Wyobraź sobie, że jesteś jedyną świadomą istotą w całym wszechświecie.
Wszystkie te galaktyki, wszystkie te miliardy gwiazd, wszystkie te planety krążące w kosmicznej ciemności – i tylko ty. Sama myśl wydaje się absurdalna, prawda?
A może jednak nie?
W 1961 roku astronom Frank Drake stanął przed grupą naukowców w Green Bank i napisał na tablicy równanie, które miało na zawsze zmienić sposób myślenia o życiu we wszechświecie. Nie było to zwykłe równanie – było roadmapą do odpowiedzi na jedno z najważniejszych pytań ludzkości.
Czy jesteśmy sami?
Spis treści
Równanie, które zawstydza E=mc²
Równanie Drake’a nazywane jest „drugim najważniejszym równaniem w nauce”. Brzmi skromnie jak na coś, co ma rozstrzygnąć o naszym miejscu w kosmosie:
Ale za tymi symbolami kryje się historia wszechświata, ewolucji i technologii. Każdy symbol to pytanie, na które odpowiedź może zmienić wszystko.
R* to tempo powstawania gwiazd w naszej galaktyce. fp – jaka część z nich ma planety. ne – ile planet znajduje się w strefie życia. A dalej już robi się ciekawiej: fl – na ilu z tych planet życie rzeczywiście się pojawia. fi – na ilu ewoluuje inteligencja. fc – ile cywilizacji rozwija technologię komunikacji. I wreszcie L – jak długo taka cywilizacja przetrwa.
Wynik to N – liczba komunikujących się cywilizacji w Drodze Mlecznej właśnie teraz.
Drake szacował, że N = 10,000. Dziesięć tysięcy cywilizacji w naszej galaktyce, próbujących nawiązać kontakt.
Ale czy miał rację?
Liczby, które przyprawiają o zawrót głowy
Zacznijmy od czegoś, czego jesteśmy niemal pewni. W naszej galaktyce jest około 200-400 miliardów gwiazd. W obserwowalnym wszechświecie widzimy natomiast około 2 bilionów galaktyk.
Nasza Droga Mleczna jest według szacunków uznawana za przeciętną w stosunku do innych galaktyk we wszechświecie. Załóżmy, że plasuje się w środkowej stawce.
Wykonajmy więc szybkie mnożenie: 2 biliony galaktyk × 200 miliardów gwiazd = 400,000,000,000,000,000,000,000 gwiazd. To 4 × 10²³ – liczba tak wielka, że mózg się poddaje.
Ale tu dopiero zaczyna się robić coraz ciekawiej.
Teleskop Kepler zrewolucjonizował nasze rozumienie planet. Przez lata obserwacji odkrył, że planety to norma, nie wyjątek. Szacuje się, że około 20-50% gwiazd podobnych do Słońca ma planety w strefie zamieszkiwalnej.
System TRAPPIST-1, odległy o 40 lat świetlnych, ma siedem planet wielkości Ziemi. Trzy z nich są w strefie, gdzie może istnieć woda w stanie ciekłym. W jednym systemie gwiezdnym mamy potencjalnie trzy światy, które mogą gościć życie.
Oczy wielu kosmologów i astronomów skierowane są obecnie na Proxima Centauri b, najbliższą egzoplanetę, która jest właśnie w strefie życia swojej gwiazdy. Kepler-452b nazywany „kuzynem Ziemi”. Kepler-1649c otrzymuje 75% światła, które Ziemia dostaje od Słońca – a to już są solidne podstawy aby poszukiwać tam życia.
Katalog potencjalnie zamieszkiwalnych światów rośnie każdego miesiąca.
Paradoks Fermiego: gdzie wszyscy się podziali?
W 1950 roku fizyk Enrico Fermi zadał pytanie, które do dziś nie daje spokoju naukowcom: „Gdzie oni wszyscy są?”
Jeśli wszechświat kipi od życia, dlaczego jeszcze nikogo nie spotkaliśmy? Dlaczego nasze radioteleskopy milczą? Dlaczego żadna cywilizacja nie skolonizowała już całej galaktyki?
To Paradoks Fermiego – największa zagadka współczesnej astrobiologii.
