Bem-vindo de volta à nossa série Fermi Paradox, onde damos uma olhada nas possíveis soluções para a famosa pergunta de Enrico Fermi, “Onde estão todos?” Hoje, examinamos a possibilidade de não termos ouvido falar de alienígenas porque a vida inteligente só sobrevive por algum tempo.
Em 1950, o físico ítalo-americano Enrico Fermi sentou-se para almoçar com alguns de seus colegas no Laboratório Nacional de Los Alamos, onde havia trabalhado cinco anos antes como parte do Projeto Manhattan. De acordo com vários relatos, a conversa se voltou para alienígenas e a recente onda de OVNIs. Nisso, Fermi emitiu uma declaração que ficaria nos anais da história: “Onde estão todos?”
Isso se tornou a base do Paradoxo de Fermi, que se refere à disparidade entre as estimativas de alta probabilidade para a existência de inteligência extraterrestre (ETI) e a aparente falta de evidências. Desde a época de Fermi, houve várias propostas de resolução para sua questão, que incluem a possibilidade de que as civilizações tenham apenas uma “Breve janela” com a qual se comunicarem com o cosmos antes de serem extintas.
Em geral, as propostas que se enquadram neste título reconhecem que embora o Universo possa realmente estar repleto de vida, o tempo e o espaço impõem limitações significativas que tornam muito difícil para as espécies inteligentes se comunicarem entre si. Em suma, a distância entre as civilizações pode significar que, no momento em que uma civilização tiver avançado a ponto de poder transmitir um sinal para o espaço, estará extinta antes de obter uma resposta.
A Equação de Drake
Em 1961, o famoso pesquisador do SETI, Frank Drake, propôs a equação que levaria seu nome durante uma conferência no Observatório Greenbank. Em vez de ser uma estimativa oficial do número de ETIs em nossa galáxia em um determinado momento, a Equação de Drake era um argumento probabilístico destinado a resumir os desafios da pesquisa SETI. Matematicamente, era assim:
N = R * X FP X NE X FL X FI X FC X L
– N é o número de civilizações em nossa galáxia com as quais podemos nos comunicar;
– R * é a taxa média de formação de estrelas em nossa galáxia;
– fp é a fração daquelas estrelas que têm planetas;
– ne é o número de planetas que podem realmente sustentar vida;
– fl é o número de planetas que desenvolverão vida;
– fi é o número de planetas que desenvolverão vida inteligente;
– fc é o número de civilizações que desenvolveriam tecnologias de transmissão; e
– L é o tempo que essas civilizações teriam para transmitir seus sinais para o espaço.
Para o bem da Hipótese da Janela Breve, o parâmetro-chave é L. Nesse caso, ele pode ser definido como a quantidade de tempo que se espera que uma civilização exista antes de sucumbir a um evento de nível de extinção. Isso pode assumir a forma de um desastre natural (impacto de um asteróide) ou vir na forma de autodestruição (guerra nuclear ou biológica). Usando a humanidade como exemplo, todas essas ameaças existenciais aparecem como possibilidades prováveis.
Enquanto na Equação de Drake clássica, L é definido como o tempo que uma civilização tem para desenvolver a tecnologia necessária (ex. Comunicações de rádio) e transmitir um sinal, a hipótese da Janela Breve também considera o tempo que levaria para obter uma resposta. Quanto tempo pode uma civilização moderna esperar existir antes que um destino cataclísmico a reivindique? Será esse o motivo do “Grande Silêncio”?
A hipótese do Grande Filtro
Em 1996, Robin Hanson – filósofo e pesquisador associado do Instituto do Futuro da Humanidade da Universidade de Oxford (FHI) – publicou um ensaio intitulado “O Grande Filtro – Estamos Quase Passando disso?” Aqui, Hanson propôs que deve haver algo em nosso Universo que impede a matéria inorgânica de se juntar para criar vida simples e, eventualmente, dar origem a espécies inteligentes.
