Como em todo trabalho de pesquisa sério, os cientistas do SETI devem orientar-se tomando por base critérios firmemente estabelecidos pelo conhecimento científico humano. Estes serão aqui apresentados, no sentido de orientar o leitor a compreender que, por menor que seja a capacidade que temos de buscar indícios de vida inteligente em outros lugares do universo “in loco”, a ciência deve ser, para o SETI, sempre o melhor guia. Para tanto, a pesquisa por vida inteligente extraterrestre é realizada tomando-se como ponto de partida algumas hipóteses, baseadas em nosso conhecimento científico. Elas servem de suporte para provar a tese que os entusiastas e cientistas do SETI se propõem a demonstrar, e que aqui enunciarei como um teorema.
Ao longo deste artigo, verificarei quais os meios científicos que possuímos para prová-lo e suas implicações para a pesquisa por vida inteligente extraterrestre. Assim, o teorema fundamental dessa pesquisa pode ser enunciado como: “Existe em algum lugar do universo, distinto da Terra, um outro planeta onde a vida evoluiu para uma civilização com nível tecnológico no mínimo semelhante ao nosso”. A semelhança aqui indica que essa civilização hipotética deve ser capaz de gerar sinais eletromagnéticos coerentes, modulados, característicos das transmissões humanas e, portanto, distintos dos gerados por fenômenos naturais no universo, como por exemplo os provenientes de quasares, radiogaláxias, de Júpiter, colisão entre galáxias etc.
Para a pesquisa SETI, que se concentra na obtenção de sinais na região das ondas de rádio do espectro eletromagnético – para as quais a nossa atmosfera é, afortunadamente, transparente –, esta é uma premissa muito importante, pois é o que irá diferenciar um possível sinal candidato de um outro qualquer. A única forma de vida que conhecemos capaz de gerar tais tipos de sinais é a humana. Por incrível que pareça, esta constatação é fundamental para este grupo de cientistas, pois é por meio dela que antenas e telescópios ópticos são direcionados para o céu. Para o tipo de pesquisa orientada para alvos – target-survey –, a escolha das “melhores” estrelas é fundamental, e deve obedecer a alguns critérios. Presume-se com grande probabilidade que estrelas como o Sol possuam um sistema planetário e que em um ou alguns de seus planetas a vida surgiu, em algum momento. Assim como na Terra, é de se esperar que nesses planetas hipotéticos a vida tenha evoluído e sido criada uma civilização com algum nível tecnológico, no mínimo próximo ao nosso, no intervalo de tempo dado pela passagem da estrela pela fase de seu ciclo evolutivo chamada de seqüência principal.
Evolução estelar e estrelas candidatas — Observo que esta civilização pode ou não ter sucumbida por qualquer provável acidente natural, guerras ou, até mesmo e inevitavelmente, pela extinção da própria estrela. Prevê-se que o Sol, ao final de sua vida, ejetará suas camadas mais externas, e assim os planetas mais próximos serão engolfados por esta “bolha” gasosa incandescente em expansão. Nestas condições, a chance de que qualquer forma de vida perdure será mínima. O importante, para que uma civilização seja detectada, é a necessidade de que o sinal tenha sido emitido antes de tais eventos. Assim, a partir de considerações como estas é que alguns critérios são estabelecidos, para que se realize a pesquisa SETI do tipo target-survey, e que sirva de orientação aos seus pesquisadores e entusiastas. Vejamos a seguir quais são os principais.
Nosso teorema fundamental pode ser dividido em três partes, cada uma das quais responsáveis, isoladamente, por parte da prova. A primeira delas pode ser considerada, ao pé da letra, como um teorema de existência, contido na afirmação “existe em algum lugar do universo, distinto do nosso, um outro planeta”, e complementando, “com condições de abrigar a vida”, frase a ele implícita. Assim, vejamos como selecionar potenciais candidatos para a pesquisa, estrelas que com grande probabilidade podem abrigar civilizações capazes de comunicação. Devemos, para tanto, lançar mão de nossa premissa fundamental. O Sol é uma estrela típica da chamada seqüência principal, de tipo espectral G2V [Lê-se “gê dois cinco”], do diagrama de Hertzprung-Russel [Diagrama H-R], que é um gráfico onde nas ordenadas são colocados os valores de luminosidade e na abscissa os da classe espectral ou temperatura. Por meio do gráfico os astrônomos podem chegar a conclusões importantes sobre o ciclo evolutivo e propriedades físicas das estrelas.
