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Hace setenta años, el físico nuclear italoamericano Enrico Fermi planteó una pregunta a sus colegas durante una conversación a la hora del almuerzo. Si la vida es común en nuestro Universo, ¿por qué no podemos ver ninguna prueba de su actividad ahí fuera (también conocido como "dónde está todo el mundo"?) Setenta años después, esta pregunta ha lanzado otras tantas propuestas de resolución sobre cómo la inteligencia extraterrestre (ETI) podría ser común y, sin embargo, pasar desapercibida para nuestros instrumentos.
Algunas de las posibilidades que se han barajado son que la humanidad esté sola en el Universo, que haya llegado pronto a la fiesta o que no esté en condiciones de percibir ninguna todavía. Pero en un estudio reciente, Robin Hanson (creador del Gran Filtro) y un equipo interdisciplinar ofrecen un nuevo modelo para determinar cuándo llegarán los extraterrestres. Según su estudio, la humanidad es precoz en el Universo y se encontrará con otros dentro de 200 millones a 2.000 millones de años.
Además de ser asociado del Instituto del Futuro de la Humanidad (FHI) de la Universidad de Oxford, Robin Hanson es también profesor de economía en la Universidad George Mason. Le acompañan colegas del Centro de Teoría de las Partículas de la Universidad de Durham y del Departamento de Ciencias Matemáticas, del Departamento de Aprendizaje Automático de la Universidad Carnegie Mellon y de la empresa internacional de comercio Jump Trading.
Para desglosarlo sucintamente, el "modelo de los alienígenas agarrados" supone que las civilizaciones nacen según una serie de pasos similares a los que vemos con la evolución biológica de la vida aquí en la Tierra. Estas civilizaciones, a las que Hanson y sus colegas denominan "grabby civilizations" (GCs), se expandirán entonces a un ritmo común, alterando el volumen de espacio que ocupan, e impidiendo que surjan en estos volúmenes civilizaciones tecnológicamente avanzadas (similares a la humanidad actual). El modelo tiene tres parámetros, que consisten en
- Velocidad de expansión (s) por el hecho de que no vemos volúmenes alienígenas fuertes en nuestro cielo,
- Potencia (n) a partir de la historia de eventos significativos en la evolución de la vida en la Tierra,
- Constante (k) al suponer que nuestra fecha es una muestra aleatoria de sus fechas de aparición.
El modelo asume que la velocidad de expansión de las civilizaciones alienígenas puede estimarse basándose en el hecho de que nosotros (13.800 millones de años después del Big Bang) no detectamos su presencia en este momento, en la cantidad de tiempo que tarda la vida avanzada en evolucionar (basándose en) y en la suposición de que la ubicación de la humanidad en el espacio y el tiempo no es inusual, en relación con la aparición de civilizaciones avanzadas y en expansión (similar al Principio de Copérnico).
A partir de esto, Hanson y su equipo Además, Hanson y sus colegas fueron capaces de elaborar estimaciones sobre dónde están los CG en nuestro Universo, qué parte del Universo han ocupado hasta ahora y cuánto tiempo pasará antes de que nos encontremos con ellos.
"¿Dónde están todos?"
El primer parámetro (s) se remonta a la Paradoja de Fermi, tal y como la plantearon inicialmente Michael Hart y Frank Tipler), que se refiere a la aparente disparidad entre la probabilidad estadística de que haya vida inteligente en nuestro Universo y la ausencia de pruebas de la misma. En este marco teórico, los científicos se ven obligados a encontrar explicaciones sobre cómo la vida inteligente podría ser ubicua pero ha permanecido invisible a los instrumentos humanos hasta ahora.
Como se ha señalado, esto ha dado lugar a varias propuestas de resolución en las últimas décadas. Algunas consideraciones clave son la cronología del Universo y la evolución de la vida en la Tierra. Las estimaciones actuales indican que el Universo tiene 13.800 millones de años (± 40 millones de años), mientras que el Sistema Solar y el planeta Tierra se formaron hace aproximadamente 4.500 millones de años. Según las pruebas fósiles más recientes, se cree que las primeras formas de vida surgieron hace entre 4.200 y 3.800 millones de años.
Mientras tanto, la humanidad sólo ha existido durante los últimos 200.000 años de la historia de la Tierra y sólo ha disfrutado de un nivel de desarrollo tecnológico que permite realizar estudios SETI durante unos 70 años. Dada la disparidad entre estas cifras, muchos científicos argumentan que es simple antropocentrismo suponer que la humanidad podría ser la inteligencia más avanzada (o peor, sola) del Universo.
