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1. Introducción
Cuando nosotros dirigimos búsquedas de inteligencia extraterrestre,
hacemos a menudo asunciones implícitas sobre la edad de la civilización
que estamos intentando encontrar. Por ejemplo, es probable que nuestra
estrategia al buscar una forma de vida con una edad similar a la nuestra
sea diferente para el caso de una civilización millones de años más
adelantada que la nuestra. Semejantemente, en caso de un descubrimiento
confirmado, la manera en que nosotros planeemos nuestra respuesta
dependerá de cuan avanzada pueda ser esa civilización. En este articulo,
estimo la edad probable de la civilización que nosotros probablemente
seamos capaces de descubrir, si es que tenemos éxito en nuestras
búsquedas.
Los dos factores clave que probablemente determinan cuántos años tiene
una civilización descubierta son:
-
El tiempo
transcurrido desde que apareció la primera forma de vida inteligente
en nuestra Galaxia
-
La vida media de
una civilización.
La segunda de éstas es
más problemática, porque el desarrollo de un civilización puede cortarse
rápidamente por una amplia gama de eventos, como: la enfermedad,
guerras, mala administración mundial, asteroides,
supernovas, y
estallidos de rayos gamma (GRB).
También debemos reconocer la posible existencia de otros riesgos de los
que todavía no somos conscientes. Por ejemplo, el efecto devastador de
los estallidos de rayos gamma sólo se ha apreciado en los últimos años,
y hay probablemente otros fenómenos aun por ser descubiertos. Eventos
como la enfermedad, guerra, y la mala administración mundial son casi
imposibles cuantificar, así es que me concentrare en aquellos que si se
pueden medir: los asteroides,
supernovas, y
estallidos de rayos gamma (GRB).
En la primera sección del articulo, estimo la vida máxima que una
civilización planetaria podría alcanzar.
A lo largo de este articulo, hago la asunción muy conservadora de que
una civilización extraterrestre (ET) se nos parece en la mayoría de los
aspectos significativos (aparte de la edad y la evolución). En otros
términos, los ET viven en un planeta que órbita una estrella del tipo
Sol, y han tomado bastante tiempo desde la formación de su estrella
hasta evolucionar en una "civilización" al igual que nosotros, que
fueron aproximadamente unos ~5 G Años (5 Giga Años, o cinco mil millones
de años). Estimo la longevidad de ET por consiguiente evaluando los
riesgos que afrontaría la Tierra.
2. La vida natural de una civilización
Asumo que las estrellas como nuestro Sol se formaron al inicio de la
Galaxia es decir hace unos 10 G Años (10 mil millones de años). Los
cambios observados en la
metalicidad no
son desde luego suficientes para alterar significativamente esta simple
asunción. Nuestro Sol tiene ahora aproximadamente 5 G Años, y una vida
total esperada de 10 G Años.
En los primeros 5 G años (cinco mil millones de años) de vida de la
Galaxia, no habría habido el tiempo suficiente como para que se
desarrolle una civilización, así es que ET no existió. Entre 5 y 10 G
Años, asumiendo una tasa constante en la formación de estrellas, el
número de civilizaciones aumentaría linealmente hasta la actualidad. En
estos momentos, algunas de esas primeras estrellas del tipo sol estarán
muriendo en la misma proporción en que las otras se están formando, así
es que, asumiendo que las civilizaciones mueren a la misma proporción
que nacen, el número de civilizaciones se encuentra hoy nivelado.
La edad promedio de una civilización es por consiguiente la edad
promedio de esas civilizaciones que empezaron hace 5 y 0 G Años, lo que
da unos 1.7 G Años. Por consiguiente, en ausencia de otros factores,
cualquier civilización que nosotros descubramos vía SETI es probable que
sea 1.7 G Años más adelantada que nosotros.
3. El efecto supernova
Una supernova es el
resultado de la explosión de una estrella masiva después que ha
consumido todo su hidrógeno y helio en la fusión, terminando con su
ciclo vital. Una
supernova que explota dentro de 50 años luz de la Tierra tendría un
efecto catastrófico. Los 1040 J de energía producidos en los
primeros días bañarían la Tierra con una cantidad de radiación 300 veces
mayor que la cantidad anual de radiación de rayos cósmicos.
Sorprendentemente, poca de esta radiación alcanza la Tierra. En cambio,
la mayor parte de él ioniza el nitrógeno atmosférico que reacciona con
el oxígeno para formar óxido nitroso que a su vez reacciona con ozono [3].
El efecto será reducir la cantidad de ozono en la atmósfera de la Tierra
en aproximadamente 95%, lo que produciría un nivel de rayos UV en la
superficie de la Tierra unos cuatro órdenes de magnitud mayor que lo
normal durante un período de 2 años. Esto producirá casi 100% de
mortalidad en organismos pequeños y ciertamente en la mayoría de las
plantas. El efecto en los mamíferos no está claro, y quizá algunos
podrían sobrevivir. Sin embargo este período de 2 años será seguido por
un periodo más largo (80 años) de bombardeo de rayos cósmicos
provenientes de la
supernova que tienen similares efectos aunque ligeramente reducidos.
Es difícil ver cómo cualquiera que no sea una civilización avanzada
pueda sobrevivir a un holocausto tan extendido.
Un supernova como
esa se origina aproximadamente en nuestra galaxia cada 5 años, y
nosotros esperamos una dentro de 50 años luz de la Tierra
aproximadamente una vez cada 5 M Años (5 millones de años). Pero aun
esperamos un evento mas cercano (a unos 10 años luz) cada 200 M Años
(doscientos millones de años). Por consiguiente se esperaría que toda la
vida sea destruida en ese intervalo. Claramente esto no ha pasado, desde
que nosotros estamos aquí, y tocare las posibles razones en otra sección
más adelante.
4. El efecto de los estallidos de rayos gamma
El estallido de rayos gamma (GRB)
es un fenómeno recientemente descubierto en que unos 1045 J
de energía son liberados en unos segundos. Los únicos que se han
observado desde la tierra parecen estar distribuidos uniformemente por
el Universo observable. Su poder es tal que que nosotros podemos
descubrir GRB al mismo
borde del universo observable. El mecanismo todavía no se conoce, pero
es probable que involucre la fusión de estrellas de neutrones,
posiblemente dando origen a la formación de un agujero negro.
Un GRB es 5 órdenes de
magnitud más energético que una
supernova, e
incluso podría ocurrir en el centro Lácteo, 25 000 años luz de nosotros,
y podría tener un efecto similar a una
supernova que
explote a 50 años luz. En este caso sin embargo, el efecto es mucho mas
mortífero, si un GRB
ocurre en el centro galáctico, la explosión inmediata de radiación
ionizante será seguida por una intensa explosión de rayos cósmicos
durante unas pocas semanas [4]. Estos rayos cósmicos
podrían iniciar una lluvia de
muones relativisticos en
la atmósfera de la Tierra, originando un nivel de radiación en su
superficie 100 veces mayor que la dosis letal para un ser humano. Los
muones son tan
energéticos que ellos penetrarían los refugios nucleares incluso a una
profundidad de cientos de metros [2].
Nosotros esperamos un GRB
aproximadamente una vez cada 200 M años (doscientos millones de años), y
ciertamente casi produciría la extinción de toda la vida en la Tierra
salvo la que este en lo profundo del océano. De nuevo, claramente esto
no ha ocurrido, desde que nosotros estamos aquí.
5. Las extinciones en masa en la Tierra
El registro geológico y biológico muestra una serie de extinciones en
masa de la vida en la Tierra. El más famoso ocurrió entre el Cretáceo y
el Terciario (KT)
hace unos 65 M Años (sesenta y cinco millones de años) cuando un
asteroide colisiono con la Tierra. La extinción en masa del
KT elimino a
los dinosaurios, y abrió el camino para que emergieran los mamíferos
como las especies dominantes en la Tierra.
Menos conocidos son una serie similar, y en algunos casos aun más
extremas, de extinciones en masa cada pocos decenas de millones años, y
muchas otras extinciones menores, la última hace solo unos 11000 años.
La causa de la mayoría de éstas es desconocida. Es probable que el rango
de causas incluyan a los asteroides, las
supernovas
distantes, y los cambios climáticos.
Todas esas extinciones en masa pesan en la balanza mucho menos que los
eventos catastróficos que esperamos se produzcan por una
supernova cercana o
un estallido de rayos gamma (GRB)
en el centro galáctico. En cada uno de estos casos, varias especies (a
veces tanto como el 50%) se extinguió, pero un rango suficiente de
diversidad permanecía en la biota como para recuperarse en un tiempo
relativamente corto.
6. ¿Por que estamos aquí?
He identificado dos causas que deben eliminar esencialmente toda la vida
en la Tierra cada 200 millones de años, y todavía nosotros estamos aquí.
Dos posibles explicaciones son:
El cálculo de la escala de tiempo o la severidad de los efectos son
erróneos, o
¡Nosotros hemos tenido mucha suerte!
En el primer caso, simplemente multiplicar la escala de tiempo por un
pequeño factor es insuficiente. Nosotros hemos estado evolucionando por
lo menos durante 4 G Años (4 mil millones de años), y como el intervalo
entre catástrofes debe ser por lo menos de 4 G Años hemos podido
sobrevivir hasta ahora. Probablemente el intervalo preciso variará al
azar alrededor de esta magnitud, y cualquier civilización sobreviviente
puede esperar una vida entre cero y unos G Años. En este caso, si
nosotros descubrimos ET, entonces ellos tendrán una edad promedio de
quizás 1 o 2 G Años que es similar a los 1.7 G Años obtenidos con los
argumentos de la simple evolución estelar. Así, en este caso, la
supernova y el
estallido de rayos gamma (GRB)
no han cambiado significativamente la edad promedio de una civilización
ET.
En el segundo caso, nosotros hemos sobrevivido ya durante unas 20 veces
el intervalo promedio entre catástrofes, lo cual es de hecho mucha
suerte. Aunque no es posible cuantificar esto sin un conocimiento más
detallado de la distribución de frecuencia de
supernovas y
estallidos de rayos gamma (GRB),
es posible que la probabilidad sea tan baja que de hecho nosotros
estamos solos en la Galaxia. ¡Aparte de proporcionar una solución a la
paradoja de Fermi [1], esto implica que la vida media
de ET no es computable así es que nunca descubriremos ET!
7. Conclusión
Los modelos convencionales implican que
supernovas y
estallidos de rayos gamma extinguirán la vida en los planetas en
intervalos de aproximadamente 200 millones de años. Como esto no ha
ocurrido en la Tierra, cualquiera estos modelos convencionales están
equivocados, o la vida en la Tierra es probablemente única en la
Galaxia. El primer caso predice una edad promedio de ET del orden de mil
millones de años. El segundo caso predice que nosotros nunca
descubriremos ET. Así, si nosotros descubrimos ET, la edad promedio es
del orden de mil millones años. Note que, en este caso, la probabilidad
de ET que tengan menos de un millón de años que nosotros es menor de 1
en 1000.
Por consiguiente, cualquier descubrimiento de
SETI exitoso habrá hallado una
civilización casi ciertamente por lo menos un millón de años más vieja
que la nuestra, y mas probablemente mayores por mas de mil millones de
años.
Bibliografía
[1] Annis, J.,
1999, JBIS, 52, 19
[2]
Leonard, P.J.T., & Bonnell, J.T, 1998, el Sky & Telescope, 95, 28
[3] Rudermann, M.A., 1974, Science, 184, 1079.
[4] Thorsett, S.E., ApJ, 444, L53
©
Ray Norris
Austrailian National Telescope Facility
Tomado de: How Old is
ET?
Traducido por: Víctor Pretell
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