Ecuación de Drake

Argumento probabilístico para estimar el número de civilizaciones alienígenas en la galaxia

Este artículo trata sobre la ecuación de Frank Drake. Para otros usos, consulte la ecuación de Drake (desambiguación) .

Dr. Frank Drake

La ecuación de Drake es un argumento probabilístico utilizado para estimar el número de civilizaciones extraterrestres comunicativas activas en la galaxia Vía Láctea . ^{[1] [2]}

La ecuación fue escrita en 1961 por Frank Drake , no con el propósito de cuantificar el número de civilizaciones, sino como una forma de estimular el diálogo científico en la primera reunión científica sobre la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI). ^{[3] [4]} La ecuación resume los principales conceptos que los científicos deben contemplar al considerar la cuestión de otras formas de vida radiocomunicativas. ^[3] Es más apropiado pensarlo como una aproximación que como un intento serio de determinar un número preciso.

Las críticas relacionadas con la ecuación de Drake no se centran en la ecuación en sí, sino en el hecho de que los valores estimados para varios de sus factores son muy conjeturas, el efecto multiplicativo combinado es que la incertidumbre asociada con cualquier valor derivado es tan grande que la ecuación no puede utilizarse para sacar conclusiones firmes.

Ecuación

La ecuación de Drake es:

${\displaystyle N=R_{*}\cdot f_{\mathrm {p} }\cdot n_{\mathrm {e} }\cdot f_{\mathrm {l} }\cdot f_{\mathrm {i} }\cdot f_{\mathrm {c} }\cdot L}$

dónde:

N = el número de civilizaciones en nuestra galaxia con las que la comunicación podría ser posible (es decir, que se encuentran en nuestro cono de luz del pasado actual);

y

R _∗ = la tasa promedio de formación de estrellas en nuestra galaxia

f _p = la fracción de esas estrellas que tienen planetas

n _e = el número promedio de planetas que potencialmente pueden albergar vida por estrella que tiene planetas

f _l = la fracción de planetas que podrían albergar vida que realmente desarrollan vida en algún momento

f _i = la fracción de planetas con vida que realmente desarrollanvida inteligente (civilizaciones)

f _c = la fracción de civilizaciones que desarrollan una tecnología que libera signos detectables de su existencia en el espacio

L = el período de tiempo durante el cual esas civilizaciones emiten señales detectables en el espacio ^{[5] [6]}

Historia

En septiembre de 1959, los físicos Giuseppe Cocconi y Philip Morrison publicaron un artículo en la revista Nature con el provocativo título "Buscando comunicaciones interestelares". ^{[7] [8]} Cocconi y Morrison argumentaron que los radiotelescopios se habían vuelto lo suficientemente sensibles como para captar transmisiones que podrían ser transmitidas al espacio por civilizaciones que orbitan otras estrellas. Dichos mensajes, sugirieron, podrían transmitirse a una longitud de onda de 21 cm (1420,4  MHz ). Esta es la longitud de onda de la emisión de radio por hidrógeno neutro., el elemento más común en el universo, y razonaron que otras inteligencias podrían ver esto como un hito lógico en el espectro de radio .

Dos meses después, el profesor de astronomía de la Universidad de Harvard, Harlow Shapley, especuló sobre la cantidad de planetas habitados en el universo, diciendo: "El universo tiene 10 millones, millones, millones de soles (10 seguidos de 18 ceros) similares al nuestro. Uno en un millón tiene planetas a su alrededor. Solo uno en un millón de millones tiene la combinación correcta de sustancias químicas, temperatura, agua, días y noches para sustentar la vida planetaria tal como la conocemos. Este cálculo llega a la cifra estimada de 100 millones de mundos donde la vida ha sido forjada por evolución." ^[9]

Siete meses después de que Cocconi y Morrison publicaran su artículo, Drake realizó la primera búsqueda sistemática de señales de civilizaciones extraterrestres comunicativas. Usando el plato de 25 m del Observatorio Nacional de Radioastronomía, Green Bank en Green Bank, West Virginia , Drake monitoreó dos estrellas similares al Sol cercanas: Epsilon Eridani y Tau Ceti . En este proyecto, al que llamó Proyecto Ozma , escaneó lentamente frecuencias cercanas a la longitud de onda de 21 cm durante seis horas al día desde abril hasta julio de 1960. ^[8] El proyecto estaba bien diseñado, era económico y simple para los estándares actuales. No detectó señales.

Poco después, Drake organizó una reunión de " búsqueda de inteligencia extraterrestre " para detectar sus señales de radio. La reunión se llevó a cabo en las instalaciones de Green Bank en 1961. La ecuación que lleva el nombre de Drake surgió de sus preparativos para la reunión. ^[10]

Mientras planeaba la reunión, me di cuenta con unos días de anticipación de que necesitábamos una agenda. Entonces escribí todas las cosas que necesitabas saber para predecir qué tan difícil será detectar vida extraterrestre. Y mirándolos se hizo bastante evidente que si los multiplicabas todos juntos, obtenías un número, N, que es el número de civilizaciones detectables en nuestra galaxia. Esto tenía como objetivo la búsqueda por radio, y no para buscar formas de vida primordiales o primitivas.

