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Somos a única civilização de espécies inteligentes no universo?

Uma equipe de astrofísicos desenvolveu uma equação matemática que dá a probabilidade se seres inteligentes viveram antes de nós ou se nós somos os únicos seres no Universo.


É uma das questões mais antigas da ciência. No início deste ano, os astrofísicos Woody Sullivan e Adam Frank, publicaram um artigo na revista Astrobiology apresentando novos resultados que, acreditam eles, lançam uma nova luz sobre a antiga pergunta. E, com base nesse trabalho, no mês passado, Adam escreveu um OpEd no The New York Times que começava com um título provocador "Sim, houveram Aliens". "A edição da Times encontrou um grande público e gerou respostas fortes que funcionam de acordo com a dissidência de pessoas dizendo que eu realmente devo olhar para UFOs", disse Adam."Desculpe, mas essa não é minha praia".

Woody e Adam apresentaram seu argumento e mergulharam um pouco mais em seu significado e seus limites. Em particular, eles abordaram duas excelentes refutações escritas por Ross Andersen em The Atlantic e Ethan Siegel em Forbes. Uma coisa sobre a ciência (tome nota negadores do clima) é que ela é realmente é um jogo de perguntas e respostas. Ambos, Andersen e Siegel são grandes escritores. "Seu ceticismo me fez pensar ainda mais sobre as idéias do nosso papel e que foi realmente útil", disse Adam.

Uma nota antes de começar. Este artigo é um pouco longo, porque o autor precisou introduzir alguns conhecimentos prévios para que o resto do seu argumento fizesse sentido. Aqueles que estão familiarizados com a "equação de Drake" e sua história podem pular a próxima seção.

O plano de fundo

Em 1961, o astrônomo Frank Drake foi convidado a convocar uma reunião para botar para fora as possibilidades de comunicação interestelar. Drake decidiu enquadrar a questão em termos simples: Qual é o número de civilizações alienígenas (vamos chamá-las de exo-civilizações) existente agora na galáxia? Para fomentar a discussão na sua reunião, Drake quebrou o problema em sete pedaços. Cada peça representava um aspecto diferente do problema e cada uma podia ser expressa como um fator de uma equação para o número total de exo-civilizações existentes (que nos referiremos como N). A equação de Drake se parece com isso:


Na equação de Drake N* é o número de estrelas nascidas a cada ano; fp é a fração de estrelas que têm planetas; np é o número de planetas por estrela vivendo em órbitas no lugar certo para a vida se formar (a chamada zona de "Cachinhos Dourados"); fl é a fração de planetas onde a vida começa; fEu é a fração de planetas de suporte de vida na qual inteligência evolui e ft é a fração de civilizações tecnológicas avançadas. O fator final L é o mais assombroso, que representa o tempo de vida médio de uma civilização tecnológica.

A equação de Drake tem sido extremamente importante para pensar sobre a vida no Universo. Nos últimos 50 anos, tem servido como um guia crítico por astrônomos na organização de seu pensamento e suas investigações sobre o assunto.

O que é importante notar é que quando Drake escreveu sua equação em 1961, somente o primeiro termo, o número de estrelas formando por ano, estava nem perto de ser conhecido. Cada outro termo tinha "dados livres." Isso significava que a maior parte de sua história, cientistas usaram a equação de Drake só poderiam fornecer hipóteses sobre os outros termos. Se você é otimista, você defenderá valores que levarão a um grande valor de N. Se você for pessimista, você defenderá valores que levarão para valores pequenos de N. Era cada um por si.

Mas isso foi antes da revolução de exo-planetas. Nos últimos 20 anos, descobertas astronômicas têm transformado nossa compreensão de planetas orbitando outras estrelas. No processo, eles têm pregado os segundos dois termos da equação de Drake (fp e np). O que descobrimos foi que havia planetas em todos os lugares. Praticamente todas as estrelas no céu hospedam pelo menos um planeta.

O novo trabalho

No livro, Woody  e Frank usaram este salto para a frente para fazer algo que, a nosso conhecimento, não tinha sido feito antes. Eles usaram novos dados para dizer algo um pouco mais definitivo sobre exo-civilizações.

Para fazer isso, primeiramente eles mudaram a questão. Eles abandonaram "quantas exo-civilizações existem agora?" e focamos em "Quantas exo-civilizações têm existido?" Esta abordagem permitiu-na ignorar o termo de vida L. Também permitiu-na pensar diferente sobre as três probabilidades desconhecidas envolvendo vida (fl, fEue ft). Eles preferiram lidar com elas separadamente, aproximando e focando em todos os três termos juntos. Isso significa que estavam interessados no pacote completo: todo o processo desde a origem da vida e todo o caminho até uma civilização avançada. Eles chamaram esse novo termo de "probabilidade de bio-técnica", fBT, e não é nada mais do que o produto dos termos centrado na vida usual da equação de Drake. Na língua da matemática fBT : Al* fEu* ft.

