RAPIDINHAS

segunda-feira, 7 de dezembro de 2020

A existência da vida é um fenômeno raro?

A vida na Terra foi um acaso? Talvez não. Novas pesquisas sugerem que o surgimento da vida na Terra, embora longe de um resultado garantido, foi de fato um evento provável - embora as chances de uma vida inteligente evoluir continuem a ser bastante menos favoráveis.


Em um novo estudo, o astrônomo David Kipping, da Universidade de Columbia, examina essas probabilidades como uma forma de explorar livremente a questão intemporal de saber se a humanidade pode estar sozinha no Universo.

Apesar de todos os nossos avanços tecnológicos e proezas científicas, ainda não encontramos nenhuma evidência de vida além da Terra, muito menos sinais de civilizações extraterrestres avançadas que se assemelham à nossa própria espécie humana de vida inteligente.

Os cientistas propuseram muitas razões para que isto pudesse ser o caso. Talvez os alienígenas já tenham chegado e ido embora; ou talvez nós simplesmente não possamos vê-los; ou talvez eles queiram que seja assim.

É claro que muitas dessas conjecturas se baseiam em torno de uma suposição particular: que faz sentido a vida (e a vida inteligente) existir em outro lugar, dado o número impressionante de mundos habitáveis que se estima existir lá fora no cosmo.

Dado que o excesso de exoplanetas - e dada a forma como emergimos aqui na Terra - então com certeza outras formas de vida também surgirão em outros orbes, certo?

Bem, talvez não. Pelo menos, ainda não temos nenhum dado real para saber de uma forma ou de outra.

A única evidência firme que temos de que a vida existe em qualquer lugar, de fato, é a Terra, e mesmo a vida na Terra pode não ter sido destinada a prosperar, muito menos evoluir ao ponto de se poder ler estas palavras.

"Apesar de não termos dados observacionais sobre a vida não terrestre, estamos de posse de restrições mais fortes quando se trata da vida na Terra", escreve Kipping em seu artigo.

"Até que esta situação mude, as inferências a respeito da existência de vida em outro lugar no Universo devem, infelizmente, depender fortemente deste único ponto de dados".

Em seu novo trabalho, Kipping examina quais poderiam ter sido as chances de vida e inteligência emergentes na Terra, usando um método estatístico chamado inferência Bayesiana. Dito de forma muito simples, este é um tipo de estatística que usa a probabilidade para levar em conta informações subsequentes - dando-lhe uma vantagem sobre a comparação de conjuntos rigorosos de números. 

Não é a primeira vez que os pesquisadores utilizam esta técnica como um meio de quantificar teoricamente as probabilidades de vida que surgem em outros planetas semelhantes à Terra, mas Kipping fez algumas mudanças na fórmula.

No estudo, Kipping fez cálculos com base na evidência de que, embora se pense que a vida tenha surgido rapidamente na história planetária da Terra, a vida inteligente só apareceu recentemente - cerca de 4 bilhões de anos depois.

Com isto em mãos - e algumas fórmulas elaboradas - Kipping pesou uma série de possibilidades evolutivas para a vida na Terra: a vida é comum e frequentemente desenvolve inteligência; a vida é comum, mas raramente desenvolve inteligência; a vida é rara, mas frequentemente desenvolve inteligência; a vida é rara e raramente desenvolve inteligência.

Olhando para todos estes resultados potenciais, Kipping diz que os argumentos a favor de uma vida que se apodere rapidamente da Terra são fortes.

"Nesta base, podemos concluir que mesmo com a data mais conservadora para o surgimento da vida, um cenário onde a abiogênese ocorre rapidamente é pelo menos três vezes mais provável que um surgimento lento", explica Kipping, observando que se você aceitar a evidência mais antiga para o início da vida na Terra, as chances se tornam ainda maiores.

"Se a evidência mais ambígua para um início de vida mais precoce for confirmada, então isso aumentaria as chances para um fator de nove, representando uma preferência relativamente forte por um modelo em que a vida surgiria rapidamente na Terra, se o tempo fosse reproduzido".

Se Kipping estiver certo, estatisticamente falando, as condições na Terra eram bem adequadas para que a vida surgisse como ela surgisse - mas isso não significa que a vida inteligente tenha necessariamente seu lugar assegurado posteriormente.

