Vida inteligente no Universo

Para a pergunta "Existe outras civilizações inteligentes / tecnologicamente avançada no Universo ?", podemos dizer que existem incontáveis estrelas, provavelmente muitos planetas em cada estrela, e que se a vida e inteligência (tecnologia) se desenvolveu aqui, é muito provável que o mesmo tenha acontecido talvez em muitos lugares. Por outro lado, a vida terrestre pode ter sido uma reação em cadeia rara de numerosos eventos que favoreceram o desenvolvimento.

• A humanidade já acreditou que a Terra era o centro do universo ou que o universo girava em torno do Sol. Até perto do final do século XX dizia-se que o Sol era a única estrela com planetas em sua órbita. Hoje sabemos que o sol é uma estrela média, a Terra é um planeta médio (em termos de tamanho e posição), que os planetas são muito mais numerosos que estrelas na galáxia, e que um grande número destes planetas possuem uma temperatura na superfície que permite existir água líquida...
• Um outro elemento primorsial nesta reflexão : Os processos físico-químicos que ocorrem no Universo seguem leis que conhecemos. Não existe elementos no Universo que não estejam na Tabela periodica dos elementos. Todos os planetas obedecem às leis estabelecidas por Newton e Einstein.

• A equação de Drake

Equação de Drake

Crédito : Observatoire de Paris / UFE

A equação de Drake corresponde à uma aproximação estatística desenvolvida por um astrônomo norte americano chamado Frank Drake em 1961. Drake colocou sob a forma de uma equação simples um cálculo do número de civilizações com as quais poderíamos nos comunicar (N_civ) :

N_civ = F_est x P_pla x N_pla x P_vida x P_int x P_com x T

F_est é a taxa de formação de estrelas na galáxia;
P_... é a probabilidade ou fração de estrelas que satisfazem uma condição particular (de 0% a 100%, ou de 0 a 1);
P_pla é a probabilidade que uma estrela possua planetas;
N_pla é o número médio de  planetas habitáveis por estrela;
P_vida é a probabilidade de vida aparecer em um planeta habitável;
P_int é a probabilidade da vida desenvolver inteligência (tecnologia);
P_com é a probabilidade de que uma forma de vida inteligente desenvolva meios de se comunicar com outros mundos (por exemplo, rádio);
T é a duração na qual a telecomunicação pode ser detectável. É aproximadamente o tempo de vida de uma civilização que se comunica.

Esta equação apresenta os elementos necessários e permite estudá-los (ou direcionar os estudos), mas não fornece a resposta. A equação de Drake acaba sendo , na realidade, um moo de medir nossa ignorância ... e nosso progresso!

• Visão geral do nosso conhecimento atual:

O solo do satéllite Europa

O solo de Europe assemelha-se a peças de quebra-cabeças que deslisaram. Uma explicação possível é que o solo gelado encubra um oceano de água líquida. Crédito : NASA / GFSC

• O número de estrelas na Via Láctea é algo entre 100 e 200 bilhões. Sua idade é da ordem de 10 bilhões de anos. Estima-se, então, que a taxa de formação de estrelas F_est é cerca de 10 por ano. Esta taxa é aproximadamente constante por aproximadamente 5 bilhões de anos. Esta taxa de formação de estrelas só foi melhor conhecida em 1995.

• A descoberta de exoplanetas com o satélite Kepler mostrou quea probabilidade de uma estrela possuir planetas, P_pla, é muito grande, perto de 100%, ao menos no disco galático. Este resultado trata-se da maior descoberta sobre exoplanetas. As estrelas mais distantes do plano galático, mais velhas e pobres em metais podem abrigar um número m]bem menor de planetas.

• O fator tempo não aparece na equação de Drake mas é um fator importante a ser considerado pois cada estrela tem um tempo de vida que depende de sua massa: as mais massivas tornam-se mais brilhantes mas não vivem muito; as menos massivas não são tão quentes ou luminosas mas podem ter uma forte atividade eruptiva; Estrelas tipo solar, que são mais estáveis, representam apenas cerca de 1% do total. Podemos então considerar uma gama de estrelas aceitáveis (nem muito massivas, nem pouco) como aproximadamente 10% do total.

