Frank Drake escrevendo sua famosa equação em um quadro branco. Crédito:SETI.org
Em 1 de novembro, 1961, uma série de cientistas proeminentes convergiram para o Observatório Nacional de Radioastronomia em Green Bank, West Virginia, para uma conferência de três dias. Um ano antes, esta instalação foi o local do primeiro experimento SETI moderno (Projeto Ozma), onde os famosos astrônomos Frank Drake e Carl Sagan usaram o telescópio Green Bank (também conhecido como "Orelha Grande") para monitorar duas estrelas semelhantes ao Sol próximas - Epsilon Eridani e Tau Ceti.
Embora sem sucesso, Ozma se tornou um ponto focal para cientistas interessados neste campo em expansão conhecido como Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). Como resultado, Drake e Sagan estavam motivados para realizar a primeira conferência SETI, em que o assunto de procurar possíveis sinais de rádio extraterrestres seria discutido. Em preparação para a reunião, Drake preparou a seguinte equação heurística:
N =R * • f p • n e • f eu • f eu • f c • EU
Isso viria a ser conhecido como a "equação de Drake, "que é considerada por muitos uma das equações mais conhecidas da história da ciência. No 60º aniversário de sua criação, John Gertz - um produtor de cinema, astrônomo amador, membro do conselho com BreakThrough Listen, e o ex-presidente do conselho do SETI Institute com três mandatos - argumenta em um artigo recente que uma reconsideração fator por fator é necessária.
Nesse artigo, que foi recentemente aceito para publicação pelo Jornal da Sociedade Interplanetária Britânica (JBIS), Gertz defende uma equação revisada e muito mais pesquisa. Para decompô-lo, a equação de Drake consiste nos seguintes parâmetros:
Em vez de ser um meio real de quantificar o número de espécies inteligentes em nossa galáxia, o objetivo da equação era para enquadrar a discussão sobre SETI. Além de encapsular os desafios que os cientistas enfrentam, pretendia estimular o diálogo científico entre os participantes do encontro. Como Drake comentaria mais tarde:
"Como planejei a reunião, Percebi alguns dias antes que precisávamos de uma agenda. E então eu anotei todas as coisas que você precisava saber para prever o quão difícil será detectar vida extraterrestre. E olhando para eles, tornou-se bastante evidente que, se você multiplicasse todos esses juntos, voce tem um numero, N, que é o número de civilizações detectáveis em nossa galáxia. Isso era voltado para a pesquisa de rádio, e não procurar formas de vida primordiais ou primitivas. "
A equação de Drake desde então alcançou grande fama e grande notoriedade. Considerando que alguns cientistas irão elogiá-lo como uma das contribuições mais importantes para a investigação científica, outros o criticaram por suas óbvias incertezas e natureza conjectural. Essas críticas enfatizam que, ao multiplicar as variáveis incertas, o nível de incerteza cresce exponencialmente, ao ponto onde nenhuma conclusão firme é possível.
Como John Gertz explicou ao Universe Today por e-mail, os problemas associados à equação de Drake não diminuíram com o tempo. Para muitos cientistas, as profundas descobertas ocorridas nas últimas décadas (que reduziram o nível de incerteza com algumas das variáveis da equação) colocaram em questão a própria utilidade da própria equação.
"A equação de Drake foi uma heurística extraordinariamente útil no início da busca moderna por inteligência extraterrestre no início dos anos 1960, "disse ele." Isso guiou nossos pensamentos de primeiro rascunho sobre o assunto. Sessenta anos depois, Contudo, é um edifício rangente e envelhecido que deveria ser varrido em favor de um novo pensamento. "
Por causa de seu estudo, Gertz reconsiderou cada uma das variáveis da equação de Drake para determinar se ainda eram úteis para colocar restrições na possibilidade de vida inteligente. Para iniciantes, havia o parâmetro R * , que Gertz descreveu como "inútil" por uma série de razões. Isso inclui o fato de que a taxa de formação de novas estrelas muda ao longo do tempo e que Drake se limitou a estrelas semelhantes ao Sol (que têm uma baixa taxa de natalidade em comparação com vários outros tipos).
