Caçadores de ETs buscam solucionar Equação de Drake há 60 anos

O astrônomo Frank Drake criou a famosa fórmula enquanto se preparava para uma reunião de última hora em 1961. Ela ainda serve de parâmetro para a busca por vida inteligente fora da Terra.

Publicado 3 de dez. de 2021 07:00 BRT
Frank Drake em frente a um quadro branco contendo a equação que leva o nome do ...

Frank Drake em frente a um quadro branco contendo a equação que leva o nome do astrônomo e estima o número de civilizações alienígenas detectáveis na Via Láctea.

Foto de Courtesy of SETI Insitute

SANTA CRUZ, CALIFÓRNIA “Pai, você imaginou que sua fórmula se tornaria tão famosa?” Pergunto ao homem de olhos bondosos, de 91 anos, ao meu lado no quintal.

Meu pai, Frank Drake, permanece calado por alguns instantes. Talvez ele esteja se lembrando daquele dia de novembro, há 60 anos, quando escreveu, despretensiosamente, a fórmula que influenciaria a busca da humanidade por civilizações extraterrestres. Ou talvez esteja ouvindo os sons de alguns animais vindo da vegetação próxima e os pica-paus tagarelas no quintal, uma confirmação de que formas de vida barulhentas prosperam em pelo menos uma parte do cosmos.

“Não,” meu pai diz após a pausa. “Nunca imaginei que se tornaria tão conhecida. Também esperava que fizessem algumas alterações nela, mas isso nunca aconteceu.”

Agora conhecida como a Equação de Drake, a fórmula de meu pai fornece uma estrutura para cientistas que procuram vida inteligente além da Terra. Ao considerar uma série de variáveis, a equação permite aos cientistas estimar o número de civilizações alienígenas detectáveis que podem estar espalhadas pela Via Láctea.

A fórmula desde então se tornou uma das equações mais reconhecidas na ciência. É comumente tatuada, inspirou uma cerveja e está escrita na lateral de caminhões da empresa U-Haul. Sua lógica foi utilizada e parodiada em desenhos animados sobre como arranjar um encontro ou calcular o número de avistamentos alienígenas aparentemente confiáveis.

Atualmente, muitos cientistas ainda são guiados pela equação e as últimas descobertas sobre outros planetas dentro e fora do nosso Sistema Solar ajudam os pesquisadores a compreender as variáveis. É um legado notável, considerando que Frank Drake anotou a fórmula em 1961 quando estava sem tempo e precisava planejar uma reunião.

“Foi o melhor início de conversa de todos os tempos”, diz o astrobiólogo David Grinspoon, do Planetary Science Institute. “Ele estava tentando propor um assunto para discussão e, de certa forma, fez um trabalho tão incrível que os debates continuam até hoje.”

Sonhando com vida extraterrestre

Meu pai começou a questionar se os humanos estavam sozinhos no cosmos durante sua infância em Chicago, na década de 1930, e seu pai lhe contou um dia que “existiam outros mundos lá fora”.

Meu avô estava falando sobre os outros planetas do Sistema Solar — na época, eles eram os únicos planetas que os humanos conheciam — mas Frank, de 8 anos, não sabia disso. Para ele, “outros mundos” significava “outros mundos como a Terra”, lugares habitados por seres inteligentes e exóticos que poderiam estar transmitindo sua presença para as estrelas. A ideia fazia sentido para o meu pai e ele começou a pensar em como detectar esses mundos.

“Descobrir a existência de criaturas inteligentes que são conscientes — seria muito empolgante”, diz meu pai nos dias atuais. “Eu me pergunto o quanto essa situação é comum no universo.”

Quando jovem adulto, meu pai foi um dos poucos cientistas que levou a sério a busca por vida inteligente fora da Terra. Em 1960, ele teve sua primeira chance de pesquisar transmissões alienígenas em meio ao turbilhão de ondas de rádio que cruzam a galáxia. Drake projetou um experimento para detectar sinais de qualquer civilização que orbitasse duas estrelas semelhantes ao Sol, Tau Ceti e Epsilon Eridani. Ele batizou o experimento de Projeto Ozma e, por três meses, apontou o Telescópio Tatel do Green Bank Observatory para essas duas estrelas. Nenhuma das duas era conhecida por hospedar planetas na época, embora planetas orbitando ambas as estrelas tenham sido descobertos quase meio século depois.

