(Music) The basic question is, does life exist beyond Earth? Scientists who are called astrobiologists are trying to find that out right now. Most astrobiologists are trying to figure out if there's microbial life on Mars, or in the ocean under the frozen surface of Jupiter's moon Europa, or in the liquid hydrocarbon lakes that we've found on Saturn's moon Titan. But one group of astrobiologists works on SETI. SETI is the Search for Extraterrestrial Intelligence, and SETI researchers are trying to detect some evidence that intelligent creatures elsewhere have used technology to build a transmitter of some sort. But how likely is it that they will manage to find a signal? There are certainly no guarantees when it comes to SETI, but something called the Drake equation, named after Frank Drake, can help us organize our thinking about what might be required for successful detection. If you've dealt with equations before, then you probably expect that there will be a solution to the equation, a right answer. The Drake equation, however, is different, because there are so many unknowns. It has no right answer. As we learn more about our universe and our place within it, some of the unknowns get better known, and we can estimate an answer a bit better. But there won't be a definite answer to the Drake equation until SETI succeeds or something else proves that Earthlings are the only intelligent species in our portion of the cosmos. In the meantime, it is really useful to consider the unknowns. The Drake equation attempts to estimate the number of technological civilizations in the Milky Way Galaxy -- we call that N -- with whom we could make contact, and it's usually written as: N equals R-star multiplied by f-sub-p multiplied by n-sub-e multiplied by f-sub-l multiplied by f-sub-i multiplied by f-sub-c and lastly, multiplied by capital L. All those factors multiplied together help to estimate the number of technological civilizations that we might be able to detect right now. R-star is the rate at which stars have been born in the Milky Way Galaxy over the last few billion years, so it's a number that is stars per year. Our galaxy is 10 billion years old, and early in its history stars formed at a different rate. All of the f-factors are fractions. Each one must be less than or equal to one. F-sub-p is the fraction of stars that have planets. N-sub-e is the average number of habitable planets in any planetary system. F-sub-l is the fraction of planets on which life actually begins and f-sub-i is the fraction of all those life forms that develop intelligence. F-sub-c is the fraction of intelligent life that develops a civilization that decides to use some sort of transmitting technology. And finally, L -- the longevity factor. On average, how many years do those transmitters continue to operate? Astronomers are now almost able to tell us what the product of the first three terms is. We're now finding exoplanets almost everywhere. The fractions dealing with life and intelligence and technological civilizations are ones that many, many experts ponder, but nobody knows for sure. So far, we only know of one place in the universe where life exists, and that's right here on Earth. In the next couple of decades, as we explore Mars and Europa and Titan, the discovery of any kind of life there will mean that life will be abundant in the Milky Way. Because if life originated twice within this one Solar System, it means it was easy, and given similar conditions elsewhere, life will happen. So the number