Ciencias

La paradoja de Fermi

Cuando el físico Enrico Fermi se encontraba trabajando en el Proyecto Manhattan, cuyo fin era el desarrollo de la bomba atómica estadounidense, enunció la que hoy se conoce como Paradoja de Fermi. El científico estaba atormentado por la contradicción que existe entre los cálculos que demuestra que hay una enorme cantidad de planetas capaces de alojar civilizaciones inteligentes en el universo, y la ausencia de evidencia de dichas civilizaciones. ¿Es la raza humana la única civilización avanzada en el Universo?


Una de las cuestiones que más inquietan a la humanidad es la existencia (o no) de otras civilizaciones en el Universo. A lo largo de los siglos, hemos pasado de sentirnos que eramos el centro del Universo, a quedar relegados a un simple y común planeta que orbita una estrella ordinaria en los suburbios de una galaxia -la Vía Láctea- que tampoco tiene nada de especial. Esta situación ha permitido especular con que los acontecimientos que dieron lugar a la vida en la Tierra hayan tenido lugar en miles de millones de sitios más. Al fin y al cabo, si nuestro planeta no tiene nada de especial, no hay motivos para creer que sea el único lugar capaz de haber desarrollado organismos inteligentes. Sin embargo, y a pesar de la tecnología que el hombre ha creado a lo largo de siglos, hemos sido incapaces de encontrar evidencia alguna que pruebe la existencia de otra civilización extraterrestre.


A principios de la década de 1940, en medio de una conversación informal con sus colegas del Proyecto Manhattan -que terminó poniendo a punto las bombas atómicas que se arrojaron sobre las ciudades japonesas- Fermi planteó esta cuestión. Si bien Drake no publicaría su famosa ecuación destinada a proporcionar un valor concreto a la cantidad de planetas habitables que existen hasta 10 o 15 años más tarde, los científicos tenían elementos para suponer que la Tierra no era el único planeta del Universo. Era esperable que alguna de esas civilizaciones, sobre todo las que fuesen miles o millones de años más antiguas que la humanidad, hubiesen desarrollado una tecnología lo suficientemente avanzada como para recorrer la Galaxia o, al menos, intentar enviar alguna clase de mensaje a las demás civilizaciones del vecindario. Sin embargo, y a pesar de algunas historias de OVNIs y abducciones carentes de pruebas, nunca habíamos (ni hemos) encontrado rastros de vida extraterrestre inteligente, como sondas automáticas, naves espaciales alienígenas o transmisiones de radio.

La Paradoja de Fermi puede resumirse de la manera siguiente: “La creencia común de que el Universo posee numerosas civilizaciones avanzadas tecnológicamente, combinada con nuestras observaciones que sugieren todo lo contrario es paradójica, y nuestro conocimiento o nuestras observaciones son defectuosas o incompletas.” No es raro que Fermi, un físico abocado al desarrollo de una bomba nuclear, se plantease este problema. El científico creía que la respuesta a su paradoja había que buscarla en su propio trabajo. Tarde o temprano, razonaba Fermi, toda civilización lo suficientemente avanzada desarrolla con su tecnología el potencial de autoexterminarse, tal y como él mismo creía que estaba haciendo la humanidad al desarrollar armas de semejante calibre. El hecho concreto de no encontrar pruebas relativas a la existencia de otras civilizaciones extraterrestres le hacían pensar en que un trágico final le esperaba a la humanidad.

El campo magnético terrestre se encarga de protegernos del “viento solar”.

Para intentar explicar la paradoja algunos echan mano a la hipótesis de la Tierra Rara. Esta teórica sugiere que la vida es tan extraña en el Universo debido a que -contrariamente a lo que creemos- hay una gran escasez de planetas similares al nuestro. La Tierra sería un planeta especial, y por eso es uno de los pocos que alberga vida. Uno de los argumentos esgrimidos para defender esta postura, se relaciona con la posición que la Tierra ocupa en la Galaxia. Los brazos espirales de la galaxias contienen un gran número de novas, cuya radiación es perjudicial para la vida superior. Sin embargo, el sistema solar está en una órbita muy especial dentro de la Vía Láctea: una órbita casi circular, a una distancia en la que se mueve prácticamente a la misma velocidad que las ondas de choque que forman los brazos espirales. La Tierra ha estado en esta ventajosa posición durante cientos de millones de años. Ese es el lapso en el que ha existido vida superior en la Tierra.


