La Ecuación de Drake es una fórmula matemática que intenta estimar la cantidad de civilizaciones extraterrestres avanzadas que podrían existir en el universo. Pero antes de explicar lo que es la Ecuación de Drake y su utilidad para predecir la existencia de posibles vidas inteligentes, es necesario partir de lo más elemental. ¿Qué es la vida?
Hay un límite difuso entre lo que es vida y lo que no. En biología, la palabra «vida» hace referencia a la estructura molecular auto-organizada capaz de intercambiar energía y materia con el entorno con la finalidad de mantenerse a sí misma, renovarse y finalmente reproducirse.
Desde un punto de vista bioquímico, la vida es un estado de la materia alcanzado por estructuras moleculares específicas con capacidad para desarrollarse, mantenerse en un ambiente, reconocer y responder a estímulos y reproducirse permitiendo la continuidad.
¿Y qué no es vida? No es vida cualquier otra estructura del tipo que sea (aunque contenga ADN o ARN) incapaz de establecer un equilibrio homeostático. Esto significa que los virus, viriones, priones, células cancerígenas o cualquier otra forma de reproducción que no sea capaz de manifestar una forma estable retroalimentaria sostenible con el medio no son vida.
En cambio, una célula sí está viva, pues posee una regulación homeostática relativa a ella misma, tiene metabolismo y es capaz autorreplicarse. Los microorganismos como las bacterias, las arqueas, los protozoos o los hongos microscópicos sí están vivos.
Descubre aquí la diferencia entre virus y bacterias.
Conceptos para entender la Ecuación de Drake
Origen de la vida
El primer ser vivo en la Tierra fue un organismo unicelular formado a partir de moléculas inorgánicas que se transformaron en moléculas orgánicas (aminoácidos) bajo unas condiciones ambientales adecuadas.
Aunque no puede indicarse con precisión, la evidencia sugiere que ha existido vida en la Tierra durante al menos 3.700 millones de años. Y algunos estudios la datan en hace 4.400 millones de años.
Como información curiosa, la panspermia es una hipótesis que propone que la vida existe en todo el universo, pudiendo haber sido transportada por polvo espacial, meteoritos, cometas, naves y cualquier otro tipo de objeto que viaja por el espacio. Según esta hipótesis, es muy probable que la vida en la Tierra provenga del exterior.
Vida extraterrestre
Los científicos llaman vida extraterrestre a toda forma de vida originada fuera de la Tierra, incluyendo bacterias, plantas y animales (no solo la vida inteligente como la de los seres humanos).
Hasta el momento no se ha descubierto vida extraterrestre. Pero varios candidatos han aparecido. En 1996 se pensó que se habían encontrado evidencias de rastros de vida en un meteorito conocido como ALH84001, que venía desde Marte. Las huellas halladas fueron interpretadas por los científicos como fósiles de organismos similares a las bacterias.
En noviembre de 2009 esta hipótesis se hizo más fuerte porque se habían encontrado estructuras similares en otros meteoritos marcianos. Pero no se pueden usar estos supuestos fósiles como única prueba de una detección de vida.
En cosmología, los principales estudios apuntan a que, probabilísticamente hablando, y teniendo en cuenta las condiciones necesarias para la vida tal como la conocemos, el cosmos es tan inmenso que se hace necesaria la existencia de, incluso, civilizaciones avanzadas en otros planetas.
Astrobiología
Es la disciplina científica de la rama de las ciencias biológicas que combina conocimientos de astrofísica, biología y geología para el estudio de la existencia, origen, presencia e influencia de la vida en el conjunto del Universo, incluyendo a la Tierra.
Dentro de la astrobiología, la exobiología estudia específicamente las posibilidades de vida extraterrestre, si bien alejándose radicalmente de las meras hipótesis ufológicas.
Vida inteligente
La inteligencia es un concepto difícil de definir. Pero una definición sencilla sería la capacidad de generar información nueva combinando la que recibimos del exterior con aquella de la que disponemos en nuestra memoria.
