Onde Estão Todos os Outros?

A questão "Onde estão todos os outros?" supostamente seria uma pergunta feita pelo físico Enrico Fermi durante um almoço na década de 50. Após levar em consideração a imensidão do universo, as probabilidades de existência de outras civilizações seriam altas, e deveríamos poder ouvir os sinais de rádio de outras civilizações, ao invés de um silêncio absoluto. Esta linha de raciocínio levou ao paradoxo de Fermi.

O paradoxo de Fermi é a aparente contradição entre as altas estimativas de probabilidade de existência de civilizações extraterrestres e a falta de evidências para, ou contato com, tais civilizações.

Escrevi um texto grande sobre a hipótese de vida extraterrestre, imensidão cósmica e seus números, entre outros fatores, que pode ser lido aqui: http://osentidodonada.blogspot.com.br/2012/07/ets-seti-esferas-de-dyson-e-hubble.html

Maiores informações específicas sobre o Paradoxo de Fermi:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo_de_Fermi

Abaixo, um texto publicado pela Scientific American Brasil, que trata da busca de vida fora da Terra, muito interessante. O original pode ser encontrado em: 

http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/onde_estao_todos_os_outros_.html

Créditos de Eduardo Dorneles Barcelos e Jorge Alberto Quillfeldt.

Onde Estão Todos os Outros?

Marte é o principal e mais acessível laboratório planetário para o teste experimental da hipótese exobiológica. Frustração das Viking levou o planeta a um esquecimento temporário.


Eduardo Dorneles Barcelos e Jorge Alberto Quillfeldt

A hipótese exobiológica, ou seja, a hipótese de que existe vida em outros locais do Universo,é antiga como nossa civilização, tendo experimentado sucessivos ressurgimentos em função de determinadas descobertas científicas: desde os "canais de Marte", equivocadamente descritos por Lowell no final do século 19, até o impacto dos experimentos de síntese de biomoléculas em ambientes primitivos simulados por Stanley Miller em 1953. Sempre houve breves ciclos de euforia seguidos de longas pausas céticas. Após milênios de especulações sobre a possibilidade de que não estejamos a sós no Universo, a ciência deflagrou um aparato de investigação para a busca de formas de vida, inteligentes ou não, localizadas no Sistema Solar ou entre as estrelas.

Tudo começou no final dos anos 50, quando o vôo espacial ainda engatinhava e a própria biologia moderna recém iniciava sua revolução. Naquele momento não tínhamos ferramentas para testar in loco a hipótese exobiológica. Porém, se o bom senso sugeria que a vida era possível em outras paragens, por que também não vida inteligente? Daí a supormos a existência de civilizações tecnológicas com capacidade de comunicação, era um passo. A vantagem estava em que, se tais civilizações existissem e empregassem ondas de rádio como fazemos, já dispúnhamos de tecnologia capaz de detectá-las, bastando um programa sistemático de busca.

Foi o que propuseram Cocconi e Morrison em artigo publicado na revista Nature em 1959. O que antes não passava de um prudente capítulo final em alguns livros-texto de astronomia, atingiu o status de hipótese científica testável experimentalmente, algo essencial. A ciência não aceita hipóteses que não possam ser testadas de alguma forma.

Em abril de 1960, no Observatório Nacional de Radioastronomia, em Green Bank, na Virgínia Ocidental, o radioastrônomo americano Frank Drake iniciava-se a busca de civilizações extraterrestres por sinais de rádio, também conhecida como Seti (sigla em inglês para "busca de civilizações extraterrestres"). As observações pioneiras efetuadas em Green Bank (projeto Ozma) representaram não apenas um marco histórico, mas, também, metodológico. Elas fixaram os padrões seguidos por vários projetos sucessores, como Phoenix, Meta/Beta (que inclui radioescutas feitas na Argentina) e o Serendip (no radiotelecópio de Arecibo).

