A ciência diz que estamos sozinhos no universo?

Imagem gerada por IA (acervo de Lexica)

por Hugh Ross

9 de maio de 2022

No artigo anterior, respondi a pergunta: Estamos sozinhos? sob uma perspectiva bíblica. Por “sozinhos” quero dizer que os humanos são a única espécie física e inteligente que manifesta civilização avançada no universo. Aqui, tentarei responder à questão do ponto de vista da bioquímica, da astronomia observacional e da cosmologia.

Origem Naturalista da Vida?

Durante meus dias como estudante de astronomia, fiz um curso de curta duração com o popular astrônomo Carl Sagan, no qual ele expôs três requisitos fundamentais para uma origem naturalista da vida: (1) uma vasta e concentrada sopa de moléculas prebióticas, (2) uma configuração homoquiral (100% canhota ou 100% destra) dessas moléculas prebióticas e (3) uma duração de tempo muito longa. Quando os alunos perguntaram a Sagan quão vasta e concentrada era necessário que uma sopa fosse, ele respondeu que precisaria ser algo tão grande quanto todos os oceanos da Terra, com esses oceanos repletos ao máximo de moléculas prebióticas homoquirais. Quando perguntamos quanto tempo, Sagan disse pelo menos um bilhão de anos.

Nas décadas que se passaram desde que Sagan propôs os seus requisitos, tornou-se claro que o intervalo de tempo para a origem da vida na Terra é muito mais curto do que mil milhões de anos. O Sol bombardeou a Terra com radiação mortal até 4,0 bilhões de anos atrás. A superfície da Terra era episodicamente terrivelmente quente até 3,84 bilhões de anos atrás. Oceanos de água líquida estável e rochas estáveis não apareceram na superfície da Terra até 3,84–3,83 bilhões de anos atrás. A primeira evidência indiscutível de múltiplos isótopos para a vida na Terra data de 3,825 ± 0,006 bilhões de anos atrás. [1] Esta medição levou o biólogo evolucionista Niles Eldredge a comentar: “Um dos fatos mais impressionantes que já aprendi é este. . . . nas rochas mais antigas que têm chance de mostrar sinais de vida, encontramos esses sinais.” [2]

No momento em que as condições físicas e químicas permitem a existência de vida na Terra, a vida aparece, e não apenas numa forma. A evidência isotópica revela uma diversidade de espécies microbianas na época da origem da vida na Terra.

Para agravar o problema da abiogênese (uma origem naturalista da vida), também não existe sopa prebiótica. As proporções isotópicas de moléculas carbonáceas nas rochas mais antigas da Terra mostram evidências de pós-bióticos, mas nenhuma evidência de quaisquer prebióticos. [3]

Uma origem naturalista da vida depende crucialmente da disponibilidade de um fornecimento altamente concentrado de prebióticos. Na época da origem da vida, os prebióticos não eram abundantes nem concentrados na Terra. Na verdade, eles parecem ter sido inexistentes.

Ainda outro dilema intratável para a abiogênese surge do requisito de homoquiralidade. Os aminoácidos não podem ser ligados entre si para formar proteínas, a menos que todos os aminoácidos tenham a mesma configuração canhota. Nem os nucleosídeos podem ser ligados entre si para formar DNA e RNA, a menos que estejam conectados por açúcares ribose, todos com as mesmas configurações destras. Fora dos organismos, os aminoácidos e a ribose existem em uma mistura racêmica, ou seja, misturas aleatórias de configurações canhotas e destras. Nenhuma fonte natural pode ser encontrada, na Terra ou em qualquer outro lugar do universo, de aminoácidos ou açúcares homoquirais. [4] A investigação também não identificou qualquer possível fonte natural para os aminoácidos básicos arginina, histidina e lisina. [5]

Existem muitos outros problemas intratáveis para a abiogênese. [6] Os três brevemente descritos aqui – sem tempo, sem sopa, sem homoquiralidade – são mais do que adequados para descartar esta explicação para a origem da vida. Este encerramento estabelece a doutrina cristã de que a vida na Terra ou em qualquer outro lugar do universo só é possível se Deus intervier diretamente para criar essa vida.

A astrobiologia continuará sendo uma disciplina científica livre de dados?

A Bíblia coloca poucas restrições sobre a possível existência de locais dentro do universo onde podem existir vida ET (extraterrestre) e ETI (inteligência extraterrestre). A astrofísica, no entanto, restringe cada vez mais possíveis localizações extraterrestres para vida ET e ETI.

