La paradoja de Fermi después de una ola de descubrimientos de exoplanetas

En la galaxia RX J1131-1231, un equipo de astrofísicos de la Universidad de Oklahoma ha descubierto el primer grupo conocido de planetas fuera de la Vía Láctea. Los objetos "seguidos" por la técnica de microlente gravitacional tienen diferentes masas, desde la lunar hasta la de Júpiter. ¿Este descubrimiento hace que la paradoja de Fermi sea más paradójica?

Hay aproximadamente la misma cantidad de estrellas en nuestra galaxia (100-400 mil millones), aproximadamente la misma cantidad de galaxias en el universo visible, por lo que hay una galaxia entera para cada estrella en nuestra vasta Vía Láctea. En general, durante 10 años.²² k 10²⁴ estrellas. Los científicos no tienen consenso sobre cuántas estrellas son similares a nuestro Sol (es decir, similares en tamaño, temperatura, brillo); las estimaciones oscilan entre el 5 % y el 20 %. Tomando el primer valor y eligiendo el menor número de estrellas (10²²), obtenemos 500 billones o un billón de billones de estrellas como el Sol.

Según los estudios y estimaciones de PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), al menos el 1% de las estrellas del universo giran alrededor de un planeta capaz de albergar vida, por lo que estamos hablando de la cantidad de 100 billones de billones de planetas con propiedades similares. a la tierra. Si asumimos que después de miles de millones de años de existencia, solo el 1% de los planetas de la Tierra desarrollará vida, y el 1% de ellos tendrá vida evolutiva en forma inteligente, esto significaría que hay un planeta de billar con civilizaciones inteligentes en el universo visible.

Si solo hablamos de nuestra galaxia y repetimos los cálculos, asumiendo el número exacto de estrellas en la Vía Láctea (100 mil millones), concluimos que probablemente hay al menos mil millones de planetas similares a la Tierra en nuestra galaxia. y 100 XNUMX. civilizaciones inteligentes!

Algunos astrofísicos calculan que la probabilidad de que la humanidad se convierta en la primera especie tecnológicamente avanzada es de 1 en 10.²²es decir, permanece insignificante. Por otro lado, el universo existe desde hace unos 13,8 millones de años. Incluso si las civilizaciones no surgieron en los primeros miles de millones de años, todavía pasó mucho tiempo antes de que lo hicieran. Por cierto, si después de la eliminación final en la Vía Láctea hubo "solo" mil civilizaciones y habrían existido durante aproximadamente el mismo tiempo que la nuestra (hasta ahora unos 10 XNUMX años), entonces lo más probable es que ya hayan desaparecido, muriendo o reuniendo otros inaccesibles a nuestro nivel de desarrollo, de los que hablaremos más adelante.

Tenga en cuenta que incluso las civilizaciones existentes "simultáneamente" se comunican con dificultad. Aunque solo sea por la razón de que si solo hubiera 10 mil años luz, les tomaría 20 mil años luz hacer una pregunta y luego responderla. años. Mirando la historia de la Tierra, no se puede descartar que en tal periodo de tiempo pueda surgir y desaparecer de la superficie una civilización...

Ecuación solo a partir de incógnitas

En un intento de evaluar si una civilización alienígena podría existir realmente, franco drake en los años 60 propuso la famosa ecuación - una fórmula cuya tarea es determinar "memanológicamente" la existencia de razas inteligentes en nuestra galaxia. Aquí usamos un término acuñado hace muchos años por Jan Tadeusz Stanisławski, satírico y autor de "conferencias" de radio y televisión sobre "manología aplicada", porque esa palabra parece apropiada para estas consideraciones.

según Ecuación de Drake – N, el número de civilizaciones extraterrestres con las que la humanidad puede comunicarse, es producto de:

R_* es la tasa de formación estelar en nuestra Galaxia;

f_p es el porcentaje de estrellas con planetas;

n_e es el número promedio de planetas en la zona habitable de una estrella, es decir, aquellos en los que puede surgir la vida;

f_l es el porcentaje de planetas en la zona habitable en los que surgirá la vida;

f_i es el porcentaje de planetas habitados en los que la vida desarrollará inteligencia (es decir, creará una civilización);

f_c - el porcentaje de civilizaciones que quieren comunicarse con la humanidad;

L es el promedio de vida de tales civilizaciones.

