Equaci?? de Drake

De Viquip??dia

L'equaci?? de Drake (a vegades anomenada equaci?? de Sagan) ??s una f??rmula ideada per l'astr??nom brit??nic Frank Drake, amb el prop??sit d'estimar la quantitat de civilitzacions en la nostra gal??xia, la Via L??ctia, susceptibles de posseir emissions de radiofreq????ncia detectables per nosaltres. Fou concebuda el 1961 per Drake mentre treballava en l'Observatori Nacional de Radioastronomia a Green Bank, Virginia Occidental (Estats Units).

L'equaci?? de Drake identifica els diversos factors espec??fics que es creu que tenen un paper important en el desenvolupament de les civilitzacions. Encara que ??s simplement una estimaci?? i el valor dels factors que hi participen ??s en bona part indeterminat, la comunitat cient??fica l'ha acceptat com a eina c??moda per examinar aquests factors i les conclusions que se'n deriven. L'equaci?? es pot expressar de moltes maneres diferents, segons els factors que es considerin m??s rellevants; una formulaci?? possible ??s la seg??ent:

• N ??s el nombre de civilitzacions que podrien hipot??ticament comunicar-se amb nosaltres en la nostra gal??xia.
• R* ??s el ritme de formaci?? d'estrelles adequades a la gal??xia (estrelles per any).
• f_p ??s la fracci?? d'aquestes estrelles que tenen planetes en ??rbita.
• n_e ??s el nombre d'aquests planetes que es troben dins l'ecosfera de l'estrella (la zona de l'espai obn un planeta no ??s ni massa fred ni massa calent per a la vida).
• f_l ??s la fracci?? d'aquests plantes on la vida realment s'ha desenvolupat.
• f_i ??s la fracci?? d'aquests planetes on la vida ha donat lloc a vida intel??ligent.
• f_c ??s la fracci?? d'aquests planetes on la vida intel??ligent ha desenvolupat la tecnologia per poder-se comunicar amb ones electromagn??tiques.
• L ??s el temps de vida d'una civilitzaci?? tecnol??gica (anys).

Un fet remarcable de l'equaci?? de Drake ??s que introduint-hi valors aparentment plausibles per a cada un dels par??metres, el resultat obtingut per a N acostuma a ser >> 1. Aquest fet ha donat for??a al projecte SETI. Nogensmenys, aix?? entra en contradicci?? amb el fet observat que N = 1, una sola civilitzaci?? tecnol??gica en tot l'univers (nosaltres). Aquest conflicte s'anomena sovint ??paradoxa de Fermi??, i suggereix que les nostres estimacions aparentment conservadores en realitat s??n massa optimistes o b?? que hi ha altres factors en joc per eliminar el desenvolupament de civilitzacions tecnol??giques.

[edita] Possibles valors dels par??metres i resultat de l'equaci??

L'equaci?? d??na resultats molt diferents segons els valors dels par??metres utilitzats, la majoria dels quals s??n simples especulacions, basades en part en l'??nica experi??ncia que tenim amb civilitzacions tecnol??giques: la nostra. A continuaci?? presentem alguns arguments emprats per estimar els valors dels diferents par??mtres i, amb els valors m??s pessimistes i els m??s optimistes podrem obtenir una estimaci?? m??nima i una altra de m??xima per a N.