"A possibilidade de que a inteligência seja extremamente rara e que a Terra 'tenha sorte' continua sendo bastante viável", escreve Kipping.

"Em geral, encontramos uma preferência fraca, 3:2 apostas, que a inteligência raramente emerge, dada a nossa chegada tardia".

Embora isso signifique que as probabilidades podem ter sido contra a vida inteligente evoluindo na Terra, como reconhece o pesquisador, não está muito longe de uma chance de 50:50, e de qualquer forma, tudo isso é inteiramente teórico.

Podemos aplicar estas probabilidades à busca da vida além da Terra? Sim e não, explica Kipping, enfatizando que a "análise diz respeito puramente à Terra, tratando a abiogênese como um processo estocástico contra um pano de fundo de eventos e condições que poderiam ser plausivelmente únicos à Terra".

Dito isto, se outro planeta fosse virtualmente idêntico à Terra em termos de suas condições planetárias e evolução, então talvez - apenas talvez - possamos agora sondar quão provável a vida naquele estranho e familiar mundo poderia ser.

Em outro artigo, publicado na Astrobiology, também mostra pela primeira vez o que significa "pessimismo" ou "otimismo" quando se trata de estimar a probabilidade de vida extraterrestre avançada.

"A questão da existência de civilizações avançadas em outro lugar do universo sempre foi controvertida com três grandes incertezas na equação de Drake", disse Adam Frank, professor de física e astronomia da Universidade de Rochester e co-autor do artigo. "Há muito tempo sabemos aproximadamente quantas estrelas existem". Não sabíamos quantas dessas estrelas tinham planetas que poderiam potencialmente abrigar vida, quantas vezes a vida poderia evoluir e levar a seres inteligentes, e quanto tempo qualquer civilização poderia durar antes de se extinguir".

"É claro, não temos ideia de quão provável é que uma espécie tecnológica inteligente evolua em um determinado planeta habitável", diz Frank. Mas usando nosso método, podemos dizer exatamente quão baixa essa probabilidade teria de ser para nós para sermos a ÚNICA civilização que o Universo produziu". Nós chamamos isso de linha do pessimismo. Se a probabilidade real é maior que a linha do pessimismo, então uma espécie e civilização tecnológica provavelmente já aconteceu antes".

Usando esta abordagem, Frank e Sullivan calculam quão improvável deve ser a vida avançada se nunca houve outro exemplo entre os dez bilhões de trilhões de estrelas do Universo, ou mesmo entre os cem bilhões da nossa própria galáxia Via Láctea.

O resultado? Frank e Sullivan descobriram que a civilização humana provavelmente só será única no cosmos se as probabilidades de uma civilização se desenvolver em um planeta habitável forem inferiores a cerca de um em 10 bilhões de trilhões, ou uma parte em 10 para a 22ª potência.

"Uma em cada 10 bilhões de trilhões é incrivelmente pequena", diz Frank. "Para mim, isto implica que outras espécies inteligentes e produtoras de tecnologia muito provavelmente evoluíram antes de nós". Pense desta forma: "Antes de nosso resultado, você seria considerado um pessimista se imaginasse que a probabilidade de evoluir uma civilização em um planeta habitável fosse, digamos, uma em um trilhão. Mas mesmo essa suposição, uma chance em um trilhão, implica que o que aconteceu aqui na Terra com a humanidade, de fato, aconteceu cerca de 10 bilhões de vezes ao longo da história cósmica"!

Para volumes menores, os números são menos extremos. Por exemplo, outra espécie tecnológica provavelmente evoluiu em um planeta habitável em nossa própria galáxia Via Láctea, se as probabilidades de que ela evolua em qualquer planeta habitável forem melhores que uma chance em 60 bilhões.

Mas se esses números parecem dar munição aos "otimistas" sobre a existência de civilizações alienígenas, Sullivan aponta que a equação Drake completa - que calcula as chances de que outras civilizações estejam por perto hoje - pode dar consolo aos pessimistas.

