exobiologia

Seminari d’Astronomia

I.E.S. Cid - València

?

Índex:La preocupació per la vida intel·ligent a d’altres móns: causes i efectes.

.Les opinions sobre la vida extraterrestre al llarg dels segles: dels grecs al Projecte Ozma (1959).

.Mart: un exemple actual dels canvis d’opinió sobre l’existència de vida extratrerrestre.

.La Fórmula de Drake.

.La Paradoxa de Fermi.

.Limitacions físiques a la comunicació interstel·lar.

.Projectes de comunicació actius i passius.

.El projecte SETI.

Vida intel·ligent a d’altres móns: un camp obert a la xerrameca pseudocientífica

vs.Enigma

Más Allá

Año Cero

etc...

Convergència de disciplines diverses:ASTRONOMIA:

Formació d’estelsPlanetes extrasolarsEscales temporals i de distànciesTipus de galàxies i zones diferents dins d’una galàxia

BIOLOGIA:Què entenem per “vida”?Com va aparéixer la vida a la Terra?Vida en ambients extremsEspeculacions sobre altres bases bioquímiques per a la vida

ANTROPOLOGIA:Què és la intel·ligència?Els homínids i la intel·ligència

FILOSOFIA:Grans principis actronòmico-filosòfics: principi de mediocritat, principi antròpic...Impacte psicològic de l’existència d’altres intel·ligències

ALTRES:Projectes científics de participació “oberta” via internet (projecte SETI)Escenaris possibles per al futur de la Humanitat

Els “plats voladors”: entre l’enganyifa i l’anàlisi científica hi ha tota la gradació intermèdia.

Afirmacions extraordinàries exigeixen evidències extraordinàries

Carl Sagan

...

El marcià de Roswell... és un ninot de goma

Les opinions sobre la vida extratrerrestre al llarg dels segles.

Anaxàgores (500-428 a.C.): la panspèrmia.

Una dicotomia que ha durat mil·lennis:

La Terra és un món entre d’altresatomistes (Demòcrit)

S Un univers infinit amb infinits móns habitats.

S “Considerar que la Terra és l’únic món habitat a l’espai infinit és tan absurd com assegurar que en un camp tot sembrat de mill només n’hi germinarà un sol gra”. (Metrodor de Quios, segle IV

a.C.).

La Terra és excepcional

platònics (Plató)

S La Terra és única i imperfecta; només els cels són perfectes.

S L’Home i la Terra són el centre de tot.

S L’Univers és finit i té un centre.

S Aristòtil blasma l’observació i l’evolució biològica.

Alguns principis filosòfico-científics clàssics

Mediocritat: la Terra i l’Home no ocupen cap lloc privilegiat de l’Univers (és a dir, som vulgars, mediocres...).

Plenitud: processos com la formació del planeta Terra, la generació de la vida, l’aparició de la intel·ligència, etc. són típics i, tenint en compte les dimensions i la durada de l’Univers, acaben produint-se tard o d’hora (és a dir: tot el que pot ésser, acaba sent).

Universalitat de le lleis físiques: les lleis bàsiques de la física són vàlides a tot l’Univers.

(S’originen en la filosofia grega i recorren tota la nostra cultura científica).

Els “canalli” de Schiaparelli

Mart: un exemple actual de les oscil·lacions d’opinió sobre l’existència de vida extratrerrestre

Els canalli de Schiaparelli esdevenen “canals de reg”: traduttore traditore...

Sir Percival Lowell o els perills de tenir massa bona vista

La civilització marciana, un convenciment molt estès

La fotografia astronòmica elimina els factors subjectius en l’observació: hi perd la fantasia, hi guanya la ciència...

La civilització marciana és inexistent, però no tot està perdut encara...

Els canvis de color de la superfície són interpretats com a variacions estacionals de vegetació inferior.

1962: “detecció” espectroscòpica de clorofila marciana... que resulta ser vapor d’aigua de l’atmosfera de la Terra!

Mart, als anys 80

La “cara” de Mart

Segons la Mars Global Surveyor (1998)

Segons la Viking (1978)

m

Àrea de la “cara” de Mart: torna el mite de la civilització marciana

ALH84001: el meteòrit de la discòrdia.

Breu història d’un cudol viatger

•Cristal·litza a Mart fa 4500 milions d’anys.

•Sobreviu a un gran impacte fa 4000 milions d‘anys.

•Intrusions carbonatades s’instal·len a la roca: aquest és el moment clau (fa uns 3600 milions d’anys).

•Impacte meteorític contundent sobre la superfície marciana: la nostra pedra resulta ejectada a l’espai i escapa a la gravetat marciana (fa 16 milions d’anys).

•Un tomb per l’espai de 16 milions d’anys...

•13000 BP: capturat per la gravetat terrestre, cau a l’Antàrtida.

•1984: una expedició de caçadors de meteòrits el troba al paratge d’Allan Hills.

Fòssils de bacteris o origen inorgànic?

