Category: Ciencia

Cuando pensamos en acontecimientos extremadamente improbables, solemos cometer un error intuitivo: confundimos “muy improbable” con “imposible”. Pero cuando existen suficientes oportunidades para que algo suceda, incluso un evento extraordinariamente raro puede terminar ocurriendo.

Esta idea permite mirar desde otra perspectiva dos de las preguntas más fascinantes que podemos hacernos: ¿por qué existimos nosotros? ¿Y qué nos dice nuestra existencia sobre la posibilidad de vida extraterrestre?

Lo improbable depende del número de intentos

Imagine un evento cuya probabilidad de ocurrir sea apenas de una entre mil millones. Si solamente existe una oportunidad, sería razonable apostar a que nunca sucederá.

Pero ¿qué ocurre si existen billones de oportunidades?

La situación cambia completamente. Cuando el número de oportunidades se vuelve gigantesco, incluso probabilidades individuales diminutas pueden producir acontecimientos prácticamente inevitables.

Es importante aclarar que esto no constituye una “ley de los eventos raros” formal de la física. Es una consecuencia elemental de la teoría de probabilidades, relacionada con lo que en estadística se conoce como ley de los números verdaderamente grandes: con un número suficientemente grande de oportunidades, deberían esperarse algunas coincidencias extraordinarias.

Nosotros somos uno de esos eventos extraordinarios

La existencia de un ser humano concreto parece absurdamente improbable.

Para que usted exista tuvieron que ocurrir innumerables acontecimientos: que sus padres se conocieran, que sus antepasados sobrevivieran y se reprodujeran, que determinadas células participaran en cada concepción y que una cadena gigantesca de acontecimientos históricos y biológicos llegara exactamente hasta usted.

Pero podemos retroceder mucho más.

Hace aproximadamente 4.500 millones de años se formó la Tierra. Después apareció la vida —aunque todavía desconocemos exactamente cómo ocurrió la transición desde la química prebiótica hacia los primeros sistemas capaces de evolucionar—. Posteriormente tuvieron que suceder miles de millones de años de evolución, extinciones, cambios ambientales y contingencias históricas antes de que apareciera Homo sapiens.

Nuestra existencia parece extraordinariamente improbable vista retrospectivamente.

Sin embargo, existe una trampa en este razonamiento.

Si nosotros estamos aquí preguntándonos por nuestra existencia, necesariamente vivimos en una historia del universo compatible con nuestra aparición. Es una versión del llamado principio antrópico: no debería sorprendernos observar condiciones compatibles con observadores, porque solamente bajo esas condiciones podría existir alguien capaz de realizar la observación.

Es parecido a un ganador de lotería preguntándose:

“¿Cómo pudo ocurrir algo tan improbable?”

La respuesta es que era extraordinariamente improbable que ganara precisamente esa persona, pero si millones de personas compraron boletos, que alguien ganara podía ser perfectamente esperable.

Ahora multipliquemos los boletos por un universo

Aquí comienza la parte interesante para la búsqueda de vida extraterrestre.

La Vía Láctea contiene del orden de cientos de miles de millones de estrellas, y las observaciones de exoplanetas han demostrado que los planetas son comunes. Misiones como Kepler permitieron establecer que nuestra galaxia contiene miles de millones de mundos y que una fracción de ellos posee tamaños y órbitas potencialmente interesantes para la habitabilidad.

Supongamos, únicamente como ejercicio, que la aparición de vida fuese extraordinariamente difícil. Eso no implicaría automáticamente que estemos solos.

Hay que conocer dos números:

¿Qué tan improbable es que aparezca la vida?

y

¿Cuántas oportunidades ha tenido el universo para intentarlo?

El problema es que conocemos razonablemente bien el segundo término, pero casi nada del primero.

Tenemos miles de millones de estrellas, enormes cantidades de planetas y aproximadamente 13.800 millones de años de historia cósmica. Pero solamente conocemos un planeta donde sabemos con certeza que apareció vida: la Tierra.

Estadísticamente, una muestra de uno es tremendamente limitada.

La ecuación de Drake y el gran signo de interrogación

En 1961, el astrónomo Frank Drake formuló una famosa ecuación para organizar precisamente este problema. La ecuación de Drake considera factores como la formación de estrellas, la existencia de planetas, mundos potencialmente habitables, aparición de vida, inteligencia y civilizaciones tecnológicas.