Esse “filtro”, argumentou Hanson, deve estar em algum lugar entre o ponto em que a vida emerge em um planeta (abiogênese) e o ponto em que pode se tornar uma civilização interplanetária ou interestelar. Com base em como a vida surgiu na Terra e evoluiu ao longo de bilhões de anos, Hanson criou uma linha do tempo de nove etapas. Estes incluíam:
1. Sistema estelar habitável (orgânicos e planetas habitáveis);
2. Moléculas reprodutivas (por exemplo, RNA);
3. Vida unicelular procariótica;
4. Vida unicelular eucariótica;
5. Reprodução sexual;
6. Vida multicelular;
7. Animais capazes de usar ferramentas;
8. Civilização industrial;
9. Colonização em larga escala.
De acordo com a hipótese de Hanson, pelo menos uma dessas etapas deve ser estatisticamente improvável. Ou a vida tem dificuldade em emergir de materiais inorgânicos no início, ou as chances de falha catastrófica aumentam à medida que uma espécie se torna mais e mais avançada. Para os fins da Hipótese da Janela Breve, presume-se que este filtro exista entre as etapas 8 e 9, refletindo o nível atual de desenvolvimento da humanidade.
Origem
Um dos primeiros exemplos dessa hipótese vem do astrofísico e radioastrônomo alemão Sebastian von Hoerner, um colega de Frank Drake que participou do Projeto Ozma – o primeiro projeto SETI já montado. Em 1961, ele escreveu um artigo intitulado “The Search for Signals from Other Civilizations”, onde argumentou que a distância entre as civilizações pode explicar por que não tivemos notícias de nenhuma.
Para resumir, ele afirmou que a janela existencial de uma civilização tecnologicamente avançada (L) pode ser muito curta em relação ao tempo que levaria para fazer contato com outra espécie inteligente. Como ele escreveu:
“Não devemos subestimar o poder de dois fatores críticos que podem encerrar a vida de uma civilização uma vez que o estado técnico seja alcançado. A ciência e a tecnologia foram trazidas (não inteiramente, mas em alto grau) pela luta pela supremacia e pelo desejo de uma vida fácil. Ambas as forças motrizes tendem a destruir se não forem controladas a tempo: a primeira leva à destruição total e a segunda leva à degeneração biológica ou mental. Em resumo, assumimos que um estado de espírito não muito diferente do nosso terá se desenvolvido em muitos lugares, mas terá apenas uma longevidade limitada.”
Para os fins de seu estudo, von Hoerner estimou que a vida média de uma civilização seria de 6.500 anos e que a distância média entre as civilizações na Via Láctea seria de 1.000 anos-luz. Embora fossem inteiramente especulativos, eles forneciam uma estrutura para fazer estimativas de quanto tempo uma civilização poderia viver e se comunicar de maneira conciliável.
Considerando-se quando von Hoerner escreveu o estudo – durante o auge da Guerra Fria, quando a aniquilação nuclear era uma ameaça constante – o tema do avanço tecnológico e da autodestruição era certamente plausível. No entanto, várias variações foram propostas ao longo dos anos em resposta à crescente consciência de novas ameaças existenciais. Na maioria das vezes, eles se concentraram na superpopulação e na destruição ambiental.
Lições do Antropoceno
Como de costume, as tentativas de resolver o Paradoxo de Fermi levantam suposições inerentes ao paradoxo e à própria solução proposta. Quer seja a conjectura de Hart-Tipler (que assume que a humanidade deve ser a única civilização avançada na galáxia), ou que as civilizações se destruirão inevitavelmente, existe a suposição compartilhada de que a civilização avançada estaria sujeita a um crescimento exponencial.
Em contraste, vários pesquisadores ofereceram cenários em que as ETIs foram incapazes de sustentar esse padrão de crescimento assumido, explicando por que nenhum conseguiu colonizar toda a galáxia (ou mesmo grandes porções dela). Em 2009, Jacob D. Haqq-Misra do Blue Marble Space Institute of Science e Seth D. Baum do Global Catastrophic Risk Institute discutiram exatamente esse ponto em um estudo intitulado “A Solução de Sustentabilidade para o Paradoxo de Fermi”.
Essencialmente, eles arriscaram que “[a] ausência de observação ETI pode ser explicada pela possibilidade de que o crescimento exponencial ou outro crescimento mais rápido não seja um padrão de desenvolvimento sustentável para civilizações inteligentes.” Usando lições tiradas da história humana, Haqq-Misra e Baum mostraram como o crescimento exponencial tem sido uma característica comum das civilizações humanas, muitas vezes em seu detrimento.
