האסטרופיזיקאי שחיפש חייזרים

אם גם אתם, כמוני וכמו רבים אחרים בהיסטוריה האנושית, שאלתם את עצמכם פעם, "מה הסיכוי שיש חיים תבוניים אי שם ביקום?", כנראה שנתקלתם בשלב זה או אחר בנוסחת דרייק (Drake) שניסתה לענות על השאלה הזו באופן כמותי.

ביום שישי האחרון נפרדה הקהילה המדעית ובפרט זו האסטרונומית מאחד מבכירי בניה, האיש שגם עמד מאחורי אותה נוסחה מפורסמת, האסטרופיזיקאי האמריקאי הוותיק פרנק דרייק, שהלך לעולמו בגיל 92. בלי שזכה לראות בחייו חייזר בשר ודם, או לכל הפחות לקלוט שביב של אות רדיו שהפיקו חוצנים, נאסף החבר דרייק מעולמנו הארצי והמשעמם והלך לחפש את האתגר הבא שלו, כמו שאומרים הצעירים.

דמיון שהלך רחוק. דרייק הצעיר כחוקר בטלסקופ הרדיו הלאומי במערב וירג'יניה | מקור: NRAO / AUI / NSF / SCIENCE PHOTO LIBRARY

אסטרופיזיקה ואלקטרוניקה

דרייק נולד בשיקגו ב-28 במאי 1930, חודשים אחדים בלבד אחרי שהתגלה כוכב הלכת פלוטו (המוגדר כיום כוכב לכת ננסי). כשהיה בן שמונה אביו הכניס לו לראשונה את הג'וק שליווה אותו כל חייו, כאשר סיפר לו על קיומם של כוכבי לכת נוספים. האב התכוון ל"שכונה" שמקיפה אותנו, הלא היא מערכת השמש, אך דמיונו של הילד פרנק הלך רחוק-רחוק, אל מעמקי הגלקסיה שלנו ומעבר להן. הוא שיווה בנפשו שאולי באחד מהכוכבים הללו מתקיימת במקביל אלינו צורת חיים מקבילה שחיה בבתים ובערים ונוסעת בגרסה אחרת של מכוניות.

עם החלום הזה בכיס, נרשם דרייק בסוף שנות ה-40 ללימודי תואר ראשון בפיזיקה באוניברסיטת קורנל, אחד המוסדות המובילים בארצות הברית בתחום זה, שחוקריו זכו במשך השנים בכ-20 פרסי נובל. לקורנל הייתה מעין תכנית עתודה אקדמית עם הצי האמריקאי, ולאחר סיום לימודיו שירת דרייק שלוש שנים כקצין אלקטרוניקה בצי.

לאחר שחרורו ב-1955 החל לימודי דוקטורט באסטרופיזיקה באוניברסיטת הרוורד. המנחה שלו הייתה הפיזיקאית ססיליה פיין-גפושקין (Payne-Gaposchkin), בעצמה דמות מרתקת שגילתה בין היתר כי השמש מורכבת בעיקר ממימן. היום זו נשמעת לנו עובדה כמעט טריוויאלית, אולם עד לפני מאה שנה הסברה הרווחת הייתה שהשמש עשויה בעיקר מברזל.

בהרווארד, בעודו שוקד על מחקר בנושא המימן בצבירים גלקטיים, התגלגלה לידיו ההזדמנות להתחיל לבדוק בשטח את מקסמי הדמיון שלו בכל הקשור לתרבויות חוצניות מרוחקות. באחד הלילות הוא האזין לאותות רדיו שהגיעו מצביר הפליאדות (Pleiades), אוסף כוכבים בקבוצת שור (Taurus), כשלפתע הבחינה אוזנו באות חשוד. מה הייתה רבה אכזבתו כאשר גילה כי מדובר בחובב רדיו שנמצא בסביבה ושידר להנאתו, אך אירוע זה לא פגע בהתלהבותו הבלתי נלאית מהמשך החיפושים והמחקר.

ראשית החיפוש אחר חיים תבוניים בחלל. דרייק המבוגר על רקע אחד מטלסקופי הרדיו של NRAO במערב וירג'יניה | מקור: NRAO / AUI / NSF / SCIENCE PHOTO LIBRARY

האם אנו לבד? 