Jedną z możliwych odpowiedzi jest Wielki Filtr – hipoteza, że gdzieś na drodze od martwej materii do cywilizacji międzygwiezdnej czeka bariera, którą tylko nieliczne formy życia potrafi pokonać.
Ale gdzie znajduje się ten filtr?
Może w przejściu od materii nieożywionej do pierwszych żywych komórek? A może w ewolucji inteligencji? Może problem leży w tym, że zaawansowane cywilizacje niszczą same siebie – przez wojny, zmiany klimatyczne, czy wyczerpanie zasobów?
Na przeciwległym biegunie dr. Anders Sandberg z Oxfordu przeprowadził analizę, która sugeruje „znaczące prawdopodobieństwo, że nie ma innego inteligentnego życia w naszym obserwowalnym wszechświecie”.
Ale czy to możliwe?
James Webb: łowca biosygnatur
Teleskop Jamesa Webba wystrzelony w kosmos w Boże Narodzenie 2021 roku zmienił zasady gry. Po raz pierwszy w historii mamy narzędzie zdolne do analizowania atmosfer planet podobnych do Ziemi.
Webb potrafi wykryć biosygnatury – ślady chemiczne, które mogą wskazywać na życie. Tlen w kombinacji z metanem. Dwutlenek węgla w dysbalansie. Dimetylosulfid, który na Ziemi produkuje fitoplankton.
W 2023 roku Webb zbadał K2-18 b – „super-Ziemię” odległą o 120 lat świetlnych. Znalazł metan, dwutlenek węgla i… możliwe ślady dimetylosulfidu. Gdyby odkrycie się potwierdziło, byłby to pierwszy ślad życia poza Ziemią.
Póki co, wyniki budzą kontrowersje. Ale to dopiero początek. Webb będzie obserwować atmosfery egzoplanet przez następne dziesięciolecia.
A każde nowe odkrycie to krok bliżej odpowiedzi.
Nowe równanie dla nowej ery
Astronomowie Adam Frank i Woodruff Sullivan zaproponowali modyfikację równania Drake’a. Zamiast pytać „ile cywilizacji istnieje teraz?”, zadali inne pytanie: „Ile cywilizacji kiedykolwiek istniało w historii wszechświata?”
Ich równanie eliminuje najtrudniejszą zmienną – L (czas przetrwania cywilizacji). I daje zaskakujący wynik: jeśli prawdopodobieństwo powstania technologicznej cywilizacji na planecie w strefie życia jest większe niż jedna na 60 miliardów, to Ziemia NIE jest pierwszą cywilizacją w historii wszechświata.
Jedna na 60 miliardów. Brzmi jak bardzo mała liczba, ale czy tak naprawdę jest?
Co mówi nam abiogeneza?
Powstanie życia z materii nieożywionej to nadal jedna z największych zagadek nauki. Ale ostatnie odkrycia sugerują, że może być to bardziej prawdopodobne, niż kiedyś sądziliśmy.
Organiczne molekuły – cegiełki życia – znajdujemy wszędzie. W meteorytach, na kometach, w obłokach międzygwiezdnych. Aminokwasy, cukry, nawet nukleazy DNA wykryto w próbkach z przestrzeni kosmicznej.
Eksperymenty laboratoryjne pokazują, że w odpowiednich warunkach życie może powstać względnie szybko. Miller-Urey w 1953 roku wytworzyli aminokwasy w ciągu tygodni. Współczesne eksperymenty generują złożone molekuły organiczne już w ciągu zaledwie paru dni.
Jeśli życie na Ziemi pojawiło się już 3,8 miliarda lat temu – zaledwie 700 milionów lat po powstaniu planety – może proces nie jest aż tak nieprawdopodobny?
Gdzie szukać życia pozaziemskiego? Mapa kosmicznych celów
Europa – księżyc Jowisza pokryty lodem, pod którym może kryć się ocean dwukrotnie większy niż ziemskie. Misja Europa Clipper ma sprawdzić, czy jest tam życie.
Enceladus – mały księżyc Saturna, który wystrzeliwuje w kosmos fontanny wody z podziemnego oceanu. Cassini wykrył w tej wodzie organiczne związki.
Mars – rover Perseverance zbiera próbki, które mogą zawierać skamieniałości mikroorganizmów. Próbki wrócą na Ziemię w latach 30.