Isso culminou no que muitos geólogos chamam de “Antropoceno”, uma época em que a humanidade é o maior fator determinante para as mudanças climáticas devido ao impacto que elas têm no planeta. Quando aplicada a exo-civilizações, essa mesma tendência poderia explicar por que não ouvimos de alienígenas. Como eles declararam:
“O Paradoxo de Fermi, em última análise, diz respeito à expansão espacial das civilizações, mas a expansão espacial está intimamente ligada à expansão da população, ao impacto ambiental e ao consumo de recursos. Por exemplo, a migração é freqüentemente impulsionada pela escassez de recursos, que por sua vez pode resultar de grande população e / ou degradação ambiental. Da mesma forma, a migração para regiões desabitadas pode levar a excedentes de recursos, que por sua vez podem impulsionar o crescimento populacional. Finalmente, uma política amplamente expansionista pode causar expansão em cada espaço, população, impacto ambiental e consumo de recursos.”
Outro exemplo vem de um livro de 2018 intitulado Light of the Stars: Alien Worlds and the Fate of the Earth, do astrofísico Prof. Adam Frank. Este trabalho também se baseou em um estudo de 2018 intitulado “O Antropoceno Generalizado: Evolução das Exo-Civilizações e Seu Feedback Planetário”, que ele conduziu com colegas da Universidade de Rochester, da Universidade de Washington e do Instituto Max Planck de Biogeoquímica.
Em ambos, Frank argumentou que o Antropoceno poderia oferecer uma resolução para o Paradoxo de Fermi e que o destino das exo-civilizações pode estar ligado ao da humanidade. Como nós, o relacionamento dinâmico que as ETIs têm com seu planeta provavelmente cria feedbacks dentro de seus sistemas ambientais. Citando a Equação de Drake, Frank enfatizou o seguinte:
“A Terra não é única. Mesmo se, por exemplo, Pc fosse tão baixo quanto 10-19, o número de civilizações tecnológicas como a nossa ao longo da história do Universo visível ainda seria grande o suficiente (Nc ~ 1000) para propriedades médias estatisticamente significativas de exo-civilizações para existir. Essas propriedades médias incluem o tempo de vida médio de uma civilização tecnológica. Notamos que representa o fator final na equação de Drake e, portanto, tem uma longa história no debate sobre exo-civilizações. Sua importância para as questões de sustentabilidade é direta.”
Em suma, o desafio da sustentabilidade apresenta um possível contra-argumento a uma suposição muito comum feita por pesquisadores que lidam com o Paradoxo de Fermi. Outra pesquisa se concentrou na possibilidade de que a própria janela pode ser uma função da distância, e que as civilizações que enviam sinais para o Universo provavelmente não viverão o suficiente para ouvir uma resposta a seus sinais.
Esse argumento foi apresentado por Claudio Grimaldi e uma equipe de cientistas – incluindo o Dr. Frank Drake – em um estudo de 2018 intitulado “Area Coverage of Expanding E.T. Sinais na Galáxia: SETI e Drake’s N.” nele, a equipe fez duas suposições importantes sobre a Equação de Drake: uma, que as ETIs emergem em nossa galáxia (N) a uma taxa constante; dois, que eles só serão capazes de enviar transmissões por um determinado período de tempo antes de serem extintas (L).
Muito depois que essas civilizações morreram, essas transmissões continuarão viajando para o exterior na velocidade da luz (c). As transmissões formariam um anel (uma frente de onda em forma de rosca) dentro do qual os sinais de rádio seriam detectáveis. A espessura das paredes de cada anel (medida em anos-luz) corresponderá a quantos anos a civilização foi capaz de transmitir sinais de rádio para o espaço antes de ficar em silêncio.
Depois de modelar como essas frentes de rádio viajariam, os pesquisadores descobriram que surgiram dois casos com base no fato de as camadas de radiação serem (1) mais finas ou (2) mais grossas do que o tamanho da Via Láctea (~ 100.000 anos-luz de diâmetro). Isso correspondeu às vidas presumidas de civilizações tecnologicamente avançadas (L), que poderiam ser menores ou maiores do que o tempo que leva para a luz cruzar toda a nossa galáxia – ou seja, ~ 100.000 anos.
