Nos últimos anos, a natureza explosiva da descoberta de exoplanetas (mais de 4, 164 confirmado até agora) levou a um interesse renovado na pergunta atemporal:"Estamos sozinhos no universo?" Ou, como disse o famoso físico italiano Enrico Fermi, "Onde está todo mundo?" Com tantos planetas para escolher e a taxa em que nossos instrumentos e métodos estão melhorando, a busca por vida fora da Terra está realmente ganhando força.

Ao mesmo tempo, essas descobertas inspiraram muitos novos estudos sobre a busca contínua por inteligência extraterrestre (SETI). Isso inclui a Calculadora de Civilização Alienígena, que é uma ideia dos físicos Steven Woodling e Dominick Czernia. Inspirado por tentativas recentes de abordar a probabilidade estatística de vida avançada em nossa galáxia, eles oferecem uma ferramenta matemática que pode processar os números para você.

Mas primeiro, uma rápida atualização parece adequada. A primeira "calculadora" para determinar o número de inteligências extraterrestres (ETIs) em nossa galáxia a qualquer momento foi criada pelo físico americano e pesquisador SETI Dr. Frank Drake. Durante uma reunião no Green Bank Observatory em 1961, Drake preparou uma equação que resumiu as probabilidades de encontrar ETIs em nossa galáxia.

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

• N é o número de civilizações com as quais poderíamos nos comunicar
• R * é a taxa média de formação de estrelas em nossa galáxia
• fp é a fração daquelas estrelas que têm planetas
• ne é o número de planetas que podem suportar vida
• fl é o número de planetas que desenvolverão vida
• fi é o número de planetas que desenvolverão vida inteligente
• fc é o número de civilizações que desenvolveriam tecnologias de transmissão
• L é o tempo que essas civilizações teriam para transmitir seus sinais para o espaço

Embora esta equação tenha como objetivo estimular o debate sobre a probabilidade de ETIs, também foi significativo por causa de suas implicações básicas. Mesmo que se trate todas as variáveis ​​de forma conservadora, eles ainda obtêm um resultado N na casa das dezenas ou centenas. Basicamente, mesmo que a vida seja muito rara em nossa galáxia, deve haver pelo menos algumas civilizações por aí com as quais poderíamos fazer 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 que apareceu no Astrophysical Journal , astrofísica Tom Westby e Christopher J. Conselice, da Universidade de Nottingham, criaram um argumento probabilístico próprio com base no Princípio Astrobiológico Copernicano.

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

N =N _* * F _eu * 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 na galáxia
• fL é a porcentagem das estrelas que têm pelo menos 5 bilhões de anos
• fHZ é a porcentagem das estrelas que hospedam um planeta adequado para sustentar a vida
• fM é a porcentagem dessas estrelas com metalicidade suficiente, permitindo biologia avançada e uma civilização avançada
• L é a vida média de uma civilização avançada
• t 'é a quantidade média de tempo disponível para a vida se desenvolver

Combinado com os dados astrofísicos mais recentes sobre esses valores, eles chegaram a uma estimativa média de 36 civilizações. Este artigo de pesquisa inspirou Wooding e Czernia a criar sua Calculadora de Civilizações Alienígenas (ACC), uma ferramenta que permitiria às pessoas fazerem seus cálculos usando a Equação de Drake ou o Princípio Astrobiológico Copernicano, mas de forma interativa.

Além de ser membro do Instituto de Física (IOP) do Reino Unido, Wooding é um colaborador regular do The Omni Calculator Project - uma pequena comunidade formada por profissionais que desejam tornar a ciência acessível.

Foi aqui que ele conheceu Czernia, um jovem físico molecular atualmente concluindo seu doutorado. com o Instituto de Física Nuclear da Polônia. Wooding explicou à Universe Today por e-mail:"Como uma forma interativa e divertida de envolver o público na ciência desta questão fundamental 'Estamos sozinhos no universo ?, 'A calculadora permite que as pessoas vejam facilmente quais entradas entram em tal modelo e vejam como alterar os valores afetam o resultado - mais interativo 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, em seguida, preencha todos os campos na seção de suposições do modelo. Alguns valores padrão são fornecidos com base no que os cientistas acreditam ser estatisticamente mais provável, mas os usuários são livres para inserir os valores que desejarem. Disto, eles verão quantas civilizações inteligentes seu modelo e valores predizem.