TRAPPIST-1e – najbardziej obiecująca ze siedmiu planet tego systemu. Webb już teraz analizuje jej atmosferę.
Proxima Centauri b – nasz najbliższy sąsiad. Za 20-30 lat może polecą tam pierwsze sondy z Breakthrough Starshot.
Co oznacza znalezienie życia?
Wyobraź sobie, że jutro Webb wykryje niezbity dowód życia na odległej planecie. Albo że rover znajdzie żywego mikroba w marsjańskiej glebie.
To by zmieniło wszystko.
Po pierwsze, udowodniłoby, że życie nie jest unikalne dla Ziemi. Że wszechświat nie jest pustynią, ale może ogród pełen życia w najbardziej niespodziewanych miejscach.
Po drugie, całkowicie przepisałoby równanie Drake’a. Jeśli życie powstało niezależnie na dwóch planetach w jednym systemie gwiezdnym, prawdopodobieństwo fl (życie na planecie w strefie życia) skoczyłoby dramatycznie.
Po trzecie, dałoby nam wskazówki, gdzie szukać dalej. Czy życie wymaga oceanu? Czy może powstać na planetach gazowych? Czy inteligencja to naturalna konsekwencja ewolucji?
Ale prawdziwa rewolucja miałaby miejsce w naszych głowach.
Religijny wstrząs
Znalezienie życia pozaziemskiego wywróciłoby do góry tysiące lat teologii. Większość religii monoteistycznych umieszcza człowieka w centrum stworzenia – jako koronę dzieła, obraz Boga, jedyne świadome stworzenie we wszechświecie.
Watykan już przygotowuje się na tę ewentualność. Jezuiccy astronomowie z Obserwatorium Watykańskiego otwarcie mówią, że odkrycie życia pozaziemskiego nie tylko nie przeczy wierze, ale może ją wzbogacić. Guy Consolmagno, dyrektor obserwatorium, stwierdził: „Wszechświat jest większy i bardziej wspaniały, niż kiedykolwiek sobie wyobrażaliśmy.”
Ale nie wszystkie denominacje będą tak elastyczne. Fundamentaliści chrześcijańscy, którzy wierzą w dosłowną interpretację Biblii, mogą czuć się zagrożeni. Jeśli Bóg stworzył życie na innych planetach, dlaczego Biblia o tym nie wspomina? Czy Jezus umarł też za grzechy obcych?
Islam i judaizm mogą łatwiej adaptować się do tej rewolucji. Koran mówi o „światach” (al-alameen) w liczbie mnogiej, a żydowska tradycja mistyczna od wieków spekuluje o wielości światów i form życia.
Religie Wschodu – buddyzm i hinduizm – od zawsze zakładały istnienie niezliczonych form życia w nieskończonych cyklach wszechświata. Dla nich odkrycie życia pozaziemskiego byłoby potwierdzeniem, nie zaprzeczeniem, starożytnej mądrości.
Filozoficzna rewolucja
Czy jesteśmy wyjątkowi? To pytanie, które definiuje nasze miejsce w kosmosie, otrzymałoby dramatyczną odpowiedź. Odkrycie nawet marsjańskich bakterii oznaczałoby, że życie to naturalne zjawisko kosmiczne, nie ziemski przypadek.
Ale co, gdyby odkryliśmy inteligencję? Pierwszy sygnał z obcej cywilizacji byłby momentem, gdy przestalibyśmy być sami. Nagle okazałoby się, że nie jesteśmy jedynymi świadomymi obserwatorami wszechświata.
Antropocentryzm – przekonanie, że człowiek jest miarą wszystkich rzeczy – runąłby na naszych oczach. Musielibyśmy przedefiniować, co oznacza być człowiekiem, gdy okaże się, że istnieją inne formy świadomości, może bardziej zaawansowane od nas.
Społeczne trzęsienie ziemi
Polityka, ekonomia, kultura – wszystko by się zmieniło. Wojny o zasoby ziemskie wydawałyby się absurdalne w obliczu nieskończonych bogactw kosmosu. Narodowe granice straciłyby znaczenie wobec perspektywy kontaktu z obcymi cywilizacjami.
