La paradoxa de Fermi després d'una onada de descobriments d'exoplanetes
Contingut
A la galàxia RX J1131-1231, un equip d'astrofísics de la Universitat d'Oklahoma ha descobert el primer grup de planetes conegut fora de la Via Làctia. Els objectes "seguits" per la tècnica de microlents gravitacionals tenen masses diferents, des de la lluna fins a la de Júpiter. Aquest descobriment fa més paradoxal la paradoxa de Fermi?
Hi ha aproximadament el mateix nombre d'estrelles a la nostra galàxia (100-400 mil milions), aproximadament el mateix nombre de galàxies a l'univers visible, de manera que hi ha una galàxia sencera per a cada estrella de la nostra vasta Via Làctia. En general, durant 10 anys22 fins al 1024 estrelles. Els científics no tenen consens sobre quantes estrelles són semblants al nostre Sol (és a dir, semblants en mida, temperatura, brillantor) - les estimacions oscil·len entre el 5% i el 20%. Prenent el primer valor i escollint el menor nombre d'estrelles (1022), obtenim 500 bilions o mil milions d'estrelles com el Sol.
Segons estudis i estimacions del PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), almenys l'1% de les estrelles de l'univers giren al voltant d'un planeta capaç de donar suport a la vida, així que estem parlant del nombre de 100 milions de planetes amb propietats similars. a la Terra. Si suposem que després de milers de milions d'anys d'existència, només l'1% dels planetes de la Terra desenvoluparan vida, i l'1% d'ells tindran vida evolutiva en forma intel·ligent, això significaria que hi ha un planeta billar amb civilitzacions intel·ligents a l'univers visible.
Si només parlem de la nostra galàxia i repetim els càlculs, suposant el nombre exacte d'estrelles de la Via Làctia (100 milions), concloem que probablement hi ha almenys mil milions de planetes semblants a la Terra a la nostra Galàxia. i 100 XNUMX. civilitzacions intel·ligents!
Alguns astrofísics consideren la possibilitat que la humanitat es converteixi en la primera espècie tecnològicament avançada en 1 de cada 10.22és a dir, segueix sent insignificant. D'altra banda, l'univers fa uns 13,8 milions d'anys. Encara que les civilitzacions no van sorgir en els primers milers de milions d'anys, encara hi havia molt de temps abans que ho fessin. Per cert, si després de l'eliminació final a la Via Làctia hi hagués "només" mil civilitzacions i haurien existit durant aproximadament el mateix temps que la nostra (fins ara uns 10 XNUMX anys), és probable que ja hagin desaparegut, extingir-se o reunir-ne d'altres inaccessibles al nostre nivell de desenvolupament, que es comentarà més endavant.
Tingueu en compte que fins i tot les civilitzacions existents "simultàniament" es comuniquen amb dificultat. Si fos només per la raó que si només hi hagués 10 mil anys llum, els necessitarien 20 mil anys llum per fer una pregunta i després respondre-la. anys. Mirant la història de la Terra, no es pot descartar que en aquest període de temps una civilització pugui sorgir i desaparèixer de la superfície...
Equació només a partir d'incògnites
En intentar avaluar si una civilització alienígena podria existir realment, Frank Drake als anys 60 va proposar la famosa equació, una fórmula la tasca de la qual és determinar "memanològicament" l'existència de races intel·ligents a la nostra galàxia. Aquí fem servir un terme encunyat fa molts anys per Jan Tadeusz Stanisławski, satíric i autor de "conferències" de ràdio i televisió sobre "manologia aplicada", perquè aquesta paraula sembla adequada per a aquestes consideracions.
Segons Equació de Drake – N, el nombre de civilitzacions extraterrestres amb les quals la humanitat es pot comunicar, és el producte de:
R* és la taxa de formació estel·lar a la nostra galàxia;
fp és el percentatge d'estrelles amb planetes;
ne és el nombre mitjà de planetes a la zona habitable d'una estrella, és a dir, aquells en els quals pot sorgir vida;
fl és el percentatge de planetes de la zona habitable en què sorgirà la vida;
fi és el percentatge de planetes habitats en els quals la vida desenvoluparà la intel·ligència (és a dir, crearà una civilització);
fc - el percentatge de civilitzacions que volen comunicar-se amb la humanitat;
L és la vida mitjana d'aquestes civilitzacions.