No es una máquina capaz de decirnos cuántos extraterrestres existen. Su verdadera utilidad consiste en mostrar dónde está nuestra ignorancia.

Actualmente conocemos muchísimo mejor algunos factores astronómicos que cuando Drake planteó el problema. Sabemos, por ejemplo, que los planetas son extremadamente frecuentes.

Pero seguimos sin conocer las probabilidades decisivas:

¿Cuál es la probabilidad de que aparezca vida cuando existen las condiciones apropiadas?

¿Cuál es la probabilidad de que la vida evolucione hacia organismos complejos?

¿Y hacia inteligencia?

¿Y hacia una civilización tecnológica?

Podría ocurrir que la vida aparezca prácticamente siempre que tenga oportunidad. O podría ser un fenómeno tan extraordinariamente improbable que la Tierra sea una rareza cósmica.

Actualmente la ciencia no puede distinguir con seguridad entre ambos extremos.

El gran filtro

Esto conduce a otra idea inquietante: el Gran Filtro.

Sabemos que entre un planeta sin vida y una civilización capaz de explorar el espacio existe una enorme sucesión de etapas. Una o varias podrían ser extraordinariamente improbables.

El filtro podría estar detrás de nosotros: quizá el origen de la vida, las células complejas o la inteligencia sean acontecimientos excepcionalmente raros.

En ese escenario, nuestra existencia sería algo extraordinario.

Pero también podría encontrarse delante de nosotros: quizás las civilizaciones tecnológicas tengan dificultades para sobrevivir durante períodos suficientemente largos como para expandirse o resultar detectables.

Esta discusión está relacionada con la conocida paradoja de Fermi: si existen tantos planetas y el universo lleva tanto tiempo existiendo, ¿por qué todavía no observamos evidencia inequívoca de otras civilizaciones?

No tenemos una respuesta.

Y precisamente por eso encontrar incluso vida microbiana independiente fuera de la Tierra sería científicamente revolucionario.

Un segundo origen cambiaría completamente el problema

Imagine que mañana descubrimos microorganismos en Marte, Europa o Encélado y podemos demostrar que surgieron independientemente de la vida terrestre.

De repente nuestra muestra dejaría de ser 1 planeta con vida y tendríamos evidencia de dos orígenes independientes de la vida dentro del mismo sistema planetario.

Eso sugeriría que la abiogénesis podría no ser un acontecimiento extraordinariamente excepcional cuando existen las condiciones necesarias.

Por el contrario, podríamos explorar durante décadas numerosos ambientes potencialmente habitables sin encontrar nada. Eso tampoco demostraría que estamos solos, pero progresivamente aportaría información para restringir las probabilidades.

Por eso la búsqueda de vida extraterrestre no es simplemente una búsqueda de “alienígenas”. Es un gigantesco experimento estadístico destinado a responder una pregunta mucho más fundamental:

¿Es la vida una consecuencia relativamente frecuente de la química del universo o uno de los acontecimientos más improbables que han ocurrido en él?

Quizás estamos confundiendo dos preguntas

Existe una diferencia enorme entre preguntar:

“¿Qué probabilidad había de que apareciéramos exactamente nosotros?”

y preguntar:

“¿Qué probabilidad había de que apareciera alguna forma de vida capaz de hacerse preguntas?”

La primera probablemente sea extraordinariamente pequeña.

La segunda podría ser mucho mayor.

Si rebobináramos la historia terrestre y volviéramos a ejecutarla, probablemente no aparecerían exactamente seres humanos. Cambiar pequeños acontecimientos evolutivos podría producir resultados completamente diferentes.

Pero eso no significa necesariamente que nunca aparecería complejidad o inteligencia de alguna otra forma.

No lo sabemos.

Somos improbables. Eso no significa que seamos únicos

Aquí está quizá la conclusión más interesante.

Nuestra extraordinaria improbabilidad individual no constituye evidencia de nuestra excepcionalidad cósmica.

Somos el resultado de una cadena irrepetible de acontecimientos. Pero vivimos dentro de un universo que ha dispuesto de una cantidad extraordinaria de espacio, materia y tiempo para generar acontecimientos.

