Den 1 november, 1961, ett antal framstående vetenskapsmän samlades på National Radio Astronomy Observatory i Green Bank, Västra Virginia, för en tredagarskonferens. Ett år tidigare, denna anläggning hade varit platsen för det första moderna SETI-experimentet (Project Ozma), där de berömda astronomerna Frank Drake och Carl Sagan använde Green Bank-teleskopet (aka "Big Ear") för att övervaka två närliggande solliknande stjärnor - Epsilon Eridani och Tau Ceti.

Även om det inte lyckades, Ozma blev en samlingspunkt för forskare som var intresserade av detta spirande område känt som Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). Som ett resultat, Drake och Sagan var motiverade att hålla den allra första SETI-konferensen, där ämnet att leta efter möjliga utomjordiska radiosignaler skulle diskuteras. Som förberedelse för mötet, Drake förberedde följande heuristiska ekvation:

N =R _* • f _sid • n _e • f _l • f _i • f _c • L

Detta skulle komma att kallas "Drake-ekvationen, " som av många anses vara en av de mest kända ekvationerna i vetenskapens historia. På 60-årsdagen av dess skapelse, John Gertz - en filmproducent, amatörastronom, styrelseledamot med BreakThrough Listen, och den tre mandatperioden tidigare styrelseordföranden för SETI-institutet – hävdar i en färsk tidning att en faktor-för-faktor-omprövning är på sin plats.

I det här pappret, som nyligen accepterades för publicering av Journal of the British Interplanetary Society (JBIS), Gertz argumenterar för en reviderad ekvation och mycket mer sökande. För att bryta ner det, Drake-ekvationen består av följande parametrar:

• N är antalet civilisationer i vår galax vi kunde kommunicera med
• R _* är den genomsnittliga takten för stjärnbildning i vår galax
• f _sid är bråkdelen av stjärnor med planetsystem
• n _e är antalet planeter som kan försörja liv
• f _l är antalet planeter som kommer att utveckla liv
• f _i är antalet av de planeter som kommer att utveckla intelligent liv
• f _c är antalet civilisationer som kan utveckla överföringsteknik
• L är den tid som dessa civilisationer skulle behöva för att sända sina signaler ut i rymden.

Istället för att vara ett verkligt medel för att kvantifiera antalet intelligenta arter i vår galax, syftet med ekvationen var avsett att rama in diskussionen om SETI. Förutom att kapsla in de utmaningar som forskarna står inför, den var avsedd att stimulera vetenskaplig dialog bland deltagarna i mötet. Som Drake senare skulle säga:

"Som jag planerade mötet, Jag insåg några dagar i förväg att vi behövde en agenda. Och så skrev jag ner alla saker du behövde veta för att förutsäga hur svårt det kommer att bli att upptäcka utomjordiskt liv. Och tittar på dem, det blev ganska uppenbart att om du multiplicerade alla dessa tillsammans, du har ett nummer, N, vilket är antalet detekterbara civilisationer i vår galax. Detta syftade till radiosökning, och inte att söka efter primitiva eller primitiva livsformer."

Drake-ekvationen har sedan dess uppnått stor berömmelse och stor ryktbarhet. Medan vissa vetenskapsmän kommer att prisa det som ett av de viktigaste bidragen till vetenskaplig undersökning, andra har kritiserat den för dess uppenbara osäkerheter och gissningar. Sådan kritik betonar att genom att multiplicera osäkra variabler, nivån av osäkerhet växer exponentiellt, till den grad att inga säkra slutsatser är möjliga.

Som John Gertz förklarade för Universe Today via e-post, problemen förknippade med Drake-ekvationen har inte minskat med tiden. För många forskare, de djupgående upptäckter som har ägt rum under de senaste decennierna (som har minskat osäkerhetsnivån med några av ekvationens variabler) har ifrågasatt själva användbarheten av ekvationen i sig.

"Drakekvationen var en utomordentligt användbar heuristik i början av det moderna sökandet efter utomjordisk intelligens i början av 1960-talet, " sade han. "Det vägledde våra första utkast tankar om ämnet. Sextio år senare, dock, det är en knarrande och åldrande byggnad som borde sopas bort till förmån för nytt nytänkande."