El debat apassionant

La fórmula de Drake

1960: Projecte Ozma (dirigit per Frank Drake): primer intent de detectar senyals dels “altres”. Sis mesos d’exploracions per radiotelescopi no donen cap resultat.

1961: Trobada científica a Green Bank: Drake proposa la fórmula

N = R* . fp . ne . fl . fi . fc . L

N = R* . fp . ne . fl . fi . fc . LN : és la xifra que cerquem, és a dir el nombre de civilitzacions que han assolit un grau de desenvolupament comparable (com a mínim) amb el nostre i que encara no s’han extingit; per tant, són els éssers que podrien, en principi, intentar establir “contacte” amb nosaltres;

R* : és el nombre anual mitjà d'estels que es formen durant el temps de vida de

la galàxia;

fp : és la fracció d'estels amb sistemes planetaris;

ne : és el nombre mitjà de planetes per estel amb sistema planetari que són

ecològicament aptes per a la formació de la vida;

fl : és la fracció dels anteriors planetes en els quals la vida efectivament ha

començat;

fi : és la fracció d'aquells planetes on s’ha desenvolupat vida intel·ligent;

fc : és la fracció dels anteriors planetes on hi han civilitzacions tècniques

desenvolupades;

L : és el temps mitjà de durada d'una civilització tècnica.

Primera aproximació al càlcul de N: una anàlisi inicial optimista i sorprenent

” �R** 1

1fp< 1

< ne= 2 ò 3 de tal manera que: fp . ne 1

1“ Si les condicions ho permeten, la vida es forma sempre”:per tant fl = 1

=La selecció natural darwiniana porta, de forma “natural” a la vida intel·ligent: fi = 1

=Intel·ligència I Civilització Ciència i tècnica: fc = 1

Conseqüència: N = L

suposant: L = 100.000 anys

resulten:100.000 civilitzacions “comunicables” actualment a la nostra galàxia

és a dir: 1 civilització per cada 4 milions d’estels

cosa que equival a:1 civilització (per terme mitjà) en un radi de 500 anys-llum

Conseqüències:

CCCNo té massa sentit enviar missatges (la “conversa” és inviable).

NN Sí que té sentit intentar captar missatges.

Projectes SETI:

Search for

ExtraTerrestrial

Intelligence

Actualització dels factors de la fórmula de Drake

N = R* . fp . ne . fl . fi . fc . L

R* : és el nombre anual mitjà d'estels que es formen durant el temps de vida de la galàxia

R** 3 (amb el temps, la taxa de formació d’estels ha anat minvant).

N = R* . fp . ne . fl . fi . fc . L

fp : és la fracció d'estels amb sistemes planetaris.

Planetes extrasolars: ritme accelerat de detecció (a hores d’ara: d 80).

Discs protoplanetaris a l’entorn d’estels joves.

Planetes gegants al 5% d’estels de tipus solar (dades globals).

N = R* . fp . ne . fl . fi . fc . L

ne : és el nombre mitjà de planetes (per estel amb sistema planetari) que són ecològicament aptes per a originar-s’hi vida.

Indetectables amb les tècniques actuals.

El cas del Sistema Solar (Terra, Mart?, Europa?): usual o inusual?

L’àrea de condicions favorables per a la vida.

Zona d’habitabilitat a l’entorn del Sol

N = R* . fp . ne . fl . fi . fc . L

fl : és la fracció dels anteriors planetes en els quals la vida efectivament ha començat.

Desconeixença de les condicions bàsiques d’aparició de la vida.

Ampliació continuada de l’interval de condicions per a l’existència de vida:Procariotes: la majoria sobreviuen i es reprodueixen sense oxigen ni radiació solar.L’Streptococcus mitus del Surveyor 3 que va trobar l’Apollo XII a la Lluna.Microbis a 100 m de fondària en granit.Resistència d’alguns bacteris (pocs) a radiació gamma intensa (panspèrmia?).Bacteris termòfils: a 110º C a fonts hidrotermals oceàniques.

La “rapidesa” en l’aparició de la vida a la Terra: 3'8 m.a. / 4'5 m.a.

Impacte meteorític intens: aparició/extinció reiterades ?

N = R* . fp . ne . fl . fi . fc . L

fi : és la fracció d'aquells planetes on s’ha desenvolupat vida intel·ligent.

Què entenem per intel·ligència?

L’aparició d’éssers intel·ligents...Camí “predeterminat” per la selecció natural?Cadena de fets atzarosos?

Evidències a considerar: S L’únic exemple de vida ha produït intel·ligència. S En termes evolutius, ha trigat molt. S Només ha aparegut un sol colp. S Altres homínids intel·ligents. S Alters formes d’intel·ligència (dofins,...).

N = R* . fp . ne . fl . fi . fc . L

fc : és la fracció dels anteriors planetes on hi han civilitzacions tècniques desenvolupades.

Domini de la ràdio.

