סיקור מקיף

פרנק דרייק הלך לעולמו, אבל המשוואה שלו לאינטליגנציה חייזרית חשובה יותר מתמיד

משוואת דרייק איננה חוק טבע, אלא הערכה מושכלת של מספר התרבויות התבוניות שאנו יכולים לגלות אבל זה מספיק כדי לגרות את הדמיון.

מאת דוד רות'רי פרופסור למדעים גיאוגרפיים פלנטריים, האוניברסיטה הפתוחה של בריטניה

לאונרד נימוי עם האסטרונום פרנק דרייק מסט"י. צילם סת' שוסטק, אף הוא מסט"י. באדיבות משפחת דרייק (ליוניברס טודיי)
לאונרד נימוי עם האסטרונום פרנק דרייק מסט"י. צילם סת' שוסטק, אף הוא מסט"י. באדיבות משפחת דרייק (ליוניברס טודיי)

כמה תרבויות תבוניות צריכות להיות בגלקסיה שלנו כרגע? בשנת 1961, האסטרופיזיקאי האמריקאי פרנק דרייק, שהלך לעולמו ב-2 בספטמבר בגיל 92, המציא משוואה כדי להעריך זאת. משוואת דרייק, שראשיתה בשלב בקריירה שלו שבו הוא היה "נאיבי מכדי להיות עצבני" (כפי שניסח זאת מאוחר יותר), התפרסמה ונושאת את שמו.

הדבר ממקם את דרייק בחברתם של פיזיקאים מפורסמים עם משוואות על שמם כולל ג'יימס קלרק מקסוול, ארווין שרדינגר ורבים אחרים. בניגוד לאלה, המשוואה של דרייק אינה מתמצתת חוק טבע. במקום זאת היא משלבת כמה הסתברויות לא ידועות  והופכת אותן להערכה  מושכלת.

לא משנה אילו ערכים סבירים אתם מזינים למשוואה (ראו תמונה בהמשך) קשה להימנע מהמסקנה שאנחנו לא צריכים להיות לבד בגלקסיה. דרייק נשאר תומך ותומך בחיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ לאורך כל ימיו, אבל האם המשוואה שלו באמת לימדה אותנו משהו?

המשוואה של דרייק אולי נראית מסובכת, אבל העקרונות שלה פשוטים למדי. היא קובעת כי בגלקסיה עתיקה כמו שלנו, מספר התרבויות הניתנות לזיהוי מכוח העובדה שהן משדרות את נוכחותן חייב להשתוות לקצב שבו הן  מתפתחות, כפול אורך החיים הממוצע שלהן.

הצבת ערך על הקצב שבו מתפתחות תרבויות עשויה להיראות כניחוש, אבל דרייק הבין שניתן לפרק אותה למרכיבים הניתנים יותר לטיפול.

הוא ציין כי הקצב הכולל שווה לקצב שבו נוצרים כוכבים מתאימים, כפול החלק של אותם כוכבים שיש להם כוכבי לכת. לאחר מכן מכפילים זאת במספר כוכבי הלכת המסוגלים לשאת חיים לכל מערכת, כפול שיעורם של אותם כוכבי לכת שבהם החלו חיים, כפול שיעורם של אלה שבהם החיים הופכים להיות אינטליגנטיים, פעמים את החלק של אלה המשדרים את נוכחותם.

משוואת דרייק. הסיכוי לגילוי חייזרים תבוניים. <a href="https://depositphotos.com. ">איור: depositphotos.com</a>
משוואת דרייק המורחבת. הסיכוי לגילוי חייזרים תבוניים. האיור סופק על ידי המחבר

ערכים מסובכים

כאשר דרייק ניסח לראשונה את המשוואה שלו, המונח היחיד שהיה ידוע בביטחון כלשהו היה קצב היווצרות הכוכבים  בשביל החלב – כ-30 בשנה.

באשר לנעלם הבא, בשנות ה-60 של המאה ה-20 לא היו לנו ראיות לכך שלכוכבים אחרים יש כוכבי לכת, ואחד מכל עשרה אולי נראה כמו ניחוש אופטימי. עם זאת, תגליות תצפיתיות של אקסו-פלנטות (כוכבי לכת המקיפים כוכבים אחרים) שהחלו בשנות ה-90 של המאה ה-20 ושגשגו במאה הנוכחית גורמות לנו להיות בטוחים שלרוב הכוכבים יש כוכבי לכת.