Desde então os radioastrônomos têm vasculhado o céu, especialmente no entorno de estrelas próximas candidatas a abrigar planetas habitáveis em sua órbita. À época não se conheciam planetas fora do Sistema Solar. O que se busca é a detecção de emissões que sejam indiscutivelmente não-naturais, e espera-se poder também "decifrá-las", caso as encontremos. Para que esta empreitada não seja como buscar agulha em palheiro é decisivo escolher a freqüência de rádio correta, daí os primeiros projetos se concentrarem nos 1420 MHz (21 cm), a chamada linha do hidrogênio, radioemissão natural mais bem conhecida emitida pelo elemento químico mais comum do Universo. Outras "freqüências mágicas", como o "buraco d\\`água" (emissões do H e do OH) também foram investigadas, mas atualmente, com os avanços técnicos disponíveis, são possíveis varreduras em janelas bem mais amplas do espectro de rádio.

Quatro décadas de busca, porém, não parecem ter sido suficientes, pois até hoje nada foi encontrado. Isso pode significar que não há nada, como temem alguns. Mas podem indicar que essa procura não é algo simples e direto. A ausência de sinais de civilizações extraterrestres não prova que elas não estejam lá, que não tenham estado, ou que não venham a estar um dia, mas é profundamente incômoda, como as sereias de Kafka, que -têm uma arma ainda mais fatal que seu canto, que é o seu silêncio - (do conto "O Silêncio das Sereias", de Franz Kafka)

SETI@home: participação popular na pesquisa

CENTO E SETE SEGUNDOS DE SINAIS DE RÁDIO REGISTRADOS em uma banda com 2,5 milhões de Hz de largura centrada no "buraco d\\`água" (1420 MHz) e cobrindo ponto a ponto (setores de 0,1o X 0,6o) cerca de 1/3 de toda a abóboda celeste. Nisto consiste o mais importante projeto Seti da atualidade, realizado na antena de Arecibo, em Porto Rico. O problema da interpretação destes registros supera, em muito, as eventuais dificuldades em fazê-los. A quantidade de informação bruta acumulada para se analisar é espantosa e exigiria muito tempo de processamento, mesmo com os melhores e maiores computadores disponíveis. Uma solução criativa recente foi o projeto SETI@home (http://setiathome.ssl.berkeley.edu), original em sua eficiência e baixo custo, pois divide os registros brutos em milhares de pequenos pacotes distribuídos pela Internet a voluntários em todo o mundo que processam, em seus computadores pessoais, a análise matemática dos sinais utilizando um programa embutido em um protetor de tela. Com isso se "pega carona" na enorme ociosidade da maioria dos computadores domésticos. O plano original previa 100 mil voluntários em 1999, mas, hoje, já passam dos 4,7 milhões os entusiastas que usam seus PCs para fazer algo mais que apenas escrever textos e navegar pela Internet: o número total de horas de processamento ultrapassou 1,66 milhão de anos. O projeto original já foi completado e 1.430 "candidatos", isto é, sinais gaussianos confirmados, presentemente sendo reobservados e reanalisados em maior detalhe. Esta concepção de computação distribuída revelou-se tão revolucionária e eficaz que já começa a estender-se a outras áreas como a biologia molecular (folding@home) e a climatologia (climateprediction.net). O projeto Astropulse de astrofísica está, no momento testando a interface Boinc - Berkeley Open Infrastructure for Network Computing, que pretende disponibilizar computação distribuída de forma genérica e flexível a qualquer área de pesquisa que demande tão larga escala.

PROJETO VIKING, que fez duas naves descerem em Marte nos anos 70, sofreu críticas por ser pouco imaginativo e buscar formas de vida não muito diferentes das terrestres. Frustração em encontrar sinais de compostos orgânicos contradiz expectativa de sua ocorrência, especialmente em função da constante colisão de meteoritos, trazendo moléculas orgânicas complexas ou formas elementares de vida.

Vikings em Marte

NA INVESTIGAÇÃO DO SISTEMA SOLAR OS ESFORÇOS não diminuíram, até porque há interesses econômicos e político-estratégicos em jogo, como o acesso a matérias-primas. O primeiro estudo exobiológico in situ foi realizado pelas sondas Viking I e II da Nasa, que desceram em Marte em 1976. Marte sempre foi tido como o mais promissor planeta de "tipo terrestre" potencialmente capaz de abrigar vida hoje, ou de tê-la abrigado no passado.

