Drake-ligningen for multiverset

I 1960 udtænkte astronomen Frank Drake en ligning til at estimere antallet af intelligente civilisationer i vores galakse. Han gjorde det ved at nedbryde problemet i et hierarki af forskellige faktorer.

Han foreslog, at det samlede antal intelligente civilisationer i Mælkevejen først afhænger af stjernedannelseshastigheden. Han udslettede dette tal ved at estimere andelen af ​​disse stjerner med klippeplaneter, andelen af ​​de planeter, der kan og understøtter liv, og den del af disse, der fortsætter med at understøtte intelligent liv, der er i stand til at kommunikere med os. Resultatet er denne ligning:

som er forklaret nærmere i denne Wikipedia-post .

I dag påpeger Marcelo Gleiser ved Dartmouth College i New Hampshire, at kosmologien er gået videre siden 1960'erne. En af de mest provokerende nye ideer er, at det univers, vi ser, er et af mange, muligvis et af et uendeligt antal. En tankegang er, at fysikkens love kan være meget forskellige i disse universer, og at kulstofbaseret liv kun kunne være opstået i dem, hvor forholdene var finjusteret på en bestemt måde. Dette er det antropiske princip.

Derfor, siger Gleiser, skal Drake-ligningen opdateres for at tage multiverset og de ekstra faktorer, det introducerer, i betragtning.

Han begynder med at betragte det samlede sæt af universer i multiverset og definerer den delmængde, hvor parametrene og fundamentale konstanter er kompatible med det antropiske princip. Dette er delmængden { c - kosmo }.

Han overvejer derefter undergruppen af ​​disse universer, hvor astrofysiske forhold er modne til stjerne- og galaksedannelse { c-astro}. Dernæst ser han på delmængden af ​​disse, hvori der dannes planeter, der er i stand til at huse liv { c-liv }. Og endelig definerer han den delmængde af disse, hvor komplekst liv faktisk opstår { c-komplekst liv }.

Så skal betingelserne for, at komplekst liv opstår i et bestemt univers i multiverset, opfylde udsagnet øverst i dette indlæg (hvor kompositionssymbolet betegner 'sammen med').

Men der er et problem: dette er ikke en ligning. For at danne et sandt Drake-lignende argument, ville Gleiser være nødt til at tildele sandsynligheder til hvert af disse sæt, hvilket giver ham mulighed for at skrive en ligning, hvor de tildelte sandsynligheder ganget sammen, på den ene side af ligningen, er lig med brøkdelen af ​​universer, hvor komplekst liv opstår på den anden side.

Her støder han på et af de store problemer i moderne kosmologi – at uden beviser til at støtte deres sandhed, er mange ideer i moderne kosmologi lidt mere end filosofi. Så at tildele en sandsynlighed til den brøkdel af universer i multiverset, hvor de grundlæggende konstanter og love opfylder det antropiske princip, er ikke bare svært, men næsten umuligt at formulere overhovedet.

Tag { c-cosmo } for eksempel. Gleiser påpeger et par af de åbenlyse parametre, der skal tages i betragtning ved udledning af en sandsynlighed. Disse er vakuumenergitætheden, stof-antistof-asymmetri, mørkt stofs tæthed, koblingerne af de fire fundamentale kræfter og masserne af kvarker og leptoner, så hadroner og derefter kerner kan dannes efter elektrosvag symmetribrud. Prøv at tildele en sandsynlighed til det parti.

Det er heller ikke meget nemmere for {c-astro}. Dette skal tage højde for, at tunge grundstoffer synes at være vigtige for fremkomsten af ​​liv, som kun synes at forekomme i galakser over en vis masse og i stjerner af en bestemt type og alder. At estimere sandsynligheden for, at disse forhold opstår, er stadig uden for astronomer.

Ved første øjekast burde det tredje sæt {c-life} være lettere at håndtere. Dette skal tage højde for de planetariske og kemiske begrænsninger for dannelsen af ​​liv. Tilstedeværelsen af ​​flydende vand og forskellige grundstoffer såsom kulstof, oxygen og nitrogen synes at være vigtige, ligesom mere komplekse molekyler gør. Hvor almindelige disse tilstande er, ved vi endnu ikke.

Endelig er der { c-komplekst liv }, som inkluderer alle de planetariske faktorer, der skal falde sammen, for at komplekst liv kan opstå. Disse kan omfatte langsigtet orbital stabilitet, tilstedeværelsen af ​​et magnetfelt til at beskytte sarte biomolekyler, pladetektonik, en stor måne og så videre. Det er heller ikke så nemt at vurdere.

Mange mennesker har forsøgt at sætte tallene ind i Drakes ligning. Estimaterne for antallet af intelligente civilisationer i Mælkevejen spænder fra én (vores) til utallige titusinder. Drake selv satte tallet til 10.

Gleisers bud på Drake-ligningen for multiverset er en interessant tilgang. Hvad det fortæller os, er imidlertid, at vores begrænsede forståelse af universet i dag ikke tillader os at foretage nogen rimelig vurdering af antallet af intelligente livsformer i multiverset (mere end én). Og givet grænserne for, hvad vi nogensinde kan vide om andre universer, er det sandsynligt, at vi aldrig vil være i stand til at gøre meget bedre end det.

Ref: arxiv.org/abs/1002.1651 : Drake-ligning for multiverset: Fra strenglandskab til komplekst liv

skjule