Com podeu veure, l'equació consta de gairebé totes les incògnites. Al cap i a la fi, no sabem ni la durada mitjana de l'existència d'una civilització, ni el percentatge dels que volen contactar amb nosaltres. Substituint alguns resultats a l'equació "més o menys", resulta que hi pot haver centenars, si no milers, d'aquestes civilitzacions a la nostra galàxia.
Equació de Drake i el seu autor
Terres rares i extraterrestres malvats
Fins i tot substituint valors conservadors pels components de l'equació de Drake, aconseguim potencialment milers de civilitzacions semblants a la nostra o més intel·ligents. Però si és així, per què no es posen en contacte amb nosaltres? Això anomenat Paradoxa de Fermi. Té moltes "solucions" i explicacions, però amb l'estat actual de la tecnologia -i més encara fa mig segle-, totes són com conjectures i trets a cegues.
Aquesta paradoxa, per exemple, s'explica sovint hipòtesi de terres raresque el nostre planeta és únic en tots els sentits. La pressió, la temperatura, la distància al Sol, la inclinació axial o el camp magnètic que protegeix la radiació s'escullen perquè la vida es pugui desenvolupar i evolucionar el màxim de temps possible.
Per descomptat, cada cop estem descobrint més exoplanetes a l'ecosfera que podrien ser candidats a planetes habitables. Més recentment, es van trobar a prop de l'estrella més propera a nosaltres: Pròxima Centauri. Potser, però, malgrat les similituds, les "segons Terres" que es troben al voltant dels sols alienígenes no són "exactament les mateixes" que el nostre planeta, i només en aquesta adaptació pot sorgir una orgullosa civilització tecnològica? Pot ser. Tanmateix, sabem, fins i tot mirant la Terra, que la vida prospera en condicions molt "inapropiades".
Per descomptat, hi ha una diferència entre gestionar i construir Internet i enviar Tesla a Mart. El problema de la singularitat es podria resoldre si poguéssim trobar en algun lloc de l'espai un planeta exactament com la Terra, però desproveït de civilització tecnològica.
Quan s'explica la paradoxa de Fermi, de vegades es parla de l'anomenada mals extraterrestres. Això s'entén de diferents maneres. Així, aquests hipotètics alienígenes poden estar "enfadats" perquè algú els vulgui molestar, intervenir i molestar, així que s'aïllen, no responen a les punxes i no volen tenir res a veure amb ningú. També hi ha fantasies d'extraterrestres "naturalment dolents" que destrueixen totes les civilitzacions que es troben. Els mateixos tecnològicament avançats no volen que altres civilitzacions s'avancin i es converteixin en una amenaça per a ells.
També val la pena recordar que la vida a l'espai està subjecta a diverses catàstrofes que coneixem per la història del nostre planeta. Estem parlant de glaciació, reaccions violentes de l'estrella, bombardeig de meteors, asteroides o cometes, col·lisions amb altres planetes o fins i tot radiacions. Fins i tot si aquests esdeveniments no esterilitzen tot el planeta, podrien ser la fi de la civilització.
A més, alguns no exclouen que siguem una de les primeres civilitzacions de l'univers -si no la primera- i que encara no hem evolucionat prou per poder prendre contacte amb civilitzacions menys avançades que van sorgir més tard. Si això fos així, el problema de buscar éssers intel·ligents a l'espai extraterrestre encara seria insoluble. A més, una hipotètica civilització “jove” no podria ser més jove que nosaltres només unes poques dècades per poder contactar-la de manera remota.
La finestra tampoc és massa gran al davant. La tecnologia i el coneixement d'una civilització mil·lenària podria haver estat tan incomprensible per a nosaltres com ho és avui per a un home de les croades. Civilitzacions molt més avançades serien com el nostre món a les formigues d'un formiguer al costat de la carretera.