Por otro lado, hay quien sostiene que si las especies inteligentes hubieran surgido millones o miles de millones de años antes de que existiera el ser humano, ¿no habrían llegado a ocupar el Universo visible de forma significativa? ¿El hecho de que no veamos ningún CG cuando miramos al cielo nocturno no apoya la idea de que no hay nadie ahí fuera, o al menos no está en condiciones de comunicarse con nosotros todavía?
Otros siguen argumentando que una línea de tiempo evolutiva de 4.500 millones significa que sólo las estrellas y planetas más longevos podrían albergar vida, como las de tipo M (enanas rojas). Se sabe que estas estrellas tienen una vida increíblemente larga, permaneciendo en su fase de secuencia principal hasta trillones de años. Al mismo tiempo, recientes estudios de planetas exosolares han sugerido que son el lugar más probable para encontrar planetas rocosos orbitando dentro de sus zonas habitables (ZH). Como explicó Hanson a Universe Today por correo electrónico
"El 95% de los planetas están alrededor de estrellas más longevas que la nuestra, y la mayoría viven más de un billón de años. Además, la vida avanzada como nosotros debería aparecer hacia el final de la vida de un planeta, ya que la vida necesita evolucionar primero a través de muchas etapas. Así que somos bastante tempranos en comparación con el momento en que esperaríamos que apareciera la vida avanzada".
Así, mientras que nuestro planeta sólo ha existido durante el último 30% del Universo, nuestra línea de tiempo evolutiva corresponde al 1% de los periodos de vida de los planetas de larga duración. Esencialmente, esto significa que el 99% de las formas de vida avanzadas en nuestro Universo aparecerán después de hoy. Si añadimos a esto el hecho de que no vemos evidencias de civilizaciones alienígenas que ocupen la mayor parte del cosmos (algo que se hace más probable con el tiempo), uno se queda con la conclusión previsible de que la humanidad es una "llegada temprana."
¡Pisando fuerte!
El segundo parámetro (n) se basa en la noción de que la evolución biológica puede modelarse en base a un número de pasos. Este concepto fue introducido por el físico australiano y miembro de la Royal Society (FRS) Brandon Carter, conocido por haber acuñado el Principio Antrópico. En respuesta a lo que él consideraba la sobreextensión del Principio Copérnico en cosmología, este principio afirma que la propia existencia de vida inteligente indica que el propio Universo es propicio para su creación.
En un estudio de 1983 titulado "El principio antrópico y sus implicaciones para la evolución biológica", Carter presentó un modelo estadístico de cómo podrían surgir civilizaciones como la nuestra a partir de simple materia muerta mediante una serie de pasos intermedios. Desde entonces, muchos estudiosos se han basado en su modelo, entre ellos el propio Hanson. En 1996, Hanson publicó un ensayo titulado "El gran filtro: ¿ya casi lo hemos superado?", en el que proponía que la paradoja de Fermi podría ser el resultado de que uno o varios de estos pasos fueran improbables.
Utilizando la vida en la Tierra como plantilla, Hanson argumentó que había ocho pasos posibles entre las primeras formas de vida conocidas y el lugar en el que se encuentra la humanidad hoy, con un noveno paso que representa nuestro posible futuro. Éstas consisten en
- Sistema estelar habitable (orgánicos y planetas habitables)
- Moléculas reproductoras (por ejemplo, ARN)
- Vida unicelular procariótica
- Vida unicelular eucariótica
- Reproducción sexual
- Vida multicelular
- Animales capaces de utilizar herramientas
- Civilización industrial
- Colonización a gran escala
Con cada paso, la probabilidad de fracaso aumenta, una situación que Hanson resumió utilizando una analogía de apertura de cerraduras. Imagínese que tiene una serie de cerraduras que tiene que abrir antes de una fecha límite, y que tienen diferentes niveles de dificultad. La probabilidad de abrir todas las cerraduras antes de que se cumpla el plazo es una ley de potencia, en la que un cambio en una cantidad da lugar a un aumento proporcional de otra cantidad.