A grande maioria das estrelas encontrada no universo cai em alguma das quatro regiões principais deste diagrama, sendo assim classificadas como estrelas super gigantes, gigantes, da seqüência principal, ou anãs brancas, cada uma das quais representando também fases do ciclo evolutivo estelar. Estrelas da seqüência principal representam 90% do número total, o que torna o nosso Sol um astro bem comum. Em termos de valor médio de massa, entretanto, estima-se que o mesmo encontre-se ao redor de 0,2 massas solares, sendo o Sol então um pouco mais massivo que a média. Das teorias sobre evolução estelar, sabemos que o tempo de vida de uma estrela depende de sua massa e, portanto, o seu conhecimento é importante para determinarmos quais os eventos principais em seu ciclo de vida. Descreve-se a seguir, em linhas gerais, o ciclo de vida de uma estrela, do seu nascimento até a sua morte.
Considera-se que uma estrela começa a ser formada a partir de uma massa difusa de gás, um globo com aproximadamente um ano-luz de diâmetro. Com o passar do tempo este se contrai devido à sua própria gravidade, comprimindo o gás. Esta compressão continua até que, em dado instante, esta massa em colapso torna-se incandescente, havendo emissão de luz na região infravermelha do espectro eletromagnético. A luminosidade da estrela cresce ao passo que a energia devido a esta compressão começa a ser convertida em calor. Objetos como este são observados no universo, sendo identificados como estrelas do tipo T-Tauri. Esta incandescência inicial marca o nascimento da estrela. Quando a temperatura da massa de gás é suficiente para a produção das primeiras reações nucleares, a contração cessa. Chega-se então a um estágio em que há equilíbrio entre a força de compressão gravitacional, dada pela massa em colapso direto para o centro, e as forças de expansão, a partir das reações nucleares e perdas radioativas. A isso dá-se o nome de equilíbrio hidrostático.
Fusões nucleares — O tempo de permanência de uma estrela na seqüência principal é proporcional à quantidade de material disponível para as reações nucleares e, portanto, à sua massa, e inversamente proporcional à sua luminosidad
e, ou seja, à quantidade de energia liberada pela mesma. Assim, uma estrela muito luminosa e massiva tende a gastar mais rapidamente o seu combustível nuclear, passando menos tempo na seqüência principal. Para o Sol, estima-se em 12 bilhões de anos o seu tempo de vida em tal estágio, com base nas determinações de sua luminosidade e massa. Quando as reações nucleares cessam, não há mais liberação de energia pela estrela. O núcleo que resta, de hélio puro, entra em colapso devido às forças gravitacionais, liberando grande quantidade de energia, que se propaga para o exterior da mesma.
O aumento de temperatura provocado pela liberação de energia aumenta a taxa de fusões nucleares entre átomos de hidrogênio remanescentes, que absorvem e irradiam este novo aporte de energia. Com a expansão das camadas mais externas da estrela, há obviamente um resfriamento do gás, que passa a emitir luz no comprimento de onda do vermelho. Quando estes processos tornam-se estáveis, diz-se que a estrela chegou no estágio de gigante vermelha. A esta estabilidade segue-se uma nova contração, que tende novamente a aumentar a taxa de fusões nucleares. Entretanto, não há material suficiente para que as mesmas se mantenham por muito tempo. Após o esgotamento há uma violenta contração, em que as forças de expansão não são mais capazes de suportar o colapso. Com a impossibilidade da contração gerar mais reações nucleares, a estrela sai da fase de gigante vermelha, com seu destino final dependendo fortemente de sua massa original. A estrela pode entrar numa fase pulsante, onde periodicamente ejeta suas camadas mais externas, ou, mais freqüentemente, torna-se uma anã branca, com todo seu material comprimido em uma esfera de tamanho próximo ao de nosso planeta, mas com temperaturas superficiais da ordem de 6.000 a 12.000 ° C.
Ecosferas — Toda esta seqüência de eventos é importante na escolha de uma estrela candidata a abrigar vida inteligente, e vejamos agora o porquê. Com base em nossa premissa fundamental e ao analisarmos as relações entre tempo na seqüência principal e massas estelares, chegamos à conclusão de que a grande maioria das estrelas que se encontra nesta região do Diagrama H-R possui idade suficiente para que a vida, dado que em algum de seus planetas ela tenha surgido, evoluído e dado origem a seres inteligentes. Ou seja, quanto maior o tempo na seqüência principal, maior a chance de que a estrela abrigue vida inteligente. Podemos presumir também que, se houve surgimento de vida, esta se deu quando a estrela estava nesta fase de seu ciclo, pois conforme mostramos os eventos catastróficos que ocorrem em sua fase final são impróprios para a sua manutenção. Ao expelirem suas camadas mais externas, os planetas que eventualmente estejam em sua órbita são engolfados por uma nuvem de gás aquecida a temperaturas da ordem de 1.000 ° C, não se conhecendo ainda formas de vida que perdurem nestas condições.
