Calcule o número de civilizações alienígenas na Via Láctea para si mesmo.

Nos últimos anos, a natureza explosiva da descoberta de exoplanetas ( mais de 4.164 confirmados até agora!) Levou a um interesse renovado na pergunta atemporal: "estamos sozinhos no universo?" Ou, como disse o famoso físico italiano Enrico Fermi: " Onde estão todos ?" Com tantos planetas para escolher e com a taxa em que nossos instrumentos e métodos estão melhorando, a busca por vida além da Terra está realmente aumentando.

Ao mesmo tempo, essas descobertas inspiraram uma infinidade de novos estudos sobre a busca por inteligência extraterrestre em andamento (SETI). Isso inclui a Alien Civilization Calculator , que é uma criação dos físicos Steven Woodling e Dominick Czernia. Inspirados por tentativas recentes de abordar a probabilidade estatística de vida avançada em nossa galáxia, eles oferecem uma ferramenta matemática que pode triturar os números para você!

Mas primeiro, uma atualização rápida parece estar em ordem. A primeira “calculadora” para determinar o número de Inteligências Extraterrestres (ETIs) em nossa galáxia a qualquer momento foi criada pelo físico americano e pesquisador do SETI Dr. Frank Drake. Durante uma reunião no Green Bank Observatory em 1961, Drake preparou uma equação que resumia as probabilidades de encontrar ETIs em nossa galáxia.

Doravante conhecida como Equação de Drake , esse argumento probabilístico é expresso matematicamente como:

N = R * XF P XN E XF L XF I XF C X L

• N é o número de civilizações com as quais podemos nos comunicar;
• R * é a taxa média de formação de estrelas em nossa galáxia;
• f p é a fração daquelas estrelas que possuem planetas;
• n e é o número de planetas que podem suportar a vida;
• f l é o número de planetas que desenvolverão a vida;
• f i é o número de planetas que desenvolverão vida inteligente;
• fc é o número de civilizações que desenvolveriam tecnologias de transmissão;
• L é o período de tempo que essas civilizações teriam para transmitir seus sinais ao espaço.

Embora essa equação visasse estimular o debate sobre a probabilidade de ETIs, também era significativa por causa de suas implicações básicas. Mesmo que se trate todas as variáveis ​​de maneira conservadora, elas ainda obterão um resultado N nas dezenas ou nas centenas. Basicamente, mesmo que a vida seja muito rara em nossa galáxia, deve haver pelo menos algumas civilizações por aí com as quais possamos entrar em contato.

Ao longo dos anos, a Equação de Drake recebeu seu quinhão de críticas e muitas tentativas foram feitas para refiná-la. Por exemplo, em um artigo recente publicado no The Astrophysical Journal , a astrofísica Tom Westby e Christopher J. Conselice, da Universidade de Nottingham, criaram um argumento probabilístico próprio baseado no Princípio Astrobiológico Copernicano .

O rádio telescópio Parkes, um dos telescópios usados ​​pelo Breakthrough Listen. 

Crédito: CSIRO

Simplificando, esse princípio (quando aplicado à existência da vida em nosso Universo) afirma que, em vez de outras evidências, nunca se deve assumir que a humanidade é especial ou única. Quando aplicados à questão de saber se a humanidade está ou não sozinha no Universo, Wetsby e Conselice conseguiram produzir uma versão moderna da Equação de Drake. Matematicamente, pode ser expresso como:

N = N *  * F L  * F HZ  * F M  * (L / T ')

• N  é o número de civilizações com as quais podemos nos comunicar;
• N *  é o número total de estrelas dentro da galáxia;
• f L  é a porcentagem daquelas estrelas com pelo menos 5 bilhões de anos;
• f HZ  é a porcentagem daquelas estrelas que hospedam um planeta adequado para sustentar a vida;
• f M  é a porcentagem de estrelas com metalicidade suficiente, permitindo biologia avançada e civilização avançada;
• L  é a vida útil média de uma civilização avançada;
• t ' é a quantidade média de tempo disponível para o desenvolvimento da vida.

Combinados com os dados astrofísicos mais recentes sobre esses valores, eles apresentaram uma estimativa média de 36 civilizações ! Este trabalho de pesquisa inspirou Wooding e Czernia a criar sua Calculadora de Civilizações Alienígenas (ACC), uma ferramenta que permitiria que as pessoas fizessem seus cálculos usando a Equação de Drake e o Princípio Astrobiológico Copernicano, mas de maneira interativa.

Juntos, os dois começaram a trabalhar em uma ferramenta que poderia desempenhar as mesmas funções que a Equação de Drake e o Princípio Astrobiológico Copernicano, mas de maneira interativa. Além de ser membro do Institute of Physics (IOP) no Reino Unido, Wooding é colaborador regular do The Omni Calculator Project - uma pequena comunidade composta por profissionais que desejam tornar a ciência acessível.

Um novo estudo ofereceu uma nova visão do Paradoxo de Fermi - civilizações alienígenas não são visíveis para nós porque estão dormindo. 

Crédito e direitos autorais: Kevin M. Gill

Foi aqui que ele conheceu Czernia, um jovem físico molecular atualmente concluindo seu doutorado no Instituto de Física Nuclear da Polônia. Como Wooding explicou ao Universe Today por e-mail:

“Como uma maneira interativa e divertida de envolver o público na ciência desta questão fundamental, 'estamos sozinhos no universo?'. A calculadora permite que as pessoas vejam com facilidade quais entradas entram nesse modelo e como a alteração dos valores afeta o resultado - mais interativa do que ler um artigo científico, o que a grande maioria não fará. ”

Aqueles que desejam usar o ACC devem primeiro selecionar o modelo que desejam usar e, em seguida, preencher todos os campos na seção Suposições do modelo . Alguns valores padrão são fornecidos, com base no que os cientistas acreditam ser estatisticamente mais provável, mas os usuários podem inserir quaisquer valores que desejarem. A partir disso, eles verão quantas civilizações inteligentes seus modelos e valores prevêem.

O Princípio Copernicano Astrobiológico é recomendado, pois é o modelo mais atual (e, portanto, atualizado), e pode ser ajustado para permitir um cenário Fraco, Moderado ou Forte. Em outras palavras, os usuários podem ajustar o quão rigorosas são as condições para a formação de vida extraterrestre. No entanto, os usuários são incentivados a usar isso e a Equação de Drake para ver como isso afeta seus resultados.

A Equação de Drake e o Princípio Astrobiológico Copernicano buscam abordar a questão incômoda de "Estamos sozinhos?" 

Crédito: NASA

Outro benefício do modelo do Princípio Copernicano é que ele permite que os usuários vejam quanto tempo levaria para alcançar o vizinho extraterrestre mais próximo. Como Wooding recomenda:

“Os usuários devem começar explorando os três cenários de modelagem e ver como as entradas e os resultados mudam. O cenário forte é muito restritivo e segue de perto como a vida se desenvolveu na Terra. O cenário fraco tem suposições mais relaxadas e leva a um número maior de civilizações alienígenas. Depois, você pode colocar seus próprios valores na calculadora para ver como os resultados mudam - ótimo para astrobiólogos de poltrona. ”

Depois que os usuários fizerem isso, eles poderão usar a calculadora de viagens espaciais (também disponível no Omni Calculator) para ver quanto tempo levaria para encontrar as civilizações extraterrestres mais próximas em nossa galáxia. Essa calculadora também foi criada pela Czernia e se baseia, de maneira semelhante, em variáveis ​​inseridas pelo usuário, como massa da nave espacial, aceleração e modelos físicos do Universo (Einsteiniano ou Newtoniano).

Por diversão, vamos supor que o ACC nos disse que havia potencialmente centenas de civilizações em nossa galáxia e que a mais próxima fica a cerca de 159 anos-luz de distância (usando o exoplaneta HD 42936 Ab como referência). Suponhamos também que tínhamos um navio semelhante em massa à ISS (420 toneladas, 463 toneladas) e que poderia acelerar 1 g (9,8 m / s) até atingir 99% da velocidade da luz.