לאחר השלמת לימודיו ב-1958, התקבל דרייק לעבודה במצפה טלסקופ הרדיו הלאומי (NRAO) השוכן במדינת מערב וירג'יניה. שם החל לרקום חלומות כאשר הקים את התשתית הראשונה בהיסטוריה לחיפוש אחר חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ. בעלות זניחה של 2,000 דולר בלבד, הציב דרייק מערך של טלסקופי רדיו אשר לטענתו מסוגלים היו לקלוט אותות של חיים תבוניים ממערכות כוכבים מרוחקות. לפרויקט הראשוני הזה קרא דרייק בשם אוזמה (Ozma), על שם מלכת ארץ עוץ – מהספר של ליימן פרנק באום. על כל פנים, הייתה זו אבן הפינה לפרויקט החיפוש אחר חיים תבוניים בחלל, SETI (ראשי תיבות של Search for Extraterrestrial Intelligence), המיזם הגדול והמוביל בעולם בתחום זה.

השנים ההן היו שנות השיא של המלחמה הקרה בין ארצות הברית וברית המועצות, ובעוד דרייק הקים את מערך הטלסקופים שלו בווירג'יניה, קידמו גם הסובייטים מהלכים דומים משל עצמם, אך הם לא הותירו חותם היסטורי משמעותי כמו יוזמתיו של דרייק. פרויקט אוזמה פעל אמנם חודשים אחדים בלבד, אך משך תשומת לב תקשורתית שבעקבותיה גם הגיעה תשומת לב ממשלתית בדמות כספים ומשאבים – אשר אפשרו לדרייק ולעמיתיו להמשיך בעשייתם ביתר שאת.

כך, ארגן דרייק ב-1961 ועידה ראשונה מסוגה לדיון בסוגיות של חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ. בין האורחים הנכבדים בסדנה היה האסטרונום ומנגיש המדע המיתולוגי קרל סייגן (Sagan) והביוכימאי מלווין קלווין (Calvin) שבמהלך הסדנה התבשר על זכייתו בפרס נובל בכימיה.

בינתיים לא התקבלה תשובה מהחוצנים. הלוחית על חלליות פיוניר שדרייק היה שותף בעיצובה | מקור: NASA. 

נוסחה בלי פתרון

בסיום הוועידה דרייק חש צורך לארגן את המסקנות באופן כתוב, וכך מצא עצמו כותב לראשונה משוואה שמכמתת את הסיכוי למצוא חיים תבוניים בגלקסיית שביל החלב. סיכוי הוא כמובן מונח מתורת ההסתברות, ו"עקרון הכפל" בתחום זה גורס שבהינתן מספר משתנים בלתי תלויים, ההסתברות הכוללת לקיומם היא מכפלה של כל אחת מההסתברויות בנפרד.

ברוח זו כתב דרייק נוסחה שהיא לא יותר מעקרון כפל עבור כל הגורמים שלדעתו משפיעים על הסיכוי הכולל למציאת חיים בגלקסיה שלנו, ובמילים אחרות את מספר הציוויליזציות שמנסות להגיד לנו "היי" אי שם. מהם הגורמים הללו? ראשית, חיים יכולים להתקיים רק בכוכבי לכת. המונח "כוכבים" שקול למעשה למונח "שמשות" – גופים גופים סופר-חמים וקרינתיים שאין שום סיכוי לקיום חיים בהם. אלא שלא לכל כוכב יש כוכבי לכת. לכן, יש לקחת בחשבון רק את החלק היחסי של הכוכבים שיש להם כוכבי לכת. שנית, לא בכל כוכב לכת יש התנאים המתאימים להתפתחות חיים. שלישית, גם אם יש תנאים כאלה, לא בהכרח יתפתחו שם חיים תבוניים. רביעית, נדרש שאותן ציוויליזציות היפותטיות יוכלו לפתח טכנולוגיות לפליטת אותות בני גילוי בחלל. חמישית ואחרונה, יש לזכור את משך הזמן הממוצע הנדרש לקליטת אותות כאלה, לנוכח המרחק המשוער בינינו לבין אותה תרבות.

כשמכפילים את כל הסיכויים הללו זה בזה, ולבסוף מכפילים במספר הכוכבים המשוער בגלקסיה שלנו, מקבלים את נוסחת דרייק, שתוצאתה היא מספר התרבויות שמנסות לשדר אלינו אות חיים. חישובים שביצעו לאורך השנים מומחים ממגוון תחומים הניבו לתוצאות שונות ומשונות: מתרבויות בודדות ועד 50 מיליון, שהרי הנחות היסוד נעות במרחב טעות גדול למדי וקשורות גם לעיני המתבונן. ובכל זאת, קסמה של הנוסחה נשאר איתנו עד היום.