Utilizando nosso conhecimento científico, obtivemos as primeiras condições restritivas à pesquisa por estrelas candidatas. Com isso, os pesquisadores SETI concentram sua atenção e apontam as antenas para as estrelas do tipo espectral F, G e K, todas da seqüência principal e com propriedades semelhantes às do Sol. Entretanto, podemos restringir ainda mais a busca pelos alvos corretos. Se levarmos em conta a multiplicidade de estrelas que se agrupam em sistemas binários e ternários, e se eventualmente estes sistemas possuírem planetas, as leis da mecânica newtoniana nos dizem que as órbitas destes planetas seriam muito instáveis para que os mesmos possam ser considerados habitáveis. Assim, estrelas dos tipos espectrais F, G e K mas pertencentes a sistemas estelares múltiplos são também usualmente excluídas.
Determinadas as “melhores” estrelas, e assumindo que a maioria delas tenha, assim como o Sol, um sistema planetário, devemos agora nos perguntar a que distância se encontram os planetas onde a vida teria grande probabilidade de surgir. Observando o nosso Sistema Solar vemos que planetas muito próximos e distantes do Sol são inóspitos, os primeiros muito quentes, os últimos congelados. Mas na Terra, a vida teve condições de se desenvolver. Com base nisso, os cientistas definem então a chamada ecosfera, que seria a região ao redor da estrela em que as condições planetárias podem ser as melhores para o surgimento da vida. Esta ecosfera tem seus limites definidos pela luminosidade ou potência irradiada da estrela, quanto maior a luminosidade, mais distante da estrela ela se situa. Conforme as teorias sobre evolução estelar, estrelas muito luminosas têm tempo de vida na seqüência principal muito curto face a do Sol – aqui mais uma restrição à busca por candidatos é lançada. Se levarmos em conta que, segundo estimativas, a vida no planeta surgiu e evolui num período de aproximadamente 4 a 5 bilhões de anos, estrelas com tempo de vida inferior ou semelhante podem não ter tido tempo para abrigar vida inteligente, devendo então ser excluídas da busca.
Estrelas mais quentes — Assim, estrelas mais quentes que as do tipo espectral F4, que vivem de 4 a 4,5 bilhões de anos nesta fase, podem ser também descartadas, sendo este tipo o considerado como limite superior pelos cientistas SETI para sua pesquisa. Por outro lado, numa estrela pouco luminosa e com pouca massa, forças necessárias à manutenção da rotação do planeta e, portanto, da alternância entre dia e noite, podem ser muito fracas, criando oscilações muito grandes de temperatura entre o lado iluminado e o não iluminado do planeta, o que pode ser prejudicial para que formas de vida como as que conhecemos surjam ou se mantenham. Parâmetros como estes são estimados para outros hipotéticos sistemas estelares, levando-se em conta os dados que temos para o Sol. Sabe-se também que a atividade da coroa solar, responsável pela produção de raios-X e ultravioleta, cresce dos tipos G para K para M, e com isso, os cientistas estim
am o tipo espectral K7 como o seu limite inferior. Estrelas do tipo G são, então, as mais apropriadas para a evolução da vida, segundo nossos conhecimentos científicos. Até aqui estabelecemos as bases para a prova experimental da primeira parte de nosso teorema. Afortunadamente, avanços nos equipamentos de medida e detecção de sinais vêm mostrando que estrelas com sistemas planetários, ao contrário do que se acreditava antigamente, são a regra e não a exceção, preparando o caminho para a prova definitiva.
