן מאוד”, אומר פרנק “מבחינתי, זה מרמז כי סביר להניח שיצורים תבוניים אחרים התפתחו לפנינו. לפני התוצאה שלנו היית נחשב פסימיסט אם דמיינת שההסתברות להתפתחות ציוויליזציה על כוכב לכת ראוי לחיים הייתה למשל אחד למיליון. אבל גם זה ניחוש, סיכוי של אחד לטריליון, מרמז כי מה שקרה כאן על כדור הארץ עם התפתחות האנושות התרחש בעצם 10 מיליארד פעמים אחרות בהיסטוריה הקוסמית”.
בשביל החלב, הסיכויים נגד התפתחות ציוויליזציות הם 1 ל-60 מיליארד (ולו בשל הדוגמה היחידה שכבר ידועה), אבל אם המספרים האלה נותנים תחמושת לאופטימיסטים על קיומם של תרבויות זרות, סאליבן מציין כי משוואת דרייק המלאה – בעזרתה ניתן לאמוד את הסיכויים לקיומן של תרבויות אחרות, עשויה לתת נחמה לפסימיסטים.
“היקום הוא בן יותר מ-13 מיליארד שנים,” אמר סאליבן. “כלומר, גם אם נוצרו אלף תרבויות בגלקסיה שלנו, אם הם חיים רק סביב עשרת אלפים שנה אז כנראה כולם נכחדו ואחרים לא התפתחו טכנולוגית עד לאחרונה כמונו, כך שכדי שהסיכוי להצלחת גילוי תבונה טכנולוגית פעילה עכשווית, משך החיים של ציביליזציה תבונית טכנולוגית חייב להיות ארוך הרבה יותר מאשר אצלנו עד כה.”
“בהתחשב במרחקים העצומים בין הכוכבים ובמהירות הקבועה של האור לא נהיה מסוגלים לנהל שיחה עם ציביליזציה אחרת בכל מקרה,” אמר פרנק. “אם הם נמצאים במרחק 50,000 שנות אור מאיתנו אז לתשובה לכל מסר ייקח 100 אלף שנים להגיע.”
אבל, כמו שפרנק וסאליבן מצביעים, גם אם אין ציוויליזציות אחרות בגלקסיה שלנו שיתקשרו עם החברה שלנו, לתוצאה החדשה עדיין יש חשיבות מדעית ופילוסופית עמוקה. “מנקודת מבט בסיסית השאלה היא ‘האם אי פעם נוצרו והתפתחו חיים תבוניים לפנינו? וזה מדהים להניח שאנו לא היחידים.”
לדברי פרנק וסאליבן למסקנה שלהם יש גם יישום מעשי. ככל שהאנושות ניצבת מול המשבר הגלובלי שלה בשינויי האקלים נוכל לתהות אם מיני ציביליזציות תבוניות על כוכב לכת אחר עברו צוואר בקבוק דומה וחצו לצד השני. כפי שניסח זאת פרנק “אנחנו אפילו לא יודעים אם אפשרי שציוויליזצית ההייטק תוכל להימשך יותר מכמה מאות שנים.”
“התוצאות שלנו מרמזות כי האבולוציה הביולוגית והתרבות שלנו לא היו ייחודיים וכנראה התרחשו פעמים רבות בעבר. היו בוודאי מקרים שבהם תרבויות שהיו צרכניות אינטסיביות של אנרגיה התמודדו על משברים דומים ושרדו, זה אומר שאנחנו יכולים להתחיל לחקור את הבעיה באמצעות סימולציות כדי לקבל תחושה של מה שמוביל לתרבויות שחיו זמן רב ומה לא. ”
25 תגובות
מי שחושב שאנחנו לבד גם חושב שמדינת ישראל מרכז העולם….
התפרסמה (תגובה אחת לפני זו של ניסים)
התגובה שלי מעוכבת כבר קרוב לשעתיים.
רפאל
אני מקבל את מה שאתה אומר.
מה שאמרת על החמצן זה מעניין. חוקר בשם ג’יימס לבלוק אמר בזמנו שניתן לגלות חיים על פלנטות אחרות ע”י חוסר איזון בחומרים על הפלנטה. הרעיון היה מהפכני בזמנו ולא הקשיבו לו – הוא טען שברגע שיש חיים על פלנטה אז היצורים יתרבו עד שיגיעו לחוסר בחומר מסויים שקיים בטבע.
רפאל,
1. אני עניתי על שאלתך: ״מדוע מחפשים דווקא כוכבי לכת עם תנאים דומים לכדור הארץ״, התשובה היא כמובן משום שאנו יודעים בוודאות שבתנאים כאלו חיים יכולים להתקיים, וכמו שניסים הוסיף שם גם הרבה יותר קל לנו לזהות אותם.