השכל הישר מציע שרוב המערכות של כוכבי לכת מרובים יכללו אחד במרחק הנכון מהכוכב שלו כדי שיהיה מסוגל לתמוך בחיים. כדור הארץ הוא כוכב הלכת הזה במערכת השמש שלנו. בנוסף, ייתכן שמאדים היה מתאים לחיים שופעים בעבר והם עדיין יכולים להיאחז בו (מן הסתם ממקור ארצני) .

כיום אנו גם מבינים שכוכבי לכת אינם צריכים להיות חמים מספיק כדי שמים נוזליים יתקיימו על פני השטח כדי לתמוך בחיים. תהליך היווצרות החיים להתרחש באוקיינוס הפנימי של גוף מכוסה קרח, הזוכה לחום שנוצר על ידי רדיוקטיביות או גאות ושפל ולא על ידי אור השמש.

במערכת השמש ישנם כמה גופים מועמדים אפשריים בין הירחים של צדק ושבתאי, למשל. למעשה, כאשר אנו מוסיפים ירחים כמי שמסוגלים להיות בית לחיים, המספר הממוצע של גופים ראויים למגורים לכל מערכת כוכבי לכת יכול בקלות לעלות על 1.

עם זאת, ערכי המונחים בצד הימני של המשוואה נותרו פתוחים ומאתגרים יותר. יש שיטענו כי בהינתן כמה מיליוני שנים לשחק איתם, החיים יתחילו בכל מקום מתאים.

זה אומר שהחלק של הגופים המתאימים שבהם החיים באמת מתחילים שווה פחות או יותר לאחד. אחרים אומרים שאין לנו עדיין הוכחה לכך שחיים נוצרו בשום מקום אחר מלבד כדור הארץ, ושהמקור של החיים יכול להיות למעשה אירוע נדיר ביותר.

האם החיים, ברגע שהתחילו, יפתחו בסופו של דבר את התבונה? הם כנראה צריכים לעבור את השלב המיקרוביאלי ולהפוך קודם כל לרב-תאיים.

ישנן עדויות לכך שחיים רב-תאיים התחילו יותר מפעם אחת על פני כדור הארץ, כך שהפיכתם לרב-תאיים עשויה שלא להוות מחסום. אחרים, לעומת זאת, מציינים כי בכדור הארץ "הסוג הנכון" של חיים רב-תאיים, שהמשיך להתפתח, הופיע רק פעם אחת ויכול היה להיות נדיר בסולם הגלקטי.

תבונה עשויה להעניק למין יתרון תחרותי על פני מינים אחרים, כלומר האבולוציה שלה עשויה להיות סבירה למדי. אבל אנחנו לא יודעים בוודאות.

והאם חיים תבוניים יפתחו טכנולוגיה לשלב שבו הם משדרים (בטעות או בכוונה) את קיומם ברחבי החלל? אולי עבור שוכני פני השטח כמונו, אבל זה עשוי להיות נדיר עבור תושבי אוקיינוסים פנימיים של עולמות קפואים ללא אטמוספירה.

חייזר. איור: depositphotos.com
חייזר. איור: depositphotos.com

כמה זמן שורדות התרבויות?

מה לגבי אורך החיים הממוצע של ציוויליזציה הניתנת לזיהוי, L? שידורי הטלוויזיה שלנו החלו להפוך את כדור הארץ לניתן לגילוי מרחוק בשנות ה-50 של המאה ה-20, ונתנו ערך מינימלי ל-L של כ-70 שנה במקרה שלנו.

עם זאת, באופן כללי, L עשויה להיות מוגבלת על ידי קריסת הציוויליזציה (מה הסיכויים שלנו להימשך 100 שנים נוספות?) או על ידי דעיכה כמעט מוחלטת של שידורי הרדיו לטובת האינטרנט, או על ידי בחירה מכוונת "לשתוק" מחשש לתושבים גלקטיים עוינים.

שחקו עם המספרים בעצמכם – זה כיף! תגלו שאם L הוא יותר מ-1,000 שנה, N (מספר הציוויליזציות הנית

נות לזיהוי) עשוי להיות גדול ממאה. בראיון שהוקלט ב-2010, דרייק אמר שהניחוש הטוב ביותר שלו ל-N  היה כ-10,000.

אנו לומדים יותר על אקסו-פלנטות מדי שנה, ונכנסים לעידן שבו אנו מסוגלים למדוד את ההרכב האטמוספרי שלהן כדי לחשוף עדויות לכך שהחיים הופכים אפשריים יותר ויותר. בעשור-שניים הקרובים, אנו יכולים לקוות להערכה מבוססת הרבה יותר של חלקם של כוכבי הלכת דמויי כדור הארץ שבהם מתחילים החיים.

