Med ljusets hastighet färdas över 30 radiosignaler just nu genom rymden med kurs mot avlägset belägna stjärnor och exoplaneter. Signalerna har under de senaste 50 åren sänts från jorden i hopp om att en främmande civilisation ska registrera och förstå de kodade signalerna – och svara oss.
Nu har två engelska astronomer satt en siffra på hur stor chansen är att så ska ske. Tack vare nya observationer av stjärnor, i kombination med astrobiologiska beräkningsprinciper, har de kommit fram till hur många andra platser det finns i Vintergatan där intelligent liv kan kontaktas. De har slutit sig till att det finns 36 andra planeter i vår galax där rymdvarelser riktar blicken mot himlavalvet och ställer samma fråga som astronomer på jorden har ställt i hundratals år: Är vi ensamma?
Beväpnade med de senaste kunskaperna om hur livet uppstod på jorden och infraröda teleskop som kan avslöja livstecken på exoplaneter inleder astronomer nu framtidens allt överskuggande uppdrag: att hitta spår efter våra galaktiska grannar och besvara deras fråga med ett samtal.
Ekvation avslöjar Vintergatans befolkningstäthet
År 1961 lade astronomen Frank Drake fram en ekvation som sätter en siffra på hur många främmande civilisationer vi kan komma i kontakt med. Efter hand som astronomerna får mer exakta data att sätta in i ekvationen blir lösningarna mer exakta och trovärdiga. Drakes ursprungliga resultat var 20–50 miljoner civilisationer. I dag vet forskarna mer om Vintergatan, till exempel att 1,5–3 stjärnor bildas varje år och att varje stjärna har i genomsnitt en planet. Det ger mer exakta resultat, men siffrorna varierar ändå från en till flera miljoner.
Forskare jagar utomjordingar med kalkylprogram
Jakten på aktivt kommunicerande, intelligent liv – communicating extra-terrestrial intelligent civilisations (Ceti) – har pågått sedan 1960-talet. Radioteleskop runtom i världen riktas fortfarande mot avlägsna stjärnsystem i hopp om att vi ska hitta livstecken. Än så länge är dock galaxen tyst som graven.
I avsaknad av konkreta observationer har astronomerna inlett jakten på icke-jordiskt liv med sina kalkylprogram. I centrum står Drakes ekvation, som lades fram av astronomen Frank Drake år 1961. Han pekade ut sju parametrar, bland annat frekvensen av bildningen av solliknande stjärnor och andelen planeter med förutsättningar för liv. Tillsammans ger de olika parametrarna en beräkning av antalet högteknologiska civilisationer i Vintergatan vid en viss tidpunkt.
Utforskningen av Vintergatan underlättar jakten på E.T.
Nya beräkningar minskar den beboeliga zonen
Den beboeliga zonen är det avstånd från en stjärna där temperaturen på en planet möjliggör flytande vatten. Ny forskning visar dock att planeter i zonens utkant behöver så mycket koldioxid eller kol för att hålla värmen att atmosfären blir för giftig för eventuella livsformer där. Därför bör zonen enligt de nya rönen begränsas till det gröna området.
Potentiella kandidater: 16 miljarder planeter
X-axeln anger mängden ljus som en planet får från sin stjärna jämfört med mängden ljus som jorden får från solen. Den röda planeten Mars får till exempel inte ens hälften så mycket solljus som jorden. Y-axeln anger stjärnans temperatur. Enligt Nasa är solens temperatur 5 772 kelvin, vilket motsvarar cirka 5 500 grader Celsius.
Ljus avslöjar livets kännetecken
Molekyler som ozon, syre och vatten absorberar olika våglängder av ljus. När astronomer analyserar stjärnljus som passerar en exoplanets atmosfär syns saknade våglängder som svarta streck i ett spektrum. Tjugosex procent av alla planeter kan ha vatten.
Potentiella kandidater: 4,16 miljarder planeter
Rymdvarelser måste befinna sig på vår teknologiska nivå
Många planeter i Vintergatan är yngre eller äldre än jorden. Därför befinner sig endast få civilisationer på samma teknologiska nivå som vi, till exempel för att de har gått under. Om vi antar att en civilisation sänder ut radiovågor i 100 år blir antalet 36.
Potentiella kandidater: 36 planeter
Siffrorna på tidslinjen anger jordens ålder i miljarder år.
Drakes ekvation har hittills varit omöjlig att lösa i praktiken, eftersom astronomerna bara har kunnat utgå från jorden. Det är till exempel ännu ingen som vet om liv kan uppstå av andra grundämnen än kol, kväve, syre, fosfor, svavel och väte eller om liv kan anta andra former än det på vår planet.
Efter hand som teleskopen blir alltmer avancerade ökar emellertid våra kunskaper om galaxen. Därmed kan Drakes ekvation matas med mer tillförlitliga värden och ge exaktare resultat. Observationer har till exempel visat att 20 procent av Vintergatans stjärnor påminner om solen. Det kretsar planeter som är ungefär lika stora som jorden runt cirka en fjärdedel av dem, och planeternas omloppstid är ungefär ett år.
Nästan alla dessa planeter har troligen de ingredienser som ingår i levande organismer på jorden.
Beräkna själv antalet främmande civilisationer
Nedan kan du justera siffrorna i ekvationen som de engelska astronomerna har använt för att beräkna antalet civilisationer som vi kan komma i kontakt med här i Vintergatan.
Det är just mot bakgrund av de ökade kunskaperna om stjärnor och planeter som två astrofysiker vid University of Nottingham i Storbritannien har omtolkat Drakes ekvation och använt uppdaterade siffror på parametrar som tidigare var ovissa.
Ekvationens allra mest ovissa faktor är hur ofta liv uppstår på jordliknande planeter. Forskarna i Nottingham ställer sig därför frågan: Hur lång tid tar det normalt för liv att utvecklas på en planet som liknar jorden? Deras svar är att intelligent liv uppstår på alla jordliknande planeter och att utvecklingen tar minst 4,5 miljarder år, som på jorden, och som mest 5,5 miljarder år.
Intervallet kommer från den så kallade astrobiologiska kopernikanska principen, som anger att de flesta stjärnor och planeter i universum beter sig som förväntat utifrån vad vi vet om jorden. Eftersom intelligent liv har uppstått här, uppstår det troligen också under liknande förhållanden på en annan planet.
Slutligen antar forskarna att en civilisation bara sänder och tar emot radiovågor i 100 år, motsvarande den period vi på jorden har behärskat tekniken.
Nya expeditioner kan hitta liv
De två brittiska astrofysikerna får följande resultat: 36 av galaxens planeter har i dag liv som kommunicerar med radiovågor och som vi i princip kan komma i kontakt med. Frågan är nu: Var är de?
År 1950 frågade sig den italienske fysikern Enrico Fermi varför jorden ännu inte har kontaktats av en främmande civilisation, trots att oddsen tycks tala för det. Under Vintergatans 13,6 miljarder år skulle exempelvis en civilisation på en av galaxens planeter enligt vissa forskares beräkningar ha kunnat kolonisera hela galaxen på 3,75 miljoner år. Ändå är det knäpptyst.
VIDEO: Framstående utomjordingsjägare kritiserar beräkningar
Seth Shostak, ledaren för det amerikanska institutet Search for Extraterrestrial Intelligence (Seti), som samordnar jakten på främmande civilisationer, anser att det är omöjligt att sätta siffror på liv i rymden.
Hans påstående kan hänföras till Fermis paradox, som kan besvaras på två sätt. Antingen undviker andra civilisationer att kontakta oss för att de är rädda att avslöja sin position, för att vårt solsystem ligger i ett avlägset hörn av galaxen eller för att de har utvecklat mer avancerad teknik än radiovågor och vi inte har den teknik som krävs för att ta emot signalerna – eller så är livet på jorden unikt.
Om livet på jorden inte är unikt kan tystnaden kanske förklaras av teorin ”Det stora filtret”, enligt vilken allt liv går igenom, eller inte överlever, en avgörande händelse som leder till livsformens undergång.
Frågan är vad denna ”filterhändelse” är och om livet på jorden redan har passerat den eller om det är någonting som väntar oss i framtiden. Kanske var det när två encelliga organismer utvecklade en cellkärna för 2,7 miljarder år sedan eller när människan skilde sig från aporna på det evolutionära trädet. Kanske har gammablixtar i Vintergatans ungdom med jämna mellanrum utplånat allt liv.
Civilisationer utvecklas i tre steg
Typ 1-civilisation utvinner hela planetens energi
Dessa samhällen tyglar alla planetens energiresurser och kan sända målinriktade radiosignaler hundratals ljusår bort. Mänskligheten kommer troligen att bli en typ 1-civilisation om 100–200 år.
Typ 2-civilisation utvinner hela solsystemets energi
En civilisation kan i teorin utvinna all energi ur en stjärna, till exempel genom att bygga enorma, energiskördande konstruktioner runt den. Energin kan driva ett ”fyrtorn”, som sänder radiosignaler i alla riktningar. Jorden skulle kunna bli en typ 2-civilisation om 3 000–5 000 år.
Typ 3-civilisation utvinner hela galaxens energi
I det här utvecklingssteget kan civilisationer utvinna hela galaxers energi. Deras signaler skulle vara lika starka som exempelvis avlägsna pulsarer, som enkelt registreras av jordens radioteleskop. Vi kommer att nå upp till steg 3 om 100 000–1 000 000 år.
Ingen vet exakt hur mycket tur det krävdes för att liv skulle uppstå på jorden. Därför har det väckt en del debatt om det faktum att de båda brittiska astrofysikerna tror att vi kan komma i kontakt med just 36 civilisationer.
Vissa kritiker anser att 36 är i underkant, eftersom man bara har avsatt 100 år till radiokommunikation. Det håller de två Nottinghambaserade forskarna själva med om. Ett annat läger hävdar att beräkningen är alldeles för oviss när man till exempel antar att liv kan uppstå på planeter som kretsar runt röda dvärgar, vilket är omdiskuterat inom astronomin, och eftersom det är osäkert om högtstående civilisationer uppstår just inom tidsrymden 4,5–5,5 miljarder år.
Även om siffran 36 visar sig vara rätt måste vi har en hel del tur om vi ska kunna ta kontakt med rymdvarelserna. Om de 36 civilisationerna är utspridda någorlunda jämnt över galaxen bör den närmaste av de kommunicerande planeterna ligga ända upp till 17 000 ljusår från jorden, visar forskarnas beräkningar. Tvåvägskommunikation kommer därför att vara ett tidskrävande projekt – förutsatt att båda civilisationerna faktiskt använder radiovågor så länge.
Många forskare är dock optimistiska. Nasas astronomer har kallat sökandet efter liv den här generationens motsvarighet till Apolloprogrammet. De kommande rymdteleskopen James Webb och Nancy Grace Roman har byggts just för att registrera och mäta infrarött ljus, som kan avslöja konkreta livstecken på exoplaneter, så om några år får vi kanske en konkret adress att sända våra signaler till.
Kanske behöver vi inte ens leta utanför vårt eget solsystem för att få svar på frågan om livet på jorden är unikt. I februari får Mars besök av tre stora expeditioner som letar efter tecken på liv; forskare har hittat eventuella livstecken i Venus atmosfär; och Saturnus månar Titan och Enceladus samt Jupiters måne Europa får snart besök av livssökande sonder och rymdfordon.
När expeditionerna börjar sända hem data kan astronomerna uppdatera sina kalkylprogram och göra en ännu mer exakt beräkning. Finns det 0 civilisationer som väntar på vårt samtal? Eller 36? Eller 36 miljoner?