Ésta es una de las preguntas más antiguas a las que se enfrenta la ciencia. Este año, mi colega Woody Sullivan y yo publicamos un artículo en Astrobiología en el que presentamos nuevos resultados que, en mi opinión, arrojan nueva luz sobre este problema. Hace un mes, basándome en nuestros resultados, escribí un artículo popular para el New York Times con el provocativo titular "Sí, los extraterrestres existen". El artículo generó una cierta cantidad de comentarios y varias respuestas. Alguien estuvo de acuerdo, alguien discutió y alguien incluso me instó a abordar el problema de los ovnis (lo siento, pero esto no es mío).
Ahora me gustaría volver a hablar sobre nuestros hallazgos y explicar con más detalle su significado y límites. Es especialmente importante para mí responder a dos excelentes artículos controvertidos publicados por Ross Andersen en el Atlántico y Ethan Siegel en Forbes. Ni Andersen ni Siegel están de acuerdo con mis argumentos, y ambos lograron encontrar buenas objeciones a ellos. En esencia, lo principal en la ciencia (no estoy hablando de negacionistas del calentamiento global) es la discusión. Mis dos oponentes son muy buenos escribiendo y su escepticismo me hizo pensar más en nuestras ideas con el coautor. En general, fue muy útil.
Haré una reserva de inmediato. El artículo salió demasiado largo, ya que tuve que prestar atención a los antecedentes, pero sin esto, el significado de mis argumentos simplemente podría perderse. Aquellos familiarizados con la ecuación de Drake y su historia pueden saltarse la siguiente sección.
Antecedentes del problema
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En 1961, el astrónomo Frank Drake organizó una conferencia sobre las posibilidades de la comunicación interestelar. Drake decidió comenzar con una simple pregunta: ¿cuántas civilizaciones alienígenas (llamémoslas ex civilizaciones) existen en la galaxia ahora? Para facilitar la discusión, Drake identificó siete parámetros, cada uno de los cuales correspondía a un aspecto del problema, y los incluyó como factores en la ecuación que determina el número total de exocivilizaciones existentes (N). La ecuación de Drake se ve así.
R * en él es el número de estrellas formadas por año en nuestra galaxia; fp es la fracción de estrellas con planetas; ne es el número promedio de planetas para cada estrella ubicada en la llamada zona habitable (es decir, que tiene condiciones favorables para el origen de la vida); fl es la fracción de planetas en la que ocurre la vida; fi es la proporción de planetas habitados en los que surge la inteligencia; fс es la proporción de planetas en los que se desarrollan civilizaciones tecnológicas avanzadas. El último factor (¡y el más problemático!) Es L, el promedio de vida de una civilización tecnológica.
La ecuación de Drake se considera una de las herramientas clave para estudiar la cuestión de la vida en el universo. Durante los últimos 50 años, ha servido como punto de referencia para los astrónomos que se enfrentan a este problema.
Cabe señalar que en 1961, cuando Drake estaba compilando su ecuación, al menos se sabía algo solo sobre el primer factor: la cantidad de estrellas formadas por año. Todos los demás parámetros eran desconocidos. Esto significó que durante mucho tiempo, los científicos que usaban la ecuación de Drake solo podían especular sobre sus valores. Los optimistas eligieron opciones que conducen a valores altos de N, los pesimistas eligieron opciones que conducen a valores bajos. Era cuestión de gustos.
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Sin embargo, entonces tuvo lugar una revolución exoplanetaria. En los últimos 20 años, los descubrimientos astronómicos han cambiado la forma en que pensamos sobre los planetas que orbitan otras estrellas. A lo largo del camino, se determinaron los valores de los siguientes dos términos de la ecuación de Drake (fp y ne). Resultó que hay planetas en todas partes. Casi todas las estrellas del cielo tienen al menos un planeta.
Nuevas ideas
Woody y yo decidimos aprovechar este gran salto y hacer algo que, hasta donde sabemos, nadie ha hecho hasta ahora, digamos, basado en nueva evidencia, algo más definitivo sobre exocivilizaciones.
Para esto hemos cambiado la pregunta clave. Clásico "¿Cuántas exocivilizaciones hay ahora?" lo reemplazamos con "¿Cuántas exocivilizaciones ha habido?" Este enfoque nos permitió ignorar el factor L, la duración de la vida, y también repensar las tres probabilidades desconocidas asociadas con la vida (fl, fi y fc). En lugar de mirarlos por separado, los hemos combinado. Esto significaba que estábamos interesados en todo junto: todo el proceso desde el surgimiento de la vida hasta la creación de una civilización avanzada. Llamamos a nuestro nuevo factor "probabilidad biotécnica" - fbt. De hecho, estamos hablando del producto de las mismas tres incógnitas de la ecuación de Drake. En el lenguaje de las matemáticas, esto se parece a fbt = fl * fi * fс.
Esta forma de ver el problema, utilizando nuevos datos de exoplanetas y transformando la fórmula, proporciona una restricción empírica para una pregunta en la que la ecuación de Drake generalmente no se enfoca. Esta es la pregunta:
¿Cuál es la probabilidad biotécnica de que un planeta seamos la única civilización que haya existido en la historia del universo?
Teniendo en cuenta los datos sobre exoplanetas, obtuvimos el resultado: 10-22 o uno en diez mil millones de billones. Llamamos a esta figura la "línea del pesimismo". Se puede interpretar de diferentes formas.
Primero, imagine muchos, muchos planetas en la zona habitable, es decir, planetas cuyas órbitas permiten la existencia de agua líquida. Según nuestros hallazgos, la humanidad será única solo si, para encontrar la exocivilización, tiene que buscar diez mil millones de billones de planetas.
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En segundo lugar, debe comprender que ante nosotros nadie podría decir qué significa la palabra "pesimismo" en este caso. ¿Debería considerarse el fbt "pesimista" al nivel de uno a un millón o de mil millones? Antes de la publicación de nuestro artículo, no existía un límite claro más allá del cual los valores de las variables relacionadas con la vida de la ecuación de Drake significarían que estamos en el pleno sentido de la palabra solos en este mundo. Sin embargo, Woody y yo descubrimos que si la naturaleza, en su sabiduría infinita, eligió un valor de menos de uno entre diez mil millones de billones, seremos la única civilización en la historia del universo. Pero si eligió un valor superior a diez mil billones de billones, entonces la vida, el intelecto y la civilización ya existían antes que nosotros.
Crítica
Uno de cada diez mil millones de billones es muy poco. Como escribí en el New York Times, con base en esto, se puede suponer que las antiguas civilizaciones probablemente existieron antes que nosotros, y puede que haya habido muchas de ellas. Encontré esta conclusión la más lógica.
Sin embargo, no todos estuvieron de acuerdo conmigo. Una de las objeciones fundamentales planteadas por mis oponentes fue que, aunque 10-22 en realidad no es suficiente, esto no prueba la existencia de exocivilizaciones. En particular, a Andersen no le gustó especialmente la frase: "… [C] el calor del pesimismo necesario para dudar de la existencia de una civilización extraterrestre avanzada en un momento u otro es contrario al sentido común".
En esto tengo que estar de acuerdo con la crítica. No debería haber hablado de las discrepancias con sentido común. A pesar de que la “línea pesimista” es muy baja, es bastante aceptable asumir que somos un fenómeno único en la historia del universo. De hecho, el único juicio empíricamente sólido que Woody y yo tenemos derecho a hacer es este: podemos decir con certeza dónde cae la línea del pesimismo (uno en diez mil millones de billones). Dados los datos disponibles, es muy posible formular una teoría racional que afirme que el valor real de la probabilidad biotécnica es menor que 10-22.