As duas estrelas estavam quietas, mas o Projeto Ozma atraiu tanta atenção que, em 1961, a Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos pediu ao meu pai que convocasse uma reunião em Green Bank, West Virginia, para discutir a busca científica por inteligência extraterrestre, ou SETI, na sigla em inglês. Ele poderia convidar quem quisesse, disseram, e planejar a reunião da forma que achasse melhor.

Meu pai, a primeira pessoa a usar um radiotelescópio moderno para pesquisar vida alienígena, precisava encontrar uma maneira de descrever a pesquisa para alguns dos principais cientistas do mundo — e justificar o esforço.

O início da SETI moderna

Meu pai convidou cerca de 10 pessoas para o Green Bank, incluindo o astrônomo Carl Sagan, que na época tinha acabado de terminar seu curso de doutorado; Philip Morrison, líder do Projeto Manhattan, que criou, de forma independente, um experimento para procurar vida alienígena; e o bioquímico Melvin Calvin, que, segundo boatos, estaria na pequena lista de candidatos ao Prêmio Nobel de Química daquele ano.

No outono de 1961 em West Virginia, meu pai percebeu que não tinha ideia de como organizar diversos dias de discussões sobre um assunto que ainda estava à margem da ciência. Por alguns meses, ele refletiu sobre os diversos fatores que influenciavam nossa capacidade de detectar vida na galáxia, começando pela taxa de nascimento das estrelas em torno das quais os planetas giram. Ele chegou à conclusão de que cada um dos fatores elencados forneceria bastante assunto para discussão, então anotou tudo — e percebeu que havia criado uma fórmula viável, dependendo, é claro, de quais números são inseridos nela.

“É uma ótima maneira de organizar nossa ignorância”, disse Jill Tarter do Instituto SETI, pioneira no campo.

Em 1o de novembro, quando a reunião começou, meu pai escreveu sua fórmula em um quadro-negro, na sala do observatório e, nos dois dias seguintes, ele e seus colegas discutiram cada uma das variáveis — embora tenham feito uma pausa, no segundo dia, para “mergulhar na champanhe”, como Sagan lembrou, quando Calvin ganhou o Prêmio Nobel por seu trabalho sobre fotossíntese.

A equação

De acordo com meu pai, a natureza da equação é que tudo é igualmente importante. Está tudo escrito na primeira potência — sem expoentes, sem logaritmos, nada extravagante.

Insira os valores de cada termo, multiplique-os e obterá um número para N: o número de civilizações detectáveis na Via Láctea. Pergunte ao meu pai sobre o valor de N e ele dirá que muda a cada vez que ele pensa sobre o assunto. Mas, em geral, diz ele com uma piscadela, o número está provavelmente entre um e um bilhão, talvez próximo de 10 mil.

Mesmo que a equação possa ser “resolvida”, ela nunca teve o objetivo de fornecer valores concretos como a fórmula E=mc^2 de Einstein na teoria da relatividade especial ou a segunda lei de Newton, F=ma.

“As pessoas vão criticar todo o campo da SETI ao criticar a equação”, diz Jason Wright, da Universidade Estadual da Pensilvânia. “Isso é bobagem. Frank disse que nunca teve a intenção de ser preciso. A fórmula simplesmente é mal compreendida e mal utilizada.”

A equação é um experimento mental, um argumento probabilístico e uma estrutura para pensar sobre a vida no cosmos. Wright diz que meu pai definiu cuidadosamente suas variáveis para que a fórmula respondesse a uma pergunta específica sobre a detecção de sinais de rádio emitidos por civilizações alienígenas. E ele observa que a equação faz algumas suposições importantes — a saber, que as civilizações ficam paradas no lugar, e não se movimentando pela galáxia.

Ao longo dos anos, diversos cientistas propuseram a inclusão de fatores ausentes ou tentaram modificar a equação — mas Grinspoon explica que são apenas tentativas de dividir as variáveis de maneira um pouco diferente ou fazer uma pergunta discretamente diferente da que meu pai fez há 60 anos.