Como puede ver, la ecuación consta de casi todas las incógnitas. Al fin y al cabo, no sabemos ni la duración media de la existencia de una civilización, ni el porcentaje de los que quieren contactar con nosotros. Sustituyendo algunos resultados en la ecuación de "más o menos", resulta que puede haber cientos, si no miles, de tales civilizaciones en nuestra galaxia.

Ecuación de Drake y su autor

Tierras raras y extraterrestres malvados

Incluso sustituyendo valores conservadores por los componentes de la ecuación de Drake, obtenemos potencialmente miles de civilizaciones similares a la nuestra o más inteligentes. Pero si es así, ¿por qué no se ponen en contacto con nosotros? Este llamado La paradoja de Fermiego. Tiene muchas "soluciones" y explicaciones, pero con el estado actual de la tecnología, y más aún hace medio siglo, todas son como conjeturas y tiros a ciegas.

Esta paradoja, por ejemplo, a menudo se explica hipótesis de tierras rarasque nuestro planeta es único en todos los sentidos. La presión, la temperatura, la distancia al Sol, la inclinación axial o el campo magnético de protección contra la radiación se eligen para que la vida pueda desarrollarse y evolucionar durante el mayor tiempo posible.

Por supuesto, estamos descubriendo cada vez más exoplanetas en la ecosfera que podrían ser candidatos a planetas habitables. Más recientemente, se encontraron cerca de la estrella más cercana a nosotros: Próxima Centauri. Sin embargo, tal vez, a pesar de las similitudes, las "segunda Tierras" que se encuentran alrededor de los soles alienígenas no son "exactamente iguales" a nuestro planeta, y ¿solo en tal adaptación puede surgir una orgullosa civilización tecnológica? Quizás. Sin embargo, sabemos, incluso mirando a la Tierra, que la vida prospera en condiciones muy "inapropiadas".

Por supuesto, hay una diferencia entre administrar y construir Internet y enviar Tesla a Marte. El problema de la unicidad podría resolverse si pudiéramos encontrar en algún lugar del espacio un planeta exactamente como la Tierra, pero desprovisto de civilización tecnológica.

Al explicar la paradoja de Fermi, a veces se habla de los llamados malos alienígenas. Esto se entiende de diferentes maneras. Entonces, estos hipotéticos extraterrestres pueden estar "enojados" porque alguien quiere molestarlos, intervenir y molestar, por lo que se aíslan, no responden a las púas y no quieren tener nada que ver con nadie. También hay fantasías de extraterrestres "naturalmente malvados" que destruyen todas las civilizaciones que encuentran. Los mismos tecnológicamente avanzados no quieren que otras civilizaciones se adelanten y se conviertan en una amenaza para ellos.

También vale la pena recordar que la vida en el espacio está sujeta a diversas catástrofes que conocemos de la historia de nuestro planeta. Hablamos de glaciación, reacciones violentas de la estrella, bombardeo de meteoros, asteroides o cometas, colisiones con otros planetas o incluso radiación. Incluso si tales eventos no esterilizan todo el planeta, podrían ser el fin de la civilización.

Además, algunos no excluyen que seamos una de las primeras civilizaciones del universo -si no la primera- y que aún no hayamos evolucionado lo suficiente como para poder tomar contacto con civilizaciones menos avanzadas que surgieron después. Si esto fuera así, entonces el problema de la búsqueda de seres inteligentes en el espacio extraterrestre seguiría siendo insoluble. Además, una hipotética civilización "joven" no podría ser más joven que nosotros por solo unas pocas décadas para poder contactarla de forma remota.

La ventana tampoco es demasiado grande en el frente. La tecnología y el conocimiento de una civilización milenaria podría haber sido tan incomprensible para nosotros como lo es hoy para un hombre de las Cruzadas. Civilizaciones mucho más avanzadas serían como nuestro mundo para las hormigas en un hormiguero al costado del camino.

