Уравнение Дрейка и парадокс Ферми: что наука знает о шансах на контакт

В ноябре 1961 года в обсерватории Грин-Бэнк в Западной Виргинии собрались около десяти человек: радиоастрономы, химик, специалист по дельфинам, молодой Карл Саган. Повестка была необычной — обсудить, есть ли смысл искать радиосигналы других цивилизаций.

Хозяин встречи, астроном Фрэнк Дрейк, чтобы структурировать разговор, написал на доске цепочку сомножителей. Получилась формула, которая с тех пор кочует по учебникам и популярным статьям под названием уравнения Дрейка.

Устроена она просто и служит не для вычислений, а для наведения порядка в вопросе.

Что в уравнении

Число цивилизаций в Галактике, с которыми в принципе возможна связь, раскладывается на семь множителей:

• темп образования звёзд в Галактике;
• доля звёзд, у которых есть планеты;
• среднее число планет, пригодных для жизни, в такой системе;
• доля планет, где жизнь действительно возникла;
• доля случаев, где жизнь стала разумной;
• доля разумных видов, развивших технологии, заметные на расстоянии;
• срок, в течение которого цивилизация остаётся заметной.

За шестьдесят с лишним лет первые три множителя перестали быть догадками. Звёзды в Млечном Пути рождаются со скоростью порядка единиц в год. Космический телескоп «Кеплер», работавший с 2009 года, показал, что планеты есть у большинства звёзд: это оказалось правилом, а не исключением. Появились и оценки числа планет земного размера в зонах, где возможна жидкая вода, хотя разброс в них пока широкий.

Оставшиеся четыре множителя не оценены до сих пор. Мы знаем ровно один случай возникновения жизни и ровно один случай появления технологической цивилизации, а по выборке из одного элемента вероятность не считается.

Отсюда практический смысл уравнения: подставляя в него разумные, но разные предположения, можно получить и одну цивилизацию на всю Галактику, и десятки тысяч. На встрече 1961 года участники сошлись на диапазоне от тысячи до сотен миллионов — сама ширина этого интервала и есть честный ответ.

Вопрос за обедом

Ещё раньше, в 1950 году, в Лос-Аламосе физик Энрико Ферми обедал с коллегами. Разговор шёл о газетных сообщениях про летающие диски и о возможности межзвёздных перелётов. Через некоторое время, уже переключившись на другую тему, Ферми вдруг спросил: «Где же все?»

Вопрос оказался глубже застольной шутки. Млечному Пути более тринадцати миллиардов лет, Солнечной системе — около четырёх с половиной. Если хотя бы одна цивилизация возникла заметно раньше нас и занялась расселением, пусть даже не сама, а автоматическими аппаратами, способными строить свои копии на месте, то на заселение всей Галактики хватило бы нескольких миллионов лет. По космическим меркам это ничтожный срок.

Мы, однако, не видим ни зондов, ни следов масштабной инженерии, ни радиосигналов. Расхождение между оценкой «их должно быть много» и наблюдением «мы ничего не находим» и называют парадоксом Ферми.

Возможные ответы

Ни один не доказан, но все они хотя бы частично проверяемы:

• великий фильтр: на пути от химии к межзвёздной цивилизации есть этап с исчезающе малой вероятностью прохождения. Он может быть позади нас — тогда мы редки и, вероятно, одиноки. Может быть впереди, и этот вариант неприятен.
• редкость условий: сочетание крупного спутника, тектоники плит, устойчивой орбиты и магнитного поля способно встречаться намного реже, чем кажется.
• недолговечность: цивилизации становятся заметными на исторически короткий срок и затем либо гибнут, либо переходят к технологиям, не оставляющим следов.
• мы плохо искали. Это самый недооценённый ответ. Объём пространства параметров, обследованный за всю историю поисков, при пересчёте на океан соответствует нескольким ваннам вычерпанной воды.

Почему это не про НЛО

Тема поиска внеземного разума и тема неопознанных объектов в земном небе пересекаются реже, чем можно подумать, и дело здесь не в предвзятости астрономов.

Радиопоиск и наблюдения экзопланет дают данные, которые можно перепроверить: любая обсерватория мира способна навестись на ту же точку неба и повторить измерение. Сообщение очевидца — единичное событие, не воспроизводимое в принципе. Оба типа сведений ценны, но подтверждать межзвёздный перелёт может только первый.

История с этим строга. Сигнал, зафиксированный в августе 1977 года телескопом в Огайо и вошедший в историю под названием Wow, остаётся самым многообещающим кандидатом за всё время наблюдений — и его так и не удалось повторить, поэтому статуса доказательства он не получил. Кандидат 2020 года, найденный в направлении ближайшей к нам звезды, при проверке оказался земной помехой.

Наука не отвечает на вопрос о существовании других цивилизаций ни «да», ни «нет». Она отвечает: пока не найдено. Формула Дрейка честно показывает, где именно у нас нет чисел, а вопрос Ферми напоминает, что молчание неба само по себе является данными и требует объяснения. Эти две рамки полезнее любого категоричного ответа: они превращают тему из предмета веры в набор конкретных задач, часть которых уже решается, а остальные будут решены нашими приборами, а не нашей уверенностью.