Un evento puede ser rarísimo y, simultáneamente, ocurrir muchas veces si existen suficientes oportunidades.

Por eso descubrir que el origen de la vida tiene una probabilidad de una entre un millón no resolvería por sí solo la pregunta extraterrestre. Tendríamos inmediatamente que preguntar:

¿Una entre un millón de qué?

Si existen miles de millones de oportunidades, una probabilidad diminuta puede producir una galaxia llena de vida.

Y si la probabilidad fuese muchísimo menor —una entre 1030, por ejemplo—, incluso un universo gigantesco podría permanecer casi completamente estéril.

Ahí está el verdadero misterio.

No sabemos todavía si la vida es un accidente cósmico casi irrepetible o una consecuencia que el universo termina produciendo una y otra vez cuando dispone de suficientes oportunidades.

Lo fascinante es que nuestra propia existencia demuestra, al menos, una cosa: por improbable que haya sido el camino, sabemos que la probabilidad no es cero.

El problema de fondo es que cuando pensamos en la posibilidad de vida extraterrestre solemos imaginar el universo como una fotografía: miles de millones de estrellas y planetas existiendo simultáneamente y, potencialmente, numerosas civilizaciones mirando el cielo al mismo tiempo.

Pero el universo no es una fotografía.

Es una película que lleva aproximadamente 13.800 millones de años desarrollándose.

Y cuando introducimos esa dimensión temporal, la pregunta “¿dónde están todos?” adquiere un significado completamente diferente.

Quizás una pregunta mejor sea:

¿Por qué suponemos que los demás deberían existir precisamente ahora?

El universo ha tenido muchísimo tiempo para intentarlo

La Tierra tiene aproximadamente 4.600 millones de años, mientras que el universo tiene unos 13.800 millones. Durante aproximadamente dos tercios de la historia cósmica, nuestro planeta ni siquiera existía.

Eso significa que la historia terrestre ocupa solamente una parte de la historia disponible del cosmos.

Además, las primeras estrellas y galaxias comenzaron a aparecer muchísimo antes que nuestro sistema solar. Hoy observamos galaxias cuya luz fue emitida cuando el universo tenía apenas unos cientos de millones de años.

Por tanto, existieron sistemas estelares miles de millones de años antes de que apareciera la Tierra.

Aquí surge una consecuencia importante.

Si la evolución tecnológica puede producirse en otros planetas, no existe ninguna razón conocida para que tenga que producirse simultáneamente con nosotros.

Una civilización podría habernos precedido en 10.000 años.

O en un millón.

O en mil millones.

Y todas esas diferencias son pequeñas comparadas con los 13.800 millones de años de historia del universo.

El problema no es solamente dónde. También es cuándo.

Imaginemos dos planetas habitables.

En el planeta A aparece una civilización tecnológica hace 300 millones de años. Permanece detectable durante 100.000 años y posteriormente desaparece, cambia su tecnología o deja de emitir señales reconocibles.

En el planeta B —la Tierra— aparece una civilización tecnológica cientos de millones de años después.

Las dos civilizaciones habrían existido.

Las dos podrían haber desarrollado astronomía.

Las dos podrían haberse preguntado si estaban solas.

Y, sin embargo, jamás habrían coexistido.

Desde la perspectiva de cada una, el universo parecería silencioso.

Este problema puede multiplicarse por miles, millones o incluso miles de millones de planetas.

Por eso no basta con que existan muchas civilizaciones.

Para comunicarnos necesitamos algo muchísimo más exigente:

que dos civilizaciones existan suficientemente cerca, durante el mismo intervalo temporal y utilizando tecnologías mutuamente detectables.

La paradoja de Fermi tiene una dimensión temporal

La paradoja de Fermi suele resumirse mediante una pregunta sencilla:

Si el universo parece ofrecer tantas oportunidades para la vida, ¿dónde está todo el mundo?

El SETI Institute señala precisamente esta aparente contradicción: si las civilizaciones tecnológicas fueran frecuentes y algunas pudieran expandirse por la galaxia, el tiempo necesario para hacerlo podría ser pequeño comparado con la edad de la Vía Láctea. Sin embargo, no observamos evidencia inequívoca de ellas.

Pero existe otra posibilidad que no requiere que la vida inteligente sea extraordinariamente rara.