Los llamados especulativos Escala Kardashevocuya tarea es calificar los hipotéticos niveles de civilización según la cantidad de energía que consumen. Según ella, ni siquiera somos una civilización todavía. Tipo i, es decir, aquel que ha dominado la capacidad de utilizar los recursos energéticos de su propio planeta. Civilización tipo II capaz de usar toda la energía que rodea a la estrella, por ejemplo, usando una estructura llamada "esfera de Dyson". Civilización tipo III Según estas suposiciones, captura toda la energía de la galaxia. Recuerde, sin embargo, que este concepto se creó como parte de una civilización de Nivel I inacabada, que hasta hace poco se presentaba erróneamente como una civilización de Tipo II para construir una esfera de Dyson alrededor de su estrella (anomalías de la luz de las estrellas). KIK 8462852).

Si hubiera una civilización de tipo II, y más aún III, definitivamente la veríamos y nos contactaríamos; algunos de nosotros creemos que sí, argumentando además que dado que no vemos ni conocemos a extraterrestres tan avanzados, ellos simplemente no existen. . Otra escuela de explicación de la paradoja de Fermi, sin embargo, dice que las civilizaciones en estos niveles son invisibles e irreconocibles para nosotros, sin mencionar que, según la hipótesis del zoológico espacial, no prestan atención a tales criaturas subdesarrolladas.

¿Después de la prueba o antes?

Además de razonar sobre civilizaciones altamente desarrolladas, la paradoja de Fermi a veces se explica mediante los conceptos filtros evolutivos en el desarrollo de la civilización. Según ellos, hay una etapa en el proceso de evolución que parece imposible o muy improbable para la vida. Se llama Gran filtro, que supone el mayor avance en la historia de la vida en el planeta.

En lo que respecta a nuestra experiencia humana, no sabemos exactamente si estamos atrás, adelante o en medio de una gran filtración. Si logramos superar este filtro, puede haber sido una barrera infranqueable para la mayoría de las formas de vida en el espacio conocido, y somos únicos. La filtración puede ocurrir desde el principio, por ejemplo, durante la transformación de una célula procariota en una célula eucariota compleja. Si esto fuera así, la vida en el espacio podría ser incluso bastante ordinaria, pero en forma de células sin núcleo. ¿Quizás solo somos los primeros en pasar por el Gran Filtro? Esto nos lleva de nuevo al problema ya mencionado, a saber, la dificultad de comunicarse a distancia.

También existe la opción de que aún nos espera un gran avance en el desarrollo. No había duda de ningún éxito entonces.

Todas estas son consideraciones altamente especulativas. Algunos científicos ofrecen explicaciones más mundanas por la falta de señales extraterrestres. Alan Stern, científico jefe de New Horizons, dice que la paradoja se puede resolver de forma sencilla. gruesa corteza de hieloque rodea los océanos en otros cuerpos celestes. El investigador llega a esta conclusión sobre la base de descubrimientos recientes en el sistema solar: océanos de agua líquida yacen bajo la corteza de muchas lunas. En algunos casos (Europa, Encelado), el agua entra en contacto con suelo rocoso y allí se registra actividad hidrotermal. Esto debería contribuir al surgimiento de la vida.

Una gruesa capa de hielo puede proteger la vida de fenómenos hostiles en el espacio exterior. Hablamos aquí, entre otras cosas, de fuertes llamaradas estelares, impactos de asteroides o radiación cerca de un gigante gaseoso. Por otro lado, puede representar una barrera para el desarrollo que es difícil de superar incluso para la hipotética vida inteligente. Es posible que tales civilizaciones acuáticas no conozcan ningún espacio fuera de la gruesa capa de hielo. Es difícil incluso soñar con ir más allá de sus límites y del medio ambiente acuático; sería mucho más difícil que para nosotros, para quienes el espacio exterior, a excepción de la atmósfera terrestre, tampoco es un lugar muy amigable.

¿Estamos buscando una vida o un lugar adecuado para vivir?