O Princípio Astrobiológico Copernicano é recomendado por ser o modelo mais atual, e pode ser ajustado para permitir um fraco, cenário moderado ou forte. Em outras palavras, os usuários podem ajustar o quão estritas são as condições para a formação de vida extraterrestre. Contudo, os usuários são encorajados a usar isso e a Equação de Drake para ver como ela afeta seus resultados.

Outro benefício do modelo do Princípio de Copérnico é que ele permite que os usuários vejam quanto tempo levaria para chegar ao vizinho extraterrestre mais próximo. Wooding diz, "[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. Então 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 podem usar a calculadora de viagens espaciais para ver quanto tempo levaria para encontrar as civilizações extraterrestres mais próximas em nossa galáxia. Esta calculadora também foi criada por Czernia e da mesma forma depende de variáveis ​​do usuário, como a massa da espaçonave, modelos de aceleração e física do universo (einsteiniano ou newtoniano).

Para se divertir, vamos supor que o ACC nos disse que havia potencialmente centenas de civilizações em nossa galáxia e que a mais próxima está localizada a cerca de 159 anos-luz de distância (usando o exoplaneta HD 42936 Ab como referência). Vamos supor também que tínhamos um navio que é semelhante em massa ao ISS (420 toneladas métricas, 463 toneladas) e que poderia acelerar 1 g (9,8 m / s) até atingirmos 99% da velocidade da luz.

Com base nessas variáveis, a Calculadora de Viagem Espacial nos diz que levaria 161,4 anos para chegar ao ETI mais próximo, embora apenas 10 anos se passassem para a tripulação (já que estamos usando a física einsteiniana). Pelo visto, o navio também precisaria de cerca de 11,66 milhões de toneladas métricas (12,85 milhões de toneladas americanas) de massa de combustível para fazer a viagem. Então sim, essa missão não acontecerá tão cedo. Mas foi um exercício divertido que recomendo vivamente.

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

De forma similar, o Princípio Astriobiológico Copernicano está sujeito a muitas incertezas. No estudo de Westby e Conselice, eles presumiram que um planeta parecido com a Terra acabaria por formar vida. Além disso, é amplamente aceito 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), que o SETI deveria estar olhando apenas para estrelas com 4,5 bilhões de anos ou mais.

No fim, prever quantas civilizações extraterrestres existem continuará a envolver muita incerteza. Conforme o tempo passa, e os instrumentos que usamos para conduzir a pesquisa SETI melhoram, os astrônomos aprenderão mais sobre essas variáveis. Disto, podemos esperar que as estimativas sobre o número provável de ETIs em nossa galáxia se tornem mais restritas.

Como Wooding indicou, alguns desenvolvimentos significativos precisam acontecer antes de podermos responder à pergunta "Estamos sozinhos?" com alguma confiança:

"Talvez no futuro, à medida que mais descobertas são feitas sobre as estrelas e planetas da Via Láctea, você poderia 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 mesmo sermos capazes de detectar o que está em suas atmosferas (se houver). Isso pode levar a uma pesquisa SETI mais direcionada, o que deve aumentar nossas chances. Sempre pensei em construir um radiotelescópio no lado escuro da lua como uma ótima ideia para ficar longe do ruído de rádio da Terra, permitindo-nos aumentar nossa sensibilidade a quaisquer transmissões alienígenas. "

No fim, não saberemos com certeza qual a probabilidade de vida extraterrestre e civilizações até encontrarmos evidências. Mas a parte da beleza é que o Paradoxo de Fermi ("Onde estão todos?") Só precisa ser resolvido uma vez. Enquanto isso, a busca por ETIs continuará, e se beneficiará imensamente de instrumentos de próxima geração, como os telescópios espaciais James Webb e Nancy Grace Roman, e métodos que estão se tornando disponíveis.

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