De Econometrist

De Econometrist neemt een statistische kijk op de wereld.

Overig Statistiek

De Fermiparadox: waar zijn de aliens?

Op een mooie, heldere avond kijk je naar de sterren en vraag je je af: ben ik hier alleen? Is daar iemand? Buitenaards leven is een onderwerp dat iedereen wel in meerdere of mindere mate bezig houdt. Onlangs is er op de planeet met de uiterst origineel verzonnen naam K2-18b voor het eerst waterdamp op een planeet in de leefbare zone buiten ons zonnestelsel gevonden. Een mooie aanleiding om ons verder te buigen over de vraag: is er intelligent leven buiten aarde?

Formule van Drake

Laten we dit onderzoek beginnen met de formule van Drake. Hiermee doel ik niet op de manier waarop de hiphop-zanger jou met elk nieuw hitje je heupen vol overgave laat schudden, maar op Frank Drake die in 1961 een formule opstelde om het aantal buitenaardse beschavingen in de Melkweg te berekenen:

N = R* • fp • ne • fl • fii • fc • L

N = Het aantal buitenaardse beschavingen in onze Melkweg wiens elektromagnetische emissies detecteerbaar zijn.

R* = Het gemiddelde tempo van stervorming in de Melkweg.

fp = Het gedeelte van die sterren met interplanetaire systemen.

ne = De hoeveelheid aardse planeten per zonnestelsel.

fl = Het gedeelte van die planeten waar zich leven kan vormen.

fii = Het gedeelte van de levens bevattende planeten waarop intelligent leven zich ontwikkelt.

fc = Het gedeelte van de levens bevattende planeten met intelligent leven waarop zich beschavingen ontwikkelen die interstellair kunnen communiceren.
L = De leeftijd van een technische beschaving vooraleer ze eventueel ten onder zou kunnen gaan.

 

Helaas voor de luie econometristen onder ons, kan je deze formule niet zo maar eventjes invullen, omdat de meeste factoren onbekend zijn. Laten we toch een poging wagen. 

Schattingen van het aantal sterren in onze Melkweg lopen uiteen van 100 tot 400 miljard. Het aantal andere sterrenstelsels in het observeerbare universum wordt ongeveer even groot geschat, dus voor elke ster in de Melkweg is er een geheel sterrenstelsel aanwezig. Dit komt neer op 1022 – 1024 sterren in het waarneembare heelal. Leuk feitje voor de volgende keer dat je naar (stad)strand gaat: per zandkorrel op aarde zijn er 10.000 sterren in het universum. Sommige van deze sterren zijn zon-achtig (vergelijkbaar in grootte, temperatuur, lichtfelheid); meningen over dit percentage variëren van 5% tot 20%. Als we de laagste twee schattingen van deze getallen nemen, hebben we 500 triljoen zon-achtige sterren. 

Het volgende debat gaat over het aantal van deze sterren die een aardachtige planeet bevatten. Sommigen schatten dit getal op 50%, maar om weer conservatief te blijven nemen we een lagere schatting uit een recentelijk onderzoek (link naar beneden + voetnoot), namelijk 22%. We houden dan 100 triljoen sterren over.

Vanaf nu worden de berekeningen meer speculatief. Stel je voor dat op 1% van deze planeten zich leven ontwikkelt, en op 1% van die planeten het leven zich ontwikkelt tot een intelligente beschaving zoals we die op aarde hebben. Dan zouden er 10 miljoen miljard intelligente beschavingen in het universum moeten zijn. Terugkijkend naar enkel de Melkweg, zijn er dan 100.000 intelligente beschavingen. 

Als zelfs maar een fractie van deze beschavingen radiogolven, straling, of andere vormen van een poging tot contact uitzend, zou je denken dat de satellieten van SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) al een keer duidelijke signalen zouden hebben opgevangen. Dit is echter nog nooit gebeurd, leidend tot de vraag der vragen: waar is iedereen?

 

Planeet Xander

De zon is een relatief jonge ster. Er zijn veel oudere sterren met veel oudere aardachtige planeten wat betekent dat er op deze planeten veel verder gevorderde samenlevingen zouden kunnen zijn. Laten we onze aarde met een leeftijd van 4,54 miljard jaar oud vergelijken met een hypothetische 8 miljard jaar oude planeet, die we ten faveure van een woordspeling later in dit artikel Planeet Xander noemen.

De mens kijkt nu al volledig anders tegen de wereld aan dan 1000 jaar geleden, laat staan 10.000 jaar geleden. Het oranje streepje in deze afbeelding geeft de tijd aan tussen het uitsterven van de T-rex en vandaag. Kortom: we hebben werkelijk geen idee van de mogelijkheden die we bereiken na 3,46 miljard jaar…

 

De schaal van Kardasjov

De schaal van Kardasjov is een schaal om aan te geven hoeveel energie een beschaving zoals de aarde kan opwekken. Deze schaal onderscheidt drie verschillende categorieën:

-Type l beschaving: Deze beschaving beschikt over alle energie die er op de planeet beschikbaar is. Onze beschaving beschikt niet over alle energie op aarde, maar komt wel in de buurt.

-Type ll beschaving: Deze beschaving beschikt over alle energie van het gehele zonnestelsel van de planeet. Het is voor ons moeilijk voor te stellen hoe dit mogelijk is, maar men heeft nagedacht over een zogenaamde Dysonbol, die alle energie van de ster zou kunnen opvangen. Dit is een bol om de gehele moederster, bestaande uit een reeks satellieten, stof of andere systemen, die alle energie van de ster opvangen. 

-Type lll beschaving: Deze beschaving heeft beschikking over alle energie van zijn hele sterrenstelsel. Die zou je bijvoorbeeld kunnen bereiken met een Dysonbol om elke ster in het sterrenstelsel.

Het behalen van een zo ver geavanceerde samenleving klinkt misschien onwaarschijnlijk, maar het is belangrijk om te onthouden hoe ongelooflijk lange tijd men heeft om dit te bereiken. Het is niet onwaarschijnlijk om, als je de huidige ontwikkeling van de aarde doortrekt, aan te nemen dat planeet Xander andere sterrenstelsels kan bezoeken, en misschien zelfs de hele Melkweg kan koloniseren. Als we verder speculeren en zeggen dat 1% van het intelligente leven lang genoeg overleeft om een potentieel universum-koloniserende type lll beschaving te worden, dan zouden er zeker 1000 type lll beschavingen in de Melkweg moeten zijn. Gezien de mogelijkheden van een dergelijke samenleving, zouden zij goed opmerkbaar voor ons moeten zijn. En toch hebben we nog steeds niks gehoord, niks gezien. Nogmaals: waar is iedereen

Welkom bij de Fermiparadox.

 

Oplossingen voor de Fermiparadox

De Fermiparadox is dus kort gezegd de tegenstelling tussen de ogenschijnlijk hoge waarschijnlijkheid van intelligent buitenaards leven tegenover het feit dat we nog geen contact met zulk leven hebben gehad. Er bestaat geen absolute oplossing, het enige wat we kunnen doen is speculeren. Dit wordt dan ook veel gedaan. Als je aan tien sterrenkundigen vraagt wat zij ervan denken, is de kans niet klein dat je ook tien verschillende antwoorden krijgt. De mogelijke oplossingen zijn onder te verdelen in twee kampen: de voorstanders van de mogelijkheid van ver geavanceerd intelligent buitenaards leven en de tegenstanders hiervan. Laten we eerst deze laatste groep bespreken.

Tegenstanders: Er is geen geavanceerd intelligent buitenaards leven

Deze groep wijst op het grote aantal type lll beschavingen dat er zou moeten zijn in onze Melkweg. Ook al zouden de meeste van deze beschavingen zich zo gedragen dat wij ze niet kunnen waarnemen, tenminste één van hen zouden we, met onze huidige technologieën, toch wel moeten kunnen opsporen. Dit is echter (nog) niet gebeurd, en daarom concluderen de tegenstanders van de mogelijkheid op intelligent buitenaards leven dat er überhaupt geen vergevorderde beschavingen zijn. Zij menen dat er iets anders gaande is dat er voor zorgt dat wij alleen zijn in het universum: het grote filter.

Het grote filter houdt in dat er ergens in de ontwikkeling van levenloos naar een type lll beschaving een soort muur staat waar bijna niks langskomt, een evolutionaire stap waarvan het bijna onmogelijk is om voorbij te komen. Mocht dit grote filter echt bestaan, dan is de vraag waar in de tijdlijn deze zich voordoet. Hiervoor zijn drie mogelijkheden.

1. Het grote filter ligt al achter ons en wij hebben het overleefd

Deze optie suggereert dat wij als één van de zeer weinigen het grote filter hebben overleefd, en dat het dus uiterst zeldzaam is dat het leven tot de mate van intelligentie komt waarin wij nu zijn. Dit zou verklaren waarom wij geen type ll of lll samenlevingen waarnemen. Sommigen zijn het niet eens met deze optie omdat ze vinden dat dit vergelijkbaar is met de gedachte van 500 jaar geleden dat de aarde het centrum van het universum is – het stelt dat wij speciaal zijn. Toch is het een zeker een mogelijkheid waarover nagedacht moet worden, waarbij we ons moeten afvragen: welke stap naar intelligent leven hebben wij overleefd, waar bijna alle anderen dat niet doen?

Ook op deze vraag zijn er meerdere mogelijke antwoorden. Het grote filter zou al bij het begin kunnen plaatsvinden, dit zou betekenen dat het al zeer ongewoon is voor leven om überhaupt tot stand te komen. Dit idee wordt gesteund door het feit dat leven op aarde ook pas na zeer lange tijd op gang kwam. Andere goede mogelijkheden van het grote filter zijn de stap van eencelligheid naar meercelligheid, of de stap van semi-intelligente levensvormen (chimpansees) naar mensen.

2. We zijn als eerste in de Melkweg bezig ons te ontwikkelen tot een type lll samenleving

Dit zou betekenen dat het grote filter niet bestaat, maar dat wij geen type lll samenlevingen waarnemen doordat wij simpelweg één van de eersten zijn die zo ver in de ontwikkeling tot een vergevorderde samenleving zijn gekomen. Dit is een hoopvolle optie voor zowel de kans om in de toekomst buitenaards leven te vinden als voor het voortbestaan van planeet aarde.

3. Het grote filter moet nog komen

Dit is de meest duistere optie. Het zou betekenen dat regelmatig beschavingen zo ver in hun ontwikkeling komen als wij, maar dat er iets is dat er vrijwel altijd voor zorgt dat een beschaving niet nog verder kan evolueren. Dit kan weer verschillende oorzaken hebben. Het zou kunnen gebeuren door een bijna altijd en overal voorkomende gebeurtenis vanuit de natuur, zoals een gammastralen-explosie, een zeer krachtige explosie die we al een aantal keer hebben geobserveerd in andere sterrenstelsels. Een tweede mogelijkheid is dat een samenleving, wanneer deze een bepaald type beschaving bereikt, zichzelf onvermijdelijk weer vernietigt. Dit is geen gekke gedachte, kijkend naar hoe de mensheid de aarde op dit moment behandelt…

 

Voorstanders: er is geavanceerd intelligent buitenaards leven en er zijn logische redenen waarom we niks van hun gehoord hebben

De voorstanders van de mogelijkheid op buitenaards leven zijn niet onder de indruk van tegenstanders die zeggen dat het feit dat we nog geen concreet buitenaards leven hebben ontdekt betekent dat het er ook niet is. Zij wijzen er daarentegen op dat wij maar ongeveer 100 lichtjaar ver weg kunnen zoeken, en daarmee pas 0,1% van de Melkweg hebben kunnen observeren. Type ll of type lll samenlevingen zouden zij zich goed buiten deze schaal kunnen bevinden. Zij geven vele oplossingen voor de Fermiparadox, hier volgen zes reële opties:

1: Intelligent buitenaards leven heeft de aarde al bezocht, maar voor dat wij hier waren

Berichte geschiedenis van de mensheid gaat slechts 5500 jaar terug, een zeer korte tijd in de geschiedenis van de aarde. Het zou kunnen dat aliens daarvoor al een keer contact met ons hebben gemaakt, maar dat de levensvormen in die tijd geen manier hadden om iemand in de toekomst hiervan te berichten.

2: Het universum is gekoloniseerd, maar de aarde ligt in een afgelegen deel van het universum

Het zou goed kunnen dat Amerika al lange tijd gekoloniseerd was door Europa voordat men in noord Canada dit door had. Zo zou het nu ook kunnen zijn in de Melkweg. Een type ll of lll samenleving heeft vele zonnestelsels gekoloniseerd, op een afstand verder dan wij kunnen waarnemen. Ze zien echter geen reden of zijn er nog niet aan toegekomen om ook naar ons deel van de Melkweg te komen.

3: Het concept van een fysische kolonisatie is een achterhaald concept voor ver gevorderde soorten

Een type ll of type lll samenleving beschikt over veel meer energie dan wij. Misschien hebben ze hiermee wel al een perfecte wereld kunnen opbouwen en hebben ze helemaal geen behoefte om te kijken naar wat er verder in de Melkweg te vinden is, omdat hun leven op hun planeet al perfect. Verder speculerend: misschien ziet een vergevorderde samenleving de volledig psychische wereld wel als een zeer primitieve plek, terwijl ze zelf al hun eigen biologie hebben overmeesterd en hun brein hebben geüpload naar een virtuele realiteit, een oneindig leven in het paradijs. 

4: Er zijn intelligente roofzuchtige samenlevingen op andere planeten, en de meeste andere samenlevingen zenden geen signalen uit, bang om ontdekt te worden

Dit is natuurlijk een onprettige optie. Het zou verklaren waarom satellieten van SETI nog geen duidelijke signalen hebben ontvangen. Misschien zijn wij de naïeve nieuweling in de Melkweg die door zijn nieuwsgierigheid ook snel zijn ondergang tegemoet zal zien. Velen sterrenkundigen zijn het ook niet eens met METI (Messaging to Extraterrestrial Intelligence – een onderdeel van SETI), een programma waarbij signalen de hele ruimte in gestuurd worden. Stephen Hawking is één van de velen met kritiek hierop. Hij waarschuwt:  “If aliens visit us, the outcome would be much as when Columbus landed in America, which didn’t turn out well for the Native Americans.” Zo zou onze eerste contact met buitenaards leven meteen het laatste kunnen zijn …

5: Onze technologie is te primitief om de aanwezige activiteit van buitenaards leven op te merken

Je kan deze mogelijkheid vergelijken met in een modern kantoor lopen met een walkie-talkie en vervolgens uit het gebrek aan activiteit (omdat niemand meer een walkie-talkie gebruikt) concluderen dat het gebouw leeg moet zijn. Het zou ook kunnen dat onze hersenen veel te snel of te langzaam werken om signalen van buitenaf te kunnen waarnemen. Misschien duurt het voor buitenaards leven wel 30 jaar om ‘hallo’ te sturen via radiosignalen, en hebben wij dit niet door en denken we dat dit gewoon achtergrondruis is.

6: Vergevorderde samenlevingen hebben ons in de gaten en observeren ons (ook wel de “Zoo hypothesis’’) 

Misschien zien aliens ons wel als een soort natuurpark met een strikte ‘kijk maar raak niet aan’ regel. We hebben ze niet door, want als een veel slimmere soort ons wil observeren zonder dat wij dat door hebben, moet dat niet lastig zijn. Er zou een regel kunnen zijn, net als in de film Star Trek, dat contact met mindere soorten, zoals de mens op aarde, verboden is.

 

Onvoorstelbaar

Er zijn nog vele andere mogelijkheden, de één nog gekker klinkend dan de ander. Zelf was ik vroeger altijd overtuigd dat er buitenaards leven was, maar hoe meer ik erover lees en praat, hoe meer onzeker ik hierover word. Tegelijkertijd geniet ik ook van deze onzekerheid. Alle hedendaagse wetenschappers die elkaar tegenspreken en het feit dat we ideeën over het universum van 500 jaar geleden inmiddels vaak belachelijk vinden, maken de kans groot dat we over nog eens 500 jaar terugkijken naar nu en denken: wow, wat waren we toen onwetend. Dit lijkt misschien verdrietig, maar het betekent ook dat er nog veel meer te ontdekken valt over buitenaards leven dan we ons nu zelf maar kunnen voorstellen. Een mooie gedachte om bij je te houden als je op de volgende mooie, heldere avond weer naar de sterren kijkt.


Dit artikel is geschreven door Sjors Keet

Deel dit artikel:

By Daniele Zedda • 18 February

← PREV POST

By Daniele Zedda • 18 February

NEXT POST → 34
Share on