• As restrições nos planetas (massa e distância da estrela) dependem de condições necessárias para o aparecimento de vida e, portanto, da definição do conceito de "vida". Podemos limitar a massa da seguinte maneira: Os planetas muito massivos são os gigantes gazosos e não possuem superfície (como Júpiter, Saturno, Urano, Netuno) e os pouco massivos (como Mercúrio) e os planetas anões (como Plutão) não são capazes de manter uma atmosfera aceitável. Podemos considerar também que a vida pode aparecer em satélites dos planetas gigantes: mesmo não se tratando de "planeta", devemos incluir esta possibilidade no termo N_pla. No Sistema Solar temos o exemplo de Europa (satélite de júpiter, que pode ter um oceano de água líquida sob o gelo). A distancia do planeta à estrela é conhecido como zona habitável, onde a presença de água líquida é possível. No nosso Sistema Solar, a região adequada representa cerca de 2% da variação de distâncias dos planetas ao Sol. Considerando uma região entre 0,5 - 2,5 UA, tem-se 4%. O número de planetas habitáveis por estrela começa a ser conhecido somente agora com as observações do Kepler. Cerca de 20% das estrelas tipo solar possuem um planeta na zona habitável.

• A probabilidade da vida aparecer é desconhecida. Sob um ponto de vista otimista, a vida pode aparecer desde que haja "boas condições" físico-químicas na superfície de um planeta. Muitos índices levam os astrônomos pensar que a vida pode facilmente se formar em um planeta :

- A presença de moléculas pré-bioticas foram detectadas em cometas e no meio interestelar. Estas moléculas são elementos de base que, na terra, formaram as primeiras células vivas.

- As primeiras eras da terra foram bastante agitadas: ela foi bombardeada constantemente (como os outros planetas) por planetesimais, descendentes dos cometas. Quando o bombardeamento teve fim, há aproximadamente 3,6 bilhões de anos, a temperatura superficial baixou e quase que imediatamente, as primeiras células vivas apareceram. Os planetas vizinhos da Terra (Marte e Vênus) passaram pelas mesmas condições, então é possível que um processo similar ocorreu por lá. Ainda é possível que algumas condições excepcionais tenham ocorrido, por exemplo, Júpiter desempenhou um papel de escudo gravitacional da Terra, impedindo que muitos cometas caíssem aqui. Sem este escudo a Terra poderia ter uma superfície coberta de água e ser menos favorável à vida. Além disso, a Lua (que tem uma particularidade de ser bastante massiva em relação à Terra) estabiliza o eixo de rotação terrestre e, portanto, o clima a longo prazo. A Lua ainda produz as marés, intensificando a mudança líquido / sólido.

• A estimativa de  P_int  é ainda muito difícil analisar, começando pela definição de "inteligência".

• A estimativa de  P_com  também é difícil, uma vez que uma civilização desenvolvida pode escolher não se comunicar.

• Para terminar, T é totalmente desconhecido! Nossa civilizaçãotecnológica (capaz de se comunicar por ondas de rádio) tem apenas cerca de 100 anos (mesmo que o homo erectus tenha apareciso há milhões de anos). Nossa sociedade vai durar milhões de anos ou desapareceremos em alguns séculos por algum desastre natural, pela destruição do nosso ecossitema ou ainda uma guerra nuclear?

Resultado

Um cálculo otimista nos dá N_civ = 10 x 1 x 3 x 0.02 x 1 x 1/4 x 10⁸ = 1.5 10⁷.

Um cálculo pessimista nos dá N_civ = 10 x 1 x 3 x 0.01 x 0.02 x 1/10 x 200 ₌ 0.12. Na realizade N_civ deveria ser ao menos 1 pois nós já existimos. Entretanto, neste cenário, seríamos únicos na galáxia. Existe portanto uma grande margem de possibilidades.

Você pode testar diversos valores dos parâmetros utilizando o applet Equation de Drake.