Aquí la Tierra ..., cambio.

Por Angel Ferrer
Coordinador de la sección Planetaria. (1997)

Antiguamente se pensaba que el hombre era el centro del universo. No podía haber nadie más. Posteriormente nos fuimos desplazando a la periferia y fuimos uno más. Estamos en un planeta de una estrella vulgar, dentro de una galaxia normal. Pensamos entonces, que habrá alguien más en la inmensidad del universo. Pero si analizamos los parámetros astronómicos de un planeta como la Tierra, no damos cuenta que no es tan fácil. Se necesita un sol estable, a una distancia adecuada, con un satélite y unos planetas exteriores grandes, con un termostato perfecto y que no se encuentre con otras estrellas próximas, etc. Osea, que el desarrollo de la vida es un cúmulo de sucesos poco probables.

La cultura grecolatina pensaba que la Tierra era el centro del universo. El Sol, la Luna, las estrellas errantes y las fijas giraban en torno a la Tierra, la cual permanecía inmóvil. Esta concepción del universo permaneció durante muchos años sin modificarse.

Tuvo que llegar la edad media para cambiar el dogma, pasando a ser la Tierra un planeta que giraba en torno al Sol. Es la teoría de Copernico, publicada en 1542. La Tierra se mueve y no está en el centro. Como ya sabréis, esta afirmación casi le cuesta a Galileo la muerte en la hoguera. (Giordano Bruno sí que fue ejecutado en la hoguera por unas afirmaciones parecidas).

Con el paso de los años y casi entrado este siglo, se fue descartando la idea que el Sol era el centro del universo y ni siquiera el centro de nuestra galaxia. Los cúmulos globulares se centraban en un punto bastante lejano al Sol, y se pensó con razón que el Sol estaba en la periferia de la galaxia.

Ya en este siglo se demostró que las nebulosas galácticas eran en realidad universos isla, tan grandes o mas que nuestra propia galaxia, constituidos por centenares de miles de estrellas y además hay cientos de millones galaxias.

La Tierra no es en el centro del universo. Pertenece a un sistema solar de una vulgar estrella de la secuencia principal situada en la periferia de una galaxia que tiene más de 100.000 millones de estrellas. Una galaxia bastante normal, que junto con otras forma un cúmulo galáctico que a su vez pertenece a un supercumulo de galaxias. Por supuesto nuestra galaxia no está en el centro del cumulo ni mucho menos del supercumulo. ¡Quién sabe si no estamos en un universo vulgar de los muchos que teóricamente pueden existir!

Hemos pasado de ser el centro de todo, a ser uno más. Estando en el centro podíamos pensar que no hubiera nadie más, pero ¿sabiendo que no lo somos, podemos seguir pensando que en todo el universo no hay nadie más?

Cada vez que contamos con medios de observación más potentes, descubrimos que la galaxia tiene más estrellas y que existen muchas más galaxias de las que se creía hasta hace unos años. ¿Podemos seguir pensando que todo el universo es para nosotros?

La idea que no estamos solos en el universo es muy antigua y numerosos escritores o filósofos han postulado la existencia de otras civilizaciones. La verdad es que con más imaginación que con argumentos científicos. Uno de los pioneros en la búsqueda de inteligencia extraterrestre (Search for Extraterrestrial Intelligence = SETI) fue el radioastronomo Frank Drake. Concibió una fórmula para calcular las civilizaciones tecnológicas que pueden existir. La fórmula se expresa así.

N = N0 x fs x fp x ne x fj x fi x fc x fl

Donde
N es el número de civilizaciones que pueden existir
N0 es el número de estrellas de la Galaxia Vía Láctea.
fs es la proporción de estrellas simples de tipo solar
fp es la fracción de estrellas que tienen sistemas planetarios
ne es el nº de planetas en un sistema dado que son adecuados para la vida.
fj es la fracción de planetas que evolucionan a una forma de vida fi es la fracción de planetas que evolucionan a una forma de vida inteligente.
fc es la fracción de planetas habitados por seres inteligentes en los que se desarrolla una civilización técnicamente comunicativa.
fl es la fracción de una vida planetaria agraciada con una civilización técnica.

Como vemos el número total de posibles civilizaciones se va reduciendo por los distintos parámetros. Dependiendo del valor que les asignemos, será mas o menos probable la existencia de vida en algún punto del universo. Como hay mas de 400 millardos de estrellas en nuestra galaxia y hay otras tantas galaxias, la ecuación tiene que salir positiva (al menos 1, pues sino, no estaríamos aquí). Los cálculos son muy especulativos y si hacemos un cálculo optimista podemos llegar a unos doscientos millones de civilizaciones en nuestra galaxia, mientras que cálculos más pesimistas limitan a unos pocos miles o incluso a uno solo (nosotros). Esto situaría a la civilización más próxima entre 75 y 2000 años luz. Otra cosa muy diferente es que podamos dialogar con ellos.

No conocemos mas que un planeta con vida. Pensar en seres hechos de otros materiales, amoniaco, nitrógeno o que sean sólidos o gaseosos, ampliaría las probabilidades pero nos es difícil pensar en su existencia.

Analicemos más detenidamente los distintos parámetros.

Fs. Estrellas parecidas al Sol
Nuestro Sol es una estrella de tamaño medio, situada en la secuencia principal, que lleva irradiando durante casi 5.000 millones de años y le queda otros tantos. Se considera que es una estrella bastante vulgar. Pero no lo es tanto. (fig. 1)

Fig 1. El Sol

Las dos terceras partes de las estrellas de la Vía Láctea, forman parte de sistemas binarios, múltiples, cúmulos abiertos o globulares. En el caso que tuvieran un planeta, estaría sometido a las distintas fuerzas gravitatorias. Su órbita sería inestable. Sufriría cambios importantes de temperatura haciendo imposible el desarrollo de la vida.

Si la masa del Sol fuera menor (un 65 %) de la que tiene, irradiaría mucha menos energía. Un hipotético planeta tendría que estar muy cerca de la estrella para que las condiciones de temperatura fueran adecuadas para la vida. A esa distancia, las fuerzas de marea hacen que presente la misma cara a la estrella, con la cual tendría un hemisferio congelado y otro ardiendo.

Si la masa fuera superior al 40%, la evolución de la estrella es muy diferente, irradiando gran cantidad de energía y quemando sus reservas en poco tiempo. No habría tiempo para desarrollar la vida.

Es decir que del total de las estrellas de nuestra galaxia, solamente un 5 o un 10% están solitarias y tienen una masa que permita las condiciones de vida que conocemos.

Nuestro Sol puede tener otros peligros de los que ignoramos su frecuencia, como son:

Aproximación a otras estrellas. El satélite Hiparcos ha determinado la posición de multitud de estrellas con gran exactitud. Se calcula que dentro de solamente 1 millón de años una pequeña estrella, situada actualmente en la constelación de Ofiuco, pasará a un año luz de nosotros. En 5000 millones de años es posible que se aproxime mucho más a otras estrellas, lo que originaria cambios de órbitas, choques con cuerpos menores, etc.

Actualmente estamos en la periferia de un cumulo abierto al que pertenecen casi todas las estrellas brillantes de la Osa Mayor, alfa Corona Borealis, Sirio y otras estrellas. Tardaremos en atravesarlo unos 10 millones de años. Por ahora no nos pasa nada.

Aproximación a nubes oscuras. Es difícil que fuera tan densa como para disminuir la luminosidad del Sol, pero…

Estallido de supernova próxima. A la gigantesca Betelgeuse, situada solo a 650 años luz parece que le queda poco de vida, y entonces, … bueno, pero no hay que ser gafes. Sigamos.

Fp. Fracción de estrellas que tienen sistemas planetarios
La idea actual es que las estrellas se forman a partir de una nube de gas, que se va condensando y a la vez calentando, hasta que alcanza la temperatura suficiente para comenzar las reacciones nucleares y convertirse en estrella. Restos de la nube se condensarían formando un disco protoplanetario y a partir de ahí se formarían granos de polvo, cada vez más grandes, como guijarros, que se irían uniendo hasta formar los planetésimos o pequeños planetas y luego los planetas. Si la masa es de 1 centésima a la del Sol, se forman un tipo de estrellas llamadas, enanas marrones. Si la masa es menor da lugar a planetas gigantes capaces de retener hidrogeno y helio. Si tienen menos masa daría lugar a planetas como la Tierra, a asteroides, etc. (Figura 2)

Fig 2. Este planeta no existe. Esta creado por un programa de ordenador

Desde hace pocos años (1995) se conocen varias estrellas en las que se ha detectado la presencia de compañeros. Se ha observado que esas estrellas no se desplazan en línea recta sino que tienen pequeñas oscilaciones. Van girando en torno al baricentro del sistema. Esas oscilaciones periódicas se interpretan como compañeros oscuros, o lo que es lo mismo planetas.