two is a very important number here. Scientists, including SETI researchers, often tend to make very crude estimates and acknowledge that there are very large uncertainties in these estimates, in order to make progress. We think we know that R-star and n-sub-e are both numbers that are closer to 10 than, say, to one, and all the f-factors are less than one. Some of them may be much less than one. But of all these unknowns, the biggest unknown is L, so perhaps the most useful version of the Drake equation is simply to say that N is approximately equal to L. The information in this equation is very clear. Unless L is large, N will be small. But, you know, you can also turn that around. If SETI succeeds in detecting a signal in the near future, after examining only a small portion of the stars in the Milky Way, then we learn that L, on average, must be large. Otherwise, we couldn't have succeeded so easily. A physicist named Philip Morrison summarizes by saying that SETI is the archaeology of the future. By this, he meant that because the speed of light is finite, any signals detected from distant technologies will be telling us about their past by the time they reach us. But because L must be large for a successful detection, we also learn about our future, particularly that we can have a long future. We've developed technologies that can send signals into space and humans to the moon, but we've also developed technologies that can destroy the environment, that can wage war with weapons and biological terrorism. In the future, will our technology help stabilize our planet and our population, leading to a very long lifetime for us? Or will we destroy our world and its inhabitants after only a brief appearance on the cosmic stage? I encourage you to consider the unknowns in this equation. Why don't you make your own estimates for these unknowns, and see what you come up with for N? Compare that with the estimates made by Frank Drake, Carl Sagan, other scientists or your neighbors. Remember, there's no right answer. Not yet.
(موسیقی) سؤال اساسی این است، آیا فراتر از زمین حیات وجود دارد؟ دانشمندانی که زیست اخترشناس نامیده میشوند در حال حاضر سعی میکنند این موضوع را دریابند. اکثر زیست اخترشناسان در تلاشند تا بفهمند آیا حیات میکروبی در مریخ وجود دارد، یا در اقیانوسِ زیر سطح یخزدهی قمرِ مشتری یعنی اروپا، یا در دریاچههای هیدروکربن مایع که در قمر زحل یعنی تیتان یافتیم. اما گروهی از اخترشناسان روی SETI کار میکنند. SETI جستجوی هوش فرازمینی است، و پژوهشگران SETI در تلاش برای کشف شواهدی هستند که موجودات باهوش در جای دیگر از تکنولوژی برای ساخت نوعی فرستنده استفاده کردهاند. اما چقدر احتمال دارد که آنها موفق به پیدا کردن نشانهای شوند؟ مطمئناً هیچ تضمینی در مورد SETI وجود ندارد، اما چیزی به نام معادله دریک، نامگذاری شده به یاد فرانک دریک، میتواند ما را در سازماندهی تفکرمان در مورد آنچه ممکن است برای کشف موفقیتآمیز مورد نیاز باشد کمک کند. اگر قبلاً با معادلات سروکار داشتهاید، پس احتمالاً انتظار دارید که یک راهحل برای معادله وجود داشته باشد، یک پاسخ درست. اما معادله دریک متفاوت است، زیرا مجهولهای زیادی وجود دارند. جواب درست ندارد. همانطور که ما در مورد جهانمان و جایگاهمان در آن بیشتر میآموزیم، برخی از مجهولها بیشتر شناخته میشوند، و میتوانیم پاسخ را کمی بهتر تخمین بزنیم. اما پاسخی قطعی برای معادله دریک وجود نخواهد داشت تا زمانی که SETI موفق شود یا چیز دیگری اثبات کند حیات زمینی تنها گونه هوشمند در این بخش کیهان ما است. در عین حال، در نظر گرفتن مجهولها بسیار مفید است. معادله دریک برای تخمین تعداد تمدنهای فناورانه تلاش میکند در کهکشان راهشیری -- آن را N مینامیم -- با کسانی که بتوان ارتباط برقرار کرد، و