HR/20151107T0043 Bestaat er buitenaards (intelligent) leven? p.1/5 Sir Isaac Newton schreef hét standaardwerk uit de natuurkunde, de: PHILOSOPHIÆ NATURALIS PRINCIPIA MATHEMATICA (De wiskundige beginselen der natuurwetenschap) In de 2 e en 3 e editie is een Scholium Generale toegevoegd, met onder meer een extra toelichting op de zwaartekracht. Daarin staat de volgende passage: Maar de oorzaak van deze eigenschappen van de zwaartekracht heb ik nog niet uit de verschijnselen kunnen afleiden, en ik verzin geen hypotheses. Alles wat niet uit de verschijnselen wordt afgeleid heet immers een hypothese, en hypotheses, zij het metafysische, zij het fysische, zij het op basis van verborgen kwaliteiten, zij het mechanische, hebben in de experimentele filosofie geen plaats. HR: Ik onderschrijf deze visie van Newton. In het onderstaande tracht ik e.e.a. zo veel mogelijk te baseren op feiten, waarheden, experimentele resultaten. Geen duimzuigerij. Niet zo maar klakkeloos en ongemerkt bedenksels of verzinsels tot waarheid bombarderen.
HR/20151107T0043 Bestaat er buitenaards (intelligent) leven? p.2/5 Uitgangspunt 1: De natuurwetten zijn universeel. Astronomen nemen in elke richting gelijksoortige verschijnselen waar. Daaruit kun je concluderen dat zich overal gelijksoortige processen afspelen, waaraan de natuurwetten ten grondslag liggen. Het heelal is uniform, overal gelden dezelfde chemie en fysica, overal gaat alles op dezelfde manier. Uitgangspunt 2: Fysische en chemische processen waarvoor de omstandigheden gunstig zijn zúllen zich voltrekken. Bijvoorbeeld: raap een steen op en laat hem los: hij vált. Met zekerheid. Laat de gaskraan per abuis open en ontsteek na 2 uur een lucifer: kaboem! Met zekerheid. Wiskundig feit: Een steekproef met grootte 1 is waardeloos. Om een schatter van de spreiding van een populatie te bepalen moet ergens worden gedeeld door de steekproefgrootte minus één en delen door nul is onmogelijk. Je kunt ook zeggen dat de spreiding (zeg maar: onnauwkeurigheid) dan oneindig is. Maar we hebben slechts de Aarde en óns zonnestelsel als deugdelijke referenties! We kunnen slechts dáárvan uitgaan. Maar strikt genomen kan er dus geen zinnig woord worden gezegd over de betrouwbaarheid van het hieronder gepresenteerde resultaat. Natuurkundig feit: Om open water vloeibaar te houden is een atmosfeer nodig met voldoende druk, alsmede voldoende zwaartekracht om beide te kunnen vasthouden. Ook moet de gemiddelde temperatuur geschikt zijn. Veronderstelling: Voor het ont/bestaan van leven is vloeibaar water noodzakelijk. Dit is gebaseerd op het feit dat water zowel chemisch (op één na eenvoudigste molecuul H 2 O = H-OH = neutraal, zuur en base) als fysisch (klein en licht molecuul, elektrisch dipoolmoment waardoor sterke cohesie en zeer grote soortelijke warmtecapaciteit) een bijzondere en unieke stof is. Het Aardse leven kan niet zonder water. Definitie 1: Een Aarde-achtige planeet is grofweg even groot als de Aarde (en heeft dus ongeveer dezelfde zwaartekracht als de Aarde) en bevindt zich op geschikte afstand van zijn ster (en heeft dus ruwweg dezelfde instraling van zonne-energie). Uit planeetvormingstheorieën blijkt dat planeten van het kaliber Aarde meestal rotsachtig zijn, zie ons eigen zonnestelsel met de rotsplaneten Mercurius, Venus, Aarde en Mars versus de gasplaneten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Definitie 2: Een leefbare planeet is een Aarde-achtige planeet met gunstige chemie en fysica aan het oppervlak. Met name de aanwezigheid van vloeibaar water wordt als essentieel beschouwd. Ik noem dit: geschikte omstandigheden. Definitie 3: Leven is een verzameling individuen die zichzelf gedurende een bepaalde tijd in stand houden en in die tijd met overdracht van eigenschappen nieuwe individuen produceren, waarbij nieuwe eigenschappen kunnen ontstaan. Een eigenschap is per saldo gunstig of ongunstig voor de reproductie. Ongustige eigenschappen worden derhalve onvoldoende gereproduceerd en sterven uit, terwijl gunstige eigenschappen worden vermenigvuldigd. Een gunstige eigenschap is dus een zichzelf versterkend effect. Zo werkt evolutie.