Para este estudio, Hanson y sus colegas reconsideraron estos pasos, teniendo en cuenta que algunos pueden llevar más tiempo que otros (lo que ellos agrupan como pasos "fáciles" o "difíciles"). La combinación de estos pasos es lo que denominaron "ley de potencia de los pasos duros", en la que cada paso influye en que una especie pueda avanzar lo suficiente antes de que otro CG ocupe su espacio y la suprima. Como explicó Hanson
"El calendario de eventos en la historia de la vida en la Tierra sugiere que hubo entre 3 y 9 pasos duros que la vida tuvo que pasar para alcanzar nuestro nivel y que la mayoría de los planetas como el nuestro nunca alcanzan nuestro nivel antes de que se cierre la ventana para la vida en ese planeta", dijo Hanson. "Por lo tanto, la vida avanzada como la nuestra es rara. También podemos ver que es rara porque no vemos ninguna vida por ahí en el nivel más avanzado de hacer grandes impactos visibles en el universo".
"Así, sabemos que hay un "gran filtro" que se interpone entre la simple materia muerta y la vida duradera en expansión. Nuestro nuevo análisis nos permite estimar la magnitud numérica de este filtro. La vida avanzada al nivel de los alienígenas agarrados aparece aproximadamente una vez por cada millón de galaxias antes de la fecha límite de los alienígenas agarrados".
En otras palabras, existe una fecha límite para la vida avanzada en el Universo, en la que debe surgir y alcanzar la complejidad antes de que una especie más antigua y avanzada la supere. Lejos de situar a la humanidad sola en el Universo, la posibilidad de que la humanidad sea una llegada temprana sugiere que hay muchos CG por ahí, así como otros que aún no han alcanzado un estado avanzado de desarrollo.
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| Diagramas que muestran un ejemplo de resultado estocástico de un modelo GC en una (1D) y dos (2D) dimensiones espaciales. Crédito: Hanson (et al.) |
"Si aparecen aleatoriamente civilizaciones alienígenas que luego se expanden para rehacer el universo, entonces una vez que todo el Universo está lleno de tales alienígenas, no quedan lugares para que la vida evolucione hacia nuestro nivel", añadió Hanson. "Es decir, los 'alienígenas agarrados' crean una fecha límite en la que debe aparecer la vida avanzada. Esta fecha límite es dentro de unos pocos miles de millones de años a partir de ahora. En relación con esa fecha límite, no somos tempranos".
¡A todo volumen!
El último parámetro (k) se basa en la suposición de que el tiempo y el espacio que ocupamos son representativos de la norma (como ya se ha señalado, la hipótesis copernicana). Según el modelo GC, esto es el resultado de un efecto de selección por el que la vida extraterrestre avanzada acabará expandiéndose hasta llenar el Universo. Esto plantea el último aspecto que Hanson y su equipo consideraron, que es cómo las civilizaciones menos desarrolladas hacen la transición para convertirse en CG - es decir, pasan de ser "silenciosas" a ser "ruidosas".
Las civilizaciones ruidosas se denominan así porque aumentan su volumen (del espacio), cambian la apariencia de sus volúmenes (muestran signos de actividad producen tecnosignaturas). Las civilizaciones silenciosas son las que no aumentan sus volúmenes ni los alteran, lo que describe efectivamente nuestro nivel actual de desarrollo. Con el tiempo, las civilizaciones silenciosas (si sobreviven) avanzarán hasta el punto de convertirse también en ruidosas, siempre que lo hagan antes de que pase el plazo.
Con estos parámetros definidos, Hanson y sus colegas simularon cómo las variaciones en la velocidad de expansión de los CG (s) y el tiempo que tarda la vida en evolucionar (n) arrojarían resultados diferentes sobre cuántos CG estaban actualmente activos en nuestro Universo, qué parte del mismo habían llegado a ocupar y (como resultado) cuándo podríamos encontrar un CG. Estas variables se visualizaron en términos de diagramas 1D y 2D (mostrados arriba) y una animación 3D (mostrada abajo).
El parámetro s es especialmente significativo, ya que los extraterrestres que se expanden más rápido serían más difíciles de detectar antes de que lleguen a nuestra puerta. Debido a la velocidad de la luz, cualquier actividad en un volumen de espacio ocupado tardaría miles de años en llegar hasta nosotros. Si un CG se expande lo suficientemente rápido, la luz que generaron cuando empezaron a expandirse no llegará antes que ellos. Como dice Hanson:
"En la fecha de origen de una civilización aleatoria, aproximadamente la mitad del universo está llena de civilizaciones alienígenas visibles muy grandes. Si éstas crecieran muy lentamente, entonces el cielo estaría lleno de ellas, enormes círculos en el cielo, mucho más grandes que la luna llena. Sin embargo, si crecieran a la velocidad de la luz, entonces no los veríamos hasta que llegaran.