VAs Viking portavam a primeira bateria de ensaios experimentais capazes de levantar indícios de vida microscópica, segundo a melhor compreensão da época: testes químicos simples com amostras do solo em busca de evidências de processos metabólicos que liberassem ou captassem de determinadas moléculas gasosas. A esperança era obter indícios da presença de microrganismos semelhantes aos terrestres no solo marciano. Mas os resultados foram ambíguos, se não negativos. Para cúmulo, não se detectou qualquer composto orgânico na superfície de Marte, o que era surpreendente, pois no mínimo haveria material deste tipo introduzido por meteoritos que sempre bombardearam aquele mundo.

Anos mais tarde começaram a surgir novas evidências que explicariam os resultados negativos: além da descoberta de algumas argilas capazes de atuar como eficientes catalisadores e "imitar" reações metabólicas, outro elemento-chave seria o papel dos superóxidos de ferro concentrados próximos ao solo marciano. Este material seria gerado pela intensa incidência de radiação ultravioleta solar sobre os óxidos de ferro presentes nos minerais de cor vermelha característicos do planeta (por isso Marte é vermelho). Devido à fraca gravidade, Marte possui uma atmosfera muito tênue, com quase nenhum oxigênio, razão pela qual não dispõe de uma camada de ozônio capaz de barrar radiações nocivas como o UV. Trata-se, portanto, de uma superfície completamente inóspita a qualquer tipo conhecido de microorganismo, e até mesmo para a maioria das biomoléculas. Ou seja, deveríamos começar a vasculhar abaixo do solo. Isso só será possível a partir das novas expedições que chegarão ao planeta.

A Nova Astrobiologia

ALGUNS CRITICAM OS EXPERIMENTOS DASVIKING por terem sido pouco imaginativos e buscar apenas o que já se conhecia. Afinal, a vida poderia ser um fenômeno muito mais complexo e distinto do que conhecemos na Terra. Questiona-se, assim, por que buscar metabolismos - do tipo terrestre - , que eliminem CO2 e/ou consumam H2O, ou mesmo que se baseiem no carbono. Neste ponto devemos destacar a lição de método científico que nos provê este primeiro experimento exobiológico real. Muitos crêem que a ciência tudo pode, mas essa expectativa não é real. Para atender aos critérios de refutabilidade, consistência e reprodutibilidade a ciência deve avançar com cautela e elaborar hipóteses de trabalho testáveis, portanto, essencialmente conservadoras. Somente conhecemos um tipo de metabolismo, com poucas variações. Nossa biologia somente compreende seres vivos baseados em moléculas de carbono, água e confortáveis superfícies planetárias, ou seja, condições relativamente constantes (e baixas), de temperatura, pressão, campo gravitacional e radiação ionizante. É dentro deste saudável conservadorismo metodológico que a exobiologia - ou astrobiologia, como vem sendo chamada mais freqüentemente - opera suas primeiras buscas, uma tarefa complexa que demandará décadas de esforços das melhores inteligências científicas. Aqui, a distinção entre ciência e ficção científica (ou a pseudociência) é decisiva. A ficção existe para nos encantar e motivar, mas somente a ciência é capaz de descobrir e comprovar.

As Características da Vida

OS BIÓLOGOS SEMPRE FORAM MUITO CRÍTICOS DO PROJETO SETI, em parte pelo estágio em que se encontravam seus conhecimentos. Em sua percepção, a vida era concebida (a) como um evento raro e (b) um processo extremamente delicado, restrito necessariamente a certas condições muito especiais. Foi somente com a descoberta de uma nova classe de criaturas - os extremófilos - que esta visão se modificou.