“Já vi muitas tentativas de melhorar a Equação de Drake e também muitas críticas, todas bem-vindas e interessantes, mas não vi nenhum argumento ou estudo que a tornasse obsoleta”, comenta Grinspoon. “Ela resiste ao teste do tempo. Qualquer tentativa de melhorá-la está apenas validando seu valor.”

Perseguindo a vida

Quando meu pai criou a fórmula, ele conhecia apenas um valor aproximado para uma variável: a taxa em que as estrelas nascem. Para estrelas semelhantes ao Sol, essa taxa é de aproximadamente uma por ano. O restante era um completo mistério.

Em 1961, não havia planetas conhecidos fora do Sistema Solar, mas na década de 1990, os astrônomos finalmente observaram os primeiros planetas que orbitavam estrelas distantes. Desde então, caçadores de planetas avistaram milhares de exoplanetas na Via Láctea e, com base em observações realizadas ao longo da última década, a missão Kepler da Nasa revelou que, em média, cada estrela hospeda pelo menos um planeta.

“Desde que a equação foi proposta, passamos da ignorância total a um conhecimento realmente concreto no que diz respeito aos planetas”, diz Grinspoon. “É uma grande mudança.”

Esses sistemas estelares alienígenas podem ser bem diferentes do nosso, com planetas enormes localizados perto de suas estrelas, mundos que orbitam os polos de uma estrela em vez de seu equador ou inúmeros planetas com tamanhos que simplesmente não vemos orbitando o Sol.

Mas Kepler também revelou, no ano passado, que mundos potencialmente habitáveis são comuns. Pode haver até 300 milhões de mundos semelhantes à Terra na Via Láctea, definidos como planetas rochosos em órbitas temperadas em torno de estrelas semelhantes ao Sol. Esse número aumenta se mundos orbitando estrelas não semelhantes ao Sol forem incluídos, e fica ainda maior se o conceito de “mundo” for ampliado para incluir luas além de planetas.

Agora também sabemos que cerca de metade dos sistemas planetários que orbitam estrelas semelhantes ao Sol têm pelo menos um planeta habitável — e essa é uma estimativa muito conservadora.

Os cientistas trabalham no restante das variáveis com certa pressa. O rover Perseverance da Nasa está atualmente procurando por sinais de que pode ter existido vida em Marte. Em breve, as sondas serão lançadas até um conjunto de luas geladas no Sistema Solar externo, onde podem ser encontrados todos os aspectos necessários para a vida como a conhecemos. E os cientistas estão se preparando para estudar a atmosfera de outros planetas em busca de moléculas que possam sugerir a presença de metabolismos alienígenas.

Eles também estão em busca de sinais de tecnologia alienígena, como meu pai fez pela primeira vez com o Projeto Ozma. Definido originalmente na equação como a fração de civilizações que desenvolvem “tecnologia comunicativa”, muitos cientistas da SETI hoje consideram uma definição mais ampla que inclui qualquer manifestação de trabalho manual extraterrestre, como ondas de rádio, feixes de laser óptico ou megaestruturas para captação de energia.

Para refletir essa gama de sinais possíveis, Tarter cunhou o termo “tecnoassinaturas” e diz que tal detecção provavelmente seria muito menos ambígua do que obter pistas em atmosferas alienígenas ou procurar micróbios fossilizados. À medida que a próxima geração de telescópios de visão aguçada é lançada, Tarter e outros cientistas da SETI esperam usar programas de computador para vasculhar a enorme quantidade de dados recebidos em busca de algo incomum ou anômalo — uma forma de escanear as tecnoassinaturas que ainda nem imaginamos que existem.

“Podemos ser totalmente pegos de surpresa por algo que acaba sendo um sinal fortuito vindo de um programa de observação completamente diferente”, diz Tarter.

Resolver as últimas variáveis — a fração de mundos com vida, inteligência e tecnologia — exigirá mais do que uma única detecção. Tal como acontece com os exoplanetas, diversas observações serão necessárias para revelar o quanto é comum a vida na galáxia.

“Sobre a existência de vida, normalmente pensamos: ‘nossa, se a descobrirmos em um lugar, será algo tão revolucionário’. Claro que será, mas, novamente, se encontrarmos vida em um lugar, não teremos ido da ignorância ao conhecimento concreto”, observa Grinspoon.

