Los archivos que componen este blog tratan de reunir las siguientes propiedades: 1º) hacer referencia a una situación real, técnica o física, obra ingenieril u objeto singular, tecnología de carácter industrial o descubrimiento en el campo de la ciencia. 2º) aportar "cultura científica". 3º) estar dotados de un fuerte contenido físico o matemático. Por su concepción, es un blog "sin fin", donde una traslación en el tiempo nos haría encontrar en sus archivos finales, estudios futuros.

lunes, 1 de agosto de 2016

¿Vida extraterrestre?. Aproximación a esta cuestión desde la ciencia racional.

El vasto y antiguo cosmos que se despliega ante nosotros se escapa más allá de la comprensión humana. A través del desarrollo de la tecnología y nuestro entendimiento de las leyes de la naturaleza, la humanidad se encuentra por primera vez en la historia, en una posición única de corroborar o refutar mediante pruebas experimentales, la hipótesis acerca de la existencia de seres extraterrestres o incluso de la existencia de civilizaciones tecnológicas de origen extraterrestre.

Representación artística de seres extraterrestres. De existir realmente estos seres, poco o nada tendrán que ver con los que aparecen en esta imagen.





Asumimos que la vida es una consecuencia natural de las leyes físicas que actúan en ambientes propicios, y esta secuencia de procesos -como sucedió en la Tierra-, puede ocurrir en otros lugares. Pero... ¿hay algo en el resto del Universo más parecido a la Tierra que la propia Tierra?.

La historia de la Tierra se ha caracterizado por la unicidad de una secuencia de eventos, sin parangón en el universo observable, que ha permitido que la vida se originara y evolucionara hasta un grado de inteligencia tal, capaz de mandar señales al espacio exterior. En mi opinión, la repetición de dichos acontecimientos, la mayoría de carácter no contingente, es absolutamente despreciable. Dicho de otro modo: planteo la baja probabilidad de existencia de vida extraterrestre microbiana y la alta improbabilidad (astronómica improbabilidad) de inteligencias superiores extraterrestres.

Las moléculas necesarias para el origen de la vida, tales como aminoácidos y ácidos nucleicos, han sido identificadas en el polvo cósmico junto con otras macromoléculas, por lo tanto parecería bastante concebible que la vida pudiese originarse en algún otro lugar del Universo. Algunos de los modernos escenarios sobre el origen de la vida proponen un inicio a partir de moléculas aún más simples -un comienzo que hace que un origen de la vida independiente y múltiple-  sea un escenario aún más probable. Sin embargo, un escenario de la vida independiente y múltiple, presumiblemente, resultaría en seres vivientes drásticamente diferentes a los de la Tierra.
Obviamente, encontrar vida como tal, sólo podríamos hacerlo en planetas. Desde 1995, sabemos que en todas las galaxias hay millones sino miles de millones de planetas. El número exacto, por ejemplo, para nuestra propia galaxia, sólo podríamos intentar adivinarlo.
No obstante, existen grandes restricciones para la posibilidad de que la vida pueda originarse y mantenerse en un planeta. Por citar algunas de ellas: el planeta debe contar con una temperatura promedio favorable, la variación de sus estaciones no debe ser muy extrema, el planeta debe estar situado a una distancia adecuada de su estrella central, debe poseer una masa adecuada para que su gravedad sea capaz de retener una atmósfera, la atmósfera debe tener una composición química adecuada para albergar formas de vida primitivas, la atmósfera debe tener también la consistencia necesaria para proteger la superficie de radiación UVA y de otros radiaciones cósmicas, y sobretodo debe existir agua líquida en dicho planeta. En otras palabras, todas las condiciones ambientales deben ser las adecuadas para propiciar el origen y el mantenimiento de la vida.
Solo uno de los ocho planetas de nuestro sistema solar tuvo la combinación adecuada de dichos factores. Seguramente, esto fue una casualidad. Desconocemos, qué fracción de planetas de otros sistemas solares tendrán una combinación igualmente adecuada de dichos factores ambientales. En este sentido, extrapolar a partir de un único caso conocido, el de la Tierra, es imposible.