Extremófilos são organismos unicelulares (bactérias e arqueobactérias) capazes de viver e reproduzir-se em ambientes antes considerados demasiadamente "extremos" para permitir a vida. Nas últimas duas décadas diversos microrganismos, e mesmo organismos maiores desse tipo, foram descritos: bactérias capazes de viver em águas a até 113oC, no gelo a -15oC, sob centenas de atmosferas de pressão, em ambientes extremamente ácidos (ou alcalinos), de alta salinidade, quimicamente letais (com metano ou gás sulfídrico), ou até mesmo bactérias resistentes a doses de radiação muito acima do limite máximo tolerável para os seres humanos. Mais estranhos ainda são os microrganismos litoquimioautotróficos, que vivem no interior de rochas a alguns quilômetros de profundidade e sobrevivem independentemente de oxigênio e luz solar. Esses achados indicam que a vida na Terra exibe tenacidade e amplitude de nichos muito mais vastas que se imaginava. Sugerem, portanto, uma maior diversidade de contextos bióticos extraterrestres que vale a pena investigar. Assim, a astrobiologia conseguiu atrair o interesse dos biólogos para uma área que era, antes, domínio quase exclusivo de astrônomos e físicos, mas o enfoque também deslocou-se da Seti para a busca de microrganismos.

Marte Ataca

MARTE RETORNOU AO NOTICIÁRIO EM 1996, quando uma equipe de investigadores da Nasa anunciou ter descoberto evidências de vida microscópica fóssil em um meteorito oriundo desse planeta, encontrado na Antártida. Se confirmada, a descoberta dos exobiólogos americanos colocaria um ponto final em uma longa controvérsia filosófica, religiosa e científica, ao assegurar a presença - passada, neste caso - de uma forma de vida não-terrestre. Processos estritamente inorgânicos, porém, foram aventados para explicar a presença das moléculas orgânicas detectadas na rocha e, além disso, nenhum fóssil terrestre de dimensões comparáveis foi encontrado até o momento. Aliás, se fossem fósseis verdadeiros, pertenceriam a organismos pequenos demais para constituir seres viáveis, 1.000 vezes menores que a menor bactéria conhecida.

Marte é um dos planetas mais semelhantes à Terra no Sistema Solar, principalmente por situar-se, se não dentro, muito próximo à zona de habitabilidade, uma faixa ao redor do Sol situada a distâncias que permitem temperaturas compatíveis com a presença de água líquida. Apesar de sua posição, porém, Marte é menor e menos denso que a Terra, o que implica em uma gravidade superficial equivalente a um terço da nossa. Essa diferença tem conseqüências graves, pois sua atmosfera não consegue reter moléculas mais leves como o oxigênio ou o vapor d\\`água, predominando o CO2, e, mesmo assim, em baixíssimas pressões. Vale lembrar que sob pressão tão baixa a água não ocorre na forma líquida, o que representa uma dificuldade para a presença de vida hoje na superfície de Marte, ainda que não exclua a possibilidade de esta presença em passado remoto, há mais de 3 bilhões de anos, quando a atmosfera era mais densa.

Marte, por tudo isso, é o principal e mais acessível laboratório planetário para o teste experimental da hipótese exobiológica. Após a frustração dos experimentos da Viking seguiu-se um intervalo de quase 20 anos em que o planeta foi esquecido. Missões russas, americanas, japonesas e européias voltaram a enfocá-lo na última década, e em poucos anos nosso conhecimento sobre Marte aumentou mais que em toda história anterior (ver "As Misteriosas Paisagens de Marte", SCIENTIFIC AMERICAN BRASIL, julho de 2003). Dentre todas as características da superfície marciana evidenciadas pelas imagens de altíssima qualidade da missão Mars Global Surveyor (Nasa, 1997), destacam-se os inúmeros indícios de atividade hidrológica passada, com a possibilidade de alguns eventos menores e recentes. Até maio de 2002, contudo, a água de Marte não passava de uma sugestão baseada em evidências indiretas: neste mês, foi confirmado, pela sonda Mars Odyssey (Nasa), a presença de água, certamente congelada, abaixo da superfície empoada e estéril de Marte, possivelmente o mais importante achado exobiológico neste século.
Entre este mês e o começo de 2004, Marte voltará aos noticiários em grande estilo, quando nada menos que quatro novas sondas estarão chegando ao planeta vermelho para estudá-lo. A Nozomi/Planet-B (Jaxa/Japão, 1998) possui um módulo orbital que estudará a atmosfera e a ionosfera de Marte. A Nasa enviou este ano dois rovers, os Mars Exploration Rover Mer-A e B em duas naves, a Spirit e a Opportunity, que realizarão ensaios geológicos e de busca de água. A mais exobiológica destas missões, porém, é a européia Mars Express (Esa), que inclui um módulo orbital e um de pouso, o Beagle 2, cujo nome homenageia a embarcação em que Charles Darwin elaborou a teoria da evolução. Apesar de não ser tão móvel e autônomo quanto os Mer, ele será capaz de responder a três perguntas básicas: (1) se existe água, carbonatos e matéria orgânica (há condições para a vida?); (2) se a matéria orgânica tem estrutura ordenada e que proporções de isótopos do carbono possui (surgiu vida em algum momento?); (3) se há metano na atmosfera de Marte (há vida em atividade hoje?).