HR/20151107T0043 Bestaat er buitenaards (intelligent) leven? p.3/5 Aanname 1 van HR: Bij geschikte omstandigheden zál leven ontstaan en wel in een vroeg stadium. Gebaseerd op het geologische feit dat de Aarde ca. 4,56 miljard jaar oud is terwijl het leven reeds tussen 4,0 en 3,6 miljard jaar geleden ontstond (de Aarde was nog niet droog achter de oren). Aanname 2 van HR: Intelligentie is een gunstige eigenschap, dus als er eenmaal leven is dan zál intelligentie ontstaan én standhouden. Vide Homo Sapiens, de mens die denkt te denken: slechts 200 000 jaar geleden ("10 min geleden") ten tonele verschenen en ondertussen hebben we de hele wereld in onze greep. Dankzij ons verstand winnen wíj van de koning der dieren. Statistisch gezien: bij voldoende abondantie van leven zál de voor intelligentie benodigde mutatie een keer plaatsvinden (wet van de grote aantallen). Hypothese 1 van HR: De helft van de leefbare planeten heeft intelligent leven. De Aarde heeft nog een toekomst van ca. 4 à 5 miljard jaar dus we zitten op de helft en Homo Sapiens is zojuist ten tonele verschenen. Combineer dit met aannames 1 en 2. Astronomisch feit 1: Het heelal bevat 100 miljard (10 11 ) sterrenstelsels. Onderstaand Hubble Deep Field Image telt ca. 3000 sterrenstelsels en de beeldhoek is ca. 2½ arcmin (iets minder dan 1 / 12 van de diameter van de volle maan). De rechterbovenhoek bevat geen foto's, dus de vullingsgraad is 13/16. Omrekening naar het hele heelal: 3000 (16/13) 4π / ( π / 180 2½ / 60 ) 2 = 87 735 528 663. De 10 log daarvan is 10,94 dus dat wordt 11 en 10 11 = 100 miljard. JANUARY 15, 1996: One peek into a small part of the sky, one giant leap back in time. The Hubble Space Telescope (http://hubble.nasa.gov) has provided mankind's deepest, most detailed visible view of the universe. Representing a narrow "keyhole" view stretching to the visible horizon of the universe, the Hubble Deep Field image covers a speck of the sky only about the width of a dime 75 feet away [HR: een dime is 0,7 inch en een voet 12]. Though the field is a very small sample of the heavens, it is considered representative of the typical distribution of galaxies in space, because the universe, statistically, looks largely the same in all directions. Gazing into this small field, Hubble uncovered a bewildering assortment of at least 1,500 galaxies at various stages of evolution (http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1996/01). HR: genoemde 1500 betreft een eerste telling uit 1995/96, op 2015-10-28 stond op https://en.wikipedia.org/wiki/hubble_deep_field een aantal van 3000. Astronomisch feit 2: Op 2015-10-28 goldt het volgende omtrent exoplaneten: In totaal 1977 exoplaneten bevestigd (waarvan 19 subterraan, 253 terraan en 420 superaardes), de meeste bij verschillende sterren, en 4696 kandidaten nog te bevestigen. Vermoedelijk zal ca. 11% daarvan als vals positief worden aangemerkt.
HR/20151107T0043 Bestaat er buitenaards (intelligent) leven? p.4/5 31 van de 692 sub- t/m superterrane exoplaneten hebben een temperatuurindicatie warm (versus heet of koud) en zijn dus wellicht leefbaar, maar in elk geval Aarde-achtig. Deze 1977 exoplaneten bevinden zich grotendeels bij verschillende sterren (http://phl.upr.edu/projects/habitable-exoplanets-catalog). Gemiddeld heeft elke ster minimaal 1 planeet (https://en.wikipedia.org/wiki/exoplanet). Astronomisch feit 3: Onze melkweg telt 1 miljard (10 9 ) Aarde-achtige planeten. Bovenstaande 31:1977 bij meestal verschillende sterren betekent dat grofweg ca. 1:100 van de sterren een Aarde-achtige planeet heeft. De Melkweg telt ca. 300 miljard sterren (kwestie van tellen op de vele foto's!), dus telt de Melkweg 3 miljard Aarde-achtige planeten. Afgerond naar beneden dus 1 miljard. Zie ook de website van het Kepler Space Observatory (http://kepler.nasa.gov), dat speciaal dient voor opsporing en onderzoek van exoplaneten. blog.planethunters.org discovermagazine.com Zelfs rechtstreekse waarneming