El primero en ser descubierto fue 51 Pegasi, una estrella situada a 40 años luz de nosotros. El planeta tiene una masa parecida a la de Júpiter y un periodo orbital de poco mas de 4 días. Tau Bootis tiene un compañero con una masa de 3,9 veces la de Júpiter. El de Upsilon Andromedae tiene una masa de 0,6 veces la de Júpiter y el de Rho Cancri una masa de 0,8 veces la de Júpiter. Estos cuatro planetas se les ha calculado una órbita situada entre 0,046 y 0,11 unidades astronómicas. (Mercurio esta a 0,39 u.a.), es decir muy próximos a su estrella 70 Virginis, 47 Osa mayor, HD 114762 en Coma Berenices y 16 Cygni también tiene compañía. Tiene una masa de varias veces la de Júpiter y una órbita muy excéntrica. (Fig. 3)

Fig 3. Paisaje imaginario de un planeta imaginario

Hasta ahora los planetas que se han descubierto, o están muy cerca de su estrella o tienen masas grandes con órbitas excéntricas. Todos ellos están bastante próximos a la Tierra, a una distancia inferior a 80 años luz. Nuestro Sol también gira en torno al baricentro de todo el sistema solar, siendo el más influyente Júpiter. La trayectoria apenas se desplaza del centro del Sol. Esa pequeña ondulación sería muy difícil de apreciar desde otros planetas, salvo que estuvieran muy próximos o muy avanzados tecnológicamente. Conforme los instrumentos sean más precisos iremos descubriendo más planetas con tamaños inferiores y en definitiva más parecidos a nuestro sistema solar.

No. Planetas del sistema adecuados para la vida

Aquí surgen varias preguntas. La vida tal como la conocemos, se basa en la existencia del agua liquida y en la química orgánica del carbono. El agua para que esté en estado líquido necesita una temperatura entre 0 y 100 grados Celsius siempre que la presión sea de 1 atmósfera. Si está a más presión, permanece en estado líquido con temperaturas más altas. La franja de agua líquida en el sistema solar comprende desde la órbita de la Tierra hasta un poco mas allá de la de Marte. La franja no es muy amplia. Desde nuestro punto de vista es muy difícil pensar en seres inteligentes hechos de metano o de amoniaco, y silicio. De existir esos seres, sus condiciones de vida serán muy diferentes. (Fig 5)

Fig 5. Vista panorámica de un planeta llamado Tierra

 

La segunda cuestión que plantea es la de tener una órbita estable. Un planeta con órbitas caóticas o muy variables haría muy complicado la existencia de seres vivos. La adaptación al medio es lenta. La órbita de la Tierra es muy estable y sorprendentemente se debe a nuestra mal querida LUNA. En comparación con otros planetas del sistema solar, la Luna es muy grande para nosotros. Marte tiene dos lunas insignificantes. Júpiter tiene satélites algo más grandes que nuestra luna, pero su masa es 300 veces superior a nosotros. Hay astrónomos que opinan que formamos un planeta doble. El tener una luna tan grande, hace de ancla, y frena los tirones gravitatorios de los grandes planetas. De no existir, tendríamos una inclinación del eje que oscilaría entre 0 y 85 grados, de forma caótica. (con Luna nuestro eje esta a 23,5º variando solo 2,6º en 41.000 años). Con este eje tendríamos una situación inestable que conduciría a un efecto invernadero o a un desierto. Marte es un planeta que está en la franja de la vida, que casi seguro ha tenido agua líquida, y sin embargo no ha desarrollado seres vivos. Su clima es muy variable, ¿será por falta de un gran satélite? No sabemos los motivos de estos cambios. ( fig. 4)

Fig 4. La Luna

Para hacerlo mas complicado parece que la Luna se formo gracias al impacto de un cuerpo del tamaño de Marte con la Tierra. Tuvo que ser con el ángulo y velocidad adecuado para no destrozarnos. Es decir una probabilidad menor de 1 en un millón.

Además de estar en el sitio adecuado y con satélite grande, necesitamos de un planeta grande que nos limpie el espacio interplanetario. Al poco de formarse el sistema solar, el choque con otros cuerpos eran muy frecuentes. Con el tiempo fueron disminuyendo, bien por el choque con planetas o bien por estabilizarse sus órbitas. Si Júpiter no existiera, se ha calculado que la tasa de impactos cometarios sobre planetas terrestres se incrementa por un factor de 1000. Si no existieran Urano y Neptuno los planetas interiores recibirían 10 veces mas impactos que ahora. Extinciones en masa en la Tierra por grandes impactos suceden muy ocasionalmente, aproximadamente cada 100 millones de años. Si no existieran los planetas exteriores sucedería cada 100.000 años.