Impressão artística da gama de zonas habitáveis ​​para diferentes tipos de estrelas. 

Crédito: NASA / Kepler Mission / Dana Berry

Com base nessas variáveis, a Calculadora de Viagem Espacial nos diz que levaria 161,4 anos para chegar à ETI mais próxima, embora apenas 10 anos passassem para a tripulação (já que estamos usando a física einsteiniana). Aparentemente, o navio também precisaria de 11,66 milhões de toneladas (12,85 milhões de toneladas dos EUA) de massa de combustível para fazer a viagem. Então ... sim, essa missão não acontecerá tão cedo! Mas foi um exercício divertido que eu recomendo!

Para ser justo, tanto a Equação de Drake quanto o Princípio Copernicano Astrobiológico têm suas limitações. Por exemplo, aprendemos muito desde que Drake propôs sua famosa equação sobre as quatro primeiras variáveis. Muito disso se deve à recente onda de descobertas de exoplanetas, que deram aos astrônomos uma boa idéia de quantas estrelas possuem planetas e com que frequência orbitam dentro da zona habitável de uma estrela.

Da mesma forma, o Princípio Copernicano Astriobiológico está sujeito a muita incerteza. No caso do estudo de Westby e Conselice, eles assumiram que um planeta semelhante à Terra acabaria por formar vida. Além disso, é amplamente assumido que, uma vez que os humanos modernos surgiram apenas cerca de 200.000 anos atrás (enquanto o planeta Terra tem mais de 4,5 bilhões de anos), o SETI deveria apenas olhar para estrelas com 4,5 bilhões de anos ou mais.

No final, prever quantas civilizações extraterrestres existem por aí continuará a envolver muita incerteza. À medida que o tempo passa, e os instrumentos que usamos para conduzir a pesquisa do SETI melhoram, os astrônomos aprendem cada vez mais sobre essas variáveis. A partir disso, podemos esperar que as estimativas sobre o número provável de ETIs em nossa galáxia se tornem mais restritas.

Impressão artística de um planeta Super-Terra orbitando uma estrela parecida com o Sol. 

Crédito: ESO / M. Kornmesser

Como Wooding indicou, alguns desenvolvimentos significativos precisam acontecer antes que possamos responder à pergunta "Estamos sozinhos?", Com alguma confiança:

“Talvez no futuro, à medida que mais descobertas forem feitas sobre as estrelas e planetas da Via Láctea, você possa voltar à calculadora e ver como eles afetam o número de possíveis civilizações alienígenas.

“ Vamos melhorar a detecção de planetas semelhantes à Terra na zona habitável e até sermos capazes de detectar o que há em suas atmosferas (se eles tiverem um). Isso pode levar a uma pesquisa SETI mais direcionada, o que deve aumentar nossas chances. ”

"Eu sempre pensei em construir um radiotelescópio no lado escuro da lua como uma ótima idéia, para fugir do barulho do rádio na Terra, permitindo aumentar nossa sensibilidade a qualquer transmissão alienígena."

No final, não saberemos ao certo qual é a probabilidade de vida e civilizações extraterrestres até encontrarmos evidências de alguns. Mas a parte da beleza é que o Fermi Paradox (“Onde estão todos?”) Precisa ser resolvido apenas uma vez. Enquanto isso, a busca por ETIs continuará e se beneficiará imensamente dos instrumentos da próxima geração (como os telescópios espaciais James Webb e Nancy Grace Roman ) e dos métodos que estão se tornando disponíveis.

Ao mesmo tempo, estudos de probabilidade e argumentos probabilísticos nos ajudarão a restringir os parâmetros de pesquisa. Se eles estão lá fora, temos certeza de encontrá-los eventualmente (dedos cruzados)! Além disso, verifique as outras ferramentas interessantes que o Omni Calculator tem para oferecer, que incluem astrofísica, física quântica e outras calculadoras científicas.

Fonte - Universe Today

Expandindo referencias:

Omni Calculator