Sin embargo, Andersen, Siegel y yo no estamos de acuerdo sobre cómo interpretar nuestro resultado. Primero, no estoy de acuerdo con que la idea de probabilidad biotécnica oscurezca de alguna manera el hecho de que todas las variables relacionadas con la vida en la ecuación de Drake pueden ser teóricamente extremadamente pequeñas. El artículo de Atlantic se tituló (aunque no es seguro que Andersen tenga algo que ver con este título) "Los juegos de matemáticas no hacen de los extraterrestres una realidad". Esto realmente me hizo reír, porque no hay "juegos matemáticos" en nuestro trabajo.
Aunque inicialmente nos planteamos una tarea más difícil, al final todo se hizo más fácil. Simplemente tomamos en cuenta el número de planetas en la zona habitable del universo observable. Cabe señalar que nuestro "rasgo pesimista" no ignora posibles valores pequeños de variables individuales. Los hemos tenido a todos en cuenta.
Así es como funciona.
Primero, suponga que consideramos la probabilidad del nacimiento de vida en el planeta en la zona habitable igual a uno en un millón (fl = 10-6), la probabilidad del nacimiento de la inteligencia - también igual a uno en un millón (fi = 10-6) y la probabilidad de crear esta inteligencia. la vida de una civilización tecnológica es exactamente la misma (ft = 10-6). Esto significa una probabilidad biotecnológica de uno en un millón de billones (10-6 * 10-6 * 10-6 = 10-18). Como puede ver, no hay trucos. Por lo tanto, cualquier argumento sobre la baja probabilidad de la aparición de la vida o el desarrollo de la razón o la creación de la civilización pierde su significado; todo esto ya está incluido en el concepto de probabilidad biotécnica.
Tenga en cuenta que los valores de las variables dadas en el párrafo anterior significarían que hubo 10,000 exocivilizaciones en la historia del universo.
Además, aunque ciertamente todavía tenemos suficientes datos para trazar la línea del pesimismo, la propia historia de controversia en torno a la ecuación de Drake nos proporciona una gran cantidad de material que nos permite pensar más profundamente sobre nuestros resultados. Si bien muchos han argumentado que las exocivilizaciones deben ser raras, casi nunca han explicado directamente qué significa "raro" en este contexto. Al mismo tiempo, si miras más de cerca, a menudo los que hablaban de rareza en realidad se referían a una frecuencia de varios órdenes de magnitud superior a 10-22, nuestra línea de pesimismo.
Esto es fácil de demostrar con un ejemplo bien conocido. En 1983, el físico Brandon Carter presentó un argumento extremadamente ingenioso contra la exocivilización, basado en la evidencia de que tomó tiempo para que surgiera inteligencia en la Tierra comparable a la edad del Sol. Con base en este hecho, concluyó que para crear inteligencia, la evolución tomó una serie de “pasos difíciles, cada uno de los cuales era extremadamente improbable.
Suponiendo que había diez de esos "pasos" evolutivos, calculó que la probabilidad total de que ocurra la exocivilización es de 10-20. En su opinión, esta conclusión es "más que suficiente para asegurarnos de que nuestro nivel de desarrollo sea único para el universo observacional".
¡Sin embargo, no lo es! Nuestro "rasgo pesimista" sugiere que el cálculo de Carter deja espacio para cientos de exocivilizaciones. Carter pensó que estaba adoptando una postura hiperpesimista, pero en realidad resultó ser optimista. También debe tenerse en cuenta que los investigadores modernos creen que solo hubo cinco "pasos difíciles" (si los hubo). Teniendo en cuenta las otras cifras que Carter le dio a su trabajo, en este caso hablaremos de una probabilidad igual a 10-10. Combinado con nuestro "rasgo de pesimismo", esto significa la posible existencia, en diferentes momentos, de un billón de exocivilizaciones. (No olvidemos que autores como Mario Livio hacen argumentos que socavan los fundamentos mismos de la hipótesis de Carter).