Ao olhar para o problema desta forma —  usando os novos dados de exo-planetas e reorganizando as coisas — os resultados forneceram uma empírica restrição para uma questão muito diferente do que a equação de um Drake geralmente concentrou-se sobre. Eis o novo questionamento:

O que a probabilidade bio-técnica por planeta teria que ser para que sejamos a única civilização que ocorreu em toda a história do universo?

Colocando na informação de exo-planetas, foi encontrado uma resposta de 10-22 ou um em 10 bilhões de trilhões. Eles chamaram este número da "linha de pessimismo", e você pode pensar sobre seu significado em um monte de maneiras.

Em primeiro lugar, imagine que você tenha um grande número de planetas na zona Cachinhos dourados (planetas em órbitas onde a água líquida pode existir na superfície). Os resultados dizem que você teria que passar por 10 bilhões de trilhões de planetas e só encontrar UM com uma exo-civilização para os seres humanos serem exclusivos no Universo. 

Outra abordagem é reconhecer que, até esse trabalho se feito, ninguém realmente sabia o que o pessimismo significava. Se, por exemplo, você for um pessimista, você pensará que BT está um em 1 milhão ou 1 em 1 bilhão? Antes do artigo, não havia maneira de colocar um limite firme sobre quais valores para os termos vida centrada na Equação de Drake implícita. Os astrofísicos estavam sozinhos no sentido mais profundo da palavra. "O que o Woody e encontramos foi que se a natureza, em sua infinita sabedoria, escolhe um valor abaixo de um em 10 bilhões de milhões para que nós sejamos a única civilização existente". Disse Frank. "Mas se a natureza escolher um número maior do que 10 bilhões de trilhões, então a vida, inteligência e civilização já aconteceu antes".

A crítica

Um em 10 bilhões trilhões é um número muito pequeno. O argumento usado por Frank no The New York Times foi que ele é tão pequeno que a implicação deve ser que as exo-civilizações provavelmente tem existido antes (possivelmente várias delas). Segundo ele, esse é um tipo de "argumento por exaustão".

Mas muita gente discordou. Dentre as objeções de princípio, existiu o fato de que só porque 10-22 é um número pequeno, não significa ser uma prova de que as exo-civilizações existiram antes de nós. Em particular, Andersen teve problema com esta frase: "... o grau de pessimismo necessário para duvidar da existência, em algum ponto no tempo, de uma fronteira civilização extraterrestre avançada com o irracional."

Frank concordou com a crítica. Ele diz que não deveria ter usado a palavra "irracional". "Isso é porque, apesar do tamanho minúsculo da linha de pessimismo, não é "irracional" duvidar que somos únicos na história cósmica." disse ele. "Na verdade, a alegação empiricamente válida que somente Woody e eu podemos fazer é a seguinte: podemos dizer com certeza onde a linha de pessimismo se encontra (um em 10 bilhões de trilhões). Na ausência de mais dados, é racionalmente possível construir um argumento que afirma o valor da natureza para a probabilidade e bio-técnica inferior a 10-22.

O ponto em que Frank discorda com Andersen e Siegel, no entanto, é como interpretar o resultado. Em primeiro lugar, existe uma ideia que a probabilidade bio-técnico, fBT, de alguma forma, esconde o fato de que cada um dos termos da equação de Drake centrado na vida poderia ser pequeno por conta própria. A manchete do The Atlantic disse que a "Fantasia Matemática Não Torna os Aliens Reais" (embora Andersen não tenha alguma coisa a ver com a manchete). "Eu tive que rir com essa frase, porque a matemática que eu usei foi tudo, menos extravagante", disse Frank. 

Eis aqui como ele funciona.

Primeiro, vamos dizer que você pense que a probabilidade de conseguir que a vida se forme um planeta Cachinhos Dourados seja uma em 1 milhão (fl = 10-6). Você também pode pensar que a probabilidade que a vida em um desses planetas seja inteligente é um em 1 milhão (fEu = 10-6) também. Finalmente, você também poderia dizer que há um 1 em 1 milhão para um dos planetas que formam a vida e então evoluíram para seres inteligentes para continuar e criar uma civilização tecnológica (ft = 10-6). Isso significa que a probabilidade total de bio-técnica será uma em um  milhão de trilhão  (10 -6 * 10 -6 * 10 -6 = 10 -18). Não há manipulação aqui. Seja qual for os argumentos que alguém queira fazer sobre o quão improvável a formação de vida ou evolução da inteligência ou a criação de civilizações podem ser - elas são todas expressas dentro da probabilidade de bio-técnica.

Observe que as opções acima, quando comparadas com a linha de pessimismo, levam a 10.000 exo-civilizações ocorrendo em história cósmica.

Também, enquanto é verdade que não podemos dizer nada explicitamente orientado a dados passado nossa derivação da linha pessimismo, a história do debate sobre a equação de Drake fornece um amplo material para pensar mais profundamente sobre o resultado. Enquanto muitos têm argumentado que as exo-civilizações seriam raras, o sentido do que significa raro quase nunca é especificado explicitamente. Se você arranhar abaixo da superfície, raras vezes significa ordens de magnitude acima dos número de 10-22  

Para ver este ponto, vamos dar um exemplo particularmente famoso. Em 1983, o físico Brandon Carter desenvolveu um argumento engenhoso absolutamente contra as exo-civilizações baseado na observação de que o tempo para a inteligência surgir na Terra perto da idade total do Sol. 