Quizás la coincidencia temporal sea rara.

Una civilización tecnológica puede ser un acontecimiento relativamente frecuente a escala cósmica y, simultáneamente, ser muy poco frecuente encontrar dos civilizaciones tecnológicamente compatibles coexistiendo.

El parámetro relevante deja entonces de ser simplemente:

¿Cuántas civilizaciones han existido?

y pasa a ser:

¿Cuántas están dentro de nuestra ventana temporal de comunicación?

Este concepto está directamente relacionado con el parámetro L de la ecuación de Drake: la duración durante la cual una civilización produce señales o tecnofirmas detectables. Algunos trabajos sobre SETI sostienen precisamente que la longevidad de las tecnofirmas puede ser uno de los factores fundamentales para determinar nuestras posibilidades de detectarlas.

Nuestra ventana tecnológica es diminuta

Aquí aparece una comparación extraordinaria.

Homo sapiens existe desde hace aproximadamente 300.000 años.

La agricultura tiene alrededor de 10.000 años.

La revolución industrial ocurrió hace apenas unos siglos.

Y nuestra capacidad de producir emisiones electromagnéticas artificiales detectables a distancia tiene poco más de un siglo.

Comparemos aproximadamente:

• Edad del universo: 13.800.000.000 años
• Edad de la Tierra: 4.600.000.000 años
• Existencia de Homo sapiens: ~300.000 años
• Civilización tecnológica moderna: unos pocos siglos
• Era de las telecomunicaciones electromagnéticas: ~100–150 años.

Desde una perspectiva cósmica, acabamos de encender la radio.

Si representáramos los 13.800 millones de años del universo como un solo año calendario, nuestra era tecnológica ocuparía menos de un segundo del último minuto del 31 de diciembre.

Y pretendemos escuchar otra civilización justamente durante ese instante.

Dos civilizaciones podrían pasar una junto a otra en el tiempo

Supongamos, como ejercicio mental, que una civilización tecnológica detectable dura 10.000 años.

Para nosotros sería una duración enorme: varias veces toda la historia escrita.

Pero comparada con 13.800 millones de años, corresponde aproximadamente a 0,0000725 % de la edad actual del universo.

Por supuesto, este cálculo no representa directamente la probabilidad real de contacto: las civilizaciones no pueden surgir durante toda la historia cósmica con igual probabilidad y desconocemos completamente su distribución temporal.

Pero ilustra el problema.

Una ventana que parece gigantesca desde la escala humana puede ser diminuta desde la escala cosmológica.

Por eso dos civilizaciones podrían aparecer en el mismo planeta —metafóricamente hablando— del calendario cósmico y aun así perderse por completo.

Una desaparece en abril.

La otra aparece en septiembre.

Nunca se encuentran.

Y todavía falta introducir la velocidad de la luz

Incluso si conseguimos la extraordinaria coincidencia de que dos civilizaciones existan simultáneamente, aparece un segundo problema.

La información no viaja instantáneamente.

Nada puede transmitir información más rápido que la luz según la física conocida.

La Vía Láctea tiene más de 100.000 años luz de diámetro.

Eso significa que una señal procedente de una civilización situada a 50.000 años luz podría tardar aproximadamente 50.000 años en llegar hasta nosotros.

Pero existe algo todavía más interesante.

Lo que detectamos no representa necesariamente una civilización que exista actualmente.

Representa una civilización que existía cuando emitió aquella señal.

Mirar lejos significa mirar hacia el pasado

Esta es una de las propiedades más extraordinarias de la astronomía.

Cuando observamos el Sol, lo vemos aproximadamente como era ocho minutos antes.

Cuando observamos una estrella situada a 1.000 años luz, estamos viendo luz emitida hace aproximadamente 1.000 años.

Cuando observamos galaxias extremadamente lejanas, estamos literalmente contemplando etapas antiguas del universo. NASA, por ejemplo, describe observaciones de objetos cuya luz lleva más de 12.000 millones de años viajando hacia nosotros; algunos de los objetos observados dejaron de existir hace miles de millones de años.

Esto tiene consecuencias enormes para SETI.

Si mañana detectáramos una señal artificial procedente de un planeta situado a 5.000 años luz, no habríamos demostrado necesariamente que allí hay una civilización.

