CETI in de media

Afgelopen week verscheen er sterrenkundig wereldnieuws in de media. Naast onze beschaving zouden binnen onze Melkweg nog ongeveer 36 andere CETI’s (Communicating Extra-Terrestrial Intelligences) bestaan.

Aan de basis van dit nieuws lag een artikel van Tom Westby en Christopher Conselice. Deze sterrenkundigen werken voor de Universiteit van Nottingham. De titel van het artikel is ‘The Astrobiological Copernican Weak and Strong Limits for Intelligent Life’. Het probeert antwoord te geven op die brandende vraag. Gaan we in de toekomst met aliens communiceren? Het artikel is hier te downloaden.

In de media wordt steeds verwezen naar 36 CETI’s. Dit cijfer komt voort uit aannames en veel gegoochel met statistiek. En hier haken de meeste media af, want welke lezer wordt nou enthousiast van onzekerheden en twijfel? Met citaten als: ‘heel lang was dit een extreem speculatief onderwerp‘, schetsen de media het beeld dat er sprake is van een doorbraak.
    Maar is er werkelijk sprake van een doorbraak? Welk geniaal idee lag hier dan aan de grondslag? Ik heb de indruk dat veel media de waarde van dit onderzoek zwaar overdrijven. Daarom ga ik proberen hieronder de essentie van het onderzoek uit te leggen.

Formule van Drake

In 1961 formuleerde sterrenkundige Frank Drake een formule. Met deze formule kan men het aantal intelligente beschavingen binnen ons sterrenstelsel berekenen die mogelijk zichtbaar zijn voor ons. De essentie van deze formule is het vermenigvuldigen van een aantal waarden. De formule is in de loop der jaren wat aangepast. In de moderne versie hiervan vermenigvuldigen we:

• het aantal sterren dat per jaar wordt gevormd
• de fractie sterren waar planeten om heen vormen
• het aantal aardachtige planeten rond deze sterren
• de fractie van zulke planeten waar leven ontstaat
• de fractie daarvan waar het leven zich ontwikkeld tot intelligente wezens
• de fractie dáárvan waar technologie ontwikkeld die de beschaving zichtbaar maakt voor andere beschavingen (zoals radiozenders)
• de levensduur van zulke beschavingen.

Deze lange formule levert ons echter niet veel op. We hebben namelijk geen flauw idee welke waarden we moeten gebruiken voor sommige van deze variabelen. Hierdoor is de onzekerheid in het aantal beschavingen extreem groot. In het bijzonder kunnen we weinig zeggen over de kans dat zich überhaupt leven vormt op een aardachtige planeet en de kans dat dit leidt tot intelligente, geavanceerde wezens. We weten zeker dat het kán gebeuren. Maar zijn wij een toevalstreffer, of was ons ontstaan onvermijdelijk?

Aannames en wetenschap

We kunnen het aantal beschavingen in onze Melkweg niet schatten zonder er aannames over te doen. Hoewel het wereldnieuws anders doet vermoeden, doen Westby en Conselice niets uitzonderlijks. Hun onderzoek is geen doorbraak. Ze gebruiken geen slimme truc om dit probleem te omzeilen. Slimme wiskunde en statistiek kunnen het gat in onze kennis niet vervangen. Wat de auteurs wel heel goed doen, is onze huidige kennis benutten over het aantal sterren en planeten die ontstaan en hoeveel daarvan op de aarde lijken. Dat is wat hun onderzoek wetenschap maakt. Maar ook zij moeten aannames doen waarvan we eenvoudigweg niet weten of ze kloppen.

Westby en Conselice stellen dat het bestaan van de mensheid niet uitzonderlijk is, maar juist onvermijdelijk. Dat kan kloppen. Maar het kan ook helemaal verkeerd zijn. Dit betekent niet dat de aanname nutteloos is. Want op hoeveel CETI’s komen we uit als we de huidige kennis van de vorming van sterren en planeten toepassen? Stel je voor dat we uitkomen op miljarden CETI’s. Dan zouden we er inmiddels al wel een paar gevonden moeten hebben. In dat geval leren we dat de aanname niet klopt en dat de mensheid op zijn minst een beetje uitzonderlijk is. Het is de moeite waard om de berekeningen uit te voeren, zelfs indien we er uiteindelijk niets wijzer van worden. Wetenschap is verkennen.

Het aantal CETI’s

Op naar de cijfers. Westby en Conselice nemen aan dat iedere leefbare planeet een CETI ontwikkelt. Dat gebeurt in een periode van ongeveer 5 miljard jaar. Dit is een optimistische schatting. Het geeft dus een bovengrens aan van het aantal detecteerbare beschavingen. In navolging van de Drake formule voeren de auteurs de CETI formule op. Die formule stelt: het aantal communicerende beschavingen in de Melkweg is gelijk aan het aantal sterren, keer de fractie van sterren ouder dan 5 miljard jaar, keer de fractie van deze sterren met een aardachtige planeet, keer de levensduur van zo’n beschaving, gedeeld door de tijd die een ster aan de CETI beschikbaar stelt (zijnde de levensduur van de ster minus 5 miljard jaar). En dan volgen er veel sterrenkundige berekeningen. Die zijn gebaseerd op de meest recente waarnemingen om realistische waarden te vinden voor deze resterende cijfers. Westby en Conselice laten zien dat:

• vrijwel alle sterren ouder dan 5 miljard jaar zijn
• zo’n 10 tot 40 procent een aardachtige planeet heeft
• een CETI gemiddeld zo’n 5 miljard jaar de tijd heeft eer een ster het lokale leven onmogelijk maakt (het is toeval dat deze waarde gelijk is aan de tijd die dient te verstrijken eer een planeet een CETI kan ontwikkelen).

De levensduur van een CETI is onbekend, maar zal toch minstens honderd jaar zijn aangezien wij onszelf nog niet vernietigd hebben. Met zo’n 250 miljard sterren in de Melkweg levert dit zo’n 100 CETI’s op.

Door verschillende scenario’s toe te passen, kan het antwoord variëren. Van enkele tientallen tot duizenden. Het cijfer 36 is het laagste cijfer dat de auteurs hiermee produceren. Dit cijfer nemen de media gretig over als ondergrens. Als we het artikel er op na slaan, blijkt dat dit cijfer niet echt 36 is. Het heeft immers een foutenmarge. Deze komt bovenop de onzekerheid in de aannames. De werkelijke ondergrens ligt volgens de auteurs ergens tussen de 4 en 211 CETI’s. (Kudos aan Arie Nouwen van Astroblogs voor het vermelden van de foutenmarge.) Dat sluit prima aan bij het feit dat we nog nooit aliens hebben waargenomen.

Maar wat als wij als mensheid helemaal niet doorsnee zijn? Wat als wij het product zijn van een uitzonderlijk samenspel van omstandigheden? Tja, dan is de kans vrijwel nul dat wij ooit met aliens gaan communiceren. Dat wisten we een week geleden ook al. Van een doorbraak is hier geen sprake. Maar dat maakt het niet minder mooi dat dit toch wereldnieuws is.

© Roy Smits, sterrenkundige