Лев Гиндилис – SETI: Поиск Внеземного Разума (страница 88)

f_s = f_pn_ep_Lp_ip_c; (4.5)

здесь f_p — доля звезд, имеющих планетные системы, п_е— среднее число планет в планетной системе с благоприятными для возникновения жизни условиями, р_L — вероятность происхождения жизни на планете с подходящими условиями, p_i — вероятность происхождения разума на обитаемой планете, р_c — вероятность возникновения коммуникативной цивилизации на планете, населенной разумными существами.

С учетом этого выражения для f_s формулы (4.2) и (4.3) принимают вид

N_c(T) = R_∗f_pп_еPLP_iР_cL; (4.2а)

N_c(T) = N_∗f_pп_еPLP_iР_cL/Т. (4.3а)

Произведение N_∗f_pп_е — представляет число планет с благоприятными для жизни условиями, образующихся в Галактике за время от 0 до T, а R_∗f_pп_е— скорость образования таких планет. Вероятности Р_L , Р_i , Р_с можно трактовать следующим образом. Р_L определяется отношением числа обитаемых планет, образующихся за время от 0 до Т, к числу планет с подходящими условиями, образующихся за то же время; Р_i — доля планет, населенных разумными существами, по отношению к обитаемым планетам, Р_с — отношение числа коммуникативных цивилизаций, образующихся за время от 0 до T, к числу планет, населенных разумными существами, образующихся за то же время. При этом, поскольку речь идет о вероятности реализации определенного процесса (процесса химической, биологической и социальной эволюции), вероятность его реализации должна зависеть от времени. Поэтому надо говорить не просто о вероятности происхождения жизни, возникновения разумных форм жизни и т. д., но о вероятности происхождения за определенное время (более подробно мы рассмотрим этот вопрос ниже).

Помимо формулы Дрейка, различными авторами были предложены иные формулы для подсчета числа цивилизаций. Но процедура подсчета, в общем, остается неизменной. Она сводится к следующему. Определим тем или иным способом число подходящих мест, на которых могут возникать коммуникативные цивилизации, отберем из них те, на которых цивилизации действительно возникают, и умножим полученное число на вероятность застать цивилизацию в данный момент в коммуникативной фазе. Соответственно, общая формула для подсчета числа цивилизаций будет иметь вид

N_c(T) = N₀Fq ; (4.6)

N₀ — число подходящих мест (существующих в момент Т либо образующихся за время от 0 до Т), F — фактор выборки, учитывающий то обстоятельство, что не в каждом подходящем месте возникает коммуникативная цивилизация, q — вероятность того, что любая из наугад взятых коммуникативных цивилизаций находится в момент Т в коммуникативной фазе. Применяя разные способы выборки и различные выражения для вероятности, получают разные модификации формулы (4.6). Сводка основных модификаций содержится в нашей статье[249]. Отметим, что в формуле (4.6) отбор осуществляется по отношению к числу подходящих мест. В формуле Дрейка он ведется по отношению к общему числу звезд. Если же вести его по отношению к числу подходящих мест (каковыми в формуле Дрейка являются планеты с подходящими условиями), то фактор выборки F будет определяться произведением вероятностей Р = P_LP_iР_c .

Описанную процедуру можно применить к любой ограниченной области Вселенной. В большинстве случаев она рассматривается применительно к Галактике. Что касается подходящих мест, то хотя при обсуждении этого вопроса рассматривались различные возможности: возникновение жизни на кометах, остывших звездах и в межзвездной среде, обычно при подсчетах числа цивилизаций (как и в формуле Дрейка) в качестве подходящих мест имеются в виду лишь планеты с благоприятными для возникновения жизни условиями. В этом случае N₀ = N_∗f_pп_е .

Использование в качестве подходящих мест для возникновения коммуникативных цивилизаций только планет с благоприятными для возникновения жизни условиями означает, конечно, определенное ограничение возможностей, определенную уступку «планетному шовинизму», ибо при этом исключаются разнообразные не планетные формы жизни, рассмотренные нами в пунктах 4.2.4 и 4.2.5. Однако такое ограничение, по-видимому, неизбежно, ибо иначе нам грозит опасность сойти с позиций более или менее твердо установленных фактов и знаний и устремиться в лоно ничем не ограниченных спекуляций. Просто надо иметь в виду, что оценки, полученные на основе приведенных формул, в силу отмеченных ограничений, дают только нижнюю границу числа коммуникативных цивилизаций. С учетом не планетных форм жизни они могут быть значительно увеличены.