معمولاً به این صورت نوشته میشود: N برابر است با *R ضربدر fp ضربدر ne ضربدر fl ضربدر fi ضربدر fc و در نهایت، ضربدر L. همهی این عوامل در هم ضرب شده برای تخمین تعداد تمدنهای فناورانه که ممکن است بتوانیم همین حالا بیابیم، کمک میکند. *R سرعتی است که ستارهها در کهکشان راه شیری طی چند میلیارد سال گذشته متولد شدهاند، این عددی است که تعداد ستارهها را در هر سال بیان میکند. کهکشان ما ۱۰ میلیارد سال قدمت دارد، و در اوایل تاریخ آن، ستارهها با سرعت متفاوتی شکل گرفتند. همه فاکتورهای f کسری هستند. هر یک باید کمتر یا مساوی با یک باشد. fp کسری از ستارههایی است که دارای سیاره هستند. ne تعداد متوسط سیارات قابل سکونت در هر سیستم سیارهای است. fl کسری از سیارات است که در آنها حیات آغاز شده و fi کسری از تمام اشکال زندگی است که هوش را توسعه دادند. fc کسری از حیات هوشمند است که تمدنی ایجاد کرده که تصمیم میگیرد از نوعی فناوری مخابره کردن استفاده کند. و در نهایت، L -- فاکتور طول عمر به طور متوسط، چند سال آن فرستندهها همچنان به فعالیت خود ادامه میدهند؟ اخترشناسان اکنون تقریباً قادر هستند به ما بگویید که حاصل سه جمله اول چیست. اکنون سیارات خارج از منظومه خورشیدی را تقریباً در همه جا پیدا میکنیم. کسرهایی که با حیات و هوش و تمدن فناورانه سروکار دارند کارشناسان بسیار زیادی در موردشان فکر میکنند، اما هیچ کس با اطمینان نمیداند. تا حالا، ما فقط در مورد یک مکان در جهان که حیات در آن وجود دارد، خبر داریم و آن درست در اینجا روی زمین است. در چند دهه بعد، همانطور که مریخ و اروپا و تیتان را کاوش میکنیم، کشف هر گونهای از حیات در آن جا بدان معنی است که حیات فراوان خواهد بود در کهکشان راهشیری. زیرا اگر زندگی دو بار آغاز شده در درون یک منظومه خورشیدی، یعنی یک امر آسان بوده، و با توجه به شرایط مشابه در جای دیگر، حیات اتفاق خواهد افتاد. بنابراین عدد دو در اینجا یک عدد بسیار مهم است. دانشمندان، از جمله پژوهشگران SETI، اغلب تمایل به تخمینهای بسیار تقریبی دارند و تأکید دارند در این تخمینها، ابهامات بسیار زیادی وجود دارد، تا پیشرفت کنند. فکر میکنیم که میدانیم *R و ne اعدادی هستند که به ۱۰ نزدیکترند، تا مثلا، یک، و تمام فاکتورهای f کمتر از یک هستند. برخی از آنها ممکن است بسیار کمتر از یک باشد. اما از بین همهی این مجهولها، بزرگترین مجهول L است، بنابراین شاید مفیدترین نسخه معادله دریک این است که به سادگی بگوییم N تقریباً برابر با L است. اطلاعات موجود در این معادله کاملاً واضح است. هر چند L بزرگ است، N کوچک خواهد بود. اما، میدانید، میتوانید آن را نیز تغییر دهید. اگر SETI موفق شود سیگنالی را در آینده نزدیک تشخیص دهد، پس از بررسی تنها بخش کوچکی از ستارههای موجود در کهکشان راهشیری، متوجه میشویم L، به طور متوسط، باید بزرگ باشد. در غیر این صورت، ما نمیتوانستیم به راحتی موفق شویم. فیزیکدانی به نام فیلیپ موریسون به طور خلاصه بیان میکند SETI باستانشناسی آینده است. منظور او این است از آن جایی که سرعت نور محدود است، هر سیگنال شناسایی شده از فناوریهای از راه دور به ما در مورد گذشته آنها خواهند گفت تا زمانی که به ما برسند. اما چون L باید بزرگ باشد برای یک کشف موفقیتآمیز، ما همچنین در مورد آینده خود میآموزیم، به خصوص که میتوانیم آیندهای طولانی داشته باشیم. ما فناوریهایی را توسعه دادهایم که میتوانند سیگنالهایی را به فضا ارسال کنند و انسانها را به ماه، اما همچنین فناوریهایی را توسعه دادهایم که میتوانند محیط زیست را نابود کنند، که میتوانند جنگ ایجاد کنند با اسلحه و تروریسم بیولوژیکی. در آینده، آیا فناوری ما به ثبات سیاره ما کمک خواهد کرد و جمعیت ما، منجر به یک عمر بسیار طولانی برای ما میشود؟ یا جهانمان و ساکنانش را بعد از فقط یک حضور مختصر در صحنه کیهانی نابود خواهیم کرد؟ من شما را تشویق به در نظر گرفتن مجهولهای این معادله میکنم. چرا تخمینهای خود را برای این مجهولها نمیزنید، و ببینید چه مقداری برای N مییابید؟ آن را با تخمینهای ارائه شده توسط فرانک دریک، کارل ساگان، دانشمندان دیگر یا همسایگان خود مقایسه کنید. به یاد داشته باشید، پاسخ درست وجود ندارد. نه هنوز.