Habríamos demostrado que allí había una civilización hace 5.000 años.

Y si respondiéramos inmediatamente:

“Hola. Los escuchamos.”

nuestra respuesta tardaría otros 5.000 años en llegar.

La primera contestación podría regresar 5.000 años después.

Por tanto, un simple:

—Hola.

—Hola.

podría requerir 10.000 años.

Eso no se parece demasiado a una conversación en el sentido humano del término.

El concepto de “tiempo real” prácticamente desaparece

Incluso dentro de nuestra propia galaxia, la conversación en tiempo real solamente sería posible con estrellas extremadamente cercanas.

Con una civilización situada a 100 años luz:

Mensaje → 100 años.

Respuesta → otros 100 años.

Una pregunta enviada hoy podría recibir respuesta aproximadamente en el año 2226, suponiendo que la otra civilización respondiera inmediatamente.

A 1.000 años luz, una conversación de ida y vuelta necesitaría 2.000 años.

A 10.000 años luz, 20.000.

A 50.000 años luz, 100.000.

De modo que una civilización puede estar perfectamente viva ahora, pero nosotros podríamos estar recibiendo información de su pasado remoto.

Y ellos estarían viendo nuestro pasado.

En gran parte de la galaxia, todavía no saben que existimos tecnológicamente

Esto lleva a una idea particularmente interesante.

Nuestras emisiones de radio llevan expandiéndose por el espacio solamente alrededor de un siglo.

Por tanto, simplificando mucho el problema, nuestra “burbuja” electromagnética ocupa apenas del orden de 100 años luz de radio.

La Vía Láctea mide más de 100.000 años luz de diámetro.

La inmensa mayoría de la galaxia, por tanto, no podría haber recibido todavía ninguna señal producida durante nuestra era tecnológica.

Para un hipotético astrónomo situado a 2.000 años luz, la Tierra que observa actualmente es aproximadamente la Tierra de hace 2.000 años.

Roma existe.

No existen radiotelescopios.

No existen satélites.

No existe Internet.

No existe ninguna señal evidente de nuestra civilización tecnológica moderna equivalente a las que buscamos con SETI.

Desde su perspectiva, podríamos parecer un planeta sin civilización tecnológica detectable.

Y exactamente lo mismo puede ocurrirnos con ellos.

De hecho, algunos modelos recientes han analizado explícitamente esta “era de contacto”: si las civilizaciones no son extremadamente abundantes, la posibilidad de intercambio puede permanecer muy baja hasta que una civilización lleve cientos o miles de años produciendo señales detectables.

Podemos estar escuchando demasiado pronto

Aquí aparece una posible reinterpretación de la paradoja de Fermi.

La humanidad lleva buscando seriamente señales extraterrestres durante una fracción minúscula de su propia existencia.

En términos cósmicos, acabamos de abrir los ojos.

Sería parecido a entrar durante cinco segundos en una habitación gigantesca, escuchar silencio y concluir:

“Aquí nunca ha vivido nadie.”

El razonamiento sería incorrecto.

Quizás estuvo llena hace una hora.

Quizás volverá a estarlo mañana.

O quizás alguien está hablando desde el otro extremo, pero el sonido todavía no ha llegado.

A escala astronómica, nosotros estamos en una situación conceptualmente parecida.

La coincidencia necesaria es extraordinaria

Para establecer una comunicación efectiva con otra civilización necesitamos que coincidan numerosas condiciones.

No basta con que exista vida.

Tiene que aparecer inteligencia tecnológica.

Esa civilización debe producir alguna señal detectable.

Nosotros debemos poseer en ese mismo período una tecnología capaz de detectarla.

Las dos civilizaciones deben encontrarse suficientemente cerca.

La señal debe haber tenido tiempo de atravesar la distancia entre ambas.

Y cuando llegue, la civilización receptora todavía debe existir —o al menos existir alguien capaz de reconocerla.

Quizás la galaxia podría haber estado llena de vida

Existe una posibilidad fascinante que suele recibir menos atención popular.

La pregunta:

“¿Estamos solos?”

no es equivalente a:

“¿Ha estado alguna vez sola la humanidad?”

Podría haber existido una civilización avanzada en nuestra galaxia hace 500 millones de años.

