Em 1º de novembro de 1961, vários 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 nas proximidades - Epsilon Eridani e Tau Ceti.

Frank Drake escrevendo sua famosa equação em um quadro branco. Crédito: SETI.org

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Embora sem sucesso, Ozma se tornou um ponto focal para os cientistas que estavam interessados neste campo florescente conhecido como Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). Como resultado, Drake e Sagan foram motivados a realizar a primeira conferência SETI, onde o assunto da procura de 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_l • f_i • f_c • L

Isso viria a ser conhecido como a "equação de Drake", que é considerada por muitos como uma das mais renomadas equações da história da ciência. No 60º aniversário de sua criação, John Gertz - produtor de cinema, astrônomo amador, membro do conselho da BreakThrough Listen e ex-presidente do conselho do Instituto SETI por três mandatos, argumenta em um artigo recente que um fator a reconsideração do fator está em ordem.

Neste artigo, que foi recentemente aceito para publicação pelo Journal of the British Interplanetary Society (JBIS), Gertz defende uma equação revisada e muito mais pesquisas. Para decompô-la, a equação de Drake consiste nos seguintes parâmetros:

• N é o número de civilizações em nossa galáxia com as quais poderíamos nos comunicar
• R_* é a taxa média de formação de estrelas em nossa galáxia
• f_p é a fração de estrelas com sistemas planetários
• n_e é o número de planetas que podem suportar vida
• f_l é o número desses planetas que irão desenvolver vida
• f_i é o número daqueles planetas que desenvolverão vida inteligente
• f_c é o número de civilizações que podem desenvolver tecnologias de transmissão
• L é a quantidade de tempo que essas civilizações teriam para transmitir seus sinais para o espaço.

Em vez de ser um meio real de quantificar o número de espécies inteligentes em nossa galáxia, o propósito da equação era para enquadrar a discussão sobre SETI. Além de sintetizar os desafios dos cientistas, pretendeu-se estimular o diálogo científico entre os participantes do encontro. Como Drake comentaria mais tarde:

"Enquanto planejava a reunião, percebi com alguns dias de antecedência que precisávamos de uma agenda. E então anotei todas as coisas que você precisava saber para prever o quão difícil será detectar vida extraterrestre. E olhando nelas, tornou-se bastante evidente que, se você multiplicar tudo isso junto, você obtém um número, N, que é o número de civilizações detectáveis em nossa galáxia. Isso era voltado para a busca de rádio, e não procurar formas de vida primordiais ou primitivas."

A equação de Drake desde então alcançou grande fama e grande notoriedade. Enquanto alguns cientistas o elogiarão como uma das contribuições mais importantes para a investigação científica, outros o criticaram por suas óbvias incertezas e natureza conjetural. Essas críticas enfatizam que, ao multiplicar as variáveis incertas, o nível de incerteza cresce exponencialmente, a ponto de não serem possíveis conclusões firmes.

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. "Ele guiou nossos primeiros pensamentos sobre o assunto. Sessenta anos depois, no entanto, é um edifício rangente e envelhecido que deveria ser varrido em favor de um novo pensamento."

Para o 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 começar, havia o parâmetro R_*, que Gertz descreveu como "inútil" por vários motivos. 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).

Além disso, existe a possibilidade de que os sinais de extraterrestres possam ser de origem extragaláctica e que o número de civilizações não esteja relacionado ao nascimento de novas estrelas. Por essas razões, ele sugere que R_* seja 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, o tipo K e o tipo M (coletivamente compreendendo mais de 80% das estrelas).

Em seguida, há o número de estrelas que têm um planeta ou sistema orbitando-as (o parâmetro f_p), que era amplamente desconhecido na época de Drake. No entanto, 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 pesquisas mostraram, simplesmente orbitar dentro do HZ de uma estrela dificilmente é a única consideração. Há também o tamanho do planeta, a atmosfera e a presença de água e atividade tectônica.

A definição de HZ também é limitada a planetas, enquanto a natureza de luas como Ganimedes, Europa, Enceladus, Titã e outros sugerem que a vida poderia existir em ambientes de "lua oceânica". Há também o caso de Marte e Vênus, que tiveram água corrente e temperaturas relativamente estáveis ao mesmo tempo. Portanto, Gertz recomenda que n_e seja substituído por n_tb, que denota o número total de corpos (planetas, luas, planetoides, etc....) que poderiam suportar vida em suas superfícies ou abaixo deles.

O parâmetro f_l (planetas que desenvolverão 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 piscinas primordiais e fontes hidrotermais a semeadura do espaço (litopanspermia) e entre sistemas estelares e galáxias (panspermia). Também não há consenso sobre se a vida é ou não onipresente ou rara, devido ao fato de que a busca por vida extraterrestre (básica ou não) é carente de dados.

Em seguida, a fração de planetas com vida que dará origem a uma espécie tecnologicamente competente (f_i) é especialmente problemática. Nesse caso, a questão se resume aos caminhos evolutivos e se os fatores que levam ao surgimento do homo sapiens são comuns ou não. Em suma, 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 por vontade própria (a la hipótese da "floresta escura"). Por outro lado, não leva em consideração duas considerações muito importantes.

Por um lado, ele não considera a quantidade de tempo que leva para um transmissor ou receptor fazer uma única volta através de uma série de objetos em nossa galáxia. A menos que os sinais sejam transmitidos constantemente e com níveis de energia muito altos, as chances de serem recebidos são bastante desfavoráveis. Além disso, não leva em consideração a possibilidade de que as tecnoassinaturas (como transmissões de rádio) sejam detectadas involuntariamente.

