Começa Com Um Estrondo

A humanidade pode estar sozinha no Universo

Lua e nuvens sobre o Oceano Pacífico, fotografadas por Frank Borman e James A. Lovell durante a missão Gemini 7. Crédito da imagem: NASA.

O New York Times afirmou que os alienígenas devem ter existido em algum momento. Mas a ciência é menos certa.

Existem dois resultados possíveis: se o resultado confirmar a hipótese, você fez uma medição. Se o resultado for contrário à hipótese, você fez uma descoberta. – Enrico Fermi

Pode nunca ter havido outra espécie alienígena inteligente e tecnologicamente avançada em toda a história do Universo. Na semana passada, no New York Times, o cientista Adam Frank escreveu enfaticamente que Sim, houve alienígenas , concluindo que, dados todos os mundos potencialmente habitáveis que conhecemos devem estar lá fora de nossas descobertas astrofísicas, a vida inteligente deve ter surgido. O que ele não leva em conta, no entanto, é a magnitude das incógnitas que abiogênese, evolução, habitabilidade de longo prazo e outros fatores trazem para a equação. Embora seja verdade que há um número astronômico de possibilidades para formas de vida inteligentes e tecnologicamente avançadas, as enormes incertezas tornam uma possibilidade muito real de que os humanos sejam os únicos alienígenas que nosso Universo já conheceu.

A mais longa caminhada espacial sem amarras de todos os tempos, do astronauta da NASA Bruce McCandless, a bordo do STS-41-B. Crédito da imagem: NASA.

Em 1961, o cientista Frank Drake surgiu com a primeira equação para prever quantas civilizações espaciais havia no Universo hoje. Ele se baseou em uma série de quantidades desconhecidas para as quais ele poderia fazer estimativas e, finalmente, chegar a quantas espécies alienígenas tecnologicamente avançadas havia, no momento, tanto em nossa galáxia quanto em nosso Universo observável agora. Com os avanços dos últimos 55 anos, muitas dessas quantidades que antes só podíamos estimar por meio de suposições agora podem ser conhecidas com um incrível grau de precisão.

O Hubble eXtreme Deep Field (XDF), que revelou aproximadamente 50% mais galáxias por grau quadrado do que o Ultra-Deep Field anterior. Crédito da imagem: NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee e P. Oesch, Universidade da Califórnia, Santa Cruz; R. Bouwens, Universidade de Leiden; e a Equipe HUDF09.

Para começar, nossa compreensão do tamanho e escala do Universo aumentou dramaticamente. Agora sabemos, graças a observações feitas com observatórios espaciais e terrestres que cobrem todo o espectro dos comprimentos de onda eletromagnéticos, quão grande é o Universo e quantas galáxias existem dentro dele. Temos uma compreensão muito melhor da formação de estrelas e como as estrelas funcionam, e assim, quando olhamos para o grande abismo do espaço profundo, podemos calcular quantas estrelas existem no Universo, tanto agora quanto ao longo de toda a história cósmica. desde o Big Bang. Esse número é enorme – algo próximo a 10²⁴ – e representa o número de chances que o Universo teve, nos últimos 13,8 bilhões de anos, de produzir vida como a nossa.

Ilustração do telescópio espacial Kepler, da NASA. Crédito da imagem: NASA Ames/W Stenzel.

Costumávamos nos perguntar quantas dessas estrelas tinham planetas ao seu redor, quantos desses planetas eram rochosos e capazes de ter atmosferas como a nossa, e quantos deles estavam a distâncias certas de suas estrelas para ter água líquida em suas superfícies. Por inúmeras gerações, isso era algo sobre o qual apenas nos perguntávamos. Mas graças aos enormes avanços nos estudos de exoplanetas, mais espetacularmente com o advento da espaçonave Kepler da NASA, aprendemos muito sobre o que está por aí, incluindo:

em algum lugar entre 80-100% das estrelas têm planetas ou sistemas planetários orbitando-os,
aproximadamente 20-25% desses sistemas têm um planeta na zona habitável de sua estrela, ou o local certo para a formação de água líquida em sua superfície,
e aproximadamente 10-20% desses planetas são semelhantes à Terra em tamanho e massa.

Então, somando tudo isso, existem mais de 10²² planetas potencialmente semelhantes à Terra no Universo, com as condições certas para a vida neles.

Moléculas de açúcar no gás ao redor de uma jovem estrela parecida com o Sol. Crédito da imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Equipa Calçada (ESO) & NASA/JPL-Caltech/WISE.

A situação é ainda melhor do que isso, porque com exceção das primeiras gerações das primeiras estrelas, praticamente todas elas vêm enriquecidas com os elementos pesados e ingredientes necessários à vida. Quando olhamos para o meio interestelar, para nuvens de gás molecular, para os centros de galáxias distantes, para fluxos de estrelas massivas ou mesmo para nossa própria galáxia, encontramos os elementos da tabela periódica – carbono, nitrogênio, oxigênio, silício, enxofre , fósforo, cobre, ferro e muito mais - necessários para a vida como a conhecemos. Quando olhamos dentro de meteoros e asteróides em nosso próprio Sistema Solar, encontramos não apenas esses elementos, mas os encontramos configurados em moléculas orgânicas como açúcares, anéis de carbono e até aminoácidos. Em outras palavras, não existem apenas mais de 10²² planetas potencialmente semelhantes à Terra no Universo; existem mais de 10²² planetas potencialmente semelhantes à Terra com as matérias-primas certas para a vida!

Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Lucianomendez, sob uma licença Creative Commons Sharealike.

Mas é aí que nosso otimismo, se estivermos sendo cientificamente honestos e escrupulosos, deve terminar. Porque há três grande passos lá fora, a fim de obter uma civilização humana, isso precisa acontecer:

A etapa da abiogênese – onde as matérias-primas associadas aos processos orgânicos realmente se tornam o que reconhecemos como vida – precisa ocorrer.
A vida deve sobreviver e prosperar por bilhões de anos em um planeta para evoluir a multicelularidade, complexidade, diferenciação e o que chamamos de inteligência.
E, finalmente, essa vida inteligente deve então se tornar uma civilização tecnológica, ganhando a capacidade de anunciar sua presença ao Universo, de ir além de sua casa e explorar o Universo, ou chegar ao estágio em que pode ouvir outras formas de inteligência no universo. Ou, mais otimista, todos os três.

Quando Carl Sagan apresentou originalmente Cosmos em 1980, ele afirmou que era razoável dar a cada uma dessas três etapas uma chance de 10% de sucesso. Se isso estivesse correto, haveria mais de 10 milhões de civilizações alienígenas inteligentes que existiram apenas na Via Láctea!

Um berçário estelar na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea. Crédito da imagem: NASA, ESA e Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration.

Hoje, Adam Frank argumenta que não é realista dar a essas três etapas uma probabilidade combinada de menos de 10^-22 e, portanto, conclui que deve ter havido alienígenas em outras partes do Universo. Mas esta é uma afirmação absurda, baseada em nenhuma evidência. Abiogênese pode ter sido comum; pode ter ocorrido várias vezes apenas na Terra, ou em Marte, Titã, Europa, Vênus, Enceladus ou em qualquer outro lugar, mesmo em nosso próprio Sistema Solar. Ou pode ser um processo tão raro que, mesmo que criássemos cem clones de uma Terra jovem – ou mil, ou um milhão — nosso mundo pode ser o único onde isso ocorreu.

Estruturas no meteorito ALH84001, que tem origem marciana. Alguns argumentam que as estruturas mostradas aqui podem ser a vida marciana antiga. Crédito da imagem: NASA, 1996.

E mesmo que a vida ocorra, quão afortunado você precisa ser para que ela sobreviva e prospere por bilhões de anos? Um cenário de aquecimento catastrófico, como Vênus, seria a norma? Ou um cenário de congelamento catastrófico, como em Marte? Ou a vida acabaria se envenenando na maior parte do tempo, como quase aconteceu na Terra há dois bilhões de anos? E mesmo se você tivesse vida por bilhões de anos, com que frequência você teria algo como a explosão cambriana, onde plantas, animais e fungos enormes, multicelulares e macroscópicos vieram dominar um planeta? Pode ser relativamente comum, onde talvez 10% das tentativas sejam bem-sucedidas, ou pode ser raro, onde 1 em um milhão ou mesmo 1 em um bilhão estão mais próximos das probabilidades realistas.

Bonobo no zoológico de San Diego pescando cupins. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Mike R, sob um c.c.-by-s.a. 3.0 licença.

E mesmo se você chegar lá, quão rara é uma espécie que usa ferramentas, desenvolve tecnologia e lança foguetes como um humano? Répteis complexos, pássaros e mamíferos que podem ser considerados inteligentes por muitas métricas existem há dezenas a centenas de milhões de anos, mas os humanos modernos surgiram há menos de um milhão de anos, e só nos tornamos o que consideramos tecnologicamente avançado em o último século ou dois. Existe uma chance de 10% de que, se você passar pela etapa anterior, chegue a uma civilização espacial? Ou é mais como um em mil, um em um milhão, um em um trilhão ou ainda pior?

A versão de Alan Chinchar de 1991 da Estação Espacial Freedom em órbita. Crédito da imagem: NASA.

A verdade da questão é esta: nós não sabemos . Sabemos que o Universo dá à vida inteligente um número muito grande de chances, da ordem de 10²². E sabemos que há apenas uma pequena probabilidade de passar de uma chance de vida para uma civilização espacial e tecnologicamente avançada. O que não sabemos é se essa chance é algo como 10^-3, 10^-20, 10^-50 ou qualquer número intermediário (ou ainda pior). Sabemos que a vida como os humanos surgiu uma vez , pelo menos, então a probabilidade deve ser diferente de zero. Mas além disso? Precisamos de dados. E nenhuma especulação ou pronunciamento substituirá essa informação; temos que encontrá-lo para saber. Qualquer outra coisa, apesar do que o New York Times afirma, não passa de suposições.

Esta postagem apareceu pela primeira vez na Forbes , e é oferecido a você sem anúncios por nossos apoiadores do Patreon . Comente em nosso fórum , & compre nosso primeiro livro: Além da Galáxia !