En vanlig existentiell fråga rör huruvida jorden är ensam om att härbärgera liv, särskilt intelligent sådant, i universum, eller mer specifikt i vår galax. Är vi en helt unik företeelse, eller är det tvärtom så att det kryllar av liv i andra beboeliga fickor av den kalla rymd?
I vart fall har vi inte hört tillstymmelse till kommunikation från annat intelligent liv, och vi har inte heller på annat sätt kunnat observera förekomsten av liv, varken direkt eller indirekt. Eftersom inga handfasta bevis föreligger, är vi utelämnade till spekulation, som kan vara mer eller mindre sofistikerad.
Typiskt vaknade frågeställningen då vi lärde oss manövrera i luften, och så kallade UFO-observationer formligen exploderade då luftrummet fylldes av jetplan, väderballonger och militära experiment. När vi tog steget ut i rymden blev frågan mer akademisk, och även kulturen har formats med populär science fiction på temat.
En typisk genre därvidlag är kontakttemat, exemplifierad av Närkontakt av tredje graden (1977), Contact (1997) och senast förträffliga Arrival (2016), som alla spinner på idén om mötet med en mer avancerad civilisation, som av någon anledning framställs som välvillig och nyfiken. Givet hur vi behandlar det näst mest intelligenta släktet på jorden, schimpanser med förmåga att nyttja verktyg, är det kanske mer troligt att en avancerad civilisation förmögen till interstellär förflyttning skulle ha motsvarande sentiment för oss.
Ett annat tema är invasion, som i exempelvis Independence day (1996). Sådana filmer är mer brutala och mindre filosofiskt raffinerade, men förefaller ändå mer realistiska i antagandet att en invasionsstyrka i första hand är ute efter råvaror och resurser för att vidmakthålla och expandera sin egen existens, och i andra möjligen att ta några exemplar av primitiva människoapor att förevisa i zoologiska trädgårdar.
1960-talets rymdeufori födde tanken om ett galaktiskt imperium med interstellär utforskning och typisk jordisk politik överförd på galaxen, exempelvis i Star trek och senare i Star wars. Problemet med sådana framställningar är att de behöver någon påhittad teknik för att övervinna utmaningarna med såväl energibehovet för som tidsaspekten av interstellärt resande. I dessa rymdoperor förekommer ett flertal närliggande civilisationer på ungefär samma tekniska utvecklingsnivå, vilket är tämligen orealistiskt.
Nå, den mer akademiska diskussionen rörde egentligen inte kontakt som sådan, utan existensen av intelligent liv per se. Drakes ekvation formulerades som ett primitivt försök att uppskatta antalet intelligenta kommunicerande civilisationer i Vintergatan, en ansats som lider av bristen på verklig vetskap om många av dess parametrar.
Flera alternativ till Drakes ekvation har formulerats, och inget hindrar att vi här ställer upp ytterligare en variant. Vi ska därvid anta att solsystemet och jorden inte är speciella i något avseende, utan representerar en helt typisk utveckling. Vi vill vidare uppskatta den momentana förekomsten av intelligent liv i galaxen, inte bara summerad över all tid som i Drakes ekvation. Liv i andra galaxer är ointressant, eftersom sådant inte står i kausalt samband med vår existens i nuet.
I ursprungsekvationen ställs hastigheten i stjärnformation upp som en parameter, men en enklare ansats är att betrakta existerande stjärnor i galaxen, R*. Vintergatan bildades relativt tidigt (-13.2 Ga) efter universums uppkomst, men första generationens stjärnor var massiva, metallfattiga och kortlivade. Sådana system bildar inga stenplaneter med möjlighet till liv, och de medger inte heller tillräcklig tidsrymd för evolution till intelligent liv.
Mer stabila metallrika stjärnor som vår sol bildades först för fem miljarder år sedan, av rester från supernovaexplosioner av tidigare generationer av stjärnor, i en andra fas av stjärnformering efter en lång paus. Inget säger att liv förutsätter en stjärna exakt likadan som vår sol, men det måste vara en någorlunda sollik huvudseriestjärna utan variabilitet, och den får inte heller ingå i ett tvillingsystem – sådana egenskaper skulle omöjliggöra framväxten av liv.
Under antagandet att jorden är ett typiskt system kan vi ställa upp villkoret att stjärnan måste vara minst tre miljarder år gammal. Organiska molekyler förekommer i riklig mängd i sådana system, och det mesta tyder på att primitivt liv är nära nog omedelbart emergent vid rätt förutsättningar. Spontan abiogenes kan därför förutsättas ske kort efter bildandet av ett lämpligt system, medan livets utveckling på jorden indikerar att avancerat och därmed intelligent liv kräver flera miljarder år av evolution.