Também, existe a possibilidade de que os sinais de ET possam ser de origem extragaláctica, e que o número de civilizações não está relacionado ao nascimento de novas estrelas. Por estas razões, ele sugere que R * deve ser substituído por n s , que denota o número de estrelas candidatas na Via Láctea que estão dentro do nosso campo de visão. Isso seria considerável, uma vez que estrelas que são consideradas boas candidatas para habitabilidade incluem o tipo G, Tipo K e tipo M (coletivamente compreendendo mais de 80% das estrelas).
Próximo, há o número de estrelas que têm um planeta ou sistema orbitando-as (o f p parâmetro), que era amplamente desconhecido na época de Drake. Contudo, nas últimas duas décadas, o número de exoplanetas confirmados cresceu exponencialmente (4, 383 e contando), graças em grande parte ao Telescópio Espacial Kepler. Essas descobertas sugerem que os planetas são onipresentes para as estrelas, o que torna os parâmetros amplamente irrelevantes.
A seguir está outra consideração importante que emergiu das recentes descobertas de exoplanetas. Este é o número de planetas semelhantes à Terra (também conhecidos como "terrestres" ou rochosos) que orbitam dentro da zona habitável (HZ) de sua estrela-mãe - n e . Mas, como várias linhas de pesquisa mostraram, simplesmente orbitar dentro do HZ de uma estrela dificilmente é a única consideração. Há também o tamanho de um planeta, atmosfera, e a presença de água e atividade tectônica.
A definição de HZ também é limitada a planetas, Considerando que a natureza das luas como Ganimedes, Europa, Encélado, Titan e outros sugerem que a vida poderia existir em ambientes de "lua oceânica". Também há o caso de Marte e Vênus, ambos tinham água corrente e temperaturas relativamente estáveis ao mesmo tempo. Portanto, Gertz recomenda que n e deve ser substituído por n tb , que denota o número total de corpos (planetas, luas, planetóides, etc.) que poderiam sustentar a vida em suas superfícies ou embaixo delas.
O parâmetro f eu (planetas que irão desenvolver vida) também é irremediavelmente incerto, principalmente porque os cientistas não têm certeza de como a vida começou aqui na Terra. As teorias atuais variam de poças primordiais e fontes hidrotermais à semeadura do espaço (litopanspermia) e entre sistemas estelares e galáxias (panspermia). Também não há consenso sobre se a vida é onipresente ou rara, devido ao fato de que a busca por vida extraterrestre (básica ou não) é tão carente de dados.
Próximo, a fração de planetas com vida que dará origem a uma espécie tecnologicamente competente (f eu ) é especialmente problemático. Nesse caso, a questão se resume aos caminhos evolutivos e se os fatores que levam ao surgimento do homo sapiens são comuns ou não. Resumidamente, não temos ideia se a evolução é convergente (favorece a inteligência) ou não convergente.
O penúltimo parâmetro, a fração de espécies inteligentes que poderiam estar tentando se comunicar conosco agora (f c ), está igualmente repleto de problemas. Por um lado, reconhece que nem todas as espécies tecnologicamente competentes serão capazes de se comunicar conosco, ou querendo (a la a hipótese da "floresta escura"). No outro, não leva em consideração duas considerações muito importantes.
Para um, não leva em consideração a quantidade de tempo que leva para um transmissor ou receptor fazer um único circuito através de vários objetos em nossa galáxia. A menos que os sinais sejam transmitidos constantemente e em níveis de energia muito altos, as chances de algum ser recebido são bastante desfavoráveis. Além disso, não leva em consideração a possibilidade de que as tecnossinaturas (como transmissões de rádio) sejam detectadas involuntariamente.
Portanto, Getz recomenda que f c ser substituído pelo parâmetro f d , que é de natureza mais ampla. Além de considerar as tentativas de uma civilização extraterrestre de se comunicar conosco, também leva em consideração nossa capacidade de detectar as tecnossinaturas de uma civilização. Afinal, de que adianta sinalizar esforços se os destinatários pretendidos nem mesmo são capazes de receber a mensagem?