El otro argumento utilizado para sostener la hipótesis de la Tierra Rara es la existencia de la Luna. Se supone que la Luna se creó como consecuencia del impacto afortunado con un cuerpo celeste de tamaño similar a Marte, hace unos 4.450 millones de años. Este impacto ocurrió en el ángulo justo para que una gran parte de la masa de la Tierra se desprendiese y crease la Luna. Si el choque se hubiese producido con un ángulo ligeramente distinto, o la Luna no se habría formado o la Tierra hubiese resultado destruida. La presencia de un satélite natural del tamaño de la Luna es muy poco frecuente. Pero el hecho de que esté ahí proporciona a la Tierra una serie de ventajas. Las mareas, debido a la Luna, estabilizan el eje de la Tierra. Sin la Luna, la llamada “precesión de los equinoccios” causaría variaciones del clima tan dramáticas que imposibilitarían la vida. Las mareas lunares también ayudan a mantener caliente (y fluido) el núcleo de la Tierra. Si no fuese así, no tendríamos un campo magnético que se encargase de protegernos del “viento solar”, una lluvia de partículas
cargadas letales para la vida.


Algo que resulta llamativo es la ausencia de señales de radio proveniente de otras estrellas. Cualquier ser extraterrestre que se encuentre en un planeta cuya estrella esté a una distancia de unos 50 o 60 años luz de la Tierra, si cuenta con una tecnología similar a la nuestra, debería ser capaz de captar nuestras emisiones normales de radio y televisión. Aunque sea absolutamente incapaz de interpretar sus contenidos -algo que quizás no sea tan malo, después de todo- debería resaltarle llamativo que el Sol (o un punto muy cercano a él) emita señales en una frecuencia tan atípica para una estrella. La humanidad ha observado decenas de miles de estrellas, e intentado captar emisiones en prácticamente cualquier frecuencia apta para transportar información -el proyecto SETI se dedica justamente a ello- pero jamás hemos encontrado nada que parezca artificial. O ET no esta ahí fuera, o no mira la tele.


¿Esto significa que somos los seres humanos la única civilización avanzada en el Universo? La ecuación de Drake para estimar el número de civilizaciones extraterrestres, con las que eventualmente podríamos ponernos en contacto, parece implicar que esta pregunta tiene un enorme “no” como respuesta. Pero entonces, ¿dónde están? ¿Por qué no hemos encontrado rastros de vida extraterrestre inteligente? Algunos creen que realmente ET está fuera, pero ya ha avanzado tecnológicamente tanto que no podemos verlo. Si pensamos en todo lo que ha avanzado nuestra tecnología en los últimos 50 o 100 años, es posible imaginar una civilización “ligeramente” más avanzada (unas decenas de siglos, por ejemplo), que nos resulte indetectables. Dado que el Universo tiene una antigüedad que se mide en miles de millones de años, tal cosa es perfectamente posible.

Con la tecnología adecuada, una civilización podría construir un artefacto conocido como “Esfera de Dyson”

Con la tecnología adecuada, una civilización podría construir un artefacto conocido como “Esfera de Dyson”. Popularizada por el doctor Freeman Dyson, esta esfera es una especie de envoltura opaca colocada alrededor de una estrella, a una distancia aproximada al radio de la órbita de Marte. Tal artefacto permitiría a los alienígenas en cuestión aprovechar prácticamente toda la energía radiada por su sol, al estar “sembrada” por miles de millones de colectores solares. Pero además de proporcionar una fuente inagotable de energía, la Esfera de Dyson apenas emitiría una débil radiación, sin las fuertes líneas espectrales que el plasma estelar muestra habitualmente, pasando desapercibidas para un observador externo. Los astrónomos han buscado en los últimos años estrellas que presenten un “colorido inusual”, aunque no han sido encontradas. Los seguidores de la teoría de la autodestrucción de Fermi sostienen que es altamente improbable que las civilizaciones avanzadas no tomen ventaja de la fuente de energía que es su estrella madre, y que deberíamos ver las “firmas electromagnéticas” de estas estructuras. Que no las veamos puede significar que -efectivamente- se autoaniquilaron antes de llegar a construirlas.

El agotamiento de los recursos impone límites al desarrollo de cualquier civilización

Una de las soluciones más aceptadas para la Paradoja de Fermi es la propuesta por Jacob Haqq-Misra y Seth Baum, de la Pennsylvania State University. Estos investigadores sugieren que es un error asumir que una civilización puede colonizar el Universo a un ritmo exponencial. El agotamiento de los recursos impone límites al desarrollo de cualquier civilización. Ya no hace falta que ET y sus hermanos se autoexterminen con armas, sino que la limitación de los recursos disponibles hace que posiblemente nunca entremos en contacto con otros seres. Jacob y Seth trasladan el escenario del actual crecimiento humano y la velocidad con la que agotamos los recursos del planeta a una hipotética civilización avanzada que se expande por un escenario galáctico. “Puede que haya miles de civilizaciones avanzadas tratando de colonizar su entorno espacial cercano, pero lo hacen a un ritmo tan lento que nunca entran en contacto unas con otras en tiempo y espacio”, afirman. Como sea, por ahora seguimos esperando alguna evidencia que confirme o desmienta que nuestro planeta es el único en albergar vida inteligente Y tú, ¿que opinas?