—Frank Drake

Los diez asistentes fueron el organizador de la conferencia J. Peter Pearman, Frank Drake, Philip Morrison , el empresario y radioaficionado Dana Atchley, el químico Melvin Calvin , el astrónomo Su-Shu Huang , el neurocientífico John C.Lilly , el inventor Barney Oliver , el astrónomo Carl Sagan y radio- el astrónomo Otto Struve . ^[11] Estos participantes se autodenominaron " La Orden del Delfín " (debido al trabajo de Lilly sobre la comunicación con los delfines ) y conmemoraron su primer encuentro con una placa en la sala del observatorio. ^{[12] [13]}

Utilidad

El conjunto de telescopios Allen para SETI

La ecuación de Drake equivale a un resumen de los factores que afectan la probabilidad de que podamos detectar radiocomunicación de vida extraterrestre inteligente. ^{[1] [5] [14]} Los últimos cuatro parámetros, f _l , f _i , f _c y L , no se conocen y son muy difíciles de estimar, con valores que varían en muchos órdenes de magnitud (ver críticas ). Por lo tanto, la utilidad de la ecuación de Drake no está en la resolución, sino en la contemplación de todos los diversos conceptos que los científicos deben incorporar al considerar la cuestión de la vida en otros lugares, ^{[1] [3]}y da a la cuestión de la vida en otros lugares una base para el análisis científico . La ecuación ha ayudado a llamar la atención sobre algunos problemas científicos particulares relacionados con la vida en el universo, por ejemplo , la abiogénesis , el desarrollo de la vida multicelular y el desarrollo de la inteligencia misma. ^[15]

Dentro de los límites de nuestra tecnología existente, cualquier búsqueda práctica de vida inteligente distante debe ser necesariamente una búsqueda de alguna manifestación de una tecnología distante. Después de unos 50 años, la ecuación de Drake sigue teniendo una importancia fundamental porque es una "hoja de ruta" de lo que necesitamos aprender para resolver esta cuestión existencial fundamental. ^[1] También formó la columna vertebral de la astrobiología como ciencia; Aunque la especulación se considera para dar contexto, la astrobiología se ocupa principalmente de hipótesis que encajan firmemente en las teorías científicas existentes.. Unos 50 años de SETI no han logrado encontrar nada, a pesar de que los radiotelescopios, las técnicas de los receptores y las capacidades computacionales han mejorado enormemente desde principios de la década de 1960, pero se ha descubierto, al menos, que nuestra galaxia no está repleta de transmisores extraterrestres muy poderosos. emitiendo continuamente cerca de la longitud de onda de 21 cm de la frecuencia del hidrógeno . Nadie podía decir esto en 1961. ^[16]

Estimaciones

Estimaciones originales

Existe un desacuerdo considerable sobre los valores de estos parámetros, pero las 'suposiciones fundamentadas' utilizadas por Drake y sus colegas en 1961 fueron: ^{[17] [18]}

• R _∗ = 1 año ⁻¹ (1 estrella formada por año, en promedio durante la vida de la galaxia; esto se consideró conservador)
• f _p = 0,2 a 0,5 (una quinta parte a la mitad de todas las estrellas formadas tendrán planetas)
• n _e = 1 a 5 (las estrellas con planetas tendrán entre 1 y 5 planetas capaces de desarrollar vida)
• f _l = 1 (el 100% de estos planetas desarrollarán vida)
• f _i = 1 (100% de los cuales desarrollarán vida inteligente)
• f _c = 0,1 a 0,2 (10-20% de los cuales podrá comunicarse)
• L = 1000 a 100.000.000 años (que durará entre 1000 y 100.000.000 años)

Al insertar los números mínimos anteriores en la ecuación, se obtiene un N mínimo de 20 (consulte: Rango de resultados ). Al insertar los números máximos se obtiene un máximo de 50.000.000. Drake afirma que, dadas las incertidumbres, la reunión original concluyó que N ≈ L , y probablemente había entre 1000 y 100.000.000 de planetas con civilizaciones en la galaxia de la Vía Láctea .

Estimaciones actuales

Esta sección analiza e intenta enumerar las mejores estimaciones actuales para los parámetros de la ecuación de Drake.

Tasa de creación de estrellas en nuestra galaxia, R _∗

Los últimos cálculos de la NASA y la Agencia Espacial Europea indican que la tasa actual de formación de estrellas en nuestra galaxia es de aproximadamente 0,68-1,45  M ☉ de material por año. ^{[19] [20]} Para obtener el número de estrellas por año, esto debe tener en cuenta la función de masa inicial (IMF) de las estrellas, donde la masa media de las estrellas nuevas es de aproximadamente 0,5  M _☉ . ^[21] Esto da una tasa de formación de estrellas de alrededor de 1,5 a 3 estrellas por año.

Fracción de esas estrellas que tienen planetas, f _p

Un análisis reciente de estudios de microlentes ha encontrado que f _p puede acercarse a 1, es decir, las estrellas están orbitadas por planetas como regla, en lugar de la excepción; y que hay uno o más planetas ligados por estrella de la Vía Láctea. ^{[22] [23]}

Número promedio de planetas que podrían albergar vida por estrella que tiene planetas, n _e

En noviembre de 2013, los astrónomos informaron, basada en Kepler misión espacial de datos, que podría haber hasta 40 mil millones tamaño de la Tierra planetas orbitando en las zonas habitables de estrellas similares al Sol y las estrellas enanas rojas dentro de la Vía Láctea . ^{[24] [25]} 11 mil millones de estos planetas estimados pueden estar orbitando estrellas similares al sol. ^[26] Dado que hay alrededor de 100 mil millones de estrellas en la galaxia, esto implica que f _p · n _e es aproximadamente 0.4. El planeta más cercano en la zona habitable es Proxima Centauri b, que está tan cerca como a unos 4,2 años luz de distancia.

El consenso en la reunión de Green Bank fue que n _e tenía un valor mínimo entre 3 y 5. periodista científico holandés Govert Schilling ha opinado que este es optimista. ^[27] Incluso si los planetas están en la zona habitable , el número de planetas con la proporción correcta de elementos es difícil de estimar. ^[28] Brad Gibson, Yeshe Fenner y Charley Lineweaver determinaron que alrededor del 10% de los sistemas estelares de la Vía Láctea son hospitalarios para la vida, por tener elementos pesados, estar lejos de las supernovas y ser estables durante un tiempo suficiente. ^[29]

El descubrimiento de numerosos gigantes gaseosos en órbita cercana con sus estrellas ha generado dudas de que los planetas que sustentan la vida comúnmente sobreviven a la formación de sus sistemas estelares. Los llamados Júpiter calientes pueden migrar de órbitas distantes a órbitas cercanas, en el proceso interrumpiendo las órbitas de planetas habitables.

Por otro lado, la variedad de sistemas estelares que podrían tener zonas habitables no se limita solo a estrellas de tipo solar y planetas del tamaño de la Tierra. Ahora se estima que incluso los planetas bloqueados por las mareas cercanos a las estrellas enanas rojas podrían tener zonas habitables , ^[30] aunque el comportamiento de destello de estas estrellas podría argumentar en contra de esto. ^[31] La posibilidad de vida en las lunas de los gigantes de gas (como Jupiter 's luna Europa , o Saturno ' s luna Titan ) añade más incertidumbre a esta figura. ^[32]

Los autores de la hipótesis de las tierras raras proponen una serie de restricciones adicionales sobre la habitabilidad de los planetas, incluida la ubicación en zonas galácticas con una radiación adecuadamente baja, una alta metalicidad de las estrellas y una densidad lo suficientemente baja como para evitar un bombardeo excesivo de asteroides. También proponen que es necesario tener un sistema planetario con grandes gigantes gaseosos que brinden protección contra bombardeos sin un Júpiter caliente ; y un planeta con placas tectónicas , una luna grande que crea charcos de marea y una inclinación axial moderada para generar variaciones estacionales. ^[33]

Fracción de los anteriores que realmente desarrollan la vida, f _l

La evidencia geológica de la Tierra sugiere que f _l puede ser alto; La vida en la Tierra parece haber comenzado casi al mismo tiempo que surgieron las condiciones favorables, lo que sugiere que la abiogénesis puede ser relativamente común una vez que las condiciones son las adecuadas. Sin embargo, esta evidencia solo mira a la Tierra (un único planeta modelo), y contiene sesgo antrópico , ya que el planeta de estudio no fue elegido al azar, sino por los organismos vivos que ya lo habitan (nosotros mismos). Desde el punto de vista clásico de la prueba de hipótesis , hay cero grados de libertad , lo que no permite realizar estimaciones válidas. Si se encontrara vida (o evidencia de vida pasada) en Marte , Europa ,Encelado o Titán que se desarrolló independientemente de la vida en la Tierra implicaría un valor de f _l cercano a 1. Si bien esto elevaría los grados de libertad de cero a uno, seguiría existiendo una gran incertidumbre en cualquier estimación debido a la pequeña tamaño de la muestra y la posibilidad de que no sean realmente independientes.

Contrarrestando este argumento es que no hay evidencia de que la abiogénesis ocurra más de una vez en la Tierra, es decir, toda la vida terrestre proviene de un origen común. Si la abiogénesis fuera más común, se podría especular que ocurrió más de una vez en la Tierra. Los científicos han buscado esto mediante la búsqueda de bacterias que no estén relacionadas con otras formas de vida en la Tierra, pero aún no se ha encontrado ninguna. ^[34] También es posible que la vida haya surgido más de una vez, pero que otras ramas fueron superadas, murieron en extinciones masivas o se perdieron de otras formas. Los bioquímicos Francis Crick y Leslie Orgelpuso especial énfasis en esta incertidumbre: "Por el momento no tenemos ningún medio de saber" si es "probable que estemos solos en la galaxia (Universo)" o si "la galaxia puede estar pululando con vida de muchas formas diferentes. " ^[35] Como alternativa a la abiogénesis en la Tierra, propusieron la hipótesis de la panspermia dirigida , que establece que la vida en la Tierra comenzó con "microorganismos enviados aquí deliberadamente por una sociedad tecnológica en otro planeta, por medio de una nave espacial no tripulada especial de largo alcance". .

En 2020, un artículo de académicos de la Universidad de Nottingham propuso un principio "astrobiológico copernicano", basado en el Principio de mediocridad , y especuló que "la vida inteligente se formaría en otros planetas [similares a la Tierra] como en la Tierra, así en unos pocos miles de millones de años, la vida se formaría automáticamente como parte natural de la evolución ". En el marco de los autores, f _l , f _i y f _c se establecen en una probabilidad de 1 (certeza). Su cálculo resultante concluye que hay más de treinta civilizaciones tecnológicas actuales en la galaxia (sin tener en cuenta las barras de error). ^{[36] [37]}

Fracción de lo anterior que desarrolla vida inteligente, f _i

Este valor sigue siendo particularmente controvertido. Quienes favorecen un valor bajo, como el biólogo Ernst Mayr , señalan que de los miles de millones de especies que han existido en la Tierra, solo una se ha vuelto inteligente y de esto infieren un valor ínfimo para f _i . ^[38] Asimismo, la hipótesis de las tierras raras, a pesar de su bajo valor para n _e anterior, también cree que un valor bajo para f _i domina el análisis. ^[39] Aquellos que favorecen valores más altos notan la complejidad generalmente creciente de la vida con el tiempo, concluyendo que la aparición de inteligencia es casi inevitable, ^{[40] [41]} lo que implica un f _iacercándose a 1. Los escépticos señalan que la gran dispersión de valores en este factor y otros hace que todas las estimaciones sean poco fiables. (Ver Crítica ).

Además, si bien parece que la vida se desarrolló poco después de la formación de la Tierra, la explosión del Cámbrico , en la que surgió una gran variedad de formas de vida multicelulares, ocurrió una cantidad considerable de tiempo después de la formación de la Tierra, lo que sugiere la posibilidad de que eran necesarias condiciones especiales. Algunos escenarios como la bola de nieve de la Tierra o la investigación de los eventos de extinción han planteado la posibilidad de que la vida en la Tierra sea relativamente frágil. La investigación sobre cualquier vida pasada en Marte es relevante ya que el descubrimiento de que la vida se formó en Marte pero dejó de existir podría elevar nuestra estimación de f _l, pero indicaría que en la mitad de los casos conocidos, la vida inteligente no se desarrolló.

Las estimaciones de f _{i se} han visto afectadas por los descubrimientos de que la órbita del Sistema Solar es circular en la galaxia, a una distancia tal que permanece fuera de los brazos espirales durante decenas de millones de años (evadiendo la radiación de las novas ). Además, la gran luna de la Tierra puede ayudar a la evolución de la vida al estabilizar el eje de rotación del planeta .

Ha habido un trabajo cuantitativo para comenzar a definir . Un ejemplo es un análisis bayesiano publicado en 2020. En la conclusión, el autor advierte que este estudio se aplica a las condiciones de la Tierra. En términos bayesianos, el estudio favorece la formación de inteligencia en un planeta con condiciones idénticas a la Tierra pero no lo hace con mucha confianza. ^{[42] [43]}${\displaystyle f_{\mathrm {l} }\cdot f_{\mathrm {i} }}$

El científico planetario Pascal Lee del Instituto SETI propone que esta fracción es muy baja (0,0002). Basó esta estimación en cuánto tiempo le tomó a la Tierra desarrollar vida inteligente (hace 1 millón de años desde que evolucionó el Homo erectus , en comparación con los 4.600 millones de años desde que se formó la Tierra). ^{[44] [45]}

Fracción de lo anterior que revela su existencia a través de la emisión de señales al espacio, f _c

Para la comunicación deliberada, el único ejemplo que tenemos (la Tierra) no hace mucha comunicación explícita, aunque hay algunos esfuerzos que cubren solo una pequeña fracción de las estrellas que podrían buscar nuestra presencia. (Ver mensaje de Arecibo , por ejemplo). Existe una considerable especulación de por qué una civilización extraterrestre podría existir pero optar por no comunicarse. Sin embargo, no se requiere una comunicación deliberada, y los cálculos indican que la tecnología actual o futura a nivel de la Tierra bien podría ser detectable por civilizaciones no mucho más avanzadas que la nuestra. ^[46] Según este estándar, la Tierra es una civilización comunicante.

Otra pregunta es qué porcentaje de civilizaciones en la galaxia están lo suficientemente cerca como para que las detectemos, asumiendo que envían señales. Por ejemplo, los radiotelescopios terrestres existentes solo podrían detectar transmisiones de radio terrestres desde aproximadamente un año luz de distancia. ^[47]

Duración de una civilización de este tipo en la que comunica sus señales al espacio, L

Michael Shermer estimó L en 420 años, basado en la duración de sesenta civilizaciones terrestres históricas. ^[48] Utilizando 28 civilizaciones más recientes que el Imperio Romano, calcula una cifra de 304 años para las civilizaciones "modernas". También se podría argumentar a partir de los resultados de Michael Shermer que la caída de la mayoría de estas civilizaciones fue seguida por civilizaciones posteriores que continuaron con las tecnologías, por lo que es dudoso que sean civilizaciones separadas en el contexto de la ecuación de Drake. En la versión ampliada, incluido el número de reaparición , esta falta de especificidad en la definición de civilizaciones individuales no importa para el resultado final, ya que tal cambio de civilización podría describirse como un aumento en el número de reaparición.en lugar de aumentar en L , afirmando que una civilización reaparece en forma de culturas sucesivas. Además, dado que nadie podía comunicarse a través del espacio interestelar, el método de comparación con civilizaciones históricas podría considerarse inválido.

David Grinspoon ha argumentado que una vez que una civilización se ha desarrollado lo suficiente, podría superar todas las amenazas a su supervivencia. Luego durará un período de tiempo indefinido, lo que hace que el valor de L sea potencialmente miles de millones de años. Si este es el caso, entonces propone que la Vía Láctea puede haber estado acumulando civilizaciones avanzadas desde que se formó. ^[49] Propone que el último factor L sea ​​reemplazado por f _IC · T , donde f _IC es la fracción de civilizaciones comunicantes que se vuelven "inmortales" (en el sentido de que simplemente no mueren), y Tque representa el período de tiempo durante el cual este proceso ha estado en marcha. Esto tiene la ventaja de que T sería un número relativamente fácil de descubrir, ya que sería simplemente una fracción de la edad del universo.

También se ha planteado la hipótesis de que una vez que una civilización ha aprendido de una más avanzada, su longevidad podría aumentar porque puede aprender de las experiencias de la otra. ^[50]

El astrónomo Carl Sagan especuló que todos los términos, excepto el tiempo de vida de una civilización, son relativamente altos y el factor determinante de si hay un número grande o pequeño de civilizaciones en el universo es el tiempo de vida de la civilización, o en otras palabras, el tiempo de vida de la civilización. capacidad de las civilizaciones tecnológicas para evitar la autodestrucción. En el caso de Sagan, la ecuación de Drake fue un fuerte factor de motivación para su interés en los problemas ambientales y sus esfuerzos por advertir contra los peligros de la guerra nuclear .

Una civilización inteligente podría no ser orgánica, ya que algunos han sugerido que la inteligencia artificial puede reemplazar a la humanidad. ^[51]

Rango de resultados

Como han señalado muchos escépticos, la ecuación de Drake puede dar un rango muy amplio de valores, dependiendo de los supuestos, ^[52] ya que los valores usados ​​en partes de la ecuación de Drake no están bien establecidos. ^{[27] [53] [54] [55]} En particular, el resultado puede ser N ≪ 1 , lo que significa que probablemente estemos solos en la galaxia, o N ≫ 1 , lo que implica que hay muchas civilizaciones con las que podríamos contactar. Uno de los pocos puntos de amplio acuerdo es que la presencia de la humanidad implica una probabilidad de surgimiento de inteligencia superior a cero. ^[56]

Como ejemplo de una estimación baja, combinando las tasas de formación de estrellas de la NASA, el valor de la hipótesis de la Tierra rara de f _p · n _e · f _l = 10 ⁻⁵ , ^[57] la opinión de Mayr sobre el surgimiento de la inteligencia, la visión de Drake de la comunicación y la estimación de Shermer. de por vida:

R _∗ = 1.5–3 años ⁻¹ , ^[19] f _p · n _e · f _l = 10 ⁻⁵ , ^[33] f _i = 10 ⁻⁹ , ^[38] f _c = 0.2 ^{[Drake, arriba]} , y L = 304 años ^[48]

da:

N = 1,5 × 10 ⁻⁵ × 10 ⁻⁹ × 0,2 × 304 = 9,1 × 10 ⁻¹³

es decir, sugiriendo que probablemente estemos solos en esta galaxia, y posiblemente en el universo observable.

Por otro lado, con valores mayores para cada uno de los parámetros anteriores, se pueden derivar valores de N mayores que 1. Los siguientes valores mayores que se han propuesto para cada uno de los parámetros:

R _∗ = 1,5–3 años ⁻¹ , ^[19] f _p = 1 , ^[22] n _e = 0,2 , ^{[58] [59]} f _l = 0,13 , ^[60] f _i = 1 , ^[40] f _c = 0,2 ^{[Drake, arriba]} y L = 10 ⁹ años ^[49]

El uso de estos parámetros da:

N = 3 × 1 × 0,2 × 0,13 × 1 × 0,2 × 10 ⁹ = 15,600,000

Las simulaciones de Monte Carlo de estimaciones de los factores de la ecuación de Drake basadas en un modelo estelar y planetario de la Vía Láctea han dado como resultado que el número de civilizaciones varíe en un factor de 100. ^[61]

¿Han existido alguna vez otras especies tecnológicas ?

En 2016, Adam Frank y Woodruff Sullivan modificaron la ecuación de Drake para determinar cuán improbable debe ser la probabilidad de una especie tecnológica en un planeta habitable dado, para dar el resultado de que la Tierra alberga la única especie tecnológica que haya surgido, para dos casos: (a) nuestra Galaxia, y (b) el universo como un todo. Al hacer esta pregunta diferente, uno elimina las incertidumbres de comunicación simultáneas y de vida. Dado que el número de planetas habitables por estrella hoy se puede estimar razonablemente, la única incógnita que queda en la ecuación de Drake es la probabilidad de que un planeta habitable alguna vezdesarrolla una especie tecnológica a lo largo de su vida. Para que la Tierra tenga la única especie tecnológica que haya existido en el universo, calculan que la probabilidad de que un planeta habitable determinado alguna vez desarrolle una especie tecnológica debe ser menor que2,5 × 10 ⁻²⁴ . De manera similar, para que la Tierra haya sido el único caso de albergar una especie tecnológica a lo largo de la historia de nuestra Galaxia, las probabilidades de que un planeta de zona habitable alguna vez albergue una especie tecnológica deben ser menores que1,7 × 10 ⁻¹¹ (aproximadamente 1 en 60 mil millones). La cifra del universo implica que es extremadamente improbable que la Tierra albergue la única especie tecnológica que haya existido. Por otro lado, para nuestra Galaxia uno debe pensar que menos de 1 de cada 60 mil millones de planetas habitables desarrollan una especie tecnológica para que no haya habido al menos un segundo caso de tal especie en la historia pasada de nuestra Galaxia. ^{[62] [63] [64] [65]}

Modificaciones

Como han señalado muchos observadores, la ecuación de Drake es un modelo muy simple que omite parámetros potencialmente relevantes, ^[66] y se han propuesto muchos cambios y modificaciones a la ecuación. Una línea de modificación, por ejemplo, intenta dar cuenta de la incertidumbre inherente a muchos de los términos. ^[67]

Otros señalan que la ecuación de Drake ignora muchos conceptos que podrían ser relevantes para las probabilidades de contactar con otras civilizaciones. Por ejemplo, David Brin afirma: "La ecuación de Drake simplemente habla del número de sitios en los que surgen espontáneamente las ETI. La ecuación no dice nada directamente sobre la sección transversal del contacto entre un ETIS y la sociedad humana contemporánea". ^[68] Debido a que lo que interesa a la comunidad SETI es la sección transversal del contacto, se han propuesto muchos factores adicionales y modificaciones de la ecuación de Drake.

Colonización

Se ha propuesto generalizar la ecuación de Drake para incluir efectos adicionales de civilizaciones alienígenas que colonizan otros sistemas estelares . Cada sitio original se expande con una velocidad de expansión v , y establece sitios adicionales que sobreviven para toda la vida L . El resultado es un conjunto más complejo de 3 ecuaciones. ^[68]

Factor de reaparición

Además, la ecuación de Drake puede multiplicarse por la cantidad de veces que puede ocurrir una civilización inteligente en planetas donde sucedió una vez. Incluso si una civilización inteligente llega al final de su vida después de, por ejemplo, 10,000 años, la vida aún puede prevalecer en el planeta durante miles de millones de años, permitiendo que la próxima civilización evolucione . Por lo tanto, varias civilizaciones pueden ir y venir durante la vida útil de un mismo planeta. Por lo tanto, si n _r es el número promedio de veces que una nueva civilización reaparece en el mismo planeta donde una civilización anterior apareció y terminó, entonces el número total de civilizaciones en dicho planeta sería 1 + n _r , que es el valor real.factor de reaparición agregado a la ecuación.

El factor depende de cuál sea en general la causa de la extinción de la civilización . Si es generalmente por inhabitación temporal, por ejemplo un invierno nuclear , entonces n _r puede ser relativamente alto. Por otro lado, si es generalmente por inhabitación permanente, como la evolución estelar , entonces n _r puede ser casi cero. En el caso de la extinción total de la vida, un factor similar puede ser aplicable para f _l , es decir, cuántas veces puede aparecer vida en un planeta donde apareció una vez.

Factor METI

Alexander Zaitsev dijo que estar en una fase comunicativa y emitir mensajes dedicados no es lo mismo. Por ejemplo, los humanos, aunque se encuentran en una fase comunicativa, no son una civilización comunicativa; no practicamos actividades tales como la transmisión regular y con propósito de mensajes interestelares. Por esta razón, sugirió introducir el factor METI (mensajería a la inteligencia extraterrestre) a la ecuación clásica de Drake. ^[69] Definió el factor como "la fracción de civilizaciones comunicativas con conciencia planetaria clara y no paranoide", o expresado alternativamente, la fracción de civilizaciones comunicativas que realmente participan en la transmisión interestelar deliberada.

El factor METI es algo engañoso ya que no se requiere la transmisión activa y con un propósito de mensajes por parte de una civilización para recibir una transmisión enviada por otra que está buscando el primer contacto. Simplemente se requiere que tengan sistemas receptores compatibles y capaces en funcionamiento; sin embargo, esta es una variable que los humanos no pueden estimar con precisión.

Gases biogénicos

La astrónoma Sara Seager propuso una ecuación revisada que se centra en la búsqueda de planetas con gases de firma biológica. ^[70] Estos gases son producidos por organismos vivos que pueden acumularse en la atmósfera de un planeta a niveles que pueden detectarse con telescopios espaciales remotos. ^[71]

La ecuación de Seager se ve así: ^{[71] [a]}

$${\displaystyle N=N_{*}\cdot F_{\mathrm {Q} }\cdot F_{\mathrm {HZ} }\cdot F_{\mathrm {O} }\cdot F_{\mathrm {L} }\cdot F_{\mathrm {S} }}$$

dónde:

N = el número de planetas con signos de vida detectables

N _∗ = el número de estrellas observadas

F _Q = la fracción de estrellas que están quietas

F _HZ = la fracción de estrellas con planetas rocosos en la zona habitable

F _O = la fracción de esos planetas que se pueden observar

F _L = la fracción que tiene vida

F _S = la fracción en la que la vida produce un gas característico detectable

Seager enfatiza, “No estamos descartando la Ecuación de Drake, que en realidad es un tema diferente”, explicando, “Desde que Drake ideó la ecuación, hemos descubierto miles de exoplanetas. Nosotros, como comunidad, hemos tenido nuestras opiniones revolucionadas sobre lo que podría haber ahí fuera. Y ahora tenemos una pregunta real en nuestras manos, una que no está relacionada con la vida inteligente: ¿Podemos detectar algún signo de vida de alguna manera en un futuro muy cercano? ” ^[72]

Crítica

Las críticas a la ecuación de Drake se derivan principalmente de la observación de que varios términos de la ecuación se basan en gran parte o por completo en conjeturas. Las tasas de formación de estrellas son bien conocidas y la incidencia de los planetas tiene una sólida base teórica y de observación, pero los otros términos de la ecuación se vuelven muy especulativos. Las incertidumbres giran en torno a nuestra comprensión de la evolución de la vida, la inteligencia y la civilización, no la física. No es posible realizar estimaciones estadísticas para algunos de los parámetros, donde solo se conoce un ejemplo. El resultado neto es que la ecuación no puede usarse para sacar conclusiones firmes de ningún tipo, y el margen de error resultante es enorme, mucho más allá de lo que algunos consideran aceptable o significativo. ^{[73] [74]}

Una respuesta a tales críticas ^[75] es que, aunque la ecuación de Drake actualmente implica especulaciones sobre parámetros no medidos, fue pensada como una forma de estimular el diálogo sobre estos temas. Entonces, el foco pasa a ser cómo proceder experimentalmente. De hecho, Drake originalmente formuló la ecuación simplemente como una agenda para la discusión en la conferencia de Green Bank. ^[76]

Paradoja de Fermi

Artículo principal: paradoja de Fermi

Una civilización que dure decenas de millones de años podría extenderse por toda la galaxia, incluso a las bajas velocidades previsibles con nuestra propia tecnología actual. Sin embargo, no se han encontrado signos confirmados de civilizaciones o vida inteligente en otros lugares, ni en nuestra galaxia ni en el universo observable de 2  billones de galaxias. ^{[77] [78]} Según esta línea de pensamiento, la tendencia a llenar (o al menos explorar) todo el territorio disponible parece ser un rasgo universal de los seres vivos, por lo que la Tierra ya debería haber sido colonizada, o al menos visitada. , pero no existe evidencia de esto. De ahí la pregunta de Fermi "¿Dónde están todos?". ^{[79] [80]}