Impressão artística da Breakthrough Listen Network. Crédito:Breakthrough Listen / Univ. de Machester / Daniëlle Futselaar
Último, mas certamente não menos importante, existe o parâmetro complicado de L, a quantidade de tempo que uma civilização tecnologicamente dependente vai gastar tentando se comunicar com a Terra. Hora extra, este parâmetro passou a ser identificado como o tempo de vida das civilizações, ou por quanto tempo eles podem ficar em um estado avançado antes de sucumbir à autodestruição ou ao colapso ambiental.
O próprio Carl Sagan admitiu que, de todos os parâmetros da equação de Drake, isso era de longe o mais incerto. Simplificando, we have no way of knowing how long a civilization can persist before it is no longer able to communicate with the cosmos. We could no more predict how and when an extraterrestrial civilization might end than we could our own (though some people doubt we'll make it out of this century).
Another common consideration is the likelihood that by the time an extraterrestrial signal or messenger probe is found by another species, the civilization responsible for sending it will have long since died. This argument is part of the "brief window" hypothesis, which conjectures that advanced civilizations will invariably succumb to existential threats before another civilization can receive and respond to their transmissions. Getz explained:"[T]he Drake equation was predicated upon the notion that there is a finite number of currently existing alien civilizations ensconced among the stars, some of whom will be signaling their presence to us using radio or optical lasers. Contudo, this ignores another school of thought which holds that ET's far better strategy would be to send physical probes to our solar system to surveil and ultimately make contact with us.
"Such probes could represent information from innumerable civilizations, many of whom may have long ago perished. Se esse é o caso, Drake's L is irrelevant, since the probe might far outlive its progenitor, and his N reduces to one, the single probe that makes its presence known to us through which alone we might communicate with the rest of the galaxy."
Em última análise, an updated version of the Drake Equation (based on Getz's analysis) would look like this:
N =ns • fp • ntb • fl • fi • fd • L
Crédito:Universo Hoje
Ai, when all the parameters (and their respective levels of uncertainty) are considered, we are left with some uncomfortable implications. Por um lado, it would be empirically simpler to conclude that humanity is currently the only technologically advanced civilization in the observable universe. Ou, as Getz concludes, it could serve as a call to action to reduce or eliminate these levels of uncertainty.
"The Drake equation sets out to determine N, the number of extant communicating civilizations, " he said. "There is simply no way to determine this by any known means other than by making contact with our first ET and asking it what it might know of the matter. The failure of the Drake equation paradoxically makes a robust SETI program all the more important, since no amount of armchair speculation can determine N."
As to what a robust SETI program would look like, he acknowledges that current efforts—epitomized by Breakthrough Listen—are a good start. As part of Breakthrough Initiatives (a non-profit organization founded by Yuri and Julia Milner in 2015) this 10-year, $100 million program is the most comprehensive survey ever undertaken in the search for technosignatures in the universe.
The project relies on radio wave observations made by the Green Bank Observatory and the Parkes Observatory in Southeastern Australia, as well as visible-light observations from the Automated Planet Finder at the Lick Observatory in San Jose, Califórnia. Combined with the latest in innovative software and data analysis techniques, the project will survey one million nearby stars, the entire galactic plane, and 100 nearby galaxies.
Contudo, in order for SETI research to truly advance to the point where the Drake equation can be used, two things are necessary:secure funding and dedicated observatories.
"Breakthrough Listen is a game-changer. Because of it, more SETI is accomplished in a single day than was ever before accomplished in a full year. Contudo, over the long term, much more needs to be done. Foremost is perpetual funding that can only be assured through an endowment.
"Também, there is a need to build more telescopes dedicated to 24/7 [observation], particularly wide-field-of-view telescopes, because we can only guess from where ET's signal might arrive, and to train additional scientists who in turn might know that they can plan a career around SETI assured by a funded endowment."
Aside from the rigorous nature of looking for the proverbial needle in the cosmic haystack, one of the greatest challenges of SETI research is ensuring that funding will remain available. This is not unique to the field of SETI, but compared to space exploration and related endeavors; there is the constant battle to justify its existence. But considering that the payoff will be the single greatest discovery in the history of humanity, it is definitely worth the cost.