Ale też powstałyby nowe podziały. Czy obcy mają prawa? Czy możemy kolonizować planety, na których istnieje życie? Czy zaawansowane cywilizacje mają prawo ingerować w rozwój mniej zaawansowanych?
Edukacja musiałaby zostać całkowicie przeprojektowana. Dzieci uczyłyby się nie tylko historii Ziemi, ale kosmicznej perspektywy życia. Biologia obejmowałaby xenobiologię. Filozofia musiałaby radzić sobie z pytaniami o naturę obcej świadomości.
Egzystencjalny szok
Na osobistym poziomie, każdy z nas musiałby zmierzyć się z pytaniem: kim jestem w wszechświecie pełnym życia?
Niektórzy poczuliby się przytłoczeni i nieistotni. Nasze problemy, osiągnięcia, tragedie – wszystko wydawałoby się mikroskopijne w kontekście kosmicznej społeczności cywilizacji.
Inni mogliby poczuć się częścią czegoś większego. Świadomość, że jesteśmy jedną z niezliczonych form życia, które wypracowały sobie drogę do inteligencji, mogłaby być uwolnieniem od ciężaru bycia „jedynymi” we wszechświecie.
Carl Sagan pisał: „Odkrycie, że życie jest powszechne, uczyniłoby nas zarówno mniejszymi, jak i większymi.” Mniejszymi, bo nie jesteśmy wyjątkowi. Większymi, bo jesteśmy częścią kosmicznej rodziny świadomych istot.
Może najważniejszą zmianą byłoby to, że przestalibyśmy patrzeć w gwiazdy z tęsknotą za tym, co mogłoby być, a zaczęli patrzeć z nadzieją na spotkanie z tym, co jest.
Argument statystyczny, który nie daje spać
Oto myśl, która potrafi przyprawić o bezsenność:
W obserwowalnym wszechświecie jest 2 biliony galaktyk. Każda zawiera średnio 100 miliardów gwiazd. To daje nam 200,000,000,000,000,000,000,000 gwiazd.
Konserwatywne szacunki mówią, że 20% gwiazd podobnych do Słońca ma planety w strefie zamieszkiwalnej. To oznacza około 40 trylionów potencjalnie nadających się do życia światów tylko wśród gwiazd typu słonecznego.
Ale to dopiero początek. Czerwone karły – najliczniejsze gwiazdy we wszechświecie – też mogą mieć planety nadające się do życia. Gdyby tylko 1% wszystkich gwiazd miało planety w strefie życia, mówimy o 2,000,000,000,000,000,000,000 światów.
Wyobraź sobie te liczby:
- 2 sekstyliony potencjalnych światów
- To 2 miliony miliardów miliardów planet
- 300 milionów razy więcej niż ziarenek piasku na wszystkich plażach Ziemi
Nawet jeśli prawdopodobieństwo powstania życia na każdej z tych planet jest mizerne – powiedzmy jedna na bilion – nadal oznaczałoby to 2 biliardy żywych światów.
A jeśli prawdopodobieństwo jest wyższe? Jeśli życie to nie wyjątek, ale reguła?
Gdyby prawdopodobieństwo powstania życia wynosiło zaledwie jedną na milion, wszechświat miałby 2 000 biliardów zamieszkanych światów. Gdyby wynosiło jedną na tysiąc – liczba ta skoczyłaby do 2 kwintyliardów żywych planet.
To liczby tak wielkie, że mózg się poddaje. W każdej sekundzie swojego życia moglibyśmy odwiedzać nową zamieszkałą planetę przez następne 63 miliardy lat – i nadal nie zobaczylibyśmy ich wszystkich.
Wtedy wszechświat może być miejscem tak pełnym życia, że nasze samotność jest tylko tymczasowa –jako efekt technologicznych ograniczeń i ogromnych odległości kosmicznych.
Cisza jako odpowiedź
Może jednak Wielki Filtr znajduje się przed nami, nie za nami. Może inteligentne cywilizacje mają skłonność do samozniszczenia przed osiągnięciem zdolności komunikacji międzygwiezdnej.
Nasza własna historia nie napawa optymizmem. Broń nuklearna, zmiany klimatyczne, wyczerpywanie zasobów, sztuczna inteligencja – mamy dziesiątki sposobów na zakończenie naszej cywilizacji w ciągu najbliższych stuleci.