En cualquier caso, los terrícolas también debemos pensar en lo que realmente estamos buscando: la vida misma o un lugar adecuado para la vida como la nuestra. Asumiendo que no queremos pelear guerras espaciales con nadie, esas son dos cosas diferentes. Los planetas que son viables pero que no tienen civilizaciones avanzadas pueden convertirse en áreas de colonización potencial. Y encontramos cada vez más lugares tan prometedores. Ya podemos utilizar herramientas de observación para determinar si un planeta se encuentra en lo que se conoce como órbita. zona de vida alrededor de una estrellasi es rocoso ya una temperatura adecuada para el agua líquida. Pronto podremos detectar si realmente hay agua allí y determinar la composición de la atmósfera.

La zona de vida alrededor de las estrellas según su tamaño y ejemplos de exoplanetas similares a la Tierra (coordenada horizontal: distancia a la estrella (JA); coordenada vertical: masa de la estrella (en relación con el sol)).

El año pasado, utilizando el instrumento HARPS de ESO y varios telescopios en todo el mundo, los científicos descubrieron el exoplaneta LHS 1140b como el candidato más conocido para la vida. Orbita la enana roja LHS 1140, a 18 años luz de la Tierra. Los astrónomos estiman que el planeta tiene al menos cinco mil millones de años. Llegaron a la conclusión de que tiene un diámetro de casi 1,4 1140. km - que es XNUMX veces el tamaño de la Tierra. Los estudios de masa y densidad de LHS XNUMX b han concluido que es probable que se trate de una roca con un núcleo de hierro denso. ¿Suena familiar?

Un poco antes, se hizo famoso un sistema de siete planetas similares a la Tierra alrededor de una estrella. TRAPENISTA-1. Están etiquetados de "b" a "h" en orden de distancia de la estrella anfitriona. Los análisis realizados por científicos y publicados en la edición de enero de Nature Astronomy sugieren que debido a las temperaturas superficiales moderadas, el calentamiento moderado de las mareas y un flujo de radiación suficientemente bajo que no conduce a un efecto invernadero, los mejores candidatos para planetas habitables son "e ” objetos y “e”. Es posible que el primero cubra todo el océano de agua.

Planetas del sistema TRAPPIST-1

Así, descubrir las condiciones propicias para la vida parece estar ya a nuestro alcance. La detección remota de la vida misma, que todavía es relativamente simple y no emite ondas electromagnéticas, es una historia completamente diferente. Sin embargo, los científicos de la Universidad de Washington han ideado un nuevo método para complementar la búsqueda de grandes números propuesta desde hace mucho tiempo. oxígeno en la atmósfera del planeta. Lo bueno de la idea del oxígeno es que es difícil producir grandes cantidades de oxígeno sin vida, pero se desconoce si toda la vida produce oxígeno.

“La bioquímica de la producción de oxígeno es compleja y puede ser rara”, explica Joshua Crissansen-Totton de la Universidad de Washington en la revista Science Advances. Analizando la historia de la vida en la Tierra, fue posible identificar una mezcla de gases, cuya presencia indica la existencia de vida de la misma manera que el oxígeno. Hablando de mezcla de metano y dióxido de carbono, sin monóxido de carbono. ¿Por qué no el último? El hecho es que los átomos de carbono en ambas moléculas representan diferentes grados de oxidación. Es muy difícil obtener niveles apropiados de oxidación por procesos no biológicos sin la formación concomitante de monóxido de carbono mediado por la reacción. Si, por ejemplo, una fuente de metano y CO₂ hay volcanes en la atmósfera, inevitablemente estarán acompañados de monóxido de carbono. Además, este gas es absorbido rápida y fácilmente por los microorganismos. Dado que está presente en la atmósfera, más bien debería descartarse la existencia de vida.

Para 2019, la NASA planea lanzar Telescopio espacial James Webbque podrá estudiar con mayor precisión las atmósferas de estos planetas en busca de la presencia de gases más pesados ​​como el dióxido de carbono, el metano, el agua y el oxígeno.

El primer exoplaneta fue descubierto en los años 90. Desde entonces, ya hemos confirmado casi 4. exoplanetas en unos 2800 sistemas, incluidos unos veinte que parecen ser potencialmente habitables. Al desarrollar mejores instrumentos para observar estos mundos, podremos hacer conjeturas más informadas sobre las condiciones allí. Y lo que saldrá de ello está por verse.