זה לא יספר לנו על החיים באוקיינוסים הפנימיים, אבל אנחנו יכולים לקוות לתובנות לגביהם ממשימות חקר בירחים הקפואים של צדק, שבתאי ואורנוס-אורון. ויכולנו, כמובן, לזהות אותות ממשיים מאינטליגנציה מחוץ לכדור הארץ, בעיקר ע"י פרויקט SETI.

כך או כך, המשוואה של פרנק דרייק, שעוררה כל כך הרבה קווי מחקר, תמשיך לתת לנו תחושה מעוררת מחשבה של פרספקטיבה. על כך עלינו להיות אסירי תודה.

למאמר ב-The Conversation

עוד בנושא באתר הידען:

8 תגובות

  1. למה אתם מעתיקים אחד לאחד כתבה באנגלית frank drake has passed away but his equation for alien intelligence is mor important than ever

  2. אם יש משהו מדכא ממש… הרי הוא לקרוא את התגובות של הקוראים באתר *מדע* פופולארי.

    (אין צורך להעיר לי, אני עצמי נכלל באותו אוסף מדכא)

  3. הבעיה הברורה של המשוואה היא שהיא מניחה אי תלות בהסתברויות לאירועים השונים.
    המשוואה הייתה צריכה להיות משוואה של הסתברות מותנית:
    כלומר, הסבירות ליצירת היקום נניח ידוע שקיים אז בסבירות אחד.
    עכשיו, בהניתן שהיקום קיים מה הסיכוי להווצרות כוכבי לכת תומכי חיים. עכשיו, בהינתן היקום וכוכב לכת תומך חיים מה הסיכוי שיתפתחו בו חיים, עכשיו בהינתן יקום,כוכב לכת תומך חיים, שיש בו חיים מה הסיכוי שיהפכו תבוניים.
    עכשיו, בהינתן היקום, כוכב לכת תומך חיים, שהתפתחו בו חיים, שהפכו לתבוניים, מה הסיכוי שתבוניים מספיק שנוכל לאתר אותם.
    המכפלה של ההסתברויות המותנות האלו שואפת בצורה מהירה מאד ל0 (בגלל ההגדרה של ההסתברות המותנית) מה גם שאנו לא יודעים איך לחשב את ההסתברויות האלו כי אנחנו לא יודעים את גודל קבוצות המאורעות לכולם. לפיכך, נוסחת בייס מעלה מאד את הסבירות כי יש בה הרבה פרמטרים בלתי תלוים שבעצם אמורים להיות תלוים ולכן מכפלת ההסתברויות שם מובילה לערך שמתקרב מאד ל-1

  4. נוסת דרייק מבוססת על פרמטרים שברובם
    הינם הגדר השערה סבירה . במציאות הבינגלקטית והאבולוציה שאנו מכירים ,הינן מקימות נקודות אחיזה שבמידה רבה יוצרות מציאות שהינה בגדר תמונת העולם שאכן
    מוכרת לנו .אבל לא כל הפרמטרים שבנוסת דרייק ,עומדים במבחן המציאות . דוגמאות :
    יתכנו חיים שמבוססים על אמוניה ולא על חמצן . אולי מבוססי גופרית ,כפי שהיסתבר
    אודות אורגניזמים במעמקי האוקינוס ,כשהחמצן הנידרש לחיים מוכרים ,
    כמעט ולא קיים ולעומת זאת ישנם הרי געש
    תת ימיים פעילים. כל ההיתבססות על מקורות וולקניים פעילים ,כמקור לחמרי הזנה לחיים ,אינה מוכרת ברובה . השפעות חוץ ארציות
    על התפתחות האנושות ,עלולות להיות חלק
    ממציאות שנויה במחלוקת . ידועות ההשפעות השליליות של מעורבות ספרד בחיי האידיאנים
    לאחר גילוי אמריקה . לעומת זאת ידועה השפעה חיובית של "אלים מהחלל החיצון " על
    האצטקים ,מאיה והאינקה בדרום אמריקה
    ושבט הדוגון באפריקה . גם במיזרח התיכון
    ניטען ( "חייזרים מן העבר" בערוץ הניסטוריה) כי במצרים העתיקה נימסר ידע מתמטי ,אסטרונומי והנדסי לבניית הפירמידות ( כשמדובר במידע שהיקדים את זמנו ) . גם השבתת מיתקני גרעין בארה"ב וטילים באופן
    זמני , מוכיח היתערבות חוצנית בנעשה כאן .
    תגליות שהיתפרסמו אודות פירמידות על מאדים שצולמו על ידי לויינים שסרקו אותו
    ( באזור "סידוניה") וגילוי אפיקי מים ונהרות קדומים שם ,מחזקים את הטענה שהחיים החוצניים נפוצים בהרבה מהצפוי . גם תצפיות
    מטלסקופים בחלל ,מוכיחות שמערכות שמש עם כוכבי לכת , המאפשרים קיום חיים , נפוצות
    ושכיחות הרבה יותר מהמשוער . לכן די בדוגמאות הללו כדי להיתרשם שהמרכיבים בנוסחת דרייק ,שונים במידה רבה ממה שסברו
    תחילה . לכן כל ההבדלים הללו בהנחות הבסיס ,יכולים לשנות בהרבה את כל ההיסתברויות במישוואה המדוברת .