Especulatiu anomenat escala Kardashevola tasca del qual és qualificar els hipotètics nivells de civilització segons la quantitat d'energia que consumeixen. Segons ella, encara no som una civilització. tipus I, és a dir, aquell que ha dominat la capacitat d'utilitzar els recursos energètics del seu propi planeta. Civilització tipus II capaç d'utilitzar tota l'energia que envolta l'estrella, per exemple, utilitzant una estructura anomenada "esfera de Dyson". Civilització tipus III Segons aquestes suposicions, capta tota l'energia de la galàxia. Recordeu, però, que aquest concepte es va crear com a part d'una civilització de nivell I inacabada, que fins fa poc s'havia representat erròniament com una civilització de tipus II que avançava cap a la construcció d'una esfera de Dyson al voltant de la seva estrella (anomalies de la llum de les estrelles). KIK 8462852).
Si hi hagués una civilització de tipus II, i encara més III, sens dubte la veurem i ens posaríem en contacte amb nosaltres; alguns de nosaltres ho pensem, argumentant a més que com que no veiem ni coneixem aliens tan avançats, senzillament no existeixen.. Una altra escola d'explicació de la paradoxa de Fermi, però, diu que les civilitzacions d'aquests nivells són invisibles i irrecognoscibles per a nosaltres, sense oblidar que, segons la hipòtesi del zoo espacial, no presten atenció a criatures tan poc desenvolupades.
Després de la prova o abans?
A més de raonar sobre civilitzacions molt desenvolupades, la paradoxa de Fermi de vegades s'explica pels conceptes filtres evolutius en el desenvolupament de la civilització. Segons ells, hi ha una etapa en el procés d'evolució que sembla impossible o molt improbable per a la vida. Es diu Gran filtre, que és el gran avenç de la història de la vida al planeta.
Pel que fa a la nostra experiència humana, no sabem exactament si estem darrere, davant o enmig d'una gran filtració. Si vam aconseguir superar aquest filtre, potser hauria estat una barrera infranquejable per a la majoria de les formes de vida de l'espai conegut, i som únics. La filtració es pot produir des del principi, per exemple, durant la transformació d'una cèl·lula procariota en una cèl·lula eucariota complexa. Si fos així, la vida a l'espai podria ser fins i tot força normal, però en forma de cèl·lules sense nucli. Potser som els primers a passar pel Gran Filtre? Això ens porta de nou al problema ja esmentat, és a dir, la dificultat de comunicar-se a distància.
També hi ha una opció que encara tenim per davant un avenç en el desenvolupament. Aleshores no hi havia cap dubte d'èxit.
Tot això són consideracions molt especulatives. Alguns científics ofereixen explicacions més mundanes per a la manca de senyals alienígenes. Alan Stern, científic en cap de New Horizons, diu que la paradoxa es pot resoldre simplement. escorça de gel espessaque envolta els oceans sobre altres cossos celestes. L'investigador treu aquesta conclusió a partir dels descobriments recents del sistema solar: els oceans d'aigua líquida es troben sota l'escorça de moltes llunes. En alguns casos (Europa, Enceladus), l'aigua entra en contacte amb sòls rocosos i s'hi registra activitat hidrotermal. Això hauria de contribuir a l'aparició de la vida.
Una escorça de gel espessa pot protegir la vida de fenòmens hostils a l'espai exterior. Estem parlant aquí, entre altres coses, de fortes erupcions estel·lars, impactes d'asteroides o radiació prop d'un gegant gasós. D'altra banda, pot representar una barrera per al desenvolupament que és difícil de superar fins i tot per a una hipotètica vida intel·ligent. És possible que aquestes civilitzacions aquàtiques no coneguin cap espai fora de la gruixuda escorça de gel. És difícil fins i tot somiar amb anar més enllà dels seus límits i del medi aquàtic: seria molt més difícil que per a nosaltres, per a qui l'espai exterior, excepte l'atmosfera terrestre, tampoc és un lloc molt amable.
Busquem una vida o un lloc adequat per viure?