Origem e evolução da vida — Definidas quais as “melhores” estrelas para o surgimento e evolução da vida, o que irá nos garantir que, mesmo possuindo planetas em sua ecosfera, a vida possa, na pior das hipóteses, ter ali surgido? Novamente, o único modelo de que dispomos para estudo sobre a origem e evolução da vida é o terráqueo, e é sobre ele que teceremos as hipóteses sobre o surgimento de vida extra-Sistema Solar. Como principal teoria, os cientistas acreditam que os primeiros sistemas vivos tenham sido formados por moléculas orgânicas complexas. Sabemos da complexidade apresentada pelas moléculas de ácido ribonucléico (RNA) e desoxirribonucléico (DNA), portadoras do código genético. Vários experimentos, simulando as condições semelhantes às que se acreditam que a Terra possuía há bilhões de anos, tiveram sucesso na produção de moléculas orgânicas precursoras do RNA e DNA, a partir de pequenas moléculas inorgânicas como as de gás carbônico, amônia e metano, fornecendo como fonte de energia luz ultravioleta, calor e descargas elétricas. Os experimentos provaram que nas condições primitivas encontradas no planeta, moléculas complexas poderiam ter sido sintetizadas.
Entretanto, os mecanismos pelos quais elas se associaram para formar os primeiros organismos unicelulares são ainda pouco claros. Acredita-se que as primeiras formas vivas tenham origem nos chamados sistemas autocatalíticos – a união de duas ou mais moléculas capazes de auto-sustentação por meio de reações químicas e outros processos energéticos. Material e energia consumidos durante estas reações são utilizados para retroalimentar o sistema, dando suporte às reações que os geraram. Presume-se assim que, sendo esta uma configuração energeticamente favorável, estes sistemas se organizaram independentemente, e a união destes, cada um com um determinado nível de especialização, originou os primeiros seres unicelulares.
Embora se saiba que a probabilidade de que dois ou mais destes mecanismos independentes se associem seja mínima, o seu grande número, a ilimitada disponibilidade de recursos energéticos disponíveis àquela época e o grande intervalo de tempo atuaram favoravelmente ao aparecimento dos primeiros organismos vivos. Alguns deles evoluíram, por meio de mutações, e passaram a captar a energia luminosa e transformá-la em energia química para a manutenção de seus processos, retirando o gás carbônico da atmosfera, consumindo-o e liberando oxigênio nos primeiros processos fotossintéticos. O oxigênio é o material que a maioria dos seres vivos hoje em nosso planeta utiliza como fonte de energia, o que atesta a eficiência deste processo, chamado de aeróbico, face ao que prevalecia quando da origem da vida no planeta, os anaeróbicos.
O surgimento da inteligência — A crescente especialização e organização destes sistemas em unidades cada vez mais complexas, bem como o concurso das mutações genéticas e a seleção natural, deram origem à variada gama de seres viventes em nosso planeta. No caso do ser humano, acredita-se que os eventos essenciais para o aumento progressivo, de sua massa cerebral, em relação às outras espécies, tenha sido, num primeiro estágio, o desenvolvimento da capacidade de viver em árvores. Esse tipo de situação requer um sistema nervoso capaz de controlar operações complexas como orientação, grande precisão de movimentos e, principalmente, o equilíbrio. Isso serviu de base para que passássemos a descer gradualmente das árvores, este novo tipo de vida, requerendo, num segundo estágio, novas adaptações: postura ereta, vida em pequenos grupos para competir de maneira mais eficiente pelos recursos existentes e melhor se defender dos predadores terrestres. Foi esta mesma vida em grupo que nos permitiu o desenvolvimento de formas de comunicação e representação do mundo externo, através das pinturas rupestres.
É o cérebro que permite que nos adaptemos cada vez melhor, ou de maneira mais inteligente, às restrições impostas pelo ambiente externo. Permite também que este tipo de informação seja transmitida aos nossos descendentes, ao contrário do que ocorre com os animais inferiores. Nestes, as novas experiências assimiladas e características são transmitidas às gerações futuras apenas por mutações genéticas. A comunicação, a troca de informações via linguagem oral e escrita, permite que a adaptação seja mais rápida e eficiente. A vida em grupo permitiu um maior intercâmbio de informações, além de tornar mais fácil a busca por recursos energéticos e a proteção de cada um dos membros. Com o crescimento destes grupos, cada indivíduo passou a ser um especialista em alguma tarefa útil a todos, e a capacidade que adquirimos para atuar sobre o meio externo aumentou, a inteligência surgiu. A prova da segunda parte de nosso teorema deve dar conta disso, ou seja, se a vida teve condições de surgir e evoluiu em algum outro lugar do universo, ela pode ter gerado seres dotados de inteligência. O nosso é ainda o único exemplo que temos.