Imaginando que havia 10 evolutivos "passos difíceis", ele fez um cálculo onde ele encontrou a probabilidade total para exo-civilizações a forma para ser  10-22. Ele afirmou em seguida, que esse valor "é mais do que suficiente para garantir que nosso estágio de desenvolvimento seja único no universo visível".

Mas não é! A linha de pessimismo que mostra que o cálculo de 1983 do Carter ainda permite que 100 exo-civilizações existam. Carter se destina seu cálculo para ser hiper-pessimista, mas acaba por ser otimista em vez disso. Também deve ser notado que os investigadores acreditam agora que apenas cinco etapas evolutivas existem (isso se elas realmente existirem). Isso, junto com os outros valores no artigo original do Carter, implica uma probabilidade de 10-10 que, juntamente com a linha de pessimismo, implica 1 trilhão de exo-civilizações em toda a história cósmica. (Também é digno de nota que autores como Mario Livio apresentam argumentos que minam a base para o trabalho do Carter).

Claro, é ainda possível construir argumentos deixando a probabilidade muito abaixo da nossa linha de pessimismo, assegurando-se de que somos a única exo-civilização já formada. Mas é aqui que mais importante implicação do trabalho de Woody  e Frank aparece.

A probabilidade não é uma abstração. Não é só um número puro. Em vez disso, ela representa algo muito real. Representa 10 bilhões de trilhões de planetas existentes no lugar certo para a natureza. Cada mundo é o lugar onde ventos podem soprar sobre montanhas, onde névoas podem subir nos vales, onde mares e rios podem fluir. Quando você mantenha essa imagem em sua mente, você vê algo de notável: a linha de pessimismo na verdade representa a 10 bilhões de trilhões de vezes o universo tem controlado sua experiência com planetas e a vida.

Qualquer argumento de hiper-pessimista ficará equilibrado pelo fato de que existem muitos bons argumentos novos que o surgimento da vida e da inteligência não pode ser tão difícil de obter. Muitas destas opiniões otimistas vêm de avanços na biologia. Por exemplo, a  Wentao Ma e colaboradores usam simulações de computador para mostrar que as primeiras moléculas de replicação poderiam ter sido curtos fios de RNA que eram fáceis de se formar e que rapidamente levaram ao DNA. E, como a neurologista Que Lori Marino tem argumentado, a inteligência humana evoluiu em cima de estruturas cognitivas que já tinham uma longa história da vida na terra. Assim, nosso tipo de inteligência já não deve ser visto como inteiramente separado do que evoluiu antes. É especial, mas não especial.

Assim, os céticos estão inteiramente certos que sem dados, é preciso normalmente permanecer agnóstico sobre exo-civilizações. Não é possível atribuir uma probabilidade para um processo desconhecido. Mas parar por aí é perder um ponto-chave sobre o nosso momento na ciência e na história. Astrobiologia, o estudo da vida no universo, tem feito progressos tremendos através de estudos de nosso mundo, os outros mundos em nosso sistema solar e, famosamente, exo-planetas recém-descobertos. 

O estudo de Woody Sullivan e Adam Frank  está situado em meio a estes horizontes astrobiológicos em expansão. Eles acreditam que seus resultados dizem que a maioria dos pessimistas (sobre a questão que foi perguntada) são realmente otimistas e o restante é hiper-pessimista — bem, eles realmente têm algumas 'explicações a dar'.

Finalmente, deve-se observar que o estudo não disse nada sobre a existência de civilizações agora. Deve-se lembrar que os autores estavam lhe dando com um tipo de exo-civilização arqueológica, antiga. Se esse importante fator de vida L não for longo, então nosso bairro, a Via Láctea, pode estar inteiramente vazia (com exceção de nós) na época atual cósmica.

Artigo original por Adam Frank, professor de astrofísica, do blog NPR 

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Autor Felipe Sérvulo

Graduado em Física pela UEPB. Mestrando em Cosmologia, gravitação e física das partículas pela UFCG. Possui experiência na área de divulgação científica com ênfase em astronomia, astrofísica, astrobiologia, cosmologia, biologia evolutiva e história da ciência. Possui experiência na área de docência informática, física, química e matemática, com ênfase em desenvolvimento de websites e design gráfico e experiência na área de artes, com ênfase em pinturas e desenhos realistas. Fundador do Projeto Mistérios do Universo, colaborador, editor, tradutor e colaborador da Sociedade Científica e do Universo Racionalista. Membro da Associação Paraibana de Astronomia. Pai, nerd, geek, colecionador, aficionado pela arte, pela astronomia e pelo Universo. Curriculum Lattes: http://lattes.cnpq.br/8938378819014229
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