Interès per comunicar-se (interès pel coneixement en si).

N = R* . fp . ne . fl . fi . fc . L

L : és el temps mitjà de durada d'una civilització tècnica (en anys).

• Autodestrucció militar.

• Autodestrucció ecològica.

• Domini tècnic D capacitat d’autodestrucció ?

• Extincions biològiques (una nova SIDA?).

La paradoxa de Fermi

Si hi ha tantes civilitzacions, com és que no han vingut?

Fets:No hi ha cap evidència fòssil de “visites”.

No hi ha contactes actualment (OVNIS i altres fantasies, a banda).

Hipòtesis:

Milions de possibles civilitzacions a la Galàxia.

Hipòtesi del zoo: ens sotgen però no molesten...

Hipòtesi dels visitants antics: vingueren i deixaren restes que no sabem interpretar (piràmides inques,...) o no deixaren cap resta.

Hipòtesi del monolit de “2001": varen vindre, varen deixar “alarmes” i varen marxar.

Hipòtesi dels mandrosos: els viatges interestel·lars no tenen interès ni n’hi ha voluntat.

Hipòtesi dels amagats: els tenim entre nosaltres però...SNo es manifesten (variant de l’hipòtesi del zoo).SNomés es manifesten a uns pocs escollits.

Hipòtesi de l’excepcionalitat: estem sols a l’Univers.

Possibles solucions (clàssiques) a la paradoxa de Fermi

Estudis rigorosos sobre la Paradoxa de Fermi

A partir de les limitacions físiques a la comunicació.

A partir de models de colonització animal.

Limitacions físiques a la comunicació interstel·lar

Límit absolut: velocitat de la llum en el buit (300.000 km/s).

Estels més pròxims:Sistema Pròxima-Alfa Centauri (4 anys-llum).Estel de Barnard (6 anys-llum).Sirius (9 anys-llum).Procyon (11 anys-llum).

Radi de 1000 anys-llum: 106 estels.

Diàmetre de la Via Làctia: 100.000 anys-llum.

Distància fins a Andròmeda: 2.700.000 anys-llum.

Colonització galàctica: un ritme lent...

Ràdio: el mitjà més pràctic i l’únic viable.

Avantatges:

: vPotència.

PoRapidesa: velocitat de la llum.

RaEconomia: 16 bits a 1000 anys-llum de manera que destaquen clarament del soroll de fons: 1 ‘2 €.

Freqüència més probable per a una hipotètica comunicació interstel·lar:21 cm (= 1420 Mhz) : freqüencia d’emissio de l’H neutre (zona “ràdio-tranquil·la”).

• Hi han poques fonts naturals a aquesta freqüència.

• Un senyal artificial hi destacaria molt.

Comunicació per ràdio

La ràdio és el mitjà idoni per a les comunicacions interstel·lars

Tipus de comunicació assajats

• Actius:

: cTransmissió en la inauguració del ràdiotelescopi d’Arecibo.

Tr Sonda Pioneer: placa amb missatge i disc amb veus i sons.

• Passius:

: Diversos projectes SETI.

Ràdiotelescopi d’Arecibo

Ràdiotelescopi d’Arecibo des de l’interior

Disc del Pioneer

Eventualitat d’un contacte: vertigen intel·lectual

. Ampliar els coneixements de la Humanitat.

. Esbrinar el futur de la civilització.

. Conéixer els límits de l’intel·lecte.

. Sensació d’inseguretat i de por globals (?).

. Crisi de les religions.

. ...

Antecedents dels programes SETI actuals

” Galileu: “els altres planetes són com la Terra”.

: Segle XIX: projecte de senyal forestal des de Sibèria adreçat als marcians.

a 1890-...: recerca de senyals de ràdio de Mart.

1914: “Senyal de ràdio de Mart!” (portada del New York Times)... desmentit posteriorment.

T 1924: projecte de senyal òptic a Mart des del Jungfrau.

1959: projecte OZMA (Francis Drake): durant 2 mesos i usant només una sola longitud d’ona.

Els projectes SETI

! Anàlisi dels “sorolls” de ràdio per cercar seqüències inequívocament artificials premeditades.

! Coll de botella: la capacitat de processament de les dades.

! Projectes de “computació distribuïda”: el salvapantalles de SETI@HOME.

Analogia: les “sopes de lletres”

El salvapantalles de SETI@HOME, programa científic de participació col·lectiva via internet

Bibliografia:Sagan, C.; Cosmos; ed. Planeta (molt suggeridor).

Lemmonick, M.; Otros mundos; ed. Paidós (bàsic).

Vàzquez, M. et al.; La búsqueda de vida extraterrestre; ed. Mac Graw-Hill (complet).

Jakosky, B.; La búsqueda de vida en otros planetas; ed. Cambridge (complet).

Webs:HTTP://SETI@HOME.SSL.BERKELEY.EDU

HTTP://WWW.SPACE.COM

Web de Sky and Telescope