외계인이 존재할 확률, 드레이크 방정식

프랭크 드레이크 박사(SETI 연구소 소장, Frank Drake, 1930~)가 고안한 우리은하 안에 존재하는 우리와 교신할 가능성이 있는 외계 지성체의 수를 계산하는 방정식이다.

 천문학자들은 오랫동안 외계 생명이 존재할 가능성에 관하여 논의해 왔고, 우주의 곳곳에는 다양한 생명체가 있을 것으로 기대하고 있다. 천문학자 프랭크 드레이크는 1961년 문명을 가진 외계인의 존재 확률을 계산하는 드레이크 방정식을 발표했다. 1961년 미국 과학아카데미의 우주과학위원회는 '지구 밖 문명탐사의 과학적 기반과 미래에 관한 전문가회의'를 미국 그린뱅크국립천문대에서 열었다. 꼭 1년전 같은 장소에서 전파망원경을 이용해 외계로부터의 신호를 찾는 첫 시도를 한 프랭크 드레이크박사는 이 회의에서 은하계 내에 지적인 문명이 얼마나 있을지를 추정하기 위한 방정식을 만들었다.

 '드레이크 방정식'이라 불리는 이 유명한 식은 N=R*·fp·ne·fl·fi·fc·L 로 표기된다. 여기서 우리가 구하려고 하는 N의 값은 '현재 시점에 적어도 인류의 문명이나 그 이상으로 발달한 외계 문명의 수' 즉, 우리의 은하계 속에서 탐지가 가능한 고도문명의 수이다. R*은 은하계 속에서 지적 생명이 발달하는데 적합한 환경을 가진 항성이 태어날 비율이다. fp는 그 항성이 행성계를 가질 비율, ne는 그 행성계가 생명에 적합한 환경의 행성을 가질 비율을 나타낸다. fl은 그 행성에서 생명이 발생할 확률이고, fi는 그 생명이 지성의 단계로까지 진화할 확률, 그리고 fc는 그 지적 생명체가 다른 천체와교신할 수 있는 기술문명을 발달시킬 확률을 가리킨다. L은 그러한 문명이 탐사가능한 상태로 존재하는 시간이다.

 그린 뱅크 방정식(Green Bank equation) 또는 세이건 방정식(Sagan equation)이라고도 한다. 

 드레이크 방정식은 페르미 역설과 밀접한 관련이 있다.

N=R*×fp×ne×fl×fi×fc×L

R* : 우리 은하에서 항성이 만들어지는 평균 속도

fp : 만들어지는 항성 중에서 행성을 거느리는 비율

ne : 항성이 거느린 행성 중 생명체를 유지시키는 환경을 갖춘 행성의 비율

fl : 앞의 3가지 조건을 갖춘 것 중, 어떤 시점에 생명체가 실제로 발달해 나갈 비율

fi : 앞의 4가지 조건을 갖추고, 지적인 생명체가 발달해 나갈 비율

fc : 자신의 존재를 나타내고, 우리가 탐지할 수 있는 신호를 우주 공간으로 내보내는 기술을 발전시키는 문명의 비율

L : 그런 문명이 탐지 가능한 신호를 우주로 내보내는 시간

항성이 있다고 하여 반드시 행성을 거느리고 있는 것도 아닐 것이고, 만약 그런 항성을 거느린 행성이 있다고 하여도 생명이 탄생하기에는 적합하지 않을 수 있다. 그리고 생명체가 존재하더라도, 지적 능력을 갖춘 생명체가 발달하기 어려울 수 있다. 외계인이 존재하기 위해서는 여러 가지 조건과 가능성이 동시에 요구되므로, 드레이크 방정식은 각 요소의 곱셈으로 주어진다. 이 식은 정확한 계산이 불가능하므로 적절한 가정과 확률을 넣어 계산한다. 현재로서는 이 방정식의 정답은 없다.

각각의 값에는 해답이 없기 때문에, 개인마다 상당히 다양한 값이 나왔다. 

드레이크가 1961년에 사용한 값은 다음과 같다. 

R* = 10/년 

fp = 0.5 

ne = 2 

fl = 1 

fi = 0.01 

fc = 0.01

L = 10,000 년 

참고로, 이 방정식은 L의 값에 따라 달라지는데, 이 L값은 사람에게 달려있다고 한다.