La vida en la Tierra se originó alrededor de 3.800 millones de años atrás, pero la inteligencia avanzada no se desarrolló hasta hace cerca de medio millón de años. Si  la Tierra hubiera visto alterados, quizás incluso de forma insignificante, alguno de los factores ambientales antes mencionados, la inteligencia nunca se habría desarrollado. Esto es así porque la evolución no se mueve nunca en una línea recta hacia un objetivo (inteligencia) como sucede en una reacción química o como resultado de una ley de la Física. Las vías evolutivas son altamente complejas y se asemejan más a las bifurcaciones de las ramas de un árbol.
Durante buena parte de su historia, la Tierra ha estado habitada por bacterias como únicos seres vivos. Después del origen de la vida hace 3.800 millones de años y durante 2.000 millones de años, la Tierra estuvo conformada por procariotas, células simples sin núcleo organizado. Estas bacterias y sus parientes desarrollaron seguramente múltiples linajes diferentes (algunos quizás muy diferentes) pero, en este tiempo enormemente extenso, ninguna de ellos conllevó a la inteligencia.
Debido a un único evento sorprendente, que los biólogos aún hoy, han explicado solo parcialmente, hace unos 1.800 millones de años se originó la primera célula eucariota, una criatura con un núcleo bien diferenciado y otras características de organismos superiores. Del rico mundo de las protistas se originaron eventualmente tres grupos de organismos multicelulares: hongos, plantas y animales. Pero ninguna de las millones de especies de hongos y plantas fue capaz de producir inteligencia.
La Biología nos enseña que los animales (metazoos) se ramificaron en los períodos Precámbrico y Cámbrico (la famosa explosión de vida del Cámbrico) en 60 a 80 linajes (filos). Sólo uno de ellos, el de los cordados, conllevó eventualmente a la inteligencia genuina. Los cordados son un grupo antiguo y bien diversificado, pero sólo uno de sus numerosos linajes, el de los vertebrados, produjo eventualmente la inteligencia. 
Entre los vertebrados, evolucionaron una serie completa de grupos: distintos tipos de peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Nuevamente, sólo un linaje, el de los mamíferos, condujo a la inteligencia. 
Los mamíferos tuvieron una larga historia evolutiva que comenzó en el periodo Triásico, hace unos 200 millones de años, pero fue en la última parte del periodo Triásico, 15-20 millones de años atrás, que la inteligencia superior se originó en uno de los alrededor de 24 órdenes de mamíferos.
La elaboración del cerebro de los homínidos comenzó hace menos de 3 millones de años, y la de la corteza cerebral de Homo Sapiens ocurrió hace sólamente 300.000 años.
En mi opinión, nada demuestra mejor la improbabilidad de la inteligencia superior que los millones de linajes filogenéticos que se sucedieron en la historia de la Tierra, que no lograron conseguirla.

¿Cabría esperar, que algo así volviera a repetirse en otros mundos extraterrestres, aún cuando éstos presentaran condiciones ambientales favorables al desarrollo de la vida?
El número de especies biológicas que han existido en nuestro planeta desde el origen de la vida es, al igual que el número de planetas de nuestras galaxia, motivo de especulación. Lo ignoramos completamente.
Pero si hay hoy en día, 30 millones de especies vivientes, y si la expectativa de vida de cada especie es de aproximadamente 100.000 años (Sepkoski y Raup), entonces es fácil argumentar que de los miles de millones, quizás 50.000 millones de especies desde el origen de la vida, sólo una de éstas adquirió el tipo de inteligencia necesario para crear una civilización.
Es difícil dar un número exacto porque el rango de variación, tanto en el origen de las especies como en su esperanza de vida, es enorme. Las especies populosas, usualmente halladas por los paleontólogos, ampliamente difundidas y con larga duración geológica (millones de años) son muy probablemente excepcionales, una rareza.