"Graças ao satélite Kepler da NASA e outras buscas, sabemos agora que aproximadamente um quinto das estrelas tem planetas em "zonas habitáveis", onde as temperaturas poderiam suportar a vida como a conhecemos. Portanto, uma das três grandes incertezas foi agora restrita".

Em 1961, o astrofísico Frank Drake desenvolveu uma equação para estimar o número de civilizações avançadas que provavelmente existiriam na galáxia da Via Láctea. A equação de Drake provou ser uma estrutura durável para a pesquisa, e a tecnologia espacial tem avançado o conhecimento dos cientistas sobre diversas variáveis. Mas é impossível fazer algo mais do que adivinhar variáveis como L, a provável longevidade de outras civilizações avançadas.

Equação de Drake

Em novas pesquisas, Adam Frank e Woodruff Sullivan oferecem uma nova equação para abordar uma questão ligeiramente diferente: Qual é o número de civilizações avançadas que provavelmente se desenvolveram ao longo da história do universo observável? A equação de Frank e Sullivan se baseia na de Drake, mas elimina a necessidade de L.

Seu argumento depende da recente descoberta de quantos planetas existem e quantos deles se encontram no que os cientistas chamam de "zona habitável" - planetas nos quais a água líquida, e portanto a vida, poderia existir. Isto permite a Frank e Sullivan definir um número que eles chamam de Nast. Nast é o produto de N*, o número total de estrelas; fp, a fração dessas estrelas que formam os planetas; e np, o número médio desses planetas nas zonas habitáveis de suas estrelas.

Eles então expõem o que eles chamam de "forma Archaelógica" da equação Drake, que define A como o "número de espécies tecnológicas que já se formaram ao longo da história do Universo observável".

"O Universo tem mais de 13 bilhões de anos de idade", disse Sullivan. "Isso significa que mesmo que tenha havido mil civilizações em nossa própria galáxia, se elas viverem apenas enquanto nós estivermos por volta de dez mil anos - então é provável que todas elas já estejam extintas". E outras só evoluirão quando estivermos muito longe. Para que tenhamos muitas chances de sucesso em encontrar outra civilização tecnológica "contemporânea" ativa, em média, elas devem durar muito mais do que nossa vida atual".

"Dadas as grandes distâncias entre as estrelas e a velocidade fixa da luz, talvez nunca possamos realmente ter uma conversa com outra civilização de qualquer maneira", disse Frank. "Se eles estivessem a 20.000 anos-luz de distância, cada troca levaria 40.000 anos para ir e vir".

Mas, como Frank e Sullivan apontam, mesmo que não haja outras civilizações em nossa galáxia para se comunicar agora, o novo resultado ainda tem uma profunda importância científica e filosófica. "De uma perspectiva fundamental, a questão é 'já aconteceu em algum lugar antes?", disse Frank. Nosso resultado é a primeira vez que alguém foi capaz de definir qualquer resposta empírica para essa pergunta e é surpreendentemente provável que não sejamos o único tempo e lugar que uma civilização avançada tenha evoluído".

De acordo com Frank e Sullivan, seu resultado também tem uma aplicação prática. Como a humanidade enfrenta sua crise de sustentabilidade e mudança climática, podemos nos perguntar se outras espécies de construção civil em outros planetas passaram por um gargalo semelhante e conseguiram chegar ao outro lado. Como diz Frank: "Não sabemos sequer se é possível ter uma civilização de alta tecnologia que dure mais de alguns séculos". Com o novo resultado de Frank e Sullivan, os cientistas podem começar a usar tudo o que sabem sobre planetas e clima para começar a modelar as interações de uma espécie intensiva em energia com seu mundo natal, sabendo que uma grande amostra de tais casos já existiu no cosmo. "Nossos resultados implicam que nossa evolução não tem sido única e provavelmente já aconteceu muitas vezes antes. Os outros casos provavelmente incluem muitas civilizações intensivas em energia que lidam com seus feedbacks para seus planetas à medida que suas civilizações crescem. Isso significa que podemos começar a explorar o problema usando simulações para ter uma noção do que leva a civilizações longamente vividas e do que não leva".

Por: Jonathan Pena Castro

Fontes:

Sciencealert

PNAS

International Journal of Astrobiology

Astrobiology

 

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