"Si crecieran muy rápido, como por ejemplo a más de la mitad de la velocidad de la luz, entonces la mayoría de los lugares que podrían verlos serían lugares donde hubieran llegado y colonizado y cambiado. Es decir, si pudiéramos verlos, entonces probablemente estarían aquí en lugar de nosotros. En cuyo caso, no existiríamos".
¿Cuándo los conoceremos?
En definitiva, los resultados que Hans y su equipo obtuvieron indicaban el siguiente abanico de posibilidades:
- Las CG (o civilizaciones "ruidosas") surgen de las tranquilas a un ritmo de aproximadamente una vez por millón de galaxias
- Se expanden y aumentan su volumen a aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz
- Actualmente controlan el 40-50% del volumen del Universo
- Cada CG llegará a controlar entre 105 y 3 x 107 (entre 100.000 y 30 millones) galaxias
Por último, pero no por ello menos importante, estimaron que es probable que la humanidad se encuentre con el CG más cercano dentro de unos 200 millones a 2.000 millones de años. Mientras tanto, sus modelos también indican que las probabilidades de que la humanidad detecte signos de actividad tecnológica (también conocidos como "tecnosignaturas") son muy bajas. Como explicó Hanson, esto podría ser una mala noticia para quienes se dedican a la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI).
"Una vez por cada millón de galaxias es muy raro, y si los alienígenas agarrados fueran los únicos tipos que se ven, entonces las posibilidades de que SETI vea algún alienígena cercano serían muy bajas", dijo. "Sin embargo, puede ser que haya muchas más veces civilizaciones alienígenas "silenciosas" por ahí. Cuanto mayor sea la proporción de civilizaciones alienígenas silenciosas respecto a las agarradas, más cerca podrían encontrarse los alienígenas silenciosos más cercanos."
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| Ilustración del efecto de selección, cuando las velocidades de expansión (s) se acercan a la velocidad de la luz c, es probable que un CG nos haya superado en el momento en que lo veamos. Crédito: Hanson (et al.) |
Por el contrario, cuantas menos civilizaciones silenciosas existan (en relación con los CG) en este momento, mayores serán nuestras posibilidades futuras de convertirnos en un CG. Por desgracia, esta perspectiva también reduce las probabilidades de que detectemos y observemos civilizaciones alienígenas en nuestra galaxia. De hecho, el modelo creado por Hanson y sus colegas predice que la "proporción entre silenciosos y asaltantes" tiene que ser de más de 10.000 a 1 para que podamos esperar de forma realista que siquiera una civilización silenciosa haya estado activa en la historia de nuestra galaxia (unos 13.500 millones de años).
Esa proporción tiene que ser tan alta como 10 millones a 1 para que podamos esperar que cualquier civilización alienígena con una vida de un millón de años esté activa ahora mismo en nuestra galaxia. Aunque ninguno de estos resultados es especialmente alentador para los investigadores de SETI, el equipo de investigación señala que es posible que los volúmenes de espacio ocupados por los CG sean más sutiles en apariencia y que su velocidad de expansión sea más lenta. En este caso, estiman que se puede predecir la existencia de señales en el cielo nocturno.
Otro aspecto positivo de esta investigación es el hecho de que este tipo de modelización es ahora posible. Mientras que los primeros esfuerzos de SETI se guiaban por conjeturas que estaban sujetas a mucha incertidumbre (como la ecuación de Drake), ahora tenemos suficientes datos sobre los tipos de estrellas y exoplanetas en nuestro Universo que podemos hacer inferencias educadas.
"Es emocionante que estemos aquí ahora", dijo Hanson. "Ya no estamos especulando sobre los extraterrestres; estamos razonablemente seguros de que existen, y podemos decir dónde están en el espacio-tiempo. Tenemos un modelo estadístico sencillo que dice dónde están, qué están haciendo y dónde podríamos verlos o encontrarnos con ellos."
Fuentes, creditos y referencias:
“If Loud Aliens Explain Human Earliness, Quiet Aliens Are Also Rare” Robin Hanson ([email protected]), Daniel Martin, Calvin McCarter, Jonathan Paulson https://arxiv.org/abs/2102.01522, http://grabbyaliens.com
Creditos a Universe Today