En qualsevol cas, els terrícoles també hem de pensar en allò que busquem realment: la vida mateixa o un lloc adequat per a la vida com la nostra. Suposant que no volem lluitar en guerres espacials amb ningú, són dues coses diferents. Els planetes que són viables però no tenen civilitzacions avançades poden convertir-se en àrees de colonització potencial. I cada cop trobem més llocs tan prometedors. Ja podem utilitzar eines d'observació per determinar si un planeta es troba en el que es coneix com a òrbita. zona de vida al voltant d'una estrellasi és rocós i a una temperatura adequada per a l'aigua líquida. Aviat podrem detectar si realment hi ha aigua, i determinar la composició de l'atmosfera.
La zona de vida al voltant de les estrelles en funció de la seva mida i exemples d'exoplanetes semblants a la Terra (coordenada horitzontal - distància de l'estrella (JA); coordenada vertical - massa estel·lar (relativa al sol)).
L'any passat, utilitzant l'instrument HARPS d'ESO i una sèrie de telescopis d'arreu del món, els científics van descobrir l'exoplaneta LHS 1140b com el candidat més conegut per a la vida. Orbita al voltant de la nana vermella LHS 1140, a 18 anys llum de la Terra. Els astrònoms estimen que el planeta té almenys cinc mil milions d'anys. Van concloure que té un diàmetre de gairebé 1,4 1140. km - que és XNUMX vegades la mida de la Terra. Els estudis sobre la massa i la densitat de LHS XNUMX b han conclòs que és probable que sigui una roca amb un nucli de ferro dens. Sona familiar?
Una mica abans, es va fer famós un sistema de set planetes semblants a la Terra al voltant d'una estrella. TRAPIST-1. Estan etiquetats de "b" a "h" en ordre de distància a l'estrella hoste. Les anàlisis realitzades pels científics i publicades al número de gener de Nature Astronomy suggereixen que a causa de les temperatures superficials moderades, l'escalfament moderat de les marees i un flux de radiació prou baix que no condueix a un efecte hivernacle, els millors candidats per a planetes habitables són "e ” objectes i “e”. És possible que el primer cobreixi tot l'oceà d'aigua.
Planetes del sistema TRAPPIST-1
Així, descobrir les condicions favorables a la vida sembla ja al nostre abast. La detecció remota de la vida mateixa, que encara és relativament senzilla i no emet ones electromagnètiques, és una història completament diferent. Tanmateix, els científics de la Universitat de Washington han proposat un nou mètode que complementa la recerca de grans nombres proposada des de fa temps. oxigen a l'atmosfera del planeta. El millor de la idea de l'oxigen és que és difícil produir grans quantitats d'oxigen sense vida, però no se sap si tota la vida produeix oxigen.
"La bioquímica de la producció d'oxigen és complexa i pot ser rara", explica Joshua Crissansen-Totton de la Universitat de Washington a la revista Science Advances. Analitzant la història de la vida a la Terra, es va poder identificar una barreja de gasos, la presència dels quals indica l'existència de vida de la mateixa manera que l'oxigen. Parlant de mescla de metà i diòxid de carboni, sense monòxid de carboni. Per què no l'últim? El fet és que els àtoms de carboni d'ambdues molècules representen diferents graus d'oxidació. És molt difícil obtenir nivells adequats d'oxidació per processos no biològics sense la formació concomitant de monòxid de carboni mediat per la reacció. Si, per exemple, una font de metà i CO2 hi ha volcans a l'atmosfera, inevitablement aniran acompanyats de monòxid de carboni. A més, aquest gas és ràpid i fàcilment absorbit pels microorganismes. Com que està present a l'atmosfera, més aviat s'hauria de descartar l'existència de vida.
Per al 2019, la NASA té previst llançar-lo Telescopi espacial James Webbque podrà estudiar amb més precisió les atmosferes d'aquests planetes per la presència de gasos més pesants com el diòxid de carboni, metà, aigua i oxigen.
El primer exoplaneta es va descobrir als anys 90. Des d'aleshores, ja hem confirmat gairebé 4. exoplanetes en uns 2800 sistemes, inclosos una vintena que semblen potencialment habitables. En desenvolupar millors instruments per observar aquests mons, serem capaços de fer conjectures més informades sobre les condicions allà. I queda per veure què en sortirà.