Otra hace 300 millones.

Otra hace 80 millones.

Otra podría aparecer dentro de dos millones de años.

Todas formarían parte de una galaxia donde la inteligencia surge repetidamente.

Y, sin embargo, ninguna habría coexistido con nosotros.

Desde nuestra perspectiva presente, seguiríamos estando solos.

Eso significa que el silencio actual del universo no demuestra que la vida inteligente nunca haya aparecido.

Solamente demuestra algo mucho más modesto:

hasta ahora no hemos encontrado evidencia inequívoca de ella.

La paradoja de Fermi podría ser, en parte, una paradoja de sincronización

Podemos entonces reformular la famosa pregunta.

En lugar de:

“Si existen tantas civilizaciones, ¿por qué no vemos ninguna?”

podríamos preguntar:

“¿Qué probabilidad existe de que dos civilizaciones separadas por miles de años luz atraviesen simultáneamente una etapa tecnológica mutuamente detectable?”

La respuesta podría ser muchísimo menor de lo que nuestra intuición sugiere.

Algunos investigadores han enfatizado precisamente que la duración de las tecnofirmas es crucial para SETI: las señales persistentes durante períodos largos tienen mucha mayor probabilidad de ser encontradas que fenómenos tecnológicos breves.

Incluso se ha planteado recientemente una variante adicional: una civilización podría seguir existiendo muchísimo tiempo pero atravesar rápidamente la fase tecnológica que nosotros sabemos reconocer, haciendo que la ventana de detectabilidad sea mucho menor que la duración de la propia civilización.

Es una distinción fundamental:

existir no significa ser detectable.

Y volvemos a los eventos raros

Aquí se cierra el círculo.

La existencia de vida puede ser un acontecimiento raro.

La inteligencia puede ser todavía más rara.

La tecnología puede ser otra transición improbable.

Pero existe además otro evento raro que normalmente olvidamos:

la coincidencia.

Que nosotros existamos.

Que ellos existan.

Que ambos existamos al mismo tiempo.

Que estemos suficientemente cerca.

Que ambos podamos detectar al otro.

Y que la información tenga tiempo suficiente para cruzar el espacio mientras todavía haya alguien escuchando.

Por eso el universo podría contener numerosas historias de vida inteligente y, al mismo tiempo, parecer extraordinariamente silencioso.

Dos soledades separadas por mil años

Imaginemos finalmente dos civilizaciones situadas a 1.000 años luz.

Ambas miran hacia el cielo.

Ambas desarrollan radiotelescopios.

Ambas se preguntan:

“¿Estamos solos?”

La primera comienza a transmitir en el año 1 de su era tecnológica.

La segunda hace exactamente lo mismo 500 años después.

En cierto sentido, coexisten.

Pero ninguna sabe todavía que la otra existe.

La señal de la primera necesita mil años para alcanzar a la segunda.

Cuando finalmente llegue, la civilización emisora tendrá —si todavía existe— mil años más.

Si la segunda responde inmediatamente, pasarán otros mil años antes de que la primera reciba la contestación.

Entre una pregunta y su respuesta habrán transcurrido 2.000 años.

Civilizaciones enteras podrían nacer, transformarse o desaparecer durante el intervalo entre un “hola” y su respuesta.

Por eso quizás el gran problema de encontrar inteligencia extraterrestre no sea solamente que el universo sea demasiado grande.

Quizás también sea que es demasiado antiguo.

Tenemos aproximadamente 13.800 millones de años de historia cósmica, una galaxia de más de 100.000 años luz de diámetro y una humanidad que lleva apenas alrededor de un siglo produciendo emisiones electromagnéticas tecnológicas.

Nuestra ventana de observación es extraordinariamente pequeña.

Podría haber habido millones de oportunidades antes de nosotros.

Podría haber millones después.

Y quizás, en algún lugar de la Vía Láctea, otra especie está mirando precisamente ahora hacia nuestro sistema solar y llegando exactamente a nuestra misma conclusión:

“El universo parece reunir todas las condiciones para que exista alguien más.

Entonces, ¿por qué no escuchamos a nadie?”

La respuesta podría ser sorprendentemente sencilla:

porque ambos estamos escuchando, pero todavía no ha pasado suficiente tiempo para oírnos.