Надо сказать, что при количественных подсчетах те или иные допущения неизбежны: это как раз та цена, которую приходится платить за отказ от умозрительных качественных рассуждений. Строго говоря, разделение процесса происхождения коммуникативной цивилизации на три этапа: жизнь → разум → цивилизация, при всей кажущейся очевидности такого подхода, тоже является определенным ограничением[250], тоже представляет собой известную дань «антропоморфизму», ибо следует тому пути, каким этот процесс прошел на Земле.

Впрочем, не будем преувеличивать степень «антропоморфизма», с которым мы сталкиваемся при использовании формулы Дрейка. В отличие от некоторых более поздних «усовершенствований», где с излишней детализацией выписываются многочисленные сомножители, учитывающие факторы, оказавшие влияние на происхождение жизни на Земле и ход ее эволюции, увенчавшейся появлением современного технологического общества, — в формуле Дрейка учитываются только самые важные факторы: происхождение жизни, не обязательно полностью похожей на нашу; происхождение разума, не обязательно точно такого, как наш; происхождение технологии, не обязательно повторяющей наш путь. Вместе с гем эта формула позволяет очертить область необходимых исследований: первые два сомножителя (R_∗ и f_p) относятся к компетенции астрономии, третий п_e — к компетенции астрономии и биологии; Р_L — это область предбиологической химии; Р_i , — область эволюционной биологии; Р_с и L относятся к компетенции социальных наук. Одним словом, несмотря на неизбежно присущую ей ограниченность, формула Дрейка представляет собой удобный и полезный для анализа инструмент.

4.3.2. Оценка факторов, входящих в формулу Дрейка.

Из всех факторов, входящих в формулу Дрейка, на основе современных данных, можно, более или менее точно, оценить только астрономические величины: N_∗ , Т и R_∗. С точностью до коэффициента 2 они равны:

N_∗ = 2 • 10¹¹ звезд, Т = 10¹⁰ лет, R_∗ = 20 зв./год. (4.7)

Оценка остальных факторов менее определенная.

Фактор f_p , по-видимому, близок к единице. Это следует из современных представлений о формировании планетных систем в едином процессе со звездообразованием. В п. 2.1.3 мы отмечали, что у звезд спектральных классов более поздних, чем F5, на определенном этапе эволюции формируется протопланетный диск, которому передастся основная доля вращательного момента протозвезды. Из этих представлений, подтверждаемых наблюдаемым распределением скоростей вращения звезд различных спектральных классов, следует, что все звезды спектральных классов от F5 до М имеют планетные системы. Атак как эти звезды составляют подавляющее большинство (более 99 %) всех звезд Галактики, то можно положить f_p ≈ 1.

Дополнительным аргументом в пользу такой оценки является широкая распространенность двойных и кратных систем среди звезд. В п. 2.1.2 мы видели, что от 50 до 70 % звезд представляют собой системы той или иной степени кратности. А по некоторым данным, с учетом звезд малой массы, доля кратных систем может возрасти до 90 %. Среди компонентов этих систем встречаются и массивные горячие гиганты, и обычные звезды, и белые карлики, и нейтронные звезды, и «черные дыры». Встречаются среди них и темные спутники, представляющие собой промежуточные тела между планетами и звездами. Но коль скоро это так, то естественно допустить, что существуют и такие системы, в которых меньшие компоненты уже настолько малы, что достигают планетных размеров. В этом смысле одиночные звезды с планетными системами можно рассматривать как предельный случай кратных систем с очень малыми массами компонент. С другой стороны, как мы видели, и в самих кратных системах могут существовать планеты, обращающиеся сразу вокруг обеих звезд, в случае тесных пар, или вокруг каждого из компонент кратной системы, в случае достаточно широких систем. Наконец, наличие богатых семейств спутников у больших планет нашей Солнечной системы тоже говорит о том, что процессы фрагментации при образовании небесных тел, по-видимому, достаточно типичны и должны приводить к образованию планетных систем у звезд.

Но все это качественные соображения. В последние годы они получили наблюдательное подтверждение, когда с помощью инфракрасных наблюдений (главным образом, на спутнике «ИРАС») вокруг многих звезд были обнаружены пылевые оболочки, часть из которых представляют собой формирующиеся протопланетные диски.

Разумеется, наибольший интерес представляет непосредственное обнаружение уже сформировавшихся планетных систем у других звезд. Эта проблема давно привлекает внимание астрономов. До самого последнего времени она казалась практически неразрешимой. Было предложено немало остроумных методов обнаружения планет у других звезд, однако достигнутой точности измерения было недостаточно, чтобы реализовать их на практике. Прорыв был достигнут в 90-х годах XX века, и это сразу привело к обнаружению планет у большого числа звезд.