Como vemos el desarrollo de la vida es muy complejo y difícil.

Fl: Porción de planetas que evolucionan a una forma de vida

A la Tierra se le calcula una edad de unos 4.500 millones de años. Con la atmósfera que existía en esa época, y descargas eléctricas se ha comprobado que es muy fácil generar multitud de moléculas «orgánicas»: azucares, y aminoácidos. También gran cantidad de moléculas orgánicas, aminoácidos y agua provino de los impactos cometarios y asteroidales. De esa primera fase hasta que surgieron las primeras manifestaciones de vida tuvieron que pasar cerca de 1000 millones de años. Es completamente desconocido este proceso. El paso desde moléculas orgánicas a una estructura que vive, se reproduce y muere es un enigma. Todos los seres vivos en la actualidad tienen el mismo código genético y utilizan los mismos aminoácidos. Es como si procedieran de una misma madre. Existe una teoría que sostiene que la vida no empezó en la Tierra sino que proviene de algún cometa.

Los primeros seres formados por varias células tardaron en aparecer otros 1000 millones de años. Estos primeros seres, como algas, produjeron grandes cantidades de oxigeno que oxidaba los minerales. Hasta hace unos 2000 millones de años no empezó ha tener oxigeno la atmósfera y en unos 500 millones de años alcanzó las cifras actuales. Hace 600 millones de años empezaron a existir seres pluricelulares.

Allá por el -530 millones se produjo una verdadera explosión de vida y en unos 5 millones de años (en el periodo Cámbrico) se formaron prácticamente todos los antepasados de los animales actuales. Han tenido que pasar casi 4000 millones de años para que se dispare la vida. ¿No es mucho tiempo? (figura 6)

Fig 6. La naturaleza también ha creado los mosquitos

A lo largo de la historia de la Tierra se ha ido modificando la composición de su atmósfera y por tanto la captación de energía solar. El Sol no irradia de forma constante. En los primeros miles de millones de años brillaba un 30% menos. A medida que el Sol calentaba más, la atmósfera de la Tierra cambiaba su composición, y se mantenía constante la temperatura (entre 5 y 60 grados). Se fija más dióxido de carbono por parte de los seres o aumenta su cantidad por la emisión de los volcanes. Es como si existiera un termostato global que ajusta la temperatura. ¿Habrá muchos planetas con este termostato?

Fi: Fracción de planetas que evolucionan hacia una forma de vida inteligente
Es totalmente especulativo la probabilidad que aparezca una forma inteligente. En nuestro planeta, la naturaleza se ha adaptado a las condiciones adversas y ha creado animales pequeños, grandes, rápidos o lentos, voladores o nadadores, etc. Los que no se han adaptado han sido sustituidos por otros. Y bien por casualidad o bien por evolución ha aparecido una especie que se basa en la inteligencia. Hace solamente unos pocos millones de años que se puso a dos patas y desarrollo inteligencia. Primero fue homo erectus y luego homo sapiens (bueno hay muchos que aun están en fase de homo erectus). Le ha costado otros 500 millones de años desde que empezaron los animales pluricelulares. Mucho tiempo. ( fig 7)

Fig 7. Evolución de la especie humana

 

Fc: Porción de planetas con vida inteligente en los que se desarrolla una civilización comunicativa, y Fl fracción de vida planetaria agraciada con civilización comunicativa es decir duración de la civilización.

Ambos parámetros son un enigma envuelto en un misterio. Vale cualquier valor y solo tenemos como referencia nuestra civilización. Esta claro que en los últimos 100 años se ha avanzado más que en los 10.000 anteriores. Si la civilización continua otros 1.000 o 100.000 años ¿qué seremos capaces de hacer? (sigue siendo una fracción insignificante en la historia de la Tierra). No sabemos el futuro. Si existen otras civilizaciones, ¿ por qué no tienen que estar mucho más avanzadas que la nuestra? Nosotros que acabamos de empezar a colonizar nuestro sistema solar, ¿que haremos dentro de unos miles de años?. Si hay otras civilizaciones, ¿por qué no se ponen en contacto?, ¿ por qué no hemos captado ninguna señal radiofónica? O es que simplemente no existen. ¿¿¿ ???

Hemos repasado los distintos parámetros y como veis, hay datos a favor de vida inteligente y otros que dan a entender que es una casualidad poco menos que irrepetible y muy difícil que suceda en otro sitio. Espero que no os haya aclarado nada, y cada cual que tenga su opinión.