Nhà nghiên cứu Manuel Scherf, thuộc Viện Nghiên cứu Không gian, Học viện Khoa học Áo, cho rằng “Các trí tuệ ngoài Trái Đất (ETI) trong thiên hà của chúng ta có lẽ khá hiếm.”
Nhóm tác giả bắt đầu bằng câu hỏi then chốt: điều gì khiến một hành tinh thực sự có khả năng nuôi dưỡng sự sống tiến hóa thành nền văn minh công nghệ?
Họ chỉ ra những thành phần quan trọng, nổi bật là bầu khí quyển. Trên Trái Đất, không khí gồm khoảng 78% nitơ và 21% oxy, cùng một tỉ lệ nhỏ nhưng thiết yếu của cacbon dioxit (0,042%). Trên các hành tinh khác, sự cân bằng này quyết định khả năng tồn tại của sinh quyển.
Nếu quá ít cacbon dioxit, thực vật không thể quang hợp và sinh quyển suy sập; nếu quá nhiều, hành tinh rơi vào hiệu ứng nhà kính hoặc độc hại. Kiến tạo mảng giúp điều hòa thông qua chu trình cacbon–silicat, hút cacbon dioxit khỏi khí quyển và tái chế theo thời gian địa chất.
Tuy nhiên, cuối cùng cacbon dioxit có thể bị khóa trong đá và quang hợp ngừng hoạt động. Scherf lưu ý quang hợp trên Trái Đất dự kiến suy giảm trong khoảng 200 triệu đến khoảng 1 tỷ năm tới.
Nhóm nghiên cứu mô phỏng các bầu khí quyển với hàm lượng cacbon dioxit khác nhau. Kết quả cho thấy hành tinh có 10% cacbon dioxit có thể duy trì sinh quyển khoảng 4,2 tỷ năm; hành tinh có 1% cacbon dioxit tương ứng khoảng 3,1 tỷ năm.
Ngoài cacbon dioxit, mức oxy tối thiểu phải đạt ít nhất 18% — không chỉ cần cho động vật lớn mà còn thiết yếu cho lửa; không có lửa sẽ không có luyện kim và không có kim loại thì khó hình thành nền văn minh công nghệ.
Về mặt thời gian, trên Trái Đất mất khoảng 4,5 tỷ năm để sự sống tiến hóa thành loài có khả năng tạo ra công nghệ. Các tác giả so sánh thời gian tồn tại của sinh quyển với thời gian cần để nền văn minh xuất hiện và tuổi thọ của chính nền văn minh đó.
Phép tính cho thấy: trên hành tinh có 10% cacbon dioxit, một nền văn minh công nghệ cần tồn tại ít nhất 280.000 năm để có khả năng chồng lấn thời gian với nhân loại. Để có 10 nền văn minh cùng tồn tại với chúng ta, tuổi thọ trung bình phải trên 10 triệu năm.
Do vậy, nếu phát hiện ETI, rất có thể đó là nền văn minh già hơn và tiến bộ hơn ta. Dựa trên các tính toán, nhóm tác giả ước tính nền văn minh gần nhất có thể cách khoảng 33.000 năm ánh sáng (tương đương khoảng 3,12 × 10^17 km), nằm ở phía bên kia của Ngân Hà.
Nghiên cứu nhấn mạnh rằng khả năng tiến hóa, phát triển công nghệ và sống đủ lâu để chồng lấn với nhân loại (tồn tại trong cùng một thời gian) là rất thấp, và khoảng cách làm việc phát hiện trở nên khó khăn hơn, nhưng họ vẫn khẳng định phải tiếp tục tìm kiếm vì chỉ có tìm kiếm mới trả lời được câu hỏi liệu chúng ta có đơn độc hay không.