¿Por qué la inteligencia superior es tan poco común?. Las adaptaciones que son favorecidas por la selección natural, como los ojos por ejemplo, se originan en la evolución independientemente, innumerables veces.  La inteligencia superior se ha desarrollado una sola vez, en los seres humanos. Sólo se me ocurre dos posibles razones que explicarían esta singularidad. Una es que la inteligencia superior no es favorecida en absoluto por la selección natural. De hecho, todos los otros tipos de organismos vivos, millones de especies, viven bien sin inteligencia superior.
La otra razón posible para la singularidad de la inteligencia es que es extraordinariamente difícil adquirirla. Es posible detectar cierto grado de inteligencia sólo en algunos animales de sangre caliente (aves y mamíferos), lo cual no es sorprendente puesto que el cerebro requiere energías extremadamente altas. Pero aún así, existe un gran paso desde "cierto grado de inteligencia" a "inteligencia superior".
El linaje homínido se separó del chimpancé hace cerca de 5 millones de años, pero el gran cerebro del hombre moderno fue adquirido hace menos de 300.000 años. Como sugirió Yvens Coppens, se requirió una emancipación total de la vida arbórea para permitir liberar las manos de la locomoción y emplearlas en la manipulación de objetos. Tan solo un 6 por ciento de las formas de vida dentro de la línea homínida, desarrollaron un cerebro grande que facilitó el surgimiento de la inteligencia superior.
Se requiere una compleja combinación de circunstancias improbables y favorables para producir la inteligencia superior, idea ésta que ya fue esbozada en 1994 por el eminente zoólogo alemán Ernst Mayr. 

¿Toda civilización es capaz de mandar señales al espacio y recibirlas?. Claramente no. En los últimos 10.000 años han habido al menos 20 civilizaciones en la Tierra, desde la del Valle del Indo, Sumeria, y otras civilizaciones de oriente próximo, hasta Egipto, Grecia, y todas las serie de civilizaciones europeas, así como los Mayas, los Aztecas, los Incas y otras tantas civilizaciones de China y la India. Sólo una de éstas alcanzó un nivel tecnológico que le ha posibilitado enviar señales artificiales al espacio exterior y recibirlas.
Un problema más a considerar, considero que decisivo, en caso de la existencia de seres extraterrestres: no es para nada seguro que los seres de otros mundos tuvieran órganos sensitivos capaces de recibir nuestras señales electrónicas. Aún en la Tierra muchos grupos de animales están especializados para estímulos olfativos o químicos, y no reaccionarían a señales electrónicas. Ni las plantas*, ni los hongos son capaces de recibir señales electrónicas. Aunque hubiera organismos avanzados en algún planeta sería bastante improblable que hayan desarrollado los mismos órganos sensitivos que nosotros.
Algo más: todas las civilizaciones tienen una duración limitada. Asumamos que existen seres realmente inteligentes en otro planeta de nuestra galaxia. Hace mil millones de años sus astrónomos descubrieron la Tierra y llegaron a la conclusión de que este planeta podría tener las condiciones propicias para producir inteligencia. Para verificarlo, mandaron señales a la Tierra durante mil millones de años sin tener una sola respuesta. Finalmente, en el año 1800 (de nuestro calendario) deciden mandar señales durante 100 años más. Para el año 1900, no habrían obtenido ninguna respuesta, por lo que concluyeron que seguramente no había vida inteligente en nuestro planeta.

Esto muestra que incluso habiendo miles de civilizaciones en el Universo, la probabilidad de establecer una comunicación exitosa sería muy estrecha debido a la corta duración de la "ventana abierta" de comunicación.

Expongo todas estas reflexiones, en un momento crucial de la astrobiología. En unas pocas décadas, tal vez dos o tres, las modernas técnicas de observación astronómica permitirán analizar las atmósferas de los planetas recientemente descubiertos en otros sistemas solares. La presencia de desequilibrios químicos en las atmósferas de los exoplanetas permitirá inferir la existencia de seres vivos en esos mundos.

Para terminar: la primera emisión de señales de radio se efectuó durante los Juegos Olímpicos de Berlín, en el verano de 1936. Esto significa que nuestras señales y el área de influencia de la humanidad, se encuentra en forma de un frente de ondas electromagnéticas esférico a una distancia aproximada de 70 años luz de la Tierra. Cualquiera que a esa distancia tuviera un receptor con la suficiente sensibilidad capaz de filtrar el ruido de fondo, podría recibir nuestras señales y establecer contacto.
A fecha de hoy, agosto de 2016, no se ha recibido respuesta alguna.
¿Hay realmente alguien ahí afuera?.






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