“Portanto, mesmo se recebermos um sinal na próxima semana, não é como se não precisássemos mais da Equação de Drake.”

A variável mais complicada

Meu pai sempre disse que a última variável na Equação de Drake, L, é a mais complicada. L é o tempo médio que as civilizações ficam detectáveis — uma definição que muitas vezes é confundida com sobrevivência ou extinção, mas que não está necessariamente ligada a nenhum desses dois conceitos.

“É uma pena que as pessoas se refiram ao termo longevidade como a longevidade de uma civilização tecnológica. Não é isso. É a longevidade do mecanismo de emissão”, explica Tarter. “Nós poderíamos construir algo, algum tipo de tecnoassinatura, que tenha uma longevidade muito além da de nossa civilização.”

Como L é uma média, até mesmo uma transmissão alienígena incrivelmente duradoura poderia mudar drasticamente seu valor. Por exemplo, se uma civilização encontrasse uma maneira de irradiar sua presença na galáxia por bilhões de anos, talvez com o único propósito de ajudar os outros na busca por companheiros cósmicos.

“Como tudo na equação tem o mesmo peso, eu sabia que a resposta seria tão boa quanto aquilo que menos sabemos”, meu pai me disse certa vez. “L é definitivamente a variante sobre a qual sabemos menos.”

Ao contrário das demais, o valor de L também depende da capacidade de detecção da civilização que está fazendo a busca. Os humanos podem buscar por tecnoassinaturas estudando uma variedade de sinais eletromagnéticos; se uma civilização como a nossa estivesse observando a Terra, veria primeiro os sinais de radar militar emitidos no início do século 20. Mas uma civilização com capacidade de detecção superior pode procurar pistas mais precisas.

Vidas extraterrestres que descobriram como ler as assinaturas da tecnologia em atmosferas planetárias, por exemplo, podem ter sido capazes de detectar as emissões realizadas durante a Revolução Industrial em meados de 1800 — uma tecnoassinatura detectável se você souber o que procurar e ter paciência para observar conforme um planeta muda lentamente. Civilizações com tecnologia ainda mais avançada podem observar silenciosamente a vida surgir e se desenvolver em diversos planetas, às vezes fracassando, outras vezes prosperando.

A humanidade ainda não tem essa capacidade, e não há garantia de que nossa espécie sobreviverá por tempo suficiente para aperfeiçoar a arte de encontrar vida alienígena. Mas um dia, se continuarmos, é possível que finalmente façamos contato.

A vida como ela é

Enquanto observo as sequoias frondosas de mil anos que cercam meu pai e eu em nosso pequeno pedaço de floresta da Califórnia percebo como é inebriante a ideia de que há extraterrestres nos procurando. Ao longo de um milênio, essas árvores testemunharam silenciosamente inúmeras vidas se desenrolando sob elas, incontáveis lutas pela existência, incalculáveis novas estratégias de sobrevivência. Para civilizações que existem há muito tempo — as sequoias da galáxia — o valor de L, pelo menos em teoria, é enorme.

A civilização humana avançada pode ser apenas um pontinho na idade do universo, mas meu pai acredita que é apenas uma questão de tempo e vontade para encontrarmos evidências de que a galáxia está povoada com mais seres inteligentes, independentemente da forma que possam assumir.

“Não sabemos o que estamos procurando”, diz Wright. “Somos nosso único exemplo daquilo que temos certeza de que estamos procurando.”

No mínimo, o legado mais duradouro da Equação de Drake não é uma solução numérica, mas um espelho: ele nos pede para pensar sobre a Terra e sobre a humanidade, a partir de uma perspectiva cósmica — considerar a fragilidade de nossa existência neste mar galáctico.

“A durabilidade, longevidade, persistência, o motivo pelo qual permanece, o motivo pelo qual continuamos a usá-la e o motivo pelo qual continua aparecendo é porque a fórmula é um ótimo guia para todo o problema da vida no universo”, comenta Wright. “É uma equação muito versátil, pois permite explorar todos os tipos de aspectos da vida e da humanidade, dependendo de qual termo você deseja abordar.”

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