La inteligencia involucra varias cosas necesariamente: la memoria, el pensamiento abstracto, la resolución de problemas y la capacidad de adquirir conocimientos.
Sin embargo, existe una discusión sobre si la inteligencia humana contiene algún aspecto que la diferencie de forma cualitativa de la de las demás especies o incluso de la inteligencia artificial. Solo a partir de Darwin se comprendió que no somos la especie elegida, sino una especie única entre otras muchas especies únicas, aunque maravillosamente inteligente.
Sin nuestra tecnología actual, ni siquiera en la Tierra podríamos saber si hay vida inteligente más allá de nuestro dominio. Ejemplo: en una tribu indígena aislada en alguna isla es posible que crean que ellos son los únicos en el planeta.
Algunos científicos sostienen que, partiendo de la base de que hay planetas que pueden albergar vida, es posible que, una vez que aparecen los primeros microorganismos, la vida inteligente sea inevitable.
Sin embargo, hay otros factores en juego: por la antigüedad del universo, es muy posible que hayan existido civilizaciones inteligentes en el pasado de las que no tenemos ningún rastro. O que aún no se hayan desarrollado lo suficiente como para poder detectarlas.
La Ecuación de Drake
Fue concebida en 1961 por el radioastrónomo y presidente del instituto SETI Frank Drake con el propósito de estimar la cantidad de civilizaciones en la Vía Láctea susceptibles de poseer emisiones de radio detectables.
La Ecuación de Drake identifica los factores específicos que, según se cree, tienen un papel importante en el desarrollo de las civilizaciones. La comunidad científica ha aceptado su relevancia como primera aproximación teórica al problema. Varios científicos la han utilizado como herramienta para plantear distintas hipótesis.
Estimación inicial de la Ecuación de Drake
Incertidumbre en la estimación de los parámetros
El interés de la Ecuación de Drake radica su el propio planteamiento, pero carece de sentido tratar de obtener cualquier solución numérica de la misma, dado el enorme desconocimiento sobre muchos de sus parámetros.
Los cálculos realizados por distintos científicos han arrojado valores tan relativamente dispares como una sola civilización o diez millones.
Se ha postulado también que la ecuación podría ser excesivamente simplista. Se ha sugerido incluir aspectos energéticos, planetesimales helados o la consideración de satélites como Europa, que podrían contener enormes océanos de agua líquida.
Debido a la falta de evidencias, a medida que la tecnología evolucione, muchos parámetros de la ecuación podrían variar notablemente. Se han teorizado diversos cambios.
No se ha dilucidado bien si las ecosferas de planetas en estrellas enanas naranjas o enanas rojas pudieran ser estables mejorando la cifra en torno a R en caso de que fueran aptas.
En la estimación no se cuentan posibles satélites de exoplanetas masivos mejorando la cifra en torno a Fp. El empleo de mejor tecnología para detectar planetas rocosos de tamaño terrestre mejoraría la cifra en torno a Ne.
Otro criterio engañoso es tomar únicamente la definición de vida que conocemos, ya que podrían existir formas de vida en torno a replicadores distintos al ADN o ARN y en situaciones físicas muy distintas.
En la estimación tampoco se tienen en cuenta planetas que hayan vivido menos de 1000 millones de años en una ecosfera estable como criterio generador de vida.
Las estimaciones de Drake prescinden de aquella fracción de planetas con elementos químicos propicios para la vida, como el agua o la fuente de carbón, aunque pueden estar implícitos en torno a Fl.
No se incluyen parámetros que convierten a la Tierra en un planeta peculiar, como:
-La ubicación del sol en el disco galáctico.
-El efecto joviano (producido por Júpiter), que sirve de escudo protector frente a meteoritos.
-El efecto lunar, que estabiliza el eje de rotación terrestre.
-El efecto de la tectónica de placas terrestre, que sirven de termostato.
-El efecto del núcleo terrestre, protegiendo la atmósfera del viento solar.
-El vulcanismo que renueva elementos químicos y aporta metales a la atmósfera y superficie de los planetas.
Modificación de la Ecuación
En vez de suponer solo que los alienígenas usan tecnologías de Radio Frecuencia, Sara Seager propuso una variación de la ecuación en 2013 que se concentra en la simple presencia de cualquier forma de vida alienígena. Su ecuación puede ser usada para estimar cuántos planetas con signos de vida pueden ser encontrados en los próximos años.
Última revisión de la Ecuación de Drake
Tres datos importantes hasta hace poco desconocidos introducían mucha incertidumbre: la proporción de planetas en la zona habitable, la proporción de ellos en donde aparece la vida y la duración o longevidad de las civilizaciones avanzadas.
Ahora conocemos bien el primero de esos tres. Se sabe que un quinto de las estrellas de nuestra galaxia tienen planetas en su zona habitable en donde el agua puede estar en estado líquido.
Adam Frank (University of Rochester) y Woodruff Sullivan (University of Washington) proponen una vía de ataque a la ecuación partiendo de la posibilidad más pesimista. En lugar de tratar de saber cuántas civilizaciones existen ahora, se preguntan sobre si nosotros somos la única especie con tecnología avanzada que haya aparecido hasta ahora desde un principio. La idea es calcular la probabilidad de que nosotros seamos la única especie inteligente en este momento en el Universo y que no haya habido otras antes.
Según sus cálculos, para que fuésemos los primeros y los únicos: la probabilidad tendría que ser de una posibilidad entre 1022. Si nos circunscribimos a nuestra galaxia: sería una parte entre 1011. Esto significaría que es probable que hayan aparecido civilizaciones tecnológicas antes que nosotros y en gran cantidad.
Si se asume que la probabilidad de que aparezca una civilización en un planeta es 1 entre un billón, entonces tiene que haber ocurrido 10.000 millones de veces a lo largo de la historia del Cosmos.
Para que sólo otra civilización tecnológica haya surgido en alguno de los posibles planetas habitables de la Vía Láctea, la probabilidad tendría que ser de 1 entre 60.000 millones.
Esto implica necesariamente que estemos rodeados por otras civilizaciones. El problema es la longevidad de las civilizaciones avanzadas, el factor final de la ecuación de Drake.
Se podría pensar que si la cantidad de civilizaciones es muy alta entonces la longevidad de cada una puede llegar a no importar a la hora de saber si tenemos coetáneos.
Pero si las civilizaciones avanzadas solo duran 10.000 años, entonces todas ellas están ya extintas y nosotros estamos ahora solos.
La Paradoja de Fermi
La Paradoja de Fermi es la aparente contradicción entre las estimaciones que afirman que hay una alta probabilidad de que existan otras civilizaciones inteligentes en el universo observable y la ausencia de evidencia de dichas civilizaciones.
Surgió en 1950 en medio de una conversación informal del físico Enrico Fermi con otros físicos del laboratorio pero ha tenido importantes implicaciones en los proyectos de búsquedas de señales de civilizaciones extraterrestres (SETI).
La formulación de la paradoja surge cuando Fermi trabaja en el Proyecto Manhattan (desarrollo de la bomba atómica estadounidense). La respuesta de Fermi a su paradoja es que toda civilización avanzada desarrollada en la galaxia desarrolla el potencial de exterminarse. El hecho de no encontrar otras civilizaciones extraterrestres implicaba para él un trágico final para la humanidad.
Posibles soluciones a la paradoja
-Los recursos finitos impondrían límites al desarrollo exponencial.
-Existen, pero la mayoría de la gente no lo sabe todavía.
-Existen, han estado aquí, pero no estábamos.
-Existen, pero no se comunican con nosotros.
-Existen y se comunican, pero no los oímos.
-Han desaparecido.
-Existen, pero no somos conscientes de ellos.
-Nunca han existido.
-Somos nosotros o todavía no existen.
-Son inteligentes, pero no desarrollados.
-Utilizan señales encriptadas y no podemos reconocerlas.
-Hipótesis de la Transcensión.