2. היגיון פשוט (לדעתי לפחות) אתה נכנס למאפייה ענקית בגודל של יבשת, ובה עשרות מיליארדי מדפים עמוסים בכיכרות לחם, לחמניות, חלות, בגטים… אתה ניגש במקרה לאחד המדפים ובין המאפים השונים פתאום אתה מבחין בכתם עובש קטן על אחד המאפים.
מה הסיכוי לדעתך שזהו כתם העובש היחיד בכל המאפייה הענקית הזו, ושעל אף כיכר לחם נוספת או לחמניה אין כתם עובש נוסף ?
(אני מקווה שהאנושות תסלח לי על ההשוואה הזו)
ניסים
ודרך אגב יש בדיוק עכשיו כתבה אחרת בידען ששם טוענים שבכדור הארץ היתה כמות גדולה של חמצן לפני שהחלו בו החיים. כך שקיום חמצן לא מהווה אינדיקציה לקיום חיים.
יריב ונסים
יש הבדל גדול בין סיכוי להיווצרות חיים לבין סיכוי לקיום חיים. אם לא יודעים איך נוצרו החיים אז גם לא יודעים לחשב את הסיכוי להיווצרותם גם אם מדובר ביקום אינסופי.
מחוץ לקופסא,
אתה כאן? תענה אם אתה קורא.
נכון מאד, גם זו נקודה חשובה.
רפאל
מעבר למה שיריב כתב, יש עוד שיקול חשוב. אנחנו יודעים לזהות, על פלנטה כמו שלנו, חיים כמו שלנו. לדוגמה – אם נראה ריכוז גבוה של חמצן אז נדע כמעט בודאות שיש שם חיים.
אנחנו לא נדע בכלל מה לחפש על פלנטות עם תנאים מאד שונים.
תיקון –
כאשר התקציבים מצומצמים היכן כדאי להשקיע את המאמצים? באינסוף מקומות ביקום שבהם לא ברור לנו בכלל אם יכולים להתקיים בהם חיים? או במספר הרבה יותר מצומצם של מקומות שבהם אנו יודעים בוודאות שחיים יכולים להתקיים?
רפאל,
״אני לא מבין למה מחפשים כוכבי לכת עם תנאים דומים לכדור הארץ ועל סמך מה…״
אני חושב שזה עניין פשוט של היגיון, יש ביקום שלנו מרחב עצום של תנאים ואפשרויות מבחינת טמפרטורות, הרכבים כימיים וכדומה, משום שכאן נוצרו חיים, אנו יודעים בוודאות שבמרחב המצומצם הזה של תנאים חיים הם אפשריים. כאשר התקציבים מצומצמים היכן כדאי להשקיע את המאמצים? באינסוף מקומות ביקום שבהם לא ברור בכלל כלל אם יכולים להתקיים בהם חיים? או במספר הרבה יותר מצומצם של מקומות שבהם אנו יודעים בוודאות שחיים יכולים להתקיים?
ניסים,
“קשה להאמין שנדע אי פעם איך נוצרו החיים על פני כדור הארץ, או האם הם בכלל נוצרו על כדור הארץ.”
לכן אני לא מבין למה מחפשים כוכבי לכת עם תנאים דומים לכדור הארץ ועל סמך מה מחשבים את הסיכויים להמצאות חיים עליהם…
א. בן נר,
למקרא תגובה כמו שלך אני אף פעם לא יודעת אם לצחוק או לבכות. הרי אם אדם “מבחוץ” היה כותב השערות כפי שנכתב במאמר כאן, הרי שמייד היו מתקיפים אותו שהוא כותב שטויות (וזה כבר קרה) אבל אם מדענים כותבים השערות מסוג זה – הכל בסדר כי זה מדעי. ואם כבר, אז מדע זה לא שפת דיבור. מעולם לא שמעתי על קיצורים בניסוחים שקשורים למדע. אין לי מושג למה אתה מנסה לתרץ את מה שנכתב במאמר, אבל לפחות אל תטיף – הבנת הנקרא אצלי בסדר גמור, וגם הידע המדעי.
כשאנחנו אומדים מרחקי כוכבים ..כמו למשל שציון בכתבה מרחק 50,000 שנות אזי מה שאנו רואים או חושבים שרואים יתכן שלא קיים ..כי מה שנראה הוא מצב שלפני 50,000 שנה …ולכן השאלה ואפילו אם נשלח מסר יתכן שזה סרק לכוכב שנפח את נשימתו לפני עשרות אלפי שנים ….כרגע בשלב זה עדיף להתרכז בשכונה שלנו עד מרחק של 20 עד 40 שנות אור …ואולי אולי נצליח להגיע לאנושות בתבונה כמו שלנו או יותר …אם לא חבל לבזבז משאבים למרחקים רחוקים מאיתנו עד שימצא הפיתרון לנוע בתולעי חלל …בזה עדיף יותר להשקיע ואז יהיה אפשר להגיע לפתרון האם אנחנו לבד ..
