L'equazione di Drake per il multiverso

Nel 1960, l'astronomo Frank Drake ha ideato un'equazione per stimare il numero di civiltà intelligenti nella nostra galassia. Lo ha fatto scomponendo il problema in una gerarchia di vari fattori.

Ha suggerito che il numero totale di civiltà intelligenti nella Via Lattea dipende in primo luogo dal tasso di formazione stellare. Ha selezionato questo numero stimando la frazione di queste stelle con pianeti rocciosi, la frazione di quei pianeti che possono e sostengono la vita e la frazione di questi che continuano a supportare la vita intelligente in grado di comunicare con noi. Il risultato è questa equazione:

che è spiegato più dettagliatamente in questa voce di Wikipedia .

Oggi, Marcelo Gleiser del Dartmouth College nel New Hampshire sottolinea che la cosmologia è andata avanti dagli anni '60. Una delle nuove idee più provocatorie è che l'universo che vediamo è uno dei tanti, forse uno di un numero infinito. Una linea di pensiero è che le leggi della fisica possono essere molto diverse in questi universi e che la vita basata sul carbonio potrebbe essere sorta solo in quelli in cui le condizioni sono state messe a punto in un modo particolare. Questo è il principio antropico.

Di conseguenza, afferma Gleiser, l'equazione di Drake deve essere aggiornata per tenere conto del multiverso e dei fattori aggiuntivi che introduce.

Inizia considerando l'insieme totale degli universi nel multiverso e definisce il sottoinsieme in cui i parametri e le costanti fondamentali sono compatibili con il principio antropico. Questo è il sottoinsieme { C - cosmo }.

Quindi considera il sottoinsieme di questi universi in cui le condizioni astrofisiche sono mature per la formazione di stelle e galassie { c-astro}. Successivamente esamina il sottoinsieme di questi in cui si formano i pianeti che sono in grado di ospitare la vita { c-vita }. E infine definisce il sottoinsieme di questi in cui effettivamente sorge la vita complessa { c-vita complessa }.

Quindi le condizioni affinché la vita complessa emerga in un particolare universo nel multiverso devono soddisfare l'affermazione all'inizio di questo post (dove il simbolo della composizione indica 'insieme a').

Ma c'è un problema: questa non è un'equazione. Per formare un vero argomento simile a Drake, Gleiser avrebbe bisogno di assegnare probabilità a ciascuno di questi insiemi che gli permettano di scrivere un'equazione in cui le probabilità assegnate moltiplicate insieme, su un lato dell'equazione, eguagliano la frazione di universi in cui emerge la vita complessa Dall'altro lato.

Qui si scontra con uno dei grandi problemi della cosmologia moderna: senza prove a sostegno della loro veridicità, molte idee nella cosmologia moderna sono poco più che filosofia. Quindi assegnare una probabilità alla frazione di universi nel multiverso in cui le costanti e le leggi fondamentali soddisfano il principio antropico non è solo difficile, ma quasi impossibile da formulare.

Prendere { c-cosmo } Per esempio. Gleiser indica alcuni dei parametri ovvi che dovrebbero essere presi in considerazione nel derivare una probabilità. Queste sono la densità di energia del vuoto, l'asimmetria materia-antimateria, la densità della materia oscura, gli accoppiamenti delle quattro forze fondamentali e le masse di quark e leptoni in modo che gli adroni e quindi i nuclei possano formarsi dopo la rottura della simmetria elettrodebole. Prova ad assegnare una probabilità a quel lotto.

Né è molto più facile per {c-astro}. Ciò deve tener conto del fatto che gli elementi pesanti sembrano essere importanti per l'emergere della vita che sembra verificarsi solo nelle galassie al di sopra di una certa massa e nelle stelle di un certo tipo ed età. La stima della probabilità che queste condizioni si verifichino è ancora al di là degli astronomi.

A prima vista, il terzo set {c-life} dovrebbe essere più facile da gestire. Questo deve tenere conto dei vincoli planetari e chimici sulla formazione della vita. La presenza di acqua liquida e vari elementi come carbonio, ossigeno e azoto sembrano essere importanti così come molecole più complesse. Quanto siano comuni queste condizioni, non lo sappiamo ancora.

Infine c'è { c-vita complessa }, che comprende tutti i fattori planetari che devono coincidere affinché emerga la vita complessa. Questi possono includere la stabilità orbitale a lungo termine, la presenza di un campo magnetico per proteggere le delicate biomolecole, la tettonica a zolle, una grande luna e così via. Anche questo non è così facile da stimare.

Molte persone hanno provato a inserire i numeri nell'equazione di Drake. Le stime per il numero di civiltà intelligenti nella Via Lattea vanno da una (la nostra) a innumerevoli decine di migliaia. Lo stesso Drake ha messo il numero a 10.

L'interpretazione di Gleiser dell'equazione di Drake per il Multiverso è un approccio interessante. Ciò che ci dice, tuttavia, è che la nostra comprensione limitata dell'universo oggi non ci consente di fare alcuna stima ragionevole del numero di forme di vita intelligenti nel multiverso (più di una). E dati i limiti a ciò che possiamo mai sapere sugli altri universi, è probabile che non saremo mai in grado di fare molto meglio di così.

Rif: arxiv.org/abs/1002.1651 : Equazione di Drake per il multiverso: dal paesaggio delle stringhe alla vita complessa

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