Com o nosso conhecimento de biologia e algumas evidências de vida mesmo em condições consideradas até há pouco tempo adversas, como por exemplo as recentemente encontradas no fundo do mar, em regiões com grande concentração de elementos redutores e temperaturas de 300 ° C, e com a provável evidência de nanofósseis no meteorito marciano ALH84001, é bem possível que a prova esteja próxima. A atuação sobre o meio externo no sentido de controlá-lo e diminuir seus danos é uma característica da inteligência humana. Do ponto de vista termodinâmico, podemos dizer que a inteligência desenvolveu-se em nossa espécie como uma ferramenta para a luta contra o constante aumento de entropia ou, grosseiramente falando, a desordem ou caos. A segunda Lei da Termodinâmica diz que a natureza atua no sentido do aumento da entropia. Portanto se quisermos nos manter em um estado organizado devemos “lutar” contra ela. Como sistemas individuais podemos localmente diminuir nossa entropia, embora isso sempre se dê com um compensatório aumento na desordem global. A segunda lei nunca é contrariada.
Mundos na galáxia — A inteligência human
a permitiu que as formas de atuação sobre a natureza e a exploração de seus recursos fossem cada vez mais eficientes. Assim, já vivendo em grandes cidades, passamos – pelo menos alguns seres humanos – a ter mais tempo para a contemplação exterior e interior. A filosofia, a arte, bem como a matemática, astronomia e outras ciências surgiram e começaram a se desenvolver. Gradualmente os meios de transporte e novos recursos de comunicação nos colocaram em contato com novas culturas, outras formas de ver e atuar sobre a natureza. Hoje, em plena globalização e com todas as suas vantagens e problemas, é possível à nossa civilização escutar os céus na busca pela resposta a uma das últimas grandes dúvidas que a humanidade ainda não esclareceu. A terceira parte do teorema está aqui implícita, ou seja, a de que o desenvolvimento da inteligência implica no aperfeiçoamento de formas cada vez mais complexas de comunicação.
Entretanto, ao assumirmos que em outro planeta uma civilização inteligente evoluiu de maneira semelhante à nossa ou, ao menos, que seu ciclo evolutivo convergiu para algo semelhante ao que somos em termos tecnológicos, devemos nos perguntar se tal espécie tem o desejo de se comunicar com outras. Assumindo como afirmativa a resposta, torna-se interessante estimarmos o número de civilizações na galáxia disponíveis para a comunicação. Para isso, os cientistas da SETI utilizam-se da famosa Equação de Drake. Tal cientista foi o primeiro a propor uma equação para a realização de uma estimativa sobre o número N de civilizações tecnologicamente capazes de comunicação com a nossa. Os cientistas SETI acreditam que N esteja entre 10 e 1.000, ou seja, existem civilizações na galáxia com condições de estabelecer contato conosco.
Com os avanços na astronomia, já descobrimos um número muito grande de sistemas planetários extra-solares, tudo indicando que esta seja a regra, e não a exceção. O seu número vem crescendo ao passo que vamos examinando cada vez mais estrelas. Portanto, o termo fp, que representa a fração destas estrelas que possui planetas na Equação de Drake – que por ora é o único parâmetro, dada a nossa atual capacidade de observação, sobre o qual podemos efetuar estimativas –, está aumentado cada vez mais, o que por sua vez torna o termo N cada vez maior. Do aspecto biológico, evidências de que formas de vida podem existir mesmo em condições inóspitas já vão sendo adquiridas. O meteorito de Marte ALH84001, objeto ainda de controvérsias e oriundo de um planeta nos limites da ecosfera do Sol, pode ser a primeira prova de vida extraterrestre. Se partirmos do exemplo de evolução da vida em nosso Sistema Solar, uma resposta positiva à questão “as nanoestruturas encontradas no meteorito marciano são fósseis de nanoorganismos?” dobra o valor do termo fl, aumentando também o número N. Entretanto, indícios de vida inteligente e a prova final de que ela existe em outros lugares do universo já em fase comunicativa, é objeto sobre o qual somente a radioastronomia e o SETI têm condições de provar.
Esperamos logo ter a resposta para o que eu penso ser, nesta era, a última das grandes questões levantadas pela revolução copernicana. Se levarmos em conta as estimativas mais pessimistas, podem existir pelo menos 10 civilizações capazes de comunicação e, no mínimo, no mesmo estágio evolutivo que o nosso. Se assumirmos ainda que estejam não muito distantes, nossa probabilidade de contato, de detecção de um sinal inteligente, torna-se ainda maior. É por este sinal que os pesquisadores SETI esperam ansiosamente, provando definitivamente o teorema.