50 soluciones a la paradoja de Fermi (24ª solución): Sus matemáticas son diferentes

Uno de los grandes misterios de la ciencia es por qué las matemáticas resultan tan irrazonablemente efectivas, por qué describen la naturaleza tan bien como lo hacen. Sea cual sea el motivo, la verdad es que resulta gratificante que podamos comprender matemáticamente el universo. Somos capaces de construir puentes, aviones, ordenadores y otra muchas maravillas tecnológicas gracias a la matemática.
Quizá la mayoría de los matemáticos, al menos de forma tácita, poseen ideas platónicas. La filosofía platónica sostiene que las matemáticas existen de alguna forma independientemente de la realidad del espacio y del tiempo. Así, el trabajo de un matemático puro es, por tanto, parecido al de un buscador de oro; intenta encontrar fragmentos de absoluta verdad matemática pre-existentes. La matemática se descubre, no se inventa.

Otros matemáticos, sin embargo, argumentan todo lo contrario. Para ellos, su ciencia no tiene sentido ni existencia independientes de la conciencia humana; es una mera invención de nuestra inteligencia, un fenómeno social, parte de la cultura del ser humano. Esta postura antiplatónica sostiene que los objetos matemáticos son creados por nosotros, de acuerdo a nuestras necesidades cotidianas. Puede que la evolución haya anclado fuertemente a nuestros cerebros un cierto "módulo aritmético". Incluso los neurólogos piensan que éste podría estar localizado en un área concreta de nuestro cerebro: el córtex parietal inferior.

No sería demasiado sorprendente si resultase que todos tenemos una unidad de procesamiento aritmético en nuestros cerebros. Al fin y al cabo, nuestros antepasados vivieron en un mundo donde resultaba decisiva la habilidad para contar cantidades u objetos discretos, tales como los depredadores o las presas. Esta habilidad para percibir el número de ciertos objetos resulta muy útil y sería esperable que los animales poseyesen una especie de "sentido numérico".


En efecto, parece evidente que animales tan distintos como las ratas o los chimpancés (entre otros muchos) son capaces de realizar rudimentarios juicios numéricos. A pesar de ello, no es probable que puedan llevar a cabo un proceso de "contar", al menos en el sentido literal del término que nosotros entendemos. En los experimentos realizados con animales resulta difícil descartar la posibilidad que los hagan utilizando procesos cognitivos mucho más simples. Por ejemplo, cuando se trata de un número pequeño de objetos, los animales pueden estar utilizando el denominado "subitizing". Nosotros, después de todo, también lo hacemos. Cuando nos presentan un conjunto con un pequeño número de elementos (menos de seis, digamos) somos capaces de saber la cantidad exacta sin necesidad de contarlos explícitamente. Sin embargo, no lograremos distinguir entre, pongamos, 27 ó 28 pasteles en un plato. En este sentido, los animales no necesitan hacerlo, ya que para ellos no hay mucha diferencia entre disponer de 27 plátanos o 28 en una cesta a la hora de alimentarse. Con distinguir entre muchos y pocos, es suficiente. Entonces, aunque la habilidad para el cálculo integral o, simplemente, multiplicar no sea innata, se podría discutir si los fundamentos de la aritmética lo son. Los números enteros no constituyen formas platónicas ideales que existen independientemente de la conciencia humana; más bien son creaciones de nuestras mentes, artefactos creados por la forma en que los cerebros de nuestros ancestros interpretaban el mundo a su alrededor.

De todo lo anterior surge una interesante pregunta: ¿cómo sería la matemática de una CET? ¿Habrán desarrollado su propio "teorema de Fermat", del valor medio, etc.? Si resulta que su historia evolutiva no ha sido similar a la nuestra, puede que no. ¿Por qué debería? Si hubiesen evolucionado en un ambiente en que las variables cambiasen de forma continua en lugar de discreta, quizá no hayan inventado el concepto de número entero. ¿Y si han desarrollado un edificio matemático no basado en los conceptos de número y conjunto, por ejemplo? Puede que encontremos esto difícil de imaginar, pero también puede que no sea mas que una deficiencia de nuestra limitada imaginación humana.


El punto clave estriba en que las matemáticas humanas nos han permitido desarrollar la tecnología. Quizá esto constituya una condición necesaria. Para que una civilización construya transmisores de radio interestelares, solamente necesita comprender la ley del inverso del cuadrado y alguna que otra ley matemática "terrestre". Una posible solución a la paradoja de Fermi podría ser que las CETs hayan desarrollado otros sistemas matemáticos distintos a los nuestros e inaplicables a la hora de diseñar y construir sistemas de comunicaciones o dispositivos de propulsión.