Se han propuesto un gran número de explicaciones para explicar esta falta de contacto; un libro publicado en 2015 elaboró ​​75 explicaciones diferentes. ^[81] En términos de la ecuación de Drake, las explicaciones se pueden dividir en tres clases:

• Pocas civilizaciones inteligentes surgen jamás. Este es un argumento de que al menos uno de los primeros términos, R _∗ · f _p · n _e · f _l · f _i , tiene un valor bajo. El sospechoso más común es f _i , pero explicaciones como la hipótesis de las tierras raras argumentan que n _e es el término pequeño.
• Existen civilizaciones inteligentes, pero no vemos evidencia, lo que significa que f _c es pequeña. Los argumentos típicos incluyen que las civilizaciones están demasiado alejadas , que es demasiado costoso expandirse por toda la galaxia , que las civilizaciones emiten señales solo durante un breve período de tiempo , que la comunicación es peligrosa y muchos otros.
• La vida de las civilizaciones inteligentes y comunicativas es corta, lo que significa que el valor de L es pequeño. Drake sugirió que se formaría una gran cantidad de civilizaciones extraterrestres, y especuló además que la falta de evidencia de tales civilizaciones puede deberse a que las civilizaciones tecnológicas tienden a desaparecer con bastante rapidez. Las explicaciones típicas incluyen que es la naturaleza de la vida inteligente destruirse a sí misma , es la naturaleza de la vida inteligente destruir a otros , tienden a ser destruidos por eventos naturales y otros.

Estas líneas de razonamiento conducen a la hipótesis del Gran Filtro , ^[82] que establece que dado que no hay civilizaciones extraterrestres observadas, a pesar de la gran cantidad de estrellas, entonces algún paso en el proceso debe actuar como un filtro para reducir el valor final. Según este punto de vista, o es muy difícil que surja la vida inteligente, o la vida de las civilizaciones tecnológicamente avanzadas, o el período de tiempo que revelan su existencia, debe ser relativamente corto.

Un análisis de Anders Sandberg , Eric Drexler y Toby Ord , sugiere "una probabilidad ex ante sustancial de que no haya otra vida inteligente en nuestro universo observable". ^[83]

En ficción y cultura popular

La ecuación fue citada por Gene Roddenberry como apoyo a la multiplicidad de planetas habitados que se muestran en Star Trek , la serie de televisión que creó. Sin embargo, Roddenberry no tenía la ecuación consigo y se vio obligado a "inventarla" para su propuesta original. ^[84] La ecuación inventada creada por Roddenberry es:

${\displaystyle Ff^{2}(MgE)-C^{1}Ri^{1}\cdot M=L/So}$

Sin embargo, un número elevado a la primera potencia es simplemente el número en sí.

Se hizo referencia a la ecuación en 'The Hofstadter Isotope', un episodio de la temporada 2 de The Big Bang Theory , en el que se compara con la probabilidad de los personajes de ligar con éxito a mujeres en un bar.

La ecuación también fue mencionada en 'The Weeping Somnambulist', un episodio de la temporada 2 de The Expanse , en el que un científico a bordo de una nave exploradora que investiga un fenómeno en Venus proviene de una entidad extraterrestre.

Ver también

• Astrobiología  : ciencia relacionada con la vida en el universo
• Paradoja de Fermi  : contradicción entre la falta de evidencia y estimaciones de alta probabilidad de existencia de civilizaciones extraterrestres
• Principio de Ricitos de Oro  : analogía para condiciones óptimas
• Escala de Kardashev  : método para medir el nivel de avance tecnológico de una civilización
• Habitabilidad planetaria  : grado en el que un planeta es adecuado para la vida tal como la conocemos.
• Ufología  - Estudio de ovnis
• Índice de Lincoln  - Medida estadística
• La búsqueda de la vida: la ecuación de Drake , documental de la BBC

Notas

1. La interpretación de la ecuación aquí está ligeramente modificada para mayor claridad de presentación a partir de la interpretación en la fuente citada. ^[71]

Referencias

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Lectura adicional

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Enlaces externos

Busque la ecuación de Drake en Wiktionary, el diccionario gratuito.

• Calculadora interactiva de ecuaciones de Drake
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• Página de Macromedia Flash que permite al usuario modificar los valores de Drake desde PBS Nova
• El episodio 23 de Drake Equation Astronomy Cast incluye la transcripción completa.
• Simulación animada de la ecuación de Drake.
• The Alien Equation 22 de septiembre de 2010, programa Discovery de BBC Radio .
• "Reflexiones sobre la ecuación" (PDF), por Frank Drake, 2013