A astrobiologia, a ciência da vida fora da Terra, é a disciplina científica que mais cresce (em termos de financiamento). É, entretanto, uma disciplina científica livre de dados. O que quero dizer com esta descrição é que nenhuma evidência de vida física foi detectada fora da Terra. A grande questão: continuará a ser uma disciplina livre de dados? As cinco características do universo a seguir restringem os parâmetros sob os quais a vida pode existir.

massa cósmica ajustada: O universo é extremamente massivo e extremamente grande. Se, todavia, o universo fosse um pouquinho menos massivo, as estrelas e os planetas que a vida física requer não existiriam, nem os elementos essenciais para a vida. [7] O vasto tamanho do universo não é um desperdício. Deve ser precisamente a massa e a extensão necessárias para que exista apenas um planeta habitável.

aglomerado de supergaláxias único:  aglomerados de supergaláxias (aglomerados de aglomerados de galáxias) são as maiores estruturas de matéria comum no universo. Todos, exceto um aglomerado de supergaláxias, se assemelham ao Superaglomerado Shapley (ver figura 1), pois seus aglomerados de galáxias estão firmemente unidos em uma estrutura em forma de bola de basquete ou futebol. A exceção é o Superaglomerado Laniakea, que abriga o nosso Grupo Local de galáxias (ver figura 2).

Figura 1: Superaglomerado Shapley – Cada ponto nesta figura representa um agrupamento de galáxias. Crédito: Andrew Z. Colvin, Atribuição Creative Commons

Figura 2: Superaglomerado Laniakea – O ponto grande (centro superior) mostra a localização do Grupo Local de galáxias, que é o lar da Via Láctea. Crédito: Andrew Z. Colvin, Atribuição Creative Commons

O Superaglomerado Laniakea é distinto de todos os outros superaglomerados porque seus aglomerados e grupos de galáxias estão distribuídos ao longo de longos filamentos amplamente separados. Em vez de se assemelhar a uma esfera ou a um elipsoide repleto de aglomerados e grupos de galáxias, o Superaglomerado Laniakea se assemelha a um bicho-pau. Esta estrutura única permite que uma grande galáxia espiral resida num local onde existe uma densidade adequada de pequenas galáxias anãs para sustentar – durante vários milhares de milhões de anos – a estrutura espiral da galáxia, garantindo ao mesmo tempo a ausência de buracos negros supermassivos mortais nas proximidades.

galáxia única:  Durante décadas, os astrônomos têm observado galáxias próximas e galáxias muito, muito distantes na busca por uma galáxia como a Via Láctea (GVL). Tal galáxia poderia ser candidata a abrigar um sistema planetário onde um dos planetas do sistema poderia suportar vida avançada. Esta pesquisa dedicada revelou uma dúzia de grandes galáxias espirais que se assemelham aproximadamente à GVL, mas carecem das características significativas necessárias para o suporte da vida avançada. Isso inclui a estrutura e simetria do braço espiral, a escassez de esporas e penas entre os braços espirais, o tamanho do halo de matéria escura e a barra central – para citar apenas algumas – que a vida avançada exige. [8]

A Figura 3 mostra as dezenas de galáxias espirais conhecidas que mais se aproximam das características críticas de vida avançada da GVL. A Figura 4 mostra um mapa detalhado da estrutura da GVL.

Figura 3A: Seis das doze galáxias espirais que mais se aproximam das características críticas de vida avançada da Via Láctea. Crédito: NASA/ESA/ESO

Figura 3B: Seis das doze galáxias espirais que mais se aproximam das características críticas de vida avançada da Via Láctea. Crédito: NASA/ESA/ESO

Figura 4: Mapa detalhado da estrutura da galáxia Via Láctea – O ponto grande mostra a localização do sistema solar. O anel denota a distância de co-rotação. Crédito: NASA/JPL-Caltech (R. Hurt)

Nossa GVL é a única galáxia conhecida que possui todas as características galácticas que a vida avançada exige. Esta observação indica que a GVL é provavelmente a única galáxia no Superaglomerado Laniakea onde poderia existir vida avançada. Além disso, existem apenas regiões limitadas dentro da GVL onde a vida avançada é possível.

estrela única:  Para que a vida avançada seja possível, o seu planeta deve residir numa zona segura entre braços espirais durante pelo menos cem milhões de anos. Este requisito implica que o sistema planetário do planeta orbite em torno do centro galáctico muito próximo, mas não exatamente na distância de co-rotação da galáxia.

A distância de co-rotação galáctica é a distância ao centro galáctico na qual uma estrela orbita em torno do centro galáctico na mesma taxa que a estrutura do braço espiral gira. Exatamente a esta distância, um sistema planetário estará sujeito a uma ressonância de movimento média, o que resultará na ejeção do sistema planetário para dentro ou para fora em relação ao centro galáctico. Exatamente dentro da distância de co-rotação, é possível uma órbita estável em torno do centro galáctico onde o sistema planetário cruza um braço espiral apenas cerca de uma vez a cada bilhão de anos. Esta distância orbital é conhecida como zona galáctica habitável, a zona onde a vida na galáxia é possível.

A órbita do sistema solar está exatamente dentro da distância de co-rotação. Atualmente, o sistