외계인 지능에 대한 업데이트된 공식은 우리가 실제로 은하계에 혼자라는 것을 암시합니다

천문학자 프랭크 드레이크(Frank Drake)는 우리 은하계에서 우리와 소통할 수 있는 문명의 수를 추정하기 위해 1961년에 자신의 영향력 있는 방정식을 공식화했습니다. 행성 과학에 대한 우리의 이해는 그 이후로 많이 바뀌었고, 과학자 팀은 대침묵을 설명할 수 있는 답을 생성하는 한 쌍의 중요한 조정을 제안하게 되었습니다.

인기와 직관성에도 불구하고 Drake 방정식은 광범위한 가정과 모호한 매개변수로 인해 수년 동안 비판에 직면해 왔습니다. 이는 종종 우리가 통신할 수 있는 우리 은하계 문명의 수인 N 의 가치를 지나치게 낙관적으로 추정하는 결과를 낳습니다 . 이는 페르미 역설(Fermi Paradox) 이라는 난제를 불러일으키는 경향이 있습니다 . 지적 생명체가 흔하다면 왜 우리는 이에 대한 증거를 찾지 못했을까요? Scientific Reports 에 발표된 새로운 연구는 두 가지 새로운 요인을 추가하여 잠재적인 해결책을 제시합니다.

이번 연구의 공동 저자인 달라스 소재 텍사스 대학교의 행성 과학자 로버트 스턴(Robert Stern)과 ETH-Zurich의 타라스 게르야(Taras Gerya)는 장기적인 판 구조론과 함께 대륙과 해양의 존재가 지구에 매우 중요하다고 제안합니다. 선진 문명의 출현. 결과적으로 그들은 방정식에 두 가지 요소를 추가할 것을 제안합니다. 중요한 대륙과 해양이 있는 거주 가능한 행성의 비율과 최소 5억 년 동안 작동하는 판 구조를 가진 행성의 비율입니다. 그러나 이러한 조정으로 인해 Drake 방정식에서 N 값이 크게 감소합니다 .

Gerya는 Gizmodo에 "우리의 연구는 대륙, 바다, 판 구조 및 생명체가 있는 지구와 활동적이고 의사소통이 가능하며 기술이 뛰어난 인류 문명이 전체 은하계에서 극히 드물고 독특하다는 것을 시사합니다."라고 말했습니다.

삶의 요소들

전통적인 드레이크 방정식은 별 형성 속도, 행성이 있는 별의 비율, 거주 가능한 행성의 수, 지적 생명체가 있는 생명체가 있는 행성의 비율 등 여러 요소를 고려하여 은하계에서 활동 중인 외계 문명의 수를 추정합니다. 등등이 발전합니다. 제안된 방정식 수정은 새로운 환경적, 생물학적, 기술적 요인을 포함하여 얼마나 많은 행성이 생명체를 발달시킬 수 있는지, 얼마나 많은 문명이 탐지 가능한 기술을 보유하고 있는지에 대한 추정을 개선합니다.

연구자들은 큰 바다의 존재와 약 10억년 전 단일 뚜껑 구조론(안정적인 표면층)에서 현대 판 구조론으로의 지구의 변화가 복잡한 생명체의 급속한 발전에 결정적이었다고 주장합니다. 이러한 지질학적 활동은 생명이 출현하는 데 필요한 초기 조건을 만들었을 뿐만 아니라 다양한 기후와 생태계를 갖춘 다양한 환경을 만들어 기술과 복잡한 사회를 발전시킬 수 있는 진보된 생명체의 진화를 촉진했습니다.

새로운 연구에 따르면 판 구조론은 복잡한 생명체와 진보된 문명을 발전시키는 데 중요합니다. 지구 판의 움직임은 다양한 서식지를 만들고, 영양분을 재활용하며, 기후를 조절하는 데 모두 생명에 필수적입니다. 복잡한 다세포 생물의 생물학적 진화는 극도로 느리기 때문에 판 구조론이 5억년 동안 지속되는 것이 중요하다고 Gerya는 설명했습니다. “지구에서는 약 8억년 전에 등장한 최초의 동물이 인간으로 발전하는 데 5억년 이상이 걸렸습니다.”

저자들은 도구 제작, 농업, 의복 제작, 무기 제작 등 일상적인 필요에서 기술이 발전한다고 주장하며, 불과 전기는 지능적인 문명의 발전에 '필수'라고 덧붙였습니다. 그들은 복잡한 문명이 해양 기반 환경에서는 출현할 가능성이 낮다고 썼습니다.

Stern과 Gerya에 따르면 행성이 장기적인 판 구조론과 함께 대륙과 바다를 모두 갖는 것은 매우 드물며 이러한 가능성은 Drake 방정식에 고려되어야 합니다.

숫자를 연결해 보세요

행성에 대륙과 바다가 모두 있을 가능성이 얼마나 되는지 알아보기 위해 Stern과 Gerya는 행성 표면에 얼마나 많은 물이 필요한지 조사했습니다. 그들은 대륙과 해양이 모두 존재하려면 지구 크기의 행성이 질량의 0.007%에서 0.027% 사이의 물을 보유해야 한다는 것을 발견했습니다. 그런 다음 Stern과 Gerya는 이것을 행성이 가질 수 있는 전체 가능한 물 범위(형성 방식에 따라 0%~3.8%, 심지어 0%~55%)와 비교했습니다. 판 구조론의 경우, 과학자들은 행성의 약 33%만이 판 구조론에 필요한 충분히 조밀한 구조판을 형성하는 데 적합한 화학 물질을 가지고 있음을 보여주는 데이터를 사용했습니다. 그 중 약 절반만이 충분히 크고 판 구조론을 지탱할 만큼 충분한 중력을 가지고 있습니다.