Y, como casi siempre, la pega es la misma. No todas las CETs tienen por qué hacer lo mismo y proceder de la misma manera. Puede que existan especies inteligentes que habiten en las aguas de un océano y no necesiten en absoluto desarrollar un teorema como el de Pitágoras, pero seguro que también existirán otras de tipo terrestre y que podrían asemejarse a nosotros, acabando por desarrollar una matemática similar. Incluso poniéndonos en el caso más desfavorable y admitiendo que sus matemáticas constituyesen algo muy diferente a las nuestras, ¿no sería esa justamente una de las razones para desear comunicarse con otros seres inteligentes?

50 soluciones a la paradoja de Fermi (25ª solución): Están comunicándose pero no sabemos reconocer

De acuerdo. Supongamos que sus matemáticas son diferentes, incluso mucho más avanzadas que las nuestras. Si estuvieran transmitiendo en este preciso momento, ¿seríamos capaces de identificar sus comunicaciones?

Ya hemos visto que los esfuerzos de programas de búsqueda de inteligencia extraterrestre como SETI se centran actualmente, sobre todo, en señales cuyas frecuencias caen en el rango de los múltiplos de la de línea de emisión del hidrógeno. Pero si las matemáticas de las CETs son muy distintas, quizá los alienígenas no vean nada especial en dichas frecuencias y no tengan significado para ellos. Esto, sin embargo, constituye un problema menor. Aún suponiendo que emitiesen en las frecuencias anteriores, esas señales deberían estar codificadas en alguna clase de lenguaje matemático. ¿Cómo reconocerlo, entonces? ¿Sería posible descodificarlo?

Los esfuerzos de SETI están condenados al fracaso si sus científicos no logran distinguir una emisión artificial de otra natural. Los físicos han demostrado que si se enviase un mensaje codificado de forma eficiente y óptima a través de ondas electromagnéticas, entonces un receptor que desconociese el sistema de codificación encontraría dicho mensaje indistinguible de una radiación típica de cuerpo negro, la radiación emitida por cualquier objeto por el simple hecho de encontrarse a una determinada temperatura.

Si las CETs avanzadas realmente desean que las reconozcamos, deben codificar sus mensajes de tal forma que sepamos reconocerlos como artificiales, sin ningún género de dudas. Una señal que contenga pulsos distribuidos de acuerdo con algún patrón obvio (los primeros números primos, o similar) no dejaría lugar a la duda. Ahora bien, si llegásemos a detectar un mensaje, ¿sabríamos descodificarlo y acceder a su contenido? Pensemos, por ejemplo, en el célebre manuscrito Voynich. Se cree que fue escrito en algún momento entre los siglos XIII y XVII. Sin embargo, aún no se ha logrado descifrar. Parece contener información sobre herbología y astrología, entre otros temas, pero nadie está seguro a ciencia cierta.

Sea cual sea la información que contiene el texto, lo cierto es que fue escrito por un ser humano como nosotros, con nuestros mismos sentidos, emociones, bagaje cultural, etc. Y aun así, escribió un libro que no somos capaces de descifrar y entender. Si esto ocurre con un miembro de nuestra misma especie, ¿qué no podrá suceder con un habitante de otro mundo completamente distinto al nuestro?

Si los alienígenas existen y alguna vez llegásemos a captar un mensaje suyo, lo más probable es que nuestra sensación más duradera fuese la de una terrible frustración por no ser capaces de entenderlo. Podrían transcurrir cientos o miles de años sin que lográsemos descifrar su contenido.

Qué relevancia guarda todo lo anterior con respecto a la paradoja de Fermi? Ya hemos visto que un posible escenario es que las CETs se hayan dado cuenta hace mucho tiempo que el viaje interestelar es imposible y han decidido comunicarse mediante señales electromagnéticas codificadas de forma eficiente y óptima. Han perdido interés en contactar con civilizaciones jóvenes, como la nuestra, de tal forma que únicamente detectamos radiación de cuerpo negro, indistinguible del resto de objetos astronómicos naturales. Podríamos estar ante una nueva explicación o solución a la paradoja, pero una vez más se trata de una predicción que no se puede testar.

Por otro lado, si detectásemos una señal de origen claramente artificial, incluso aunque no pudiésemos descifrarla, podríamos inferir de ella la existencia de seres extraterrestres inteligentes. Por tanto, debemos separar la cuestión de la comprensión de sus mensajes de la de su mera existencia, pues la primera no resulta relevante a la hora de ofrecer una solución a la paradoja de Fermi.