No primeiro caso, cada parede anular seria menor do que o tamanho de nossa galáxia e preencheria apenas uma fração dela, diminuindo a chance de uma detecção SETI. Mas, dependendo da frequência com que as civilizações surgem, eles descobriram, esses anéis podem preencher nossa galáxia com sinais e até mesmo se sobrepor. No segundo caso, um anel seria mais grosso que o tamanho de nossa galáxia, mas a detecção dependeria do número de civilizações transmitindo.
No final, Grimaldi, Drake e seus colegas descobriram que o número de sinais de rádio chegando à Terra seria quase o mesmo em ambos os casos. No entanto, assumindo que as civilizações vivam por menos de ~ 100.000 anos (L), eles determinaram que “as transmissões que chegam à Terra podem vir de civilizações distantes há muito extintas, enquanto as civilizações ainda vivas estão enviando sinais que ainda estão para chegar.”
Em outras palavras, quando a humanidade receber uma mensagem de uma civilização avançada, ela já estará morta. Isso tem implicações diretas para a humanidade, pois significa que quando uma civilização inteligente ouvir a Mensagem de Arecibo ou qualquer outro sinal de Inteligência Extraterrestre de Mensagens (METI), estaremos mortos há muito tempo.
Crítica
Naturalmente, as várias teorias que se enquadram neste título geral podem ser facilmente criticadas pelo número de suposições que fazem. Usar a humanidade como um modelo fornece uma grande quantidade de material para reflexão e permite que teorias interessantes sejam feitas sobre o desenvolvimento de ETIs avançadas. Infelizmente, nenhuma dessas teorias é testável ou falsificável.
Simplificando, não temos ideia de quanto tempo pode-se esperar de uma civilização avançada. Sem exemplos de civilizações que surgiram e foram extintas, é impossível criar uma estrutura significativa. Do jeito que está, a humanidade é a única civilização avançada que conhecemos, e nem sabemos por quanto tempo continuaremos existindo antes que uma ameaça existencial – seja uma guerra nuclear, mudança climática ou um desastre natural – nos reivindique.
Outra questão emerge da ideia de que civilizações avançadas existem fora da Terra, mas é muito cedo para ouvirmos falar delas. Carl Sagan e William Newman discutiram este ponto em seu estudo de 1981, “Civilizações galácticas: Dinâmica populacional e difusão interestelar.” No entanto, este argumento foi criticado por críticos que enfatizam que ele contradiz o Princípio Cosmológico (também conhecido como Princípio de Copérnico).
Em resposta, o astrofísico e pesquisador da NASA David Brin enfatizou que é tolice considerar que o desenvolvimento da humanidade ocorreu em um ponto especial no tempo – ou seja, quando nossa galáxia está fazendo a transição de poucas civilizações avançadas (ou apenas uma) para várias. Considerando a longevidade de nossa galáxia, é muito mais provável que o que estamos experimentando seja uma condição típica.
Ainda assim, no que diz respeito às resoluções em potencial, esta teoria tem um grau de simplicidade e plausibilidade que é consistente com a Navalha de Ockham. Além disso, a ideia de que os problemas atuais da humanidade são típicos de espécies inteligentes satisfaz o Princípio de Copérnico. Ao colocar o “filtro” entre as etapas 8 e 9, indica que a capacidade da vida de crescer exponencialmente e se tornar o maior fator que afeta seu ambiente restringe sua longevidade.
Essa lógica também ajuda a trazer o maior desafio da humanidade – como viver de forma sustentável ou enfrentar o colapso – em um foco mais nítido. Se esperamos viver o suficiente para ouvir de outras civilizações, precisamos ter certeza de que não estamos vivendo com tempo emprestado!
Escrevemos muitos artigos interessantes sobre o Paradoxo de Fermi, a Equação de Drake e a Busca por Inteligência Extraterrestre (SETI) aqui no Universo Hoje.
Publicado em 09/11/2020 12h35
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