이러한 새로운 요소와 추정치를 포함함으로써 연구자들은 행성이 대륙과 해양을 모두 가지며 장기적인 판 구조를 가질 확률은 0.2% 미만으로 매우 작다고 추정합니다. 이를 관점에서 보면 1,000개 중 적합한 행성을 단 두 개만 찾는 것과 같습니다.

이 값을 드레이크 방정식에 대입하면 적어도 고급 외계인의 존재에 관한 한 다소 실망스러운 결과가 나옵니다. 수정된 드레이크 방정식은 발전된 문명이 극히 드물며, 행성이 올바른 조건을 가질 확률은 0.0034%에서 0.17% 사이임을 시사합니다. 이는 우리 은하계에 활동하고 의사소통이 가능한 문명이 적게는 0.006개에서 많게는 100,000개까지 존재할 수 있다는 것을 의미하며, 잠재적인 사회 붕괴나 멸종으로 인해 이들 문명이 통신할 수 있는 제한된 시간을 고려하면 실제 숫자는 최하위에 있을 가능성이 높습니다. .

“반면에 문명에 잠재적으로 적합한 행성을 찾을 확률은 문명이 없거나 이미 멸종된 문명이 있는 행성을 찾을 가능성이 훨씬 더 높습니다.”라고 Gerya는 설명했습니다. "이것은 외계 행성의 원격 감지를 통해 이루어질 수 있습니다."

Gerya는 상한 값인 100,000이 커 보이지만 더 중요한 것은 낮은 숫자라고 설명했습니다. 낮은 추정치는 실제로 0에 가깝기 때문에 우리 은하계에 다른 문명이 없을 가능성이 높다는 것을 의미합니다. 이는 우리가 아직 다른 문명의 신호를 감지하지 못한 이유를 설명하는 데 도움이 될 것입니다.

과거에 드레이크 방정식은 훨씬 더 높은 최저 추정치를 제시했는데, 이는 우리가 혼자가 아니며 우리와 소통하려는 문명이 최소한 200개 이상 있어야 한다는 것을 암시했습니다. 아무것도 발견하지 못했기 때문에 이 오래된 추정치는 잘못된 것 같다고 Gerya는 말했습니다. 새롭고 훨씬 낮은 추정치(0에 가까움)를 통해 우리가 다른 사람의 소식을 듣지 못한 이유를 더 쉽게 이해할 수 있습니다. 외부에 소식을 들을 수 있는 사람이 없을 수도 있습니다. 이는 다소 으스스한 가능성입니다.

페르미 역설이 풀렸나요?

페르미 역설은 실망스러운 상황을 말합니다. 외계 문명이 존재할 가능성이 높음에도 불구하고 우리는 외계 문명의 증거를 찾지 못했습니다. Stern과 Gerya의 연구는 진보된 생명체에 적합한 지질학적 조건이 얼마나 드문지를 살펴봄으로써 가능한 해결책을 제시합니다. 그들은 지구의 현대판 구조론으로의 전환이 복잡한 종의 진화를 가속화한다는 것을 발견했습니다. 그들은 대륙과 해양, 그리고 오래 지속되는 판 구조를 모두 갖춘 행성이 드물기 때문에 발전된 문명이 드물다고 제안합니다.

진보된 생명체에 적합한 행성이 거의 없다는 생각을 제안한 사람은 스턴과 게리야가 ​​처음은 아닙니다. 희토류 가설로 알려진 이 제안은 과학자 Peter Ward와 Donald Brownlee가 쓴 2003년 책 Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe 에서 처음으로 명확하게 설명되었습니다. 흥미롭게도 Ward와 Brownlee는 마찬가지로 판 구조론을 하나의 요인으로 고정시켰습니다.

새로운 연구는 논쟁에 대한 중요한 업데이트를 의미하지만 페르미 역설을 둘러싼 대화는 아직 끝나지 않았습니다. 희토류 가설은 매혹적이지만 생명체의 적응성과 거주 가능한 환경의 잠재적 다양성을 설명하지 못합니다. 더욱이, 현재 형태의 드레이크 방정식이나 새로운 요소로 업데이트된 경우에도 여전히 난공불락의 현실을 설명하지 못합니다. 은하수는 엄청나게 오래되었으며 최대 100억년 동안 생명을 키울 수 있었을 가능성이 높습니다. 연구자들이 계산한 희박한 가능성에도 불구하고 지적 생명체는 확실히 은하계 역사의 일부 초기 시점에 출현하여 은하계 전체에 퍼질 충분한 시간을 제공합니다. 그러나 이에 대한 증거는 없습니다. 다른 요인이 작용할 가능성이 매우 높습니다. Drake 방정식을 더욱 수정하기 위해 여전히 조사해야 하는 요인으로, 시간적 측면과 기타 알려지지 않은 변수를 통합할 수도 있습니다.

이 연구의 또 다른 한계는 연구자들의 잘못이 아니며 방정식에 어떤 값을 연결해야 할지 아직 알 수 없다는 것입니다. 우리는 은하계의 다른 곳에서 거주 가능성을 지원할 수 있는 행성의 형성 속도와 행성의 유형에 대한 이해가 부족합니다. 그때까지 우리는 드레이크 방정식에 갇힌 상태이지만 Webb 망원경을 통한 관측과 같은 미래의 관측이 도움이 될 것입니다.

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