Am vorbit si am scris adesea despre acest faimos paradox, care a fost enunțat de către fizicianul Enrico Fermi. Enunțat simplu, el sună cam așa: dacă există civilizații inteligente în Univers atunci cum de nu am aflat de ele? Știu, pentru unii de pe la noi, care cred că suntem deja vizitați de extratereștri și chiar că suntem răpiți de ei, acest paradox nu există. Totuși el reprezintă o preocupare pentru oameni de știință serioși. Ei caută explicații raționale, folosindu-se de metodele pe care știința le pune la dispoziție.
Pe 14 octombrie 2022, pe site-ul arXiv, locul în care sunt postate preprinturi ale articolelor științifice, era publicat un articol care mi-a atras imediat atenția, din pricină că se referea la paradoxul Fermi. El avea titlul ”Galactic settlement of low-mass stars as a resolution to the Fermi paradox” și a fost acceptat spre publicare în prestigioasa revistă Astronomical Journal.
Autorii arată în introducerea articolului că ”Dacă galaxia este presărată cu civilizații, unde sunt ele? Această întrebare, sub diferite forme, a fost pusă de către oamenii de știință care sunt interesați de căutarea vieții extraterestre. Astăzi întrebarea poartă numele de paradoxul Fermi sau Marea Tăcere. Aparenta absență a unor civilizații extraterestre care să călătorească prin galaxie sugerează marile dificultăți legate de călătoriile interstelare sau faptul că evoluția către civilizație este un eveniment foarte rar.”
Un articol din 1975
Imediat după partea introductivă, autorii citează un articol de referință, referitor la paradoxul Fermi, care a fost publicat în iunie 1975 sub titlul ”An Explanation for the Absence of Extraterrestrials on Earth” în Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society și care a fost semnat de astrofizicianul american Michael H. Hart. În acest articol se face o analiză detaliată a problemelor legate de paradoxul Fermi. Citez din articolul din 1975: ”Din cauza pregătirii lor, cei mai mulți oameni de știință au tendința de a nu lua în seamă informațiile care nu sunt rezultatul măsurătorilor. Aceasta este o precauție necesară, pentru a se evita includerea unor argumente metafizice. Această politică a făcut ca mulți dintre noi să neglijăm un fapt empiric de mare importanță: nu există ființe inteligente extraterestre sosite din spațiu pe Pământ. (Poate că au existat vizitatori în trecut, dar ei nu au rămas aici.)”
Hart susține că, dacă ar exista, civilizațiile extraterestre ar fi trebuit deja să colonizeze întreaga noastră galaxie. ”Să presupunem că (o asemenea civilizație) ar trimite expediții către cele mai apropiate 100 de stele. În cazul Terrei ele se află într-o sferă cu raza de 20 de ani lumină care are Soarele în centrul său. Fiecare dintre aceste colonii are potențialul de a trimite mai departe propriile expediții, care la rândul lor vor trimite altele, și așa mai departe. Dacă nu există nici o pauză între călătorii, atunci raza sferei de colonizare ar crește cu o viteză egală cu 10% din cea a luminii. În acest caz întreaga galaxie va fi traversată în 650.000 de ani. Dacă vom presupune că între călătorii vor exista pauze egale cu durata călătoriei, atunci timpul necesar traversării galaxiei se va dubla. Se poate constata că, dacă ar fi existat alte civilizații avansate în Galaxia noastră, acestea ar fi avut timp suficient pentru a ajunge la noi, mai puțin cazul în care ar fi început explorarea spațiului cu mai puțin de 2 milioane de ani în urmă.”
Hart analizează mai multe motive care ar putea împiedica o civilizație extraterestră să colonizeze Calea Lactee. Poate că nu au chef să plece către alte stele sau poate că nu există soluții tehnologice pentru a porni la drum către stelele din vecinătate sau poate că ei deja au trecut pe aici, dar nu au lăsat urme ale vizitei lor. Ipotezele lui Hart sunt interesante și astrofizicianul american încearcă să le analizeze în detaliu. La sfârșitul articolului, așa cum este normal, vine și concluzia sa. Este una foarte pesimistă. ”Având în vedere numărul mare de stele din galaxia noastră, concluzia mea ar putea să pară surprinzătoare. Este normal să credem că și pe alte planete ar evolua viața către forme inteligente, așa cum s-a întâmplat pe planeta noastră. Cercetări viitoare din domeniul biochimiei și formării și evoluției atmosferelor ar putea să ne ofere dovezi în acest sens. În același timp, faptul că nu ne-am întâlnit cu ființe extraterestre inteligente reprezintă o dovadă puternică pentru afirmația conform căreia suntem prima civilizație tehnologică din Calea Lactee, chiar dacă nu știm de ce s-a întâmplat asta.”
Da, avem de-a face cu o concluzie pesimistă în ceea ce privește existența civilizațiilor extraterestre, chiar dacă civilizația umană capătă prioritate la scara galaxiei noastre. Autorii studiului de la care am pornit scrierea acestui text nu sunt deloc de acord cu concluziile lui Hart. Civilizații tehnologice extraterestre există, dar există motive serioase pentru a nu ne întâlni cu ele. În demonstrația lor ei pleacă de la faimoasa ecuație a lui Drake.
Ecuația Drake
Deși ador formulele matematice, experiența m-a învățat că pentru foarte mulți dintre cititorii noștri ele sunt extrem de neplăcute. Așa că nu vă voi oferi formula ecuației lui Drake. Am să încerc să o povestesc. De altfel, cred că mulți dintre dv, cei pasionați de știință, ar putea recrea, măcar aproximativ, faimoasa formulă din care aflăm câte civilizații extraterestre cu care am putea comunica. Este evident, cred eu, că numărul acestora depinde de numărul de stele din galaxia noastră (în ecuația lui Drake este folosită rata anuală de apariție a noi stele în Calea Lactee). Acestui număr trebuie să îi aplicăm niște factori de corecție. El trebuie înmulțit cu procentul stelelor care au planete în zona locuibilă. Valorii rezultate trebuie să îi mai aplicăm o nouă corecție, care ține seama de procentul planetelor locuibile pe care poate să apară viața inteligentă. Rezultatului trebuie să îi mai aplicăm o nouă corecție, care reprezintă procentul planetelor pe care civilizațiile extraterestre pot dezvolta sisteme de comunicație la mare distanță. În final trebuie să mai ținem seama de speranța de viață a unei civilizații extraterestre care a dezvoltat sisteme de comunicație la distanță. Simplu, nu-i așa?
Dar, așa cum arată autorii studiului ce urmează a fi publicat în Astronomical Journal, în această formă, ecuația lui Drake presupune că civilizațiile extraterestre comunică între ele, dar nu își părăsesc planetele de baștină. Asta ar reprezenta o mare limitare a ecuației și, din acest motiv propun introducerea unui factor suplimentar, care să țină seama de proporția civilizațiilor extraterestre avansate care este gata să pornească la drum pentru a coloniza galaxia.
Factorul suplimentar este greu de explicat în absența formulei, conține o suma a unui șir de numere, puteri și alte chestii dificil de pus în poveste. Ideea este că noua formulă Drake, ține seama și de dorința de colonizare a civilizațiilor extraterestre. În evaluarea acestui coeficient există factori care nu pot fi evaluați decât subiectiv. Așa cum precizează autorii: ”Orice încercare de a a evalua problema enunțată de Hart în 1975 ar trebui să ținp seama de caracteristici necunoscute ale sociologiei civilizațiilor extraterestre. Nu știm dacă există civilizații extraterestre și, dacă există, nu știm ce le motivează. Unii autori, (printre care și Carl Sagan) sugerează că o creștere exponențială a populației galactice este nesustenabilă, așa că orice colonizare la scară galactică trebuie să fie motivată de altceva decât cerințele unei populații în creștere. Din păcate nu știm dacă o expansiune la scară galactică este sau nu una obișnuită sau de dorit pentru civilizațiile tehnologice.”
Ținte pentru colonizare
Dacă s-ar apuca să viziteze toate stelele din Caleea Lactee, atunci o civilizație extraterestră călătoare ar avea nevoie de 28,6 miliarde de ani pentru a se răspândi prin galaxie, dacă folosește tehnologii de deplasare non-relativiste. Timpul ar fi prea mare, scriu autorii studiului din care am citat. Deși nu putem cunoaște motivația lor, am putea presupune că cele mai multe civilizații extraterestre se vor îndrepta către acele stele care asigură pe perioade foarte lungi existența în jurul lor a unor zone locuibile. Vreau să vă reamintesc că în ediția din iunie 2020 a revistei noastre, am avut bucuria de a publica articolul ”Stele și viață”, în care discutam tocmai subiectul acesta. Dați-mi voie să vă reamintesc câteva pasaje din acel articol.