van exoplaneten is soms mogelijk! (N.B. dit zijn bij mijn weten géén Aarde-achtige planeten.) Conclusie 1: Het heelal bevat 100 triljoen (10 20 ) Aarde-achtige planeten. Volgt dus uit de Hubble- en Keplerwaarnemingen: 100 miljard (10 11 ) stelsels 1 miljard (10 9 ) Aarde-achtige planeten per stelsel (astr. feiten 1 & 3). Hypothese 2 van HR: 1:50 Aarde-achtige planeten is leefbaar. In ons zonnestelsel hebben 28 objecten (excl. de 4 gasplaneten) een diameter groter dan 300 km: Mercurius, Venus, Aarde, Maan, Mars, 5 planetoïden, 4 manen bij Jupiter, 7 bij Saturnus, 5 bij Uranus en 2 bij Neptunus. 3 (de Aarde, Jupitermaan Europa en Saturnusmaan Enceladus) hebben uitbundig water (de laatste 2 als ijs), dat is 1:9 1:10. Transneptuniaanse objecten (zoals Pluto) zijn wat lastiger telbaar, maar hebben ook vaak water. Conform uitgangspunt 1 geldt dit dus ook voor exoplaneten. Met een extra marge van 1:5 (voor overige noodzakelijkheden voor leefbaarheid) wordt dat 1:50. Al met al leidt e.e.a. tot het volgende (hypotheses 1+2 en conclusie 1): Het heelal telt één triljoen planeten met intelligent leven en er zijn tien miljoen intelligente levensvormen in de Melkweg. Ex observatis phænomenis immediate deductum est. Het is rechtstreeks afgeleid uit waargenomen verschijnselen. What about that, Isaac?
HR/20151107T0043 Bestaat er buitenaards (intelligent) leven? p.5/5 Hoeveel is dat eigenlijk, één triljoen (1 000 000 000 000 000 000)? Daar heb je natuurlijk helemaal geen sjoege van. Laten we een poging doen dit terug te brengen tot menselijke proporties. Een Nederlandse suikerkorrel is ca. ½ mm en met de z.g. dichtste bolstapeling gaan er ca. 10 in een mm 3, dus één kuub Nederlandse suiker is 10 miljard korrels (10 1000 1000 1000 = 10 10 ). Memoriseer dat maar gauw, parate kennis kan echt heel handig zijn. Eén triljoen (10 18 ) suikerkorrels meten dus 10 18 / 10 10 = 10 8 = 100 miljoen m 3. En hoeveel is dát nou weer? De gemeente Helmond (ca. 90 000 inw.) meet 55 km 2 = 55 miljoen m 2, dus 1 triljoen suikerkorrels over heel Helmond leveren een laag op van 100/55 = 1,82 m. Laat dát nou in mijn paspoort staan... Menselijke proporties. Nou nou, triljoen, hah, lamenilachuh... Vind je één triljoen planeten met intelligent leven toch wel een erg hoge schatting? Vooruit dan, 1000 keer zo weinig is één biljard. Op een heel voetbalveld ligt dan 15 meter suiker. Het Philips Stadion te Eindhoven kan op veld plus tribunes (afgestreken vol) 10 biljard suikerkorrels bevatten. Stop dat ook maar meteen in je langetermijngeheugen. We hebben nu een schatting van 10 miljoen in de Melkweg en een 1000 keer zo lage die dus uitkomt op 10 000. "Midden" daartussen (meetkundig of logaritmisch gemiddelde = wortel uit product) zit 316 228. Da's grofweg een half miljoen. In élk van de 100 miljard melkwegstelsels. HET HEELAL WEMELT VAN (INTELLIGENT) LEVEN. En hoe zou dat leven er dan uit kunnen zien? Eh, kijk eens om je heen... What really interests me is whether God had any choice in the creation of the world. (wordt toegeschreven aan Albert Einstein, maar de feitelijke bron is onbekend) Weetje van de dag 4188 d.d. 23 okt 2015 van Cijfers liegen niet! (www.cijfers.net): Volgens professor Andrew Watson van de Universiteit van Exeter (Groot-Brittannie) is de kans op het bestaan van intelligent buitenaards leven minder dan 0,01 procent. HR: met "het bestaan van" betreft dit dus de kans dat er überhaupt maar één enkel geval van buitenaardse intelligentie zou bestaan. Sapiens? Ho maar... Hoewel... Met gemiddeld 100 miljard sterren per stelsel bestaan er dus in het hele heelal 10 triljard (10 22 ) sterren. Volgens de hier gepresenteerde berekening hebben 1 triljoen (10 18 ) daarvan een planeet met intelligent leven, hetgeen een abondantie (dat komt volgens de wet van de grote aantallen overeen met de kans op aantreffen van intelligent leven als je een willekeurige ster aanwijst) oplevert van... 0,01%. Toch sapiens! E.T. the extra-terrestrial