Vår första parameter är därför antalet stjärnor i Vintergatan, R* = 2·10¹¹ eller 200 miljarder i konservativ uppskattning. Den andra parametern utgör andelen jordlika planeter i den beboeliga zonen i system med minst tre miljarder år gamla sollika ickevariabla stjärnor, fp = 0.055, eller 11 miljarder enligt uppskattning av data kring exoplaneter (Kepler). Egentligen måste man även kräva förekomsten av en stabiliserande måne, men månar är regel snarare än undantag.
Enligt resonemanget ovan antar vi spontan abiogenes i system med rätt förutsättningar, varför liv uppstår med en sannolikhet om minst 90 %. Parametern fl = 0.9 berättar därför om graden av förekomst av enkelt liv, medan vi skattar förekomsten av avancerat liv till blygsamma en hundradel, fa = 0.01. Detta för att vägen till avancerat liv inte är trivial, utan kräver oxidation av atmosfären utan att planeten fryser till permanent is samt utveckling av vissa nyckelfunktioner som flercellighet och sexualitet.
Avancerat liv på jorden uppstod för ungefär en halv miljard år sedan under den kambriska radieringen. Intelligent liv, i meningen organismer kapabla till teknisk civilisation, har bara existerat i 300 000 år av denna halvmiljard år, och det tog människan 290 000 år att komma till det stadiet, nämligen när klimatiska och andra förutsättningar fanns på plats. Våra kusiner neandertal gick bet på uppgiften i en halv miljon år, trots ungefär samma kognitiva kapacitet. Det är således ingalunda givet att en intelligent organism med kapacitet att utveckla civilisation faktiskt gör så, utan vi kan skatta denna parameter konservativt till en hundradel, fi = 0.01.
Under vår tio tusen år korta civilisation är det bara under de senaste etthundrafemtio åren vi har varit förmögna till radioteknologi. Det finns inget givet i att en civilisation når en sådan grad av tekniskt raffinemang, utan man kan stanna i jordbruk och enkel metallurgi för evigt. Vi gör bäst i att vara konservativa även här, och vi sätter fc = 0.01.
Varför radio? Därför att kommunikation med ljusets hastighet är snabbast möjliga, och det finns vissa problem med att nyttja svagt interaktiva element som neutriner. Radio är egentligen den enda möjlighet som står till buds, i vart fall vad vi vet i vår primitiva vetenskap.
Givet kommunikation med ljusets hastighet har vi elementärt att våra första radiovågor har emanerat ut i en sfär med radie 150 ly. Det är 0.3 % av Vintergatans radie, och vi har följaktligen bara doppat tårna i rymdens vida ocean. Till yttermera visso är de signaler vi har skickat inte förnimbara på stjärnavstånd, inte ens med dagens teknologi. Ingen lär ha hört oss, ens om liv skulle finnas så nära som 4.2 ly bort kring Proxima centauri.
Parametern L i Drakes ursprungsekvation, men som vi struntar i, representerar den tid en civilisation har skickat ur radiosignaler. Människan är av någon anledning böjd att tänka i domedagstermer, varför många menar att parametern representerar den korta tid en tekniskt avancerad civilisation existerar innan den förgör sig själv i kärnvapenkrig, självförvållad klimatkatastrof eller någon annan apokalyptisk händelse.
Jag tror inte på det resonemanget, och den teknik som finns upp kommer att förvaltas och vidareutvecklas av senare generationer och efterträdande civilisationer. Däremot spelar parametern en roll för hur länge och hur långt vi har kunnat göra oss hörda. En tusen år gammal civilisation har alltjämt bara nått en procent av hela galaxens potential, men viktigare än så är att civilisationen i fråga bara har kunnat göra sig hörd under en försvinnande kort tidsrymd.
Problemet med samtidighet är således det svåraste, det vill säga hur många civilisationer som existerar under samma tidsrymd (plus tidsrelaterat avstånd). Vi har antagit stjärnor som är minst tre miljarder år gamla, och vi känner att merparten av lämpliga stjärnor har bildats i en andra formering under de senaste fem miljarder åren. Evolution av intelligent liv kan antas kräva åtminstone två miljarder år, vilket ger oss ett spann om tre miljarder år i vilket existerande civilisationer kan ha utvecklats.