Może dlatego radioteleskopy milczą. Może wszechświat pełen jest ruin – planet, które kiedyś gościły rozwijające się cywilizacje, ale które nie potrafiły pokonać własnych ograniczeń.
To przerażająca, ale i mobilizująca myśl.
Co robić z tą wiedzą?
Równanie Drake’a to nie tylko akademicka zabawa w liczby. To mapa naszego poszukiwania miejsca we wszechświecie.
Każda nowa egzoplaneta to dane do równania. Każdy eksperyment z abiogenezą to szansa na lepsze zrozumienie fl. Każdy rok, który przetrwamy jako cywilizacja, to dowód, że L może być większe, niż się obawiano.
A może najważniejsze odkrycie nas jeszcze czeka.
Następną nocą, gdy spojrzysz w niebo, pomyśl o tym: każda z tych gwiazd to potencjalnie system planetarny. Każda planeta w strefie życia to potencjalny dom dla życia. Każda forma życia to potencjalna inteligencja.
I może gdzieś tam, na odległej planecie krążącej wokół czerwonego karła, ktoś właśnie patrzy w nasze niebo i zadaje sobie to samo pytanie:
Czy jesteśmy sami?
Matematyka sugeruje, że odpowiedź brzmi: nie. A to oznacza, że największe odkrycie w historii ludzkości może nastąpić już jutro.
Albo za sto lat. Albo nigdy.
Ale poszukiwania nigdy się nie skończą. Bo pytanie jest zbyt ważne, żeby przestać je zadawać.
FAQ
Nie. Większość zmiennych w równaniu jest niepewna, więc wyniki mogą różnić się o wiele rzędów wielkości. Jego wartość leży w strukturyzowaniu myślenia o poszukiwaniu życia, nie w dokładnych przewidywaniach.
Ponad 5000 potwierdzonych egzoplanet, z czego setki znajdują się w strefach zamieszkiwalnych swoich gwiazd. Teleskop Kepler i inne misje ciągle dodają nowe odkrycia.
Biosygnatury to ślady chemiczne w atmosferze planety, które mogą wskazywać na życie – jak tlen, metan, czy dimetylosulfid. Teleskop Jamesa Webba analizuje światło przechodzące przez atmosfery egzoplanet podczas tranzytów.
Możliwych powodów jest wiele: życie może być bardzo rzadkie, inteligentne cywilizacje mogą szybko się niszczyć, odległości kosmiczne są ogromne, albo po prostu jeszcze nie mieliśmy odpowiedniej technologii – którą dopiero teraz rozwijamy.
Znalezienie nawet mikrobów na Marsie czy Europie przepisałoby nasze rozumienie równania Drake’a i dramatycznie zwiększyło szacowaną częstość życia we wszechświecie. Byłby to przełom w nauce i filozofii.
Tak. Projekty SETI używają zaawansowanych radioteleskopów i algorytmów AI do nasłuchiwania sygnałów technologicznych cywilizacji. Poszukiwania obejmują coraz szersze pasma częstotliwości i nowe typy sygnałów.
Źródła i inspiracje
- Drake, F. (1961). Project Ozma. Physics Today, 14(4), 40-46.
- Frank, A., & Sullivan, W. T. (2016). A new empirical constraint on the prevalence of technological species in the universe. Astrobiology, 16(5), 359-362.
- Kopparapu, R. K., et al. (2013). Habitable zones around main-sequence stars: New estimates. Astrophysical Journal, 765(2), 131.
- Thompson, S. E., et al. (2018). Planetary candidates observed by Kepler. VIII. A fully automated catalog with measured completeness and reliability. Astrophysical Journal Supplement, 235(2), 38.
- Madhusudhan, N., et al. (2023). Carbon-bearing molecules in a possible Hycean atmosphere of K2-18 b. Astrophysical Journal Letters, 956(1), L13.
- Sandberg, A., Drexler, E., & Ord, T. (2018). Dissolving the Fermi Paradox. arXiv preprint arXiv:1806.02404.
- Gillon, M., et al. (2017). Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1. Nature, 542(7642), 456-460.
- NASA Exoplanet Archive (2024). Confirmed Planets Database. Caltech/IPAC.
- SETI Institute. Current SETI Research Programs and Methodologies (2020-2024).