כשאנחנו אומדים מרחקי כוכבים ..כמו למשל שציון בכתבה מרחק 50,000 שנות אזי מה שאנו רואים או חושבים שרואים יתכן שלא קיים ..כי מה שנראה הוא מצב שלפני 50,000 שנה …ולכן השאלה ואפילו אם נשלח מסר יתכן שזה סרק לכוכב שנפח את נשימתו לפני עשרות אלפי שנים ….כרגע בשלב זה עדיף להתרכז בשכונה שלנו עד מרחק של 20 עד 40 שנות אור …ואולי אולי נצליח להגיע לאנושות בתבונה כמו שלנו או יותר …אם לא חבל לבזבז משאבים למרחקים רחוקים מאיתנו עד שימצא הפיתרון לנוע בתולעי חלל …בזה עדיף יותר להשקיע ואז יהיה אפשר להגיע לפתרון האם אנחנו לבד ..
לא.בן נר ,
התשובה שלך לרפאל נכונה אך לא מדויקת. כיום אנחנו יודעים שמים נוזליים קיימים גם על ירחים של ענקי הגז צדק ושבתאי, שלא ניתן להגדיר את התנאים עליהם כדומים לתנאים בכדוה”א , מכיוון שהם נמצאים הרחק מאזור החיים מסביב לשמש. המים עליהם נוזליים כתוצאה מגאות ושפל גרביטציוני, וכנראה יש אוקיינוסים מתחת למעטה הקרח מסביבם.
אם יש מים נוזליים בירחים אלו יש גם השערה שאולי הם מסוגלים לפתח חיים עליהם, בדומה לאקוסיסטם שנמצאים בתחתית האוקיינוסים בכדוה”א, שלא ניזונים מאור השמש.
הסיבה שאנחנו לא כוללים אקוסיסטם כאלו בחישובים , היא מכיוון שאנחנו לא מכירים מערכות אקולוגיות כאלו בפעולה, אלא מערכות כגון כדוה”א. אנחנו יודעים אילו סימנים מעידים על מערכות דמויות כדוה”א ולא על מערכות אחרות.
דעתי –
קשה מאד להאמין שבכל היקום העצום הזה רק כאן נוצר ״מרק קדום״ (אני אישית מעדיף בטעם עוף) שאיפשר התפתחות של חיים. סה״כ במבט-על (מבט מאקרו) היקום הוא דיי הומוגני מבחינת ההרכב הכימי, התפלגות הגזים, עשרות מיליארדי גלקסיות ספירליות דומות לשלנו בכל כיוון שלא מסתכלים עליו, כוכבים, כוכבי לכת… באמת נראה למישהו הגיוני שלא נוצרו ״מרקים קדומים״ בעלי הרכב כימי ותנאים פחות או יותר דומים שאיפשרו היווצרות חיים בעוד אינספור מקומות נוספים ביקום?
לי זה נשמע בערך כמו הסיכוי שבכל שנות קיומה של המדינה רק פעם אחת אדם הצליח לזכות בפרס הראשון בלוטו למרות שמאות אלפים מנסים כל שבוע.
רפאל אבל אפשר לנסח ככל הנראה על פי הכתבה – הסתברות של עד כמה הסיכוי להיווצרות חיים צריך להיות נמוך על מנת שאנחנו נהיה היחידים ביקום אי פעם. בזה המאמר עוסק וזה כתוב בבהירות אז לא ברור מדוע לא שמת לב.
רפאל
קשה להאמין שנדע אי פעם איך נוצרו החיים על פני כדור הארץ, או האם הם בכלל נוצרו על כדור הארץ.
היום, אנחנו יודעים לייצר במעבדה גם חלבונים וגם DNA, אבל אנחנו לא מכירים עדיין תהליכים טבעיים לכל שלב. אם נגלה מספר תהליכים, אז אולי לא נדע איזה מהם הוא זה שקרה במקרה שלנו.
בתשובה לרפאל :
טענתך אינה מדויקת. ראשית, רוב החיים על כדה”א חשופים לאור ולחום השמש ומתקיימים בזכות אנרגיית השמש. ישנם מקרים נדירים בהרבה של חיים המתקיימים בזכות אנרגיית החום הנפלטת ממעמקי כדה”א ואולם, חיים אלה, המתקיימים במעמקי הים, מתאפשרים רק הודות לקיומם של מים נוזלים על פני כדה”א, וזה מתאפשר רק הודות לתנאים במתקיימים על כדה”א.