  5. קישקוש בלבוש!😜אין חייזרים מחוץ לכוכב שלנו כולם נמצאים כאן מתחת לאדמה( חכמי קדם האמיתיים) לא ספרים של מאמיני פיצוץ תיאוריה לא מוכחת בעליל. כמו כל תיאורייה שמתנפצת ל" מדענים " בפרצוף אחר כמה שנים, כל יום ממציאים תיאורייה חדשה יאלללה, עוד לא הבנתם האמת, אדם חי פה והולך…לאן הוא הולך? פה כבר יש תשובות מוכחות לא תיאוריות

  6. כדי שנשים לב לחיים תבוניים אחרים חוץ מאיתנו, מדענים צריכים ללמוד קצת צניעות קודם. רק אחר כך נבין שאנחנו מוקפים בתבונה ושאנחנו ממש לא בראש הסולם.

  7. אפשר לשאול את השאלה של האפשרות למציאותם של חיים באופן אחר מאשר בנוסחת דרייק, אראה מספר אפשרויות אחרות:-

    למשל, האם היתכנות חיים אי שם בקוסמוס היא הפרס הגדול בלוטו או פרס רגיל שכל אחד יכול לזכות בו?

    הבה וניבדוק מה ההבדל בין שני פרסים אלה .
    מעבר לסכומים בהם מדובר יש עוד הבדל בין שני הפרסים והוא התדירות של הזכייה. אם זה הפרס הגדול בלוטו הסיכוי הוא שאם ניזכה בו זה יהיה בדרך כלל לא יותר מפעם אחת, אבל אם זה פרס קטן של לוטו, הסיכוי הוא שניזכה בו מספר פעמים.
    לכן, כדי לבדוק מה הסיכוי שיתגלו חיים באזורים אחרים ביקום כל מה שצריך לעשות הוא לבדוק אם התפתחו בכוכב הלכת שלנו חיים משניים או שלושה סוגים שונים לפחות שהתפתחותן שונה וניפרדת אחת מהשנייה. אם כך הדבר, היתפתחות חיים היא פרס רגיל ונפוץ ביקום.
    ייתכן וחיים מסוג שונה נימצא במיקרים הבאים:-
    צומח, פטריות, חידקים, וירוסים, נבגים, יצורים על בסיס צורן או אחר ועוד.
    מציאותם של סוגי חיים שונים בכדור הארץ , תגדיל בכמה סדרי גודל את הסיכוי למציאת ציביליזציות בגלקסיה שלנו על הכמות "הזעירה" המחושבת מנוסחת דרייק.

    בנוסף, נוכל לומר שאם נגלה חיים בכוכב לכת אחר במערכת השמש. אפילו חיים כמו אלו שבכדור הארץ, נוכל לומר די בוודאות שהחיים נפוצים ביקום.

    ובנוסף, בספרו של אבי לייב "מהכוכב הראשון עד לאחרית הימים, מחשבות עד השמים", בפרק ה' עמ' 55 , מדבר אבי לייב על מאמר שפרסם הטוען שחיים הופיעו כ 15,000,000 שנים לאחר המפץ הגדול, אז טמפ הרקע של היקום הייתה כ 300 קלווין, כלומר, טמפרטורה נוחה להיווצרות חיים,

    מסקנה- כניראה שהחיים נפוצים בכל היקום מאז ומתמיד!
    סבדרמיש יהודה

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן