En busca del número de civilizaciones inteligentes. La ecuación de Drake
La Ecuación de Drake recibe su nombre en honor a su creador, el radioastronomo Frank Drake (presidente del Instituto SETI). El objetivo de esta ecuación es estimar la cantidad de civilizaciones existentes en la Vía Láctea con la capacidad de emitir señales de radio detectables.
Drake dedujo su ecuación en 1961 durante su trabajo en el Observatorio de Radioastronomía Nacional de Virginia (EE.UU) mientras realizó la primer búsqueda sistemática de señales de radio de origen extraterrestre.La ecuación de Drake esta integrada por los factores especificos más propensos a tener un papel importante en el desarrollo de civilizaciones.
Dicha ecuación es aceptada en parte por la comunidad científica. El principal punto de discordancia reside en que cada cientifico da su propia estimación a cada factor, con lo que los resultados varian enormemente.
Claro que no todos los científicos están de acuerdo con la ecuación Drake y sus estimaciones. El conocido físico, Enrico Fermi, plantea su famosa Paradoja de Fermi la contradicción entre las estimaciones que afirman que hay una alta probabilidad de existencia de civilizaciones inteligentes en el universo, y la ausencia de evidencia de dichas civilizaciones:
“La creencia común de que el Universo posee numerosas civilizaciones avanzadas tecnológicamente, combinada con nuestras observaciones que sugieren todo lo contrario es paradójica sugiriendo que nuestro conocimiento o nuestras observaciones son defectuosas o incompletas”.
Nuestro Sol es sólo una estrella solitaria entre los 200.000 millones de estrellas de nuestra galaxia. La Vía Láctea es sólo una galaxia entre los miles de millones de galaxias en el Universo. Con estos datos cuesta trabajo pensar que no haya al menos una civilización inteligente ahí fuera. Por ello Drake dedujo la siguiente ecuación:
N= R x fp x ne x fl x fi x fc x L
Dónde:
- N representa el número de civilizaciones inteligentes en la Vía Láctea
- R es el ritmo de formación de estrellas “adecuadas” en la galaxia (estrellas por año)
- fp es la fracción de estrellas que tienen planetas en su órbita
- ne es el número de esos planetas situados en el interior de la ecosfera de la estrella ( espacio que la rodea, y que está en condiciones de albergar alguna clase de forma de vida)
- fl es la fracción de esos planetas dentro de la ecosfera en los que la vida se ha desarrollado
- fi es la fracción de esos planetas en los que la vida inteligente se ha desarrollado
- fc es la fracción de esos planetas donde la vida inteligente ha desarrollado tecnología e intenta comunicarse
- L es el lapso de tiempo que una civilización inteligente y comunicativa puede existir (años).
Aunque el tanto por ciento de formaciones de estrellas adecuadas era muchísimo mayor cuando la vía láctea se formó, aún somos testigos del nacimiento de nuevas estrellas, muchos de estos fenómenos han sido captados por el telescopio Hubble en las nebulosas del Aguila y de Orión.En principio se puede suponer un ratio de formación de estrellas de 20 al año (R=20).
Muchas de estas formaciones estelares poseen una determinada rotación. Cuando se colapsan, esta gira cada vez más rápido lo que provoca que la nube forme un disco aplanado de gases. Justo en su centro, se forma la estrella principal. Bastante más lejos, pequeñas agrupaciones pueden formar planetas.
Hasta hace muy poco, no existía evidencia de planetas fuera de nuestro sistema solar. Desde 1995, algunos equipos de astrónomos han anunciado el descubrimiento de al menos 22 exoplanetas alrededor de estrellas cercanas.Este descubrimiento incrementa la probabilidad de planetas existentes alrededor de muchas estrellas. Se puede suponer que la mitad de las estrellas forman sistemas planetarios, la otra mitad forman sistemas de estrellas binarias, así que fp = 0,5.
El factor ne es más dificil de estimar puesto que contabiliza los posibles planetas no gaseosos similares a la Tierra. La masa debería ser como mínimo similar a la de la Tierra (entre 1/3 y 10) para retener la atmósfera. Por otro lado la distancia planeta-estrella es fundamental, pues los planetas muy cercanos a la estrella tienden a padecer rotación capturada, donde el desfase térmico en ambos hemisferios resulta inhóspito para la vida. Este es el caso de las estrellas pequeñas las cuales son frías y rojas. En el otro extremo estan las grandes estrellas azules las cuales tienen una ecosfera más amplia.Estas estrellas grandes también queman más combustible y no duran demasiado. Normalmente duran tan poco que no dan oportunidad a que se desarrolle la vida antes de que se conviertan en una nova o una supernova y destruyan todo el sistema.
