De Drake-vergelijking voor het multiversum

In 1960 bedacht de astronoom Frank Drake een vergelijking om het aantal intelligente beschavingen in onze melkweg te schatten. Hij deed het door het probleem op te splitsen in een hiërarchie van verschillende factoren.

Hij suggereerde dat het totale aantal intelligente beschavingen in de Melkweg in de eerste plaats afhangt van de snelheid van stervorming. Hij kwam tot dit aantal door een schatting te maken van de fractie van deze sterren met rotsachtige planeten, de fractie van die planeten die leven kunnen en zullen ondersteunen en de fractie hiervan die intelligent leven ondersteunen dat in staat is om met ons te communiceren. Het resultaat is deze vergelijking:

die in meer detail wordt uitgelegd in dit Wikipedia-artikel .

Vandaag wijst Marcelo Gleiser van het Dartmouth College in New Hampshire erop dat de kosmologie sinds de jaren zestig is geëvolueerd. Een van de meest provocerende nieuwe ideeën is dat het universum dat we zien een van de vele is, mogelijk een van een oneindig aantal. Eén gedachtegang is dat de wetten van de fysica in deze universa heel anders kunnen zijn en dat op koolstof gebaseerd leven alleen kon zijn ontstaan ​​in die omstandigheden waar de omstandigheden op een bepaalde manier waren verfijnd. Dit is het antropische principe.

Daarom, zegt Gleiser, moet de Drake-vergelijking worden bijgewerkt om rekening te houden met het multiversum en de extra factoren die het introduceert.

Hij begint met het beschouwen van de totale verzameling universums in het multiversum en definieert de subverzameling waarin de parameters en fundamentele constanten verenigbaar zijn met het antropische principe. Dit is de subset { C - kosmos }.

Vervolgens beschouwt hij de subset van deze universa waarin astrofysische omstandigheden rijp zijn voor ster- en melkwegvorming { c-astro}. Vervolgens kijkt hij naar de subset hiervan waarin zich planeten vormen die leven kunnen herbergen { c-leven }. En ten slotte definieert hij de subset hiervan waarin het complexe leven feitelijk ontstaat { c-complex leven }.

Dan moeten de voorwaarden voor het ontstaan ​​van complex leven in een bepaald universum in het multiversum voldoen aan de verklaring bovenaan dit bericht (waar het compositiesymbool 'samen met' aanduidt).

Maar er is een probleem: dit is geen vergelijking. Om een ​​echt Drake-achtig argument te vormen, zou Gleiser waarschijnlijkheden aan elk van deze sets moeten toewijzen, zodat hij een vergelijking kan schrijven waarin de toegewezen kansen vermenigvuldigd, aan de ene kant van de vergelijking gelijk is aan de fractie universums waar complex leven ontstaat aan de andere kant.

Hier stuit hij op een van de grote problemen van de moderne kosmologie: dat veel ideeën in de moderne kosmologie niet veel meer zijn dan filosofie zonder bewijs om hun waarachtigheid te staven. Dus het toekennen van een waarschijnlijkheid aan de fractie van universa in het multiversum waarin de fundamentele constanten en wetten voldoen aan het antropische principe is niet alleen moeilijk, maar bijna onmogelijk te formuleren.

Nemen { c-cosmo } bijvoorbeeld. Gleiser wijst op enkele van de voor de hand liggende parameters waarmee rekening moet worden gehouden bij het afleiden van een kans. Dit zijn de vacuüm energiedichtheid, materie-antimaterie asymmetrie, donkere materie dichtheid, de koppelingen van de vier fundamentele krachten en de massa's van quarks en leptonen zodat hadronen en vervolgens kernen kunnen worden gevormd na het breken van de elektrozwakke symmetrie. Probeer een kans toe te kennen aan dat perceel.

Het is ook niet veel gemakkelijker voor {c-astro}. Hierbij moet rekening worden gehouden met het feit dat zware elementen belangrijk lijken te zijn voor het ontstaan ​​van leven dat alleen lijkt voor te komen in sterrenstelsels boven een bepaalde massa en in sterren van een bepaald type en leeftijd. Het schatten van de waarschijnlijkheid dat deze omstandigheden zich voordoen, is nog steeds een astronomen.

Op het eerste gezicht zou de derde set {c-life} gemakkelijker te hanteren moeten zijn. Hierbij moet rekening worden gehouden met de planetaire en chemische beperkingen op de vorming van leven. De aanwezigheid van vloeibaar water en verschillende elementen zoals koolstof, zuurstof en stikstof lijken belangrijk te zijn, evenals complexere moleculen. Hoe vaak deze aandoeningen voorkomen, weten we nog niet.

Eindelijk is er { c-complex leven }, die alle planetaire factoren omvat die moeten samenvallen om complex leven te laten ontstaan. Deze kunnen bestaan ​​uit orbitale stabiliteit op de lange termijn, de aanwezigheid van een magnetisch veld om delicate biomoleculen te beschermen, platentektoniek, een grote maan enzovoort. Ook dat is niet zo eenvoudig in te schatten.

Veel mensen hebben geprobeerd de cijfers in de vergelijking van Drake te plaatsen. De schattingen voor het aantal intelligente beschavingen in de Melkweg lopen uiteen van één (de onze) tot ontelbare tienduizenden. Drake zelf zette het nummer op 10.

Gleiser's kijk op de Drake-vergelijking voor het Multiversum is een interessante benadering. Wat het ons echter vertelt, is dat ons beperkte begrip van het universum van vandaag ons niet in staat stelt een redelijke schatting te maken van het aantal intelligente levensvormen in het multiversum (meer dan één). En gezien de limieten van wat we ooit kunnen weten over andere universums, zullen we waarschijnlijk nooit veel beter kunnen doen dan dat.

Referentie: arxiv.org/abs/1002.1651 : Drake-vergelijking voor het multiversum: van stringlandschap tot complex leven

zich verstoppen