En civilisation som uppstod för en miljard år sedan har antingen gått under eller fortsatt utvecklas och sannolikt expanderat i sitt lokala närområde, vilket i praktiken innebär en kosmisk celldelning i fler civilisationer. Detta eftersom interstellära avstånd och markant olika fysiska förutsättningar ger evolutionära avtryck.
En sådan civilisation kan förmodas stå på en teknisk nivå som för oss är obegriplig, och även om man nyttjar radio skulle signalerna vara krypterade och därmed omöjliga att skilja från brus. Givet att de befinner sig på långt avstånd skulle signalerna kanske inte ens kunna snappas upp av våra primitiva system, om vi oförhappandes råkar lyssna i rätt riktning. Inget säger heller att de vill bli hörda.
Här har en del dock kastat fram tanken att civilisationer kontinuerligt skulle skicka ut starkare signaler i syfte att göra sig hörda för andra, ungefär som vi själva har gjort vid ett antal tillfällen. Den en miljard år gamla civilisationen kanske faktiskt gjorde det i några miljoner år, för nio hundra miljoner år sedan. Därefter tröttnade de då de inte fick svar. I vart fall fanns inte vi för att lyssna. Resonemanget är lika giltigt om vi istället antar en civilisation som «bara» har existerat i en miljon år. Eller i hundra tusen år. Eller i tio tusen år. Därför har vi inte hört något, och därför hör vi inte heller något.
För ändamålets skull måste vi här skatta medelåldern för en civilisations tillkomst, vilket per definition inte kan bli annat än en grov tjejgissning utan stöd i några som helst data eller teorier. Låt oss med jorden som typiskt system sätta denna till ultrakorta en miljon år, det vill säga att samtliga nu existerande civilisationer har uppstått inom en miljon år efter några miljarder års evolution.
Vi antar vidare att en civilisation inte förgör sig själv eller på annat sätt går under, utan att den har förmåga att vidmakthålla sin existens. Vi antar också att civilisationerna föds relativt väl spridda under denna miljon år, varvid mänskligheten är en alldeles nykläckt civilisation i sammanhanget.
Om vi beräknar produkten av ovan nämnda parametrar erhåller vi N = R* · fp · fl · fa · fi · fc = 2·10¹¹ · 0.055 · 0.9 · 0.01 · 0.01 · 0.01 = 9 900 stycken högteknologiska civilisationer som existerar momentant i Vintergatan sedan högst en miljon år tillbaka.
Om vi för enkelhetens skull antar att den elliptiska galaxen Vintergatan är en cylinder med radie r = 50 000 ly och höjd h = 16 000 ly, har vi en volym V = πhr² = 126 biljoner kubikljusår, vilket ger en högteknologisk civilisation per 12.7 miljarder kubikljusår, eller i medel en per 2 900 ljusårs avstånd. Man kan dock inte räkna med en perfekt homogen spridning, varför ett fåtal befinner sig betydligt närmare varandra, kanske så nära som 1000 ljusår.
Det skulle ändå innebära fruktlöst långsam kommunikation, och i termer av fysisk förflyttning mellan systemen en resa om tiotusentals år även med den mest raffinerade transportteknologi som kan tänkas. Därför har vi inte haft besök, och därför behöver man inte vara särskilt orolig för en plötslig invasion av utomjordingar.
Även med dessa skakiga parametrar som grund kan man förutsätta att Vintergatan kryllar av primitivt liv, kanske på flera miljarder planeter. Man kan förutsätta att avancerat liv har uppstått och finns på en mindre bråkdel av dessa, och att intelligent liv finns på ytterligare en bråkdel. Man kan faktiskt förutsätta att vi inte är ensamma, utan att det finns fler civilisationer på samma eller högre tekniska nivå som oss själva. Även just nu.
Men man kan också förutsätta att vi inte kan höra varandra, för att vi inte är samtidiga, för att våra eventuella ansträngningar att under en kort tid göra oss hörda inte har förutsättningar att snappas upp av någon som lyssnar i rätt ögonblick i rätt riktning på rätt «kanal». Avstånden i tid och rum är så enorma att vi inte förmår kommunicera, än mindre mötas.
Då har vi ändå på ett brutalt vis komprimerat samtidigheten till en miljon år, något som egentligen inte låter sig göras. En mer korrekt skattning är att dessa tio tusen civilisationer existerar inom en rymd av minst en miljard år, och att de har en livslängd om högst en miljon år. Det ger i medel högst tio samtidiga civilisationer i varje enskild tid, utspridda med i medel 29 000 ljusår från varandra, ett helt hopplöst avstånd från vår lilla blå prick i världsalltet.