För hans studies skull, Gertz omprövade var och en av variablerna i Drake-ekvationen för att avgöra om de fortfarande var användbara för att sätta begränsningar på möjligheten till intelligent liv. Till att börja, där fanns parametern R _* , som Gertz beskrev som "värdelös" av ett antal anledningar. Dessa inkluderar det faktum att takten för ny stjärnbildning förändras över tiden och att Drake begränsade sig till solliknande stjärnor (som har en låg födelsefrekvens jämfört med flera andra typer).

Också, det finns möjligheten att ET-signaler kan ha extragalaktiska ursprung, och att antalet civilisationer inte är relaterat till födelsen av nya stjärnor. Av dessa anledningar, han föreslår att R _* bör ersättas med n _s , som anger antalet kandidatstjärnor i Vintergatan som faller inom vårt synfält. Detta skulle vara avsevärt, eftersom stjärnor som anses vara goda kandidater för beboelighet inkluderar G-typ, K-typ och M-typ (som tillsammans utgör över 80 % av stjärnorna).

Nästa, det finns antalet stjärnor som har en planet eller ett system som kretsar kring dem (f _sid parameter), vilket var i stort sett okänt på Drakes tid. Dock, under de senaste två decennierna, antalet bekräftade exoplaneter har ökat exponentiellt (4, 383 och räknar), till stor del tack vare rymdteleskopet Kepler. Dessa upptäckter tyder på att planeter är allestädes närvarande för stjärnor, vilket gör parametrarna i stort sett irrelevanta.

Nästa upp är en annan viktig faktor som har framkommit från de senaste upptäckterna av exoplaneter. Det här är antalet jordliknande planeter (aka "jordiska" eller steniga) som kretsar inom sin moderstjärnas beboeliga zon (HZ) – n _e . Men som flera forskningslinjer har visat, att helt enkelt kretsa inom en stjärnas HZ är knappast den enda hänsynen. Det finns också en planets storlek, atmosfär, och närvaron av vatten och tektonisk aktivitet.

Definitionen av HZ är också begränsad till planeter, medan månarnas natur som Ganymedes, Europa, Enceladus, Titan och andra antyder att liv kan existera i "havsmåne"-miljöer. Det finns också fallet med Mars och Venus, som båda hade rinnande vatten och relativt stabila temperaturer på en gång. Alltså, Gertz rekommenderar att n _e bör ersättas med n _tb , som anger det totala antalet kroppar (planeter, månar, planetoider, etc.) som kan stödja liv antingen på deras ytor eller under dem.

Parametern f _l (planeter som kommer att utveckla liv) är också hopplöst osäker, främst för att forskare inte är säkra på hur livet började här på jorden. Aktuella teorier sträcker sig från urpölar och hydrotermiska öppningar till sådd från rymden (lithopanspermia) och mellan stjärnsystem och galaxer (panspermia). Det finns heller ingen konsensus om huruvida livet är allestädes närvarande eller sällsynt, på grund av det faktum att sökandet efter utomjordiskt liv (baserat eller annat) är så datafattigt.

Nästa, den del av livsbärande planeter som kommer att ge upphov till en tekniskt kompetent art (f _i ) är särskilt problematisk. I detta fall, Frågan handlar om evolutionära vägar och om de faktorer som leder till uppkomsten av homo sapiens överhuvudtaget är vanliga eller inte. Kortfattat, vi har ingen aning om evolutionen är konvergent (gynnar intelligens) eller icke-konvergent.

Den näst sista parametern, bråkdelen av intelligenta arter som skulle kunna försöka kommunicera med oss ​​just nu (f _c ), är likadant full av problem. Å ena sidan, den inser att inte alla tekniskt kompetenta arter kommer att kunna kommunicera med oss, eller villig (a la hypotesen om "mörk skog"). På den andra, den tar inte hänsyn till två mycket viktiga överväganden.

För en, den tar inte hänsyn till hur lång tid det tar för en sändare eller mottagare att skapa en enda krets genom ett antal objekt i vår galax. Om inte signaler sänds konstant och på mycket höga energinivåer, chanserna att någon tas emot är ganska ogynnsamma. Dessutom, den tar inte hänsyn till möjligheten att teknosignaturer (som radiosändningar) kommer att upptäckas oavsiktligt.

Därav, Getz rekommenderar att f _c ersättas med parametern f _d , som är mer bred till sin karaktär. Förutom att överväga en utomjordisk civilisations försök att kommunicera med oss, det påverkar också vår förmåga att upptäcka en civilisations teknosignaturer. Trots allt, vad hjälper signaleringsinsatser om de tilltänkta mottagarna inte ens är kapabla att ta emot meddelandet?

Sista, men absolut inte minst, det är den knepiga parametern L, hur lång tid en teknologiskt beroende civilisation kommer att ägna åt att försöka kommunicera med jorden. Över tid, denna parameter har kommit att identifieras som civilisationernas livslängd, eller hur länge de kan vara i ett avancerat tillstånd innan de ger efter för självförstörelse eller miljökollaps.

Carl Sagan själv medgav att av alla parametrar i Drake-ekvationen, detta var det absolut mest osäkra. Enkelt uttryckt, vi har inget sätt att veta hur länge en civilisation kan bestå innan den inte längre kan kommunicera med kosmos. We could no more predict how and when an extraterrestrial civilization might end than we could our own (though some people doubt we'll make it out of this century).

Another common consideration is the likelihood that by the time an extraterrestrial signal or messenger probe is found by another species, the civilization responsible for sending it will have long since died. This argument is part of the "brief window" hypothesis, which conjectures that advanced civilizations will invariably succumb to existential threats before another civilization can receive and respond to their transmissions. Getz explained:"[T]he Drake equation was predicated upon the notion that there is a finite number of currently existing alien civilizations ensconced among the stars, some of whom will be signaling their presence to us using radio or optical lasers. Dock, this ignores another school of thought which holds that ET's far better strategy would be to send physical probes to our solar system to surveil and ultimately make contact with us.

"Such probes could represent information from innumerable civilizations, many of whom may have long ago perished. Om detta är fallet, Drake's L is irrelevant, since the probe might far outlive its progenitor, and his N reduces to one, the single probe that makes its presence known to us through which alone we might communicate with the rest of the galaxy."

I sista hand, an updated version of the Drake Equation (based on Getz's analysis) would look like this:

N =ns • fp • ntb • fl • fi • fd • L

• n _s is the number of spots on the sky within our FOVs
• f _sid is the fraction of stars with planets
• n _tb is the average number of bodies within each that could engender life
• f _l is the fraction of those that actually do give birth to life.
• f _i is the fraction of systems with life that evolves technological intelligence
• f _d is the fraction of technological life that is detectable by any means
• L is the duration of detectability

Alas, when all the parameters (and their respective levels of uncertainty) are considered, we are left with some uncomfortable implications. Å ena sidan, it would be empirically simpler to conclude that humanity is currently the only technologically advanced civilization in the observable universe. Eller, as Getz concludes, it could serve as a call to action to reduce or eliminate these levels of uncertainty.

"The Drake equation sets out to determine N, the number of extant communicating civilizations, " he said. "There is simply no way to determine this by any known means other than by making contact with our first ET and asking it what it might know of the matter. The failure of the Drake equation paradoxically makes a robust SETI program all the more important, since no amount of armchair speculation can determine N."

As to what a robust SETI program would look like, he acknowledges that current efforts—epitomized by Breakthrough Listen—are a good start. As part of Breakthrough Initiatives (a non-profit organization founded by Yuri and Julia Milner in 2015) this 10-year, $100 million program is the most comprehensive survey ever undertaken in the search for technosignatures in the universe.

The project relies on radio wave observations made by the Green Bank Observatory and the Parkes Observatory in Southeastern Australia, as well as visible-light observations from the Automated Planet Finder at the Lick Observatory in San Jose, Kalifornien. Combined with the latest in innovative software and data analysis techniques, the project will survey one million nearby stars, the entire galactic plane, and 100 nearby galaxies.

Dock, in order for SETI research to truly advance to the point where the Drake equation can be used, two things are necessary:secure funding and dedicated observatories.

"Breakthrough Listen is a game-changer. Because of it, more SETI is accomplished in a single day than was ever before accomplished in a full year. Dock, over the long term, much more needs to be done. Foremost is perpetual funding that can only be assured through an endowment.

"Också, there is a need to build more telescopes dedicated to 24/7 [observation], particularly wide-field-of-view telescopes, because we can only guess from where ET's signal might arrive, and to train additional scientists who in turn might know that they can plan a career around SETI assured by a funded endowment."

Aside from the rigorous nature of looking for the proverbial needle in the cosmic haystack, one of the greatest challenges of SETI research is ensuring that funding will remain available. This is not unique to the field of SETI, but compared to space exploration and related endeavors; there is the constant battle to justify its existence. But considering that the payoff will be the single greatest discovery in the history of humanity, it is definitely worth the cost.