Paradoja de Fermi

Hoy tocaremos la ciencia ficción desde un punto de vista más especulativo. En las obras de este género es muy común ver a la raza humana tener algún tipo de contacto con otras formas de vida inteligente e incluso convivir con ellas, pero hablando ya del mundo real, ¿Existen realmente civilizaciones avanzadas en el universo?
Esta pregunta ya se la planteó Frank Drake en 1961(fue presidente del SETI, acrónimo de Search for Extra Terrestrial Intelligence) y formuló una posible ecuación para conocer el número de civilizaciones de nuestra galaxia que emitiesen ondas de radio, siendo capaces de comunicarse, se la conoce como ecuación de Drake y tiene esta pinta:



N es el número de civilizaciones que habría en la Via Lactea con la capacidad de comunicarse, los demás factores son: el ritmo de formación de estrellas adecuadas para la vida, proporción de estrellas con planetas orbitando, número de planetas en la posición optima para la generación de la vida, fracción de planetas en los que la vida se ha desarrollado, fracción de planetas en los que se ha desarrollado vida inteligente, fracción de planetas en los que la vida inteligente se ha desarrollado hasta poseer una tecnología con la que poder comunicarse y periodo de tiempo que puede durar una civilización inteligente.

El elevado número de factores y el hecho de que la mayoría de ellos sólo los podemos conocer deduciendo a partir de lo ocurrido en nuestro sistema solar hace que la ecuación no tenga una única solución, y dependiendo del juicio de cada persona, el número de civilizaciones puede oscilar entre unas decenas o millones.

Pero no todo el mundo es tan optimista como para creer que hay una alta probabilidad de haber muchas civilizaciones desarrolladas en el universo y concretamente en nuestra galaxia. Ya que si hay un número tan elevado de ellas, ¿Por qué no tenemos ni rastro de ellas? Esto es lo que se conoce como paradoja de Fermi, formulada por Enrico Fermi en 1950. Su respuesta a la pregunta es qué o nuestro conocimiento es insuficiente o nuestras observaciones son defectuosas. Hay varias suposiciones sobre el hecho de que no hayamos tenido aun contacto con otra civilización avanzada:

-Nunca han existido: Puede que las condiciones para que se dé la vida sean raras, por lo tanto para que surja una civilización importante aun deben ser más infrecuentes y continuadas en el tiempo para que se pueda desarrollar hasta el punto de la exploración espacial.

-Han existido, pero ya han desaparecido: destruidos por si mismos (guerras nucleares, bacteriológicas, experimentos científicos a gran escala), por otras civilizaciones a las que no les gusta la competencia o por desastres que pueden ser probables en unos espacios de tiempo tan grandes (asteroides, explosiones de supernovas).

-Existen y han estado con nosotros, pero no estábamos lo suficientemente desarrollados como para percibir o comprender su presencia. Posiblemente la raza humana sólo lleva un siglo con la capacidad y tecnología necesarias para captarlos. De aquí deriva una teoría bastante interesante: el concepto de dioses, monstruos y demonios que tan comunes y parecidos son en prácticamente todas las culturas y religiones de la Tierra, puede que tengan su origen en visitas extraterrestres en una época en la que no estábamos lo suficientemente desarrollados para poder saber que eran realmente. Esto aparece en la novela “El Fin de la Infancia” de Arthur C. Clarke. En ella unas naves enormes llegan a la Tierra, se sitúan sobre las ciudades más importantes y pasan a tomar el control del mundo. Tras 50 años de control, los extraterrestres (superseñores en el libro) deciden revelar su aspecto. Este es tremendamente similar a la descripción que se puede hacer del demonio (cuernos, alas, cola peluda), los superseñores habían visitado la Tierra en otra época y esperaron esos 50 años para minimizar el impacto de su aspecto sobre la población.

-Existen, pero no se comunican con nosotros: ya sea porque no les interesamos, porque prefieren dejarnos “libres” para así poder estudiarnos, porque están esperando a que alcancemos un nivel tecnológico mínimo o simplemente porque es una civilización avanzada, pero no dispone en su planeta de los medios necesarios para establecer el contacto ( falta de materiales).

-Existen y se comunican pero no los oímos: Puede que ahora mismo estén llegando señales a nuestro planeta, pero por incompatibilidad o inexistencia de la tecnología necesaria no las detectamos. Un punto a favor de esta hipótesis es el tamaño del universo, ya que aunque las señales pudiesen viajar a la velocidad de la luz, si la civilización está realmente lejos, podrían tardar millones de años en llegar.

Fuentes:
Ecuación de Drake
Paradoja de Fermi
En este blog encontré la imagen del superseñor, hay otra imagen, por lo que se comenta alli, las dos son de un proyecto que no se finalizó.