• R* - Encara que el tant per cent de formacions d'estrelles adequades era indubtablement molt major quan la nostra gal??xia es va formar, encara es poden veure estrelles naixent. Existeixen nombroses evid??ncies de ??guarderies estel??lars?? en nombroses zones de la gal??xia (p. ex. a la nebulosa d'Ori?? i a la nebulosa de l'??liga), on grans n??vols de gas es col??lapsen per a formar estrelles. Les estimacions per a aquesta formaci?? d'estrelles ??s d'entre 10 i 30 per any. R = 10 ??? 30.
• f_p - Molts dels n??vols de formaci?? d'estrelles tenen certa rotaci??. Quan es col??lapsen, el n??vol gira cada vegada m??s r??pid, com una patinadora de gel replegant els seus bra??os (conservaci?? del moment angular). Aix?? provoca que el n??vol formi un disc aplanat de gasos. En el centre, es forma l'estrella principal. Bastant m??s lluny, petites agrupacions poden formar planetes. Fins fa molt poc, no existia evid??ncia de planetes fora del nostre sistema solar; des de 1995, per??, diversos equips d'astr??noms han anunciat el descobriment de planetes al voltant d'estrelles properes (actualment se'n coneixen m??s de 100). Aquest excitant descobriment incrementa la probabilitat de planetes al voltant de moltes estrelles. Podem estimar, sent conservadors, que la meitat de les estrelles formen sistemes planetaris. f_p = 0,5.
• n_e - Aquest factor ??s una mica m??s complicat. Les estrelles petites s??n fredes i vermelles. Els planetes haurien d'orbitar molt a prop per a estar dins de la seva ??zona de vida?? o ecosfera, que seria molt estreta, sense massa espai per a planetes. Els planetes que orbiten molt a prop de les seves estrelles solen estar fortament atrets i presenten sempre una mateixa cara cap a l'estrella. L'atmosfera d'un planeta aix?? estaria gelada en la cara oposada a l'estrella, i aix?? no afavoreix la vida. D'altra banda, les grans estrelles blaves tenen una ecosfera m??s ??mplia. Per descomptat, si s'ha de jutjar pel nostre sistema solar, els planetes estan m??s espaiats conforme s'allunyen de les estrelles, de manera que una ecosfera m??s ampla es veu compensada per aquest efecte. Aquestes estrelles grans tamb?? cremen m??s combustible i no duren massa. Normalment duren tan poc que no donen oportunitat a que es desenvolupi la vida abans que es converteixin en una nova o una supernova i destrueixin tot el sistema. En el nostre sistema solar, amb la nostra estrella groga de grand??ria mitjana, tenim dos planetes (Terra i Mart), o potser tres (si hi incloem Venus) dintre de l'ecosfera. Un c??lcul conservador del nombre de planetes dintre de la ??zona de vida?? ??s de nom??s un. n_e = 1 ??? 2.
• f_l - Aquest factor encara ??s m??s complicat. El problema ??s que tenim pocs exemples de planetes on les condicions siguin correctes per al desenvolupament de la vida. Com hem indicat abans, Venus, la Terra i Mart podrien tenir, al mateix temps, les condicions adequades. Sabem que la vida es va desenvolupar en la Terra, i estem temptejant les evid??ncies de vida primitiva en Mart fa milions d'anys. Un c??lcul conservador per a aquest nombre seria 0,2 (un de cada cinc planetes amb condicions desenvolupar?? la vida); el 2002, Charles H. Lineweaver and Tamara M. Davis estimaren f_l en superior a > 0,33 utilitzant arguments estad??stics basats en el temps que la vida trig?? a desenvolupar-se a a la Terra. f_l = 0,1 ??? 0,4.
• f_i - Quants d'aquests planetes desenvoluparan vida intel??ligent? Alguns afirmen que el 100%: la vida intel??ligent ??s un resultat natural de l'evoluci??, mentre que altres afirmen que la intel??lig??ncia ??s nom??s una de les moltes formes possibles de sobreviure i no t?? cap avantatge especial sobre altres formes d'adaptaci??. Originalment Drake consider?? un valor de 0,01 (un 1%); actualment els sistemes solars amb nivells de radiaci?? gal??ctica tan baixos com el nostre sistema solar es consideren molt m??s escassos, amb un valor de f_i de 10^-7. f_i = 10^-7 ??? 0,05
• f_c - Quantes d'aquestes esp??cies intel??ligents desenvoluparan tecnologia i l'usaran per comunicar-se? Si observem la Terra, veiem que els humans ho fem, per?? tamb?? veiem balenes i dofins que posseeixen un nivell moderat d'intel??lig??ncia per?? mai han desenvolupat tecnologia. Drake estim?? aquest par??metre en 0,01. f_c = 0,01 ??? 0,1
• L - Aquest par??metre ??s el nombre d'anys que una civilitzaci?? tecnol??gica i comunicativa perdura. Nosaltres nom??s duem en aquesta fase de la nostra evoluci?? uns 100 anys (des de 1938, data de la construcci?? del primer radiotelescopi). Es destrueixen les civilitzacions avan??ades poc despr??s de descobrir la tecnologia per a aconseguir-ho? O resolen els seus problemes junts abans que succeeixi? En un article a Scientific American, Michael Shermer estim?? L en 420 anys, a partir de la durada de seixanta civilitzacions hist??riques. Amb 28 civilitzacions m??s recents que l'imperi rom??, calcula una xifra de 304 anys per a civilitzacions ??modernes??. Cal remaracr, per??, que la caiguda d'aquestes civilitzacions no destru??, en general, la seva tecnologia, i foren succe??des per altres que prosseguiren amb la mateixa tecnologia, de manera que els c??lculs de Shermer es poden considerar pessimistes. L = 100 ??? 100.000

Amb aquestes estimacions podem introduir els valor a l'equaci?? i obtenir una estimaci?? pessimista i una d'optimista, sempre recordant que de tots els par??metres el que podem con??ixer millor ??s el primer, els altres s??n simples estimacions basades en idees molt vagues i generals:

N (pessimista) = 10 ?? 0,5 ?? 1 ?? 0,1 ?? 10^-7 ?? 0,01 ?? 67 = 0,33??10^-7 = 0,000000033

N (optimista) = 30 ?? 0,5 ?? 2 ?? 0,4 ?? 0,05 ?? 0,1 ?? 100.000 = 6.000

[edita] Vegeu tamb??

• Exobiologia
• Paradoxa de Fermi
• SETI

[edita] Enlla??os externs

• (angl??s) The E.T. Equation, Recalculated - Article de Frank Drake a Wired, desembre de 2004.
• (angl??s) Beyond the Drake Equation - Explicaci?? molt detallada, amb c??lcul de N on-line.
• (angl??s) Article de gener de 2002 a space.com sobre l'estimaci?? de planetes extrasolars.
• (angl??s) Preprint de Lineweaver i Davis on estimen f_l > 0,33.
• (angl??s) P??gina en Flash per modificar els valors de l'equaci?? i veure qu?? passa.