Por tanto el planeta tiene que estar situado en una órbita habitable, a una distancia adecuada del Sol, ni demasiado caliente ni demasiado fría, para que en la superficie del planeta abunde el agua en estado líquido. Una atmósfera estable y agua líquida son buenos soportes para que se inicien los procesos biológicos de la vida que requieren una franja térmica situada entre los –30 ºC y 80 ºC.
Nuestro Sol es de clase estelar G2, estrellas de reducido volumen y de proceso lento en la combustión de hidrógeno, por lo que son energéticamente muy estables y las más longevas para proporcionar el tiempo suficiente para que pueda emerger y evolucionar la vida en un planeta.
En nuestro caso la zona potencialmente habitable se sitúa entre la órbita de Venus y la de Marte. Aunque si existen dos grandes satélites muy distantes del Sol que por ciertas condiciones son posibles candidatos a hospedar algún tipo de vida por muy primitiva que ésta sea. Europa, porque debajo de su corteza de hielo puede albergar agua líquida y Titán, porque su atmósfera posee moléculas orgánicas como el metano. Supondremos un valor de ne=1 para estimar el número de planetas en el interor de la ecosfera.
El siguiente factor, fl, es la fracción de planetas que han desarrollado vida. Aunque la vida es difícil definirla en términos absolutos, si se puede afirmar que la vida es todo aquello que tiene capacidad de reproducirse. El origen de la vida, incluso en nuestro planeta, continúa siendo un misterio pues no hay ningún principio conocido de la materia que diga que ésta se tenga que organizar en forma de vida. Pero sin embargo en el universo abundan los ingredientes de la vida, como las moléculas de carbono prebiológicas, el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno y las moléculas de agua.
El problema para estimar este factor reside en que existen pocos ejemplos de planetas donde las condiciones sean correctas para el desarrollo de la vida. Como se comenta anteriormente, Venus, la Tierra y Marte podrían haber tenido en un inicio las condiciones adecuadas para la generación de vida con la diferencia de que en la Tierra la vida si fue capaz de prosperar a diferencia de sus vecinos. Se estimara este número en 0,2.
El factor fi, es la fracción de planetas en donde ha surgido la vida y se ha dispuesto del tiempo suficiente para que ciertos organismos desarrollen inteligencia. En nuestro caso, en el planeta Tierra, con unas mil millones de especies, la inteligencia superior se ha producido solo en una única ocasión. La probabilidad es de uno en mil millones.Aunque por otro lado la teoría de la selección natural es una evidencia, la supervivencia de los mejores existe por tanto la mayoría de los científicos afirman que la vida inteligente es un resultado natural de la evolución, dándole un porcentaje de un 100% a este factor. Este es el factor sin duda el más dificil de interpretar y el más discutido de la ecuación.
Con el factor fc, se cuantifica a las criaturas inteligentes y comunicativas con tecnología suficiente para enviar señales. En la Tierra, los humanos somos los únicos capaces de hacerlo a diferencia del resto de especies que poseen un nivel moderado de inteligencia pero nunca han desarrollado tecnología para poder hacerlo. Se puede estimar un valor en principio de fc = 0,5.
Queda por determinar el número L: la longevidad o probabilidad de supervivencia de las civilizaciones. El primer objetivo de cualquier especie es el de perpetuarse en el tiempo. Pero aparte de una hipotética autodestrucción, también hay que contabilizar dentro del factor L la probabilidad (o periodicidad) de una catástrofe global ajena a los seres inteligentes, como el impacto de un cometa o asteroide sobre el planeta. Como el que hace 65 millones de años provocó en la Tierra la extinción de los dinosaurios, el grupo de especies más desarrollado en ese tiempo. Por ahora no se realizará una estimación de este factor.
Con las suposiciones antes realizadas el cálculo del número de civilizaciones inteligentes sería:
N = R × fp × ne × fl × fi × fc × L
N = 20 × 0,5 × 1 × 0,2 × 1 × 0,5 × L
Según estos cálculos N = L. Es decir, que el número de civilizaciones inteligentes y comunicativas en la galaxia es igual a los años que dura una civilización. El indicador más conflictivo y dificil de estimar de todos. La mayoría de los científicos cree que si una civilización puede superar su tendencia inicial a autodestruirse con su propia tecnología, entonces esa civilización perdurará en el tiempo.
De todas formas según nuestra experiencia habría al menos 73 civilizaciones (el número de años que estamos comunicando señales de radio) y, si una civilización comunicativa durara millones de años, habría la posibilidad de encontrar millones de civilizaciones.
Claro que… estas estimaciones es posible que no sean las correctas. ¿Te atreves a estimar tu mismo el número de civilizaciones inteligentes existentes?
http://www.greenbiteblog.org/index.php/ciencia/45-all/80-ecuacion-de-drake.html
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