בתשובה לבת אל :
א]. אינך צריכה להיתפס באופן דקדקני מדי לניסוח מעט בלתי מדויק.
עדיף להבין את הרעיון. עליך להבין כי, ניסוח מדוייק באופן מטמטי, תופס לרוב משפטים ארוכים ומורכבים המקשים, הן בהבנת הרעיון הכללי, והן בכך שהם גורמים לכתבה להיות ארוכה וקשה לקריאה. לכן הניסוח הכללי הנו הכרח, במיוחד בכתבה פופולרית שאינה מדעית מקצועית.
לשם הבהרה אדגים את מה שטענתי זה עתה על המשפט שנגדו את טענת :
“אנחנו יודעים כבר זמן רב כמה כוכבים יש ביקום”
ניתן לכתוב את המשפט הזה באופן יותר מדוייק, שיענה על דרישותיך כך :
“אנחנו יודעים כבר זמן רב (להעריך, ברמת דיוק של כ-20%+-) כמה כוכבים (הנראים כיום) יש ביקום (בטווח בו אנו מצליחים לצפות כיום).
מה קרה פה ? המשפט נהיה מדויק בניסוחו אבל התארך מ-9 מילים ל-22. וזאת, מבלי לתרום מאום להבנת הרעיון.
ב]. לעניין טענתך כי המאמר הנו בגדר “מדע בדיוני”.
כנראה לא הבנת את הרעיון הבסיסי של המאמר שהוא, ניסיון להערכת סיכויים, על בסיס סטטיסטי (!), לקיום חיים תבוניים בפלנטות אקסטרה-סולריות.
אין כאן קביעה אלא הערכת סיכויים.
ולבסוף הערה עקרונית,
כל מחקר מדעי מתחיל בהשערה. וכל השערה היא בדיונית במידה כלשהי.
יתר על כן, אף תיאוריה מדעית איננה בטוחה ב-100%. כל תיאוריה עלולה להתגלות, ביום מן הימים, כמוטעית.
לפיכך : כל ה”מדע” הוא “מדע בדיוני”.
רפאל,
אף פעם לא מאוחר לשאול את השאלות החשובות של האנושות. אמנם זה לא ישנה לך את הקפה בבוקר, ולא יעזור לך לפתור את הבעיות מחר בעבודה, אבל אם היינו חושבים כך, לא היית מסוגל להנות מסרטים ביוטיוב, ממעבד תמלילים בעבודה, ומתוכנות ניווט בנייד שלך, מכיוון שכולם בבסיסם התחילו מטכנולוגיות שלא היו קיימות לולא שאלנו את “השאלות הגדולות” במדע.
אמנם אני מסכים איתך וכך גם המאמר, שיש נתונים שאנחנו עדיין לא מבינים בנקודה זאת בזמן, אבל אתה יכול להתייחס לכל הניסיון כמעיין מפת דרכים שמכוונת אותנו בכיוון הנכון. לדוגמה, תסכים איתי שאנחנו כולנו יכולים להסכים שאין טעם לחפש חיים בזמן שלפני היווצרות היקום, כך שאנו יכולים לקבוע גבול מסויים להיווצרות החיים גם אם אנחנו לא יודעים בוודאות איך הם נוצרים.
“אנחנו יודעים כבר זמן רב כמה כוכבים יש ביקום” רק המשפט הזה לבדו מצביע על הסיבה שבגללה כדאי לזרוק את המאמר הזה לפח האשפה. ואם זה לא מספיק – המשך הקריאה מוסיף עוד תובנות שאין להן קשר למדע, אלא לסרטי מדע בדיוני. אז נכון שמותר למדענים להשתעשע במדע בדיוני, אבל כך הם גם צריכים להציג את השעשוע שלהם, בלי לעטוף אותו באיצטלה מדעית.
כתבה מרתקת!
כל עוד לא מצאו באופן וודאי את הסיבה להיווצרות החיים (לא מדבר על אבולוציה) אז כל החישובים האלה הם רק בלה בלה.
עוד הערה – החיפוש אחר ככבי לכת אם תנאים דומים לאלו של כדור הארץ וזיהויים ככאלה שהסיכוי להתפתחות חיים עליהם יותר גבוהה היא פשוט אוילית. יש בכדור הארץ חיים במקומות שלא ראו מעולם שמש, בטמפרטורות גבוהות או נמוכות באופן קיצוני, ללא חמצן. בקיצור חבל”ז.