Trăind în apropierea unei stele de tip G, am putea crede că aici întâlnim cele mai favorabile locuri pentru apariția vieții și, mai apoi a civilizației. Avem de-a face cu o viziune antropocentrică. De fapt, zona în care se află planeta noastră este locuibilă, din momentul apariției primelor forme de viață, pentru un interval de numai 2-2,5 miliarde de ani. Peste ceva mai mult de 1,5 miliarde de ani, condițiile existente pe Terra nu vor mai putea asigura existența vieții. Așa cum vă povesteam în articolul din 2020, în cadrul celei de a 253-a Conferințe a Societății Americane de Astronomie, cercetătorul american Edward Guinan, de la Universitatea Villanova, Pennsylvania, SUA, a prezentat o comunicare foarte interesantă, în care erau analizate zonele locuibile în funcție de tipul stelelor aflate în centrul sistemului. Stelele asemănătoare Soarelui, așa cum vă spuneam mai devreme sunt favorabile, și nu prea, pentru susținerea vieții. Ele reprezintă circa 7% din toate stelele din galaxia noastră.
Analiza lui Guinan arată că stelele care pot susține pe termen foarte lung zonele locuibile din jurul lor sunt piticele portocalii. Acestea sunt stele care au mase cuprinse între 50% și 90% din masa Soarelui nostru. Temperatura la suprafața lor este între 3.700 K și 5.200 K, iar luminozitatea lor este în intervalul 8% și 60% din cea a Soarelui nostru. În cazul lor, zona locuibilă se află la o distanță cuprinsă între 0,1 și 0,4 până la 0,3 și 1,3 u.a. (u.a. este unitatea astronomică, 1 u.a. este egală cu distanța medie dintre Pământ și Soare). Durata lor de viață este cuprinsă între 15 și 30 miliarde de ani, fiind semnificativ mai mare decât cea a Soarelui nostru. Cred că deja v-ați dat seama că piticele portocalii sunt cu adevărat prietenoase cu apariția și evoluția vieții în zona lor locuibilă. În conferința din 2020 Guinan arăta că: ”Multe dintre piticele portocalii sunt mult mai bătrâne decât Soarele. Dacă viața a apărut și a evoluat pe o planetă aflată în zona lor locuibilă, atunci ea ar putea fi mai bătrână cu miliarde de ani decât Soarele noastru. Acolo s-ar putea dezvolta viața inteligentă.”
Piticele portocalii reprezintă circa 13% din numărul stelelor din galaxia noastră. O civilizație extraterestră călătoare ar avea nevoie de circa 1,97 miliarde de ani să le viziteze pe toate, dacă vor folosi sisteme de propulsie nonerlativiste. Cred că și pentru dv este evidentă concluzia autorilor articolului pe care vi l-am prezentat: extratereștrii vor prefera ca ținte pentru vizitare și, eventual, colonizare zonele din jurul stelelor care vor asigura existența pe termen foarte lung a zonelor locuibile. Noi, cei ce locuim în Sistemul Solar, nu suntem interesanți pentru ei, pentru că steaua noastră nu va asigura susținerea vieții pe durate de timp intersante pentru rătăcitorii prin Calea Lactee. Am avea și noi posibilitatea ca, stând pe loc, să căutăm civilizațiile extraterestre. ”Stelele pitice portocalii sunt ținte ideale pentru a căuta existența vieți și/sau a civilizațiilor extraterestre. Este important să folosim sistemele actuale de observație pentru a studia exoplanetele de tip terestru. Sistemele care au în centrul lor stele pitice portocalii sunt ideale pentru căutarea biosemnăturilor și tehnosmnăturilor. Dar, din păcate, planetele care se rotesc în jurul lor sunt greu de detectat.(…) Chiar și atunci când sunt identificate, analiza atmosferelor este extrem de dificilă.”, arată autorii articolului.
Încheiere
Desigur, avem de-a face cu niște ipoteze. Dar nu avem de-a face cu acel tip de ipoteze scoase din burtă de către promotorii entuziaști ai tot soiul de năzbâtii. Avem de-a face cu ipoteze argumentate științific și care fac parte din dezbaterea aprinsă din acea parte a comunității academice care dorește să dezlege enigmele legate de astrobiologie. Ele îi ajută pe oamenii de știință să își programeze instrumentele de care dispun pentru a încerca să le dezlege. Și nu din optimism îndrăznesc să afirm că în numai câteva decenii vom avea primele răspunsuri legate de existența vieții extraterestre…