O Legado de um Ancestral Comum

UMA POSSIBILIDADE SURPREENDENTE É QUE DETECTEMOS vida microscópica em Marte mas ela venha a ser exatamente igual à terrestre, isto é, seja composta exatamente pelas mesmas biomoléculas, com o mesmo código genético. Isto provaria que derivamos, todos, de um mesmo ancestral comum, como é o caso de todos os seres vivos terrestres conhecidos até o momento. Como prova o próprio meteorito marciano ALH84001, rochas de um planeta podem ser ejetadas (por erupções ou impactos) e "viajar" até outro mundo levando matéria orgânica e, possivelmente, bactérias extremófilas que poderiam sobreviver a esta jornada dentro da rocha e inseminar vida em planetas vizinhos (possibilidade teórica chamada de panspermia balística).

Assim, é possível que organismos terrestres tenham colonizado Marte em algum momento do passado ou, ao contrário, a vida terrestre tenha vindo de lá, onde o solo e a atmosfera se estabilizaram antes. Descobriríamos ser "marcianos". Mas restaria um grande problema: o número N de formas de vida conhecida no Universo continuaria sendo 1 (apesar de o número de planetas ser 2). E com N=1 a hipótese exobiológica ainda não estaria verdadeiramente comprovada

Depois de Marte, os melhores candidatos a abrigar a vida no Sistema Solar não são planetas, mas luas orbitando gigantes gasosos como Júpiter e Saturno. Europa, por exemplo, uma das quatro maiores luas jupiterianas, mostrou características incomuns desde as primeiras imagens das sondas Voyager no fim dos anos 70: uma superfície quase sem relevo, sete vezes mais brilhante que nossa própria Lua e constituída basicamente por gelo de água. As imagens da sonda Galileo na segunda metade dos anos 1990 revelaram surpreendentes detalhes dessa lua glacial, com padrões possivelmente causados por sucessivos derretimentos e movimentos das placas de gelo, cuja explicação pode residir na existência de um oceano líquido por baixo da capa glacial. Isso, apesar de ainda não inteiramente comprovado, é perfeitamente possível se considerarmos que Europa, devido à excentricidade de sua órbita, sofre um forte efeito de maré gravitacional de seu planeta-mãe, Júpiter. Como conseqüência, Europa deve possuir um núcleo metálico quente e fundido que serviria de base para alguma atividade geológica submarina.
A prospecção do oceano de Europa não é tarefa simples e vem cercada de uma série de cuidados para evitar contaminação por microorganismos terrestres. Estudos preparatórios estão sendo feitos na Antártida (ver "Exobiologia na Antártida") onde há lagos enormes aprisionados sob quilômetros de gelo há milhões de anos, como o Vostok. Também estão sendo testados robôs submarinos autônomos junto às fumarolas submarinas de Lo-ihi, no Havaí. Com as lições de Vostok e Lo-ihi, estaremos preparados para perfurar a calota de Europa em busca de evidências de vida, mas isto não deve ser levado a cabo antes da segunda década deste século. DOS ENIGMAS DE EURORA, UMA DAS QUATRO GRANDES LUAS DE JÚPTER

Europa, uma das luas de Júpiter descobertas por Galileu em 1609, pode ter um oceano profundo encobrindo um núcleo rochoso, com uma superfície gelada como os mares polares na Terra. Perfurar a camda de gelo e mergulhar um robô no oceano de Europa pode abrir uma nova fronteira para a compreensâo da natureza e da diversidade da vida.