En las Profundidades

Vuelvo a la carga con otro relato de Asimov, esta vez se llama “En las Profundidades”, como no lo he encontrado por la red os haré un breve resumen:

La acción transcurre en un planeta especial, un planeta que se está muriendo poco a poco debido al enfriamiento del único sol de su sistema (también el planeta es el único cuerpo que gira alrededor de ese sol). La civilización que lo habita se ha visto obligada a vivir en las profundidades para ir aprovechando la energía y calor que desprende el núcleo, pero cada pocas generaciones, se tienen que cavar los refugios más profundos, por lo tanto idean un plan para salvarse. El plan consiste en un viaje suicida (suicida porque gastará 2/3 de la energía que queda en el planeta) hacia un campo de energía de origen cerebral detectado a 10 años luz. El viaje lo hará primero un individuo utilizando la energía de las células cerebrales, ya que la velocidad de estas no esta limitada a c. Al llegar allí, el viajero establecerá una resonancia con un campo igual al suyo pero perteneciente a un individuo del otro planeta, utilizará el cuerpo de este para activar la estación receptora (fue trasladada junto al individuo en resonancia con su mente) y que dé comienzo el éxodo de la población (este sí que tardará más de 10 años ya que utilizará energía electromagnética).

Comentemos ahora los aspectos físicos que aparecen en la obra:

Se habla de las posibles muertes de un planeta por la explosión o enfriamiento de su sol. Estos son los posibles finales que puede tener una estrella y dependen del tamaño de la misma. Antes todas pasan por la fase en la que al acabarse el hidrógeno comienzan una serie de reacciones de fusión en las que participa el helio, pero llega un momento en el que el helio también se agota. Ahora entra en juego la masa y tamaño de la estrella:

-Si la masa del núcleo es 1.4 veces superior a la del sol se producen las supernovas. Estas tienen su origen en el desplome de la estrella sobre si misma (pueden pasar de tener unas dimensiones comparables a las de nuestro sol, a tener un diámetro de pocas decenas de km), lo que hace que se genere una fuerte emisión de energía (produciendo un brillo muchas veces superior al de una estrella normal) y se expulsen las capas más externas de la estrella dejando el espacio alrededor de la misma lleno de materiales pesados. Estos materiales pueden formar nuevas nebulosas en el espacio y participar en la formación de nuevas estrellas. Para hacernos una idea de la energía que pueden llegar a expulsar, la unidad que se utiliza para estudiarlas es el foe, que equivale a 10 ⁴⁴ julios.

-Si la masa del núcleo es 1.4 veces menor que la del sol se forma una enana blanca. Alrededor de la estrella se forma una burbuja de gas que después se desprenderá, el resto de la estrella forma un núcleo de altísima densidad (1t/cm3) de color blanco. En este tipo de estrellas no se produce ninguna fusión, se van enfriando poco a poco hasta convertirse en enanas oscuras, cuerpos inertes y sin brillo. Las enanas blancas, son una fase muy común de la evolución estelar ya que junto a las enanas rojas, son las más abundantes en el universo.

(La foto es del sistema Sirio, la estrella pequeña es Sirio B, que es una enana blanca)

El sol del relato es del último tipo, en el texto se hacen ciertas referencias que nos pueden indicar más o menos la temperatura que hay en la superficie: se hace referencia a charcos de oxigeno que en algunos momentos del día podían llegar a burbujear, esto nos dice que la temperatura estaría entre los -183 y -218.8 grados centígrados, ya que son los puntos de ebullición y fusión del oxígeno respectivamente.

Otro tema importante es la profundidad en la que vive la civilización. Cuando deciden realizar el viaje habitan a unos 1200 km de profundidad, aunque no se dan datos del tamaño del planeta, ni de los materiales que componen su núcleo o de la gravedad, esta debería ir disminuyendo según nos acercamos al núcleo (exactamente al centro de masas) mientras que la presión debería ir aumentando.

Al final el protagonista consigue activar la máquina y regresar a su planeta, intentando explicar a la población, que en el nuevo planeta tendrían que vivir de nuevo en las profundidades, ya que no se puede convivir con esa extraña civilización del planeta Tierra, que es un tipo de inteligencia sin contacto mental y que además tiene que convivir con atrocidades como un insoportable resplandor en el cielo que varia periódicamente, humedad que cae en forma de gotas, movimientos de aire a gran escala o lo peor de todo: un sociedad formada por individuos vivíparos.

El relato aparece en la antología: Cuentos Completos 2

Veleros solares

Este término ya apareció en la primera entrada del blog (Viajes Espaciales), donde comenté brevemente los distintos tipos de motores o medios de desplazamiento que aparecían en la ciencia ficción. Como el tema ya ha salido un par de veces de pasada en clase, he decidido ampliarlo:

Este tipo de locomoción se basa en los flujos de fotones y otras partículas que emiten todas las estrellas: el viento solar.Tiene su origen en la expansión de la corona solar (en el caso de nuestro sol, es la parte más externa de su atmósfera, se extiende más de un millon de Km y llega a tener temperaturas del orden de 2 millones de grados), ya que su altísima temperatura hace que la propia gravedad del sol no pueda retener a las partículas y están salgan hacia todos los rincones del sistema solar con unas velocidades de entre 400 y 800 Km/s.

Todo esto está muy bien, pero, ¿Cómo podría propulsar a una nave el viento solar? Lo podría hacer mediante unas velas que aprovechasen el impulso generado por el momento cinético de la luz (masa partícula x velocidad)* y la presión de radiación (para la absorbida es igual a: densidad de flujo/c

A priori puede parecer que este método es muy lento por los valores tan bajos de la p. de radiación, ya que por ejemplo:
La densidad de flujo del sol en la tierra es: 1370 W/m²
Entonces presión de radiación=1370/3x10^8=4.6x10^-6 J/m3

Pero es que este método goza de una gran ventaja, y es que al desplazarse por el vacio, nada se opone ni frena el movimiento de la nave, haciendo que vaya acelerando progresivamente hasta alcanzar grandes velocidades(otra ventaja es el tamaño de las velas, cuanto mas grandes, mas velocidad se alcanzaría). Para hacernos una idea:


“Una nave lanzada al espacio en las inmediaciones de la Tierra tardaría varias horas, incluso días en alcanzar una velocidad que un coche alcanzaría en pocos segundos. Sin embargo, se estima que en tan sólo cien días, podría alcanzar los 10 mil km/h, 36 mil km/h en un año y 100 mil km/h en 3 años” Wikipedia.

Los veleros solares también presentan inconvenientes:

-Solo podrían utilizarse por el espacio y no en la Tierra, ya que el campo magnético de la Tierra detiene el viento solar. El campo magnético (magnetosfera), tiene forma de lágrima en dirección contraria a la del sol y es capaz de detener al viento solar a una distancia de 10 radios terrestres.


-La radiación parte del sol hacia todas las direcciones, esto no es un inconveniente cuando se viaja en el sentido que toma la radiación, pero si se quiere viajar hacia la estrella emisora ya habría que realizar maniobras con las velas de gran tamaño, con los problemas que ello conlleva.

*Edito gracias al comentario de p.b.g. Esa fórmula(mxv),solo es aplicable a partículas u objetos con masa. Los fotones son partículas de masa despreciable (exactamente tienen una masa invariante nula que les permite moverse a c) asociados a la onda de la luz y para calcular su momento hay que acudir a la relatividad:
E² = c²p² + m²c⁴
Como hemos dicho que la masa del fotón es despreciable nos queda que: E=cp, por lo tanto p=E/c

La Ultima Pregunta. Entropía

La Última Pregunta (enlace). Este el nombre de uno de los mejores relatos de Asimov según la crítica y el propio autor. El texto se divide en 5 partes que abarcan un gran periodo de tiempo (10 billones de años, desde que se formula por primera vez la pregunta a Multivac, hasta que el AC cósmico es capaz de responder) pero que tienen un punto en común: en todas ellas por una razón u otra (aprovechamiento total de la energía, reconstrucción de las estrellas a partir del calor disipado, del gas interestelar, o simplemente por existencialismo) se plantea la misma pregunta a la maquina:

¿Se puede invertir la entropía?

Empecemos explicando que es la entropía(S): De forma coloquial puede decirse que S es una función de estado que mide el caos o desorden de un sistema. También es la encargada de decidir qué dirección y sentido toman los sucesos en la naturaleza, eligiendo siempre aquellos que la maximicen. Así tenemos que:

En la naturaleza solo se producen de manera espontanea aquellos sucesos (procesos irreversibles) que al producirse en un único sentido provocan un aumento en el desorden del sistema(al abrir un perfume su contenido se expande completamente, y nunca veremos que por si solo se vuelva a meter en el frasco), si consideramos el universo como un sistema cerrado, se produce un aumento en la Su. De la irreversibilidad de los procesos naturales surge el concepto de “flecha del tiempo”, ya que ellos nos sirven de guía para conocer el sentido del curso del tiempo, también son los responsables de esa desagradable tendencia que tienen las cosas a desgastarse o agotarse (el relato se centra en el agotamiento de las estrellas, la última fuente de energía)

Los que no provocan variación de Su, procesos reversibles, son idealizaciones que necesitarían de una sucesión infinita de estados de equilibrio para su realización. Los procesos que hacen que Su disminuya son simplemente irrealizables por definición.

La respuesta a la pregunta planteada en el relato parece clara, no se puede invertir la entropía. La entropía del universo crecerá inexorablemente consumiendo antes o después a todas las estrellas, hasta llegar al momento en que todas las temperaturas y presiones del universo se igualen, la entropía alcance su valor máximo y se produzca la muerte térmica del universo: toda la energía estará completamente degradada en forma de calor imposibilitando la realización de cualquier proceso.

El relato destaca por la aparición de máquinas muy parecidas a nuestros ordenadores actuales (fue escrito en la década de los 50) que van evolucionando a la par del ser humano hasta dar lugar a el AC cósmico, un superordenador que ocupa todo el espacio e hiperespacio, y al Hombre, una especie de ente que abarca todas las mentes de la humanidad. Al final cuando las estrellas ya se han consumido, el AC ya se ve capacitado para responder a la pregunta y dar lugar a un nuevo universo:

¡Hágase la luz!