Portanto, Getz recomenda que f_c seja 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 tecnoassinaturas 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

Por último, mas 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. Com o tempo, esse parâmetro passou a ser identificado como o tempo de vida das civilizações, ou quanto tempo elas 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, este era de longe o mais incerto. Simplificando, não temos como saber por quanto tempo uma civilização pode persistir antes de não ser mais capaz de se comunicar com o cosmos. Não poderíamos prever como e quando uma civilização extraterrestre poderia terminar do que a nossa (embora algumas pessoas duvidem que conseguiremos sair deste século).

Outra consideração comum é a probabilidade de que, no momento em que um sinal extraterrestre ou sonda mensageira for encontrada por outra espécie, a civilização responsável por enviá-la já terá morrido há muito tempo. Esse argumento é parte da hipótese da "janela breve", que conjectura que civilizações avançadas invariavelmente sucumbirão a ameaças existenciais antes que outra civilização possa receber e responder às suas transmissões. Getz explicou: "[A] equação de Drake foi baseada na noção de que há um número finito de civilizações alienígenas atualmente existentes abrigadas entre as estrelas, algumas das quais estarão sinalizando sua presença para nós usando rádio ou lasers ópticos. No entanto, isso ignora outra escola de pensamento que sustenta que a estratégia muito melhor dos ET’s seria enviar sondas físicas ao nosso sistema solar para vigiar e, finalmente, fazer contato conosco.

"Essas sondas podem representar informações de inúmeras civilizações, muitas das quais podem ter morrido há muito tempo. Se este for o caso, o L de Drake é irrelevante, uma vez que a sonda pode sobreviver em muito ao seu progenitor, e seu N se reduz a um, a única sonda que torna-nos conhecida a sua presença através da qual podemos nos comunicar com o resto da galáxia."

Em última análise, uma versão atualizada da Equação de Drake (com base na análise de Getz) ficaria assim:

N = ns • fp • ntb • fl • fi • fd • L

• n_s é o número de pontos no céu dentro de nossos FOVs
• f_p é a fração de estrelas com planetas
• n_tb é o número médio de corpos dentro de cada um que poderia gerar vida
• f_l é a fração daqueles que realmente dê luz à vida.
• f_i é a fração de sistemas com vida que desenvolve inteligência tecnológica
• f_d é a fração da vida tecnológica detectável por qualquer meio
• L é a duração da detectabilidade

Credito da imagem: Universe Today

Infelizmente, quando todos os parâmetros (e seus respectivos níveis de incerteza) são considerados, ficamos com algumas implicações desconfortáveis. Por um lado, seria empiricamente mais simples concluir que a humanidade é atualmente a única civilização tecnologicamente avançada no universo observável. Ou, como Getz conclui, poderia servir como um apelo à ação para reduzir ou eliminar esses níveis de incerteza.

"A equação de Drake tem como objetivo determinar N, o número de civilizações comunicantes existentes", disse ele. "Simplesmente não há maneira de determinar isso por qualquer meio conhecido a não ser fazendo contato com nosso primeiro ET e perguntando o que ele pode saber sobre o assunto. O fracasso da equação de Drake paradoxalmente torna o programa SETI robusto ainda mais importante, uma vez que nenhuma quantidade de especuladores de poltrona podem determinar N."

Quanto à aparência de um programa SETI robusto, ele reconhece que os esforços atuais, resumidos por Breakthrough Listen, são um bom começo. Como parte da Breakthrough Initiatives (uma organização sem fins lucrativos fundada por Yuri e Julia Milner em 2015), este programa de US $ 100 milhões com duração de 10 anos é a pesquisa mais abrangente já realizada na busca por tecnoassinaturas no universo.

O projeto se baseia em observações de ondas de rádio feitas pelo Green Bank Observatory e Parkes Observatory no sudeste da Austrália, bem como observações em luz visível do Automated Planet Finder no Lick Observatory em San Jose, Califórnia. Combinado com o que há de mais moderno em software inovador e técnicas de análise de dados, o projeto pesquisará um milhão de estrelas próximas, todo o plano galáctico e 100 galáxias próximas.

No entanto, para que a pesquisa SETI realmente avance até o ponto em que a equação de Drake possa ser usada, duas coisas são necessárias: financiamento seguro e observatórios dedicados.

“Breakthrough Listen é uma virada de jogo. Por causa disso, mais do SETI é realizado em um único dia do que jamais foi realizado em um ano inteiro. No entanto, a longo prazo, muito mais precisa ser feito. Só pode ser garantido por meio de uma dotação.

"Além disso, há uma necessidade de construir mais telescópios dedicados a 24/7 [observação], particularmente telescópios de amplo campo de visão, porque só podemos adivinhar de onde o sinal dos ET’s pode chegar e treinar cientistas adicionais que por sua vez pode saber que eles podem planejar uma carreira em torno do SETI garantida por uma doação financiada."

Além da natureza rigorosa de procurar a proverbial agulha no palheiro cósmico, um dos maiores desafios da pesquisa SETI é garantir que o financiamento permaneça disponível. Isso não é exclusivo para o campo do SETI, mas em comparação com a exploração espacial e empreendimentos relacionados; há uma batalha constante para justificar sua existência. Mas, considerando que a recompensa será a maior descoberta na história da humanidade, definitivamente vale a pena o custo.

Mais informações: The Drake Equation at 60: Reconsidered and Abandoned. arxiv.org/abs/2105.03984

Fonte: Phys