As Brumas de Titã

OUTRO INTERESSANTE CANDIDATO É TITÃ, a maior lua de Saturno, que chega a ser maior que o planeta Mercúrio. Titã é o segundo maior satélite do Sistema Solar (atrás apenas de Ganimedes) e o único que possui atmosfera densa. Apesar de muito distante do Sol, Titã deve possuir um intenso efeito estufa em sua atmosfera predominante de nitrogênio, metano e hidrogênio gasoso, opaca à luz. Apesar disso, sua superfície foi mapeada em infravermelho pelo Telescópio Espacial Hubble, revelando um relevo diversificado que, supõe-se, pode incluir lagos de etano regados a chuvas de metano. Titã parece ser um ambiente propício para a síntese pré-biótica de vida, por isso será estudado em 2004 pela sonda Huyghens.

Durante séculos supôs-se a existência de planetas ao redor de certas classes de estrelas. Somente nos últimos poucos anos, porém, começamos a detectar os primeiros planetas extra-solares. A coleta extensiva de dados de estrelas próximas combinada ao desenvolvimento de novas técnicas associadas à astrometria permitiu a ampliação da capacidade de detecção planetária extra-solar a partir de 1995.
Desde então, dezenas de planetas têm sido comprovados, quase que semanalmente, por diferentes técnicas. Embora submetidos a certas restrições metodológicas que fazem com que somente planetas gigantes gasosos sejam detectáveis, o número total oficial já passou de 100. Diversos programas empregando diferentes técnicas observacionais estão em andamento, tanto em terra (Elodie, Coralie, VLTI, Keck I), quanto no espaço (Fame, Sim, Gaia).

Observações mediante satélites especiais começam a somar esforços, como é o caso da missão Corot (Esa) - com participação brasileira -, e culminarão, na próxima década, em dois sistemas espaciais de interferometria de grande sensibilidade, o TPF - Terrestrial Planet Finder (Nasa) e o Darwin (Eso): livres da interferente atmosfera terrestre, poderão fazer registros em comprimentos de onda como o infravermelho, sendo capazes de detectar pequenos planetas de porte semelhante ao nosso e analisar suas atmosferas em busca de promissoras bioimpressões (biosignatures), como vapor d\\`água, oxigênio, ozônio e metano. Enquanto não pudermos viajar até lá, estas bioimpressões serão tudo que teremos para inferir a existência de vida nesses mundos distantes.
-A idéia de que a vida se manifesta em outros locais do Universo não é nova e tem passado por sucessivas ondas de esquecimento ressurgimento.

-As investigações utilizando radiotelescópios foram iniciadas por Frank Drake, radioastrônomo americano, em abril de 1960, no Observatório Nacional de Radioastronomia, em Green Bank, Virgínia Ocidental.

-A freqüência inicial se concentrou em 1.420MHz, da linha do hidrogênio.

-As naves Viking I e II, em Marte, buscaram sinais de vida com resultados controvertidos.

-A nova astrobiologia deslocou seu enfoque da Seti para a busca de microrganismos, atraindo muitos biólogos para este campo.

Referências

Telegramas para Marte: a busca científica de vida e inteligência extraterrestres. Eduardo D. Barcelos, Rio de Janeiro, Jorge Zahar Editor, 2001.

Viagem a Marte: A busca da Nasa por vida fora da Terra. Laurence Bergreen, Rio de janeiro, Editora Objetiva, 2002.

Marte: Novas Descobertas. Oswaldo Massambani; Marta Mantovani (orgs.). São Paulo: IAG/USP, 1997 (introdução geral escrita por cientistas brasileiros).

Sós no Universo? Por que a vida inteligente é improvável fora do planeta Terra.Peter D. Ward; Donald Brownlee. Rio de Janeiro: Editora Campus, 2000.

Reportagem publicada pela Revista Scientifc American Brasil
Créditos de Eduardo Dorneles Barcelos e Jorge Alberto Quillfeldt.
Disponível em: http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/onde_estao_todos_os_outros_.html
Todos os créditos e direitos mantidos.