התוצאות נעות בין תרבויות אחדות לעשרות מיליונים. נוסחת דרייק והגורמים שהיא משקללת. איור: אוניברסיטת קליפורניה, אירווין

מסרים לחוצנים

בעשור הבא המשיך דרייק – כחבר סגל באוניברסיטת קורנל – לעבוד במרץ ולקח חלק פעיל בעיצובם של שני נכסי תרבות חלל: דיסקית פיוניר והודעת ארסיבו (Arecibo). בשנים 1972 ו-1973 שיגרה סוכנות החלל האמריקאית נאס"א את הגשושיות פיוניר 10 ופיוניר 11 לחקור את כוכבי הלכת צדק ושבתאי וכן את מערכת השמש החיצונית ומעבר לה. בטרם שיגור פיוניר 10, הראשונה מביניהן, עלה הרעיון של צירוף מסר ויזואלי מהאנושות, הממוען אל חוצן תבוני.

שלושה שבועות הוקצו לעיצוב המסר, שאותו יצרו דרייק וקרל סייגן. הם החליטו על תחריט פשוט על לוח מתכת שיוצמד לגשושיות: התחריט כלל שתי דמויות אנושיות, גבר ואישה, תרשים של מערכת השמש יעם מסלולה המתוכנן של הגשושית, וכן הצגה של מעבר אנרגטי מסוים באטום המימן (לדעתי האישית: מסר מורכב מדי גם בשביל רוב בני אדם). את התחריט, אגב, יצרה בפועל רעייתו האמנית של סייגן. מאז חלפו עשרות שנים ושתי גשושיות פיוניר כבר הפסיקו לשדר – כך שאין לדעת אם המסר אכן הגיע אל חוצנים כלשהם. תשובה עליו לא קיבלנו בינתיים. 

ב-1974 קיבל דרייק הזדמנות נוספת להעביר מסר לחוצנים כיד הדמיון הטובה עליו, כאשר ניסח את שדר הרדיו הראשון שנשלח מכדור הארץ אל החלל. ההודעה, ששוגרה מטלסקופ הרדיו ארסיבו בפוארטו ריקו שאותו ניהל אז, כללה מסרים מורכבים אף יותר שקודדו באופן בינארי. תוכנה הכיל את המספרים הטבעיים מ-1 עד 10, תצוגה גרפית של מערכת השמש, האדם ומצפה ארסיבו (למה שזה יעניין מישהו?!) וכן נתונים כימיים וביוכימיים הקשורים ל-DNA של האדם. המסר הזה שוגר לעבר צביר הכוכבים M13, המרוחק כ-25 אלף שנות אור מכדור הארץ, אלא שהוא כנראה לא יגיע ליעדו לעולם: ב-25 אלף שנה שייקחו לאות להגיע ליעדו, כל הצביר כבר ינוע למיקום אחר לגמרי.

ניסוי מעניין במסר שלא יגיע ליעדו לעולם. ההצפנה הבינארית של מידע בשדר של טלסקופ הרדיו ארסיבו | מקור: SCIENCE PHOTO LIBRARY

בשנות ה-80 עבר דרייק עם משפחתו לקליפורניה והתמנה לדיקן מדעי הטבע באוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז. לאחר שסיים תפקידו זה, השתמש בכובד משקלו הציבורי כדי לסייע ל-SETI ושימש כנשיא המיזם, שבינתיים הפך למכון מחקר של ממש.

בעשורים הבאים המשיך להקדיש מזמנו למפעל חייו, וזכה להערכה עמוקה מצד הממסד המדעי שהעניק לו תארי כבוד ואף קרא על שמו אסטרואיד (4772 Frankdrake). ב-1992 פרסם את הספר "Is Anyone Out There?", המספר על הקריירה הענפה והארוכה שלו בתחום החלוצי שבו זכה לעסוק. כמו כן, עסק כתחביב בגידול סחלבים ובעיצוב תכשיטים מאבני חן לחבריו ויקיריו.

ביום שישי האחרון, כאמור, נפטר דרייק כשהוא מותיר אחריו את רעייתו השנייה אמל, שתי בנותיהם וכן את שלושת בניו מנישואיו הראשונים לאליזבת'. עכשיו הוא אולי כבר יודע את התשובה לשאלה שהטרידה אותו כל חייו: האם יש שם מישהו בחוץ?