El espacio de 8 dimensiones en el que hay que buscar vida extraterrestre

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La paradoja de Fermi es el contraste entre la probabilidad de que exista vida en otras partes del universo y la falta de evidencia de ello.

Este es un enigma significativo. Por un lado, existe una fuerte sensación de que las condiciones en la Tierra que llevaron al surgimiento de la vida no pueden ser únicas. Esto hace que parezca probable que la vida debe ser común.

Pero, por otro lado, los astrónomos han buscado en el pajar cósmico la aguja que representaría signos de vida inteligente en otras partes del universo y no han encontrado nada. Como resultado, muchos observadores han llegado a la conclusión de que no hay signos evidentes.

Otros no están de acuerdo. En 2010, la astrónoma Jill Tarter y sus colegas argumentaron que las radiobalizas extraterrestres podrían ser obvias y comunes en nuestra galaxia, pero que los astrónomos no lo sabrían porque sus búsquedas han sido incompletas.

Estas búsquedas, dijeron Tarter y compañía, son como buscar en un vaso de agua de mar evidencia de peces en todos los océanos de la Tierra.

Esa es una metáfora colorida, pero dado el considerable esfuerzo realizado en la Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre (SETI), ¿qué tan precisa es?

Hoy recibimos una respuesta gracias al trabajo de Jason Wright y sus colegas de la Universidad Estatal de Pensilvania. Estos chicos han caracterizado el espacio de parámetros que los astrónomos necesitan para buscar signos de vida extraterrestre. Dicen que este espacio es tan vasto que las búsquedas de SETI hasta ahora han hecho poco más que arañar la superficie.

El método de Wright y compañía es sencillo. Comienzan creando un modelo matemático del espacio de búsqueda que los astrónomos necesitan explorar y luego calculan qué fracción se ha investigado hasta ahora.

Desarrollamos la metáfora del 'Pajar Cósmico' multidimensional... en un modelo cuantitativo de ocho dimensiones y realizamos una integral analítica para calcular la fracción de este pajar que varios grandes programas de radio SETI han examinado colectivamente, dicen.

Este espacio de parámetros es enorme. Las dimensiones relevantes incluyen las tres dimensiones del espacio, el rango de frecuencia de las señales potenciales, su tasa de repetición, polarización y modulación, el ancho de banda de transmisión y la sensibilidad de las búsquedas a esta potencia transmitida.

El volumen del espacio tridimensional que se puede buscar es el volumen del universo centrado en nuestro sistema solar a una distancia específica. Wright y sus colegas definen esto como 10 kiloparsecs, unos 30 000 años luz, o aproximadamente la distancia a los cúmulos globulares que orbitan la galaxia de la Vía Láctea.

La mayoría de los radiotelescopios pueden observar señales en ambas polarizaciones al mismo tiempo, pero esto no siempre ha sido así en el pasado. Entonces esta es una dimensión que limita la exploración del espacio de parámetros.

Otras dimensiones son complejas de caracterizar. La tasa de repetición de la señal, por ejemplo, es difícil de manejar en el modelo. Las señales continuas son fáciles de manejar, pero las señales que se repiten raramente son difíciles. Un ejemplo relevante es el famoso Wow! señal registrada en 1977 en el radiotelescopio Big Ear de la Universidad Estatal de Ohio. Se llama así porque los investigadores anotaron los datos escribiendo ¡Guau! en los márgenes.

Pero a pesar de varios intentos, esta señal nunca se ha vuelto a observar. Eso puede deberse a que es completamente falso, pero puede deberse a que la tasa de repetición es muy baja.

Definir el tamaño de este pajar cósmico es entonces la tarea de sumar todos estos espacios. Como lo expresaron Wright y sus colegas: El volumen del pajar es entonces una integral de volumen definida en este espacio 8D, y la fracción buscada se puede calcular dada la función de sensibilidad para una encuesta dada.

El resultado es un espacio de proporciones verdaderamente gigantescas. Esto conduce a un volumen de pajar 8D total de 6,4 × 10116 m5Hz2 s/W, dicen Wright y compañía.

Pero, ¿cuánto de esto han explorado los astrónomos? Wright y compañía dicen que las búsquedas hasta la fecha han cubierto solo 5,8 x 10-18 de este volumen.

Esa es una pequeña fracción. Para poner esto en el contexto de la comparación original de Tarter et al., el volumen total de los océanos de la Tierra es 1,335 x 1021 litros. Así que la búsqueda total hasta la fecha equivale a buscar 7.700 litros de agua de mar. Dado que un metro cúbico tiene 1000 litros, es aproximadamente del tamaño de una bañera de hidromasaje grande.

Eso es significativamente más grande que la estimación de Tarter et al. de un vaso para beber, pero aún es pequeño en el esquema general de las cosas. Incluso nuestra estimación más grande subraya la poca búsqueda que se ha realizado en realidad, dicen Wright y compañía.

Es un trabajo interesante porque pone en contexto las búsquedas de inteligencia extraterrestre. La imagen de Wright y compañía no sugiere que SETI haya fallado, sino que apenas ha comenzado.

Claramente, hay muchas más búsquedas por hacer, aunque la tarea parece más desalentadora que nunca. Como lo expresaron Wright y compañía: Uno espera que el pajar cósmico esté lleno de agujas.

Ref: arxiv.org/abs/1809.07252 : ¿Cuánto SETI se ha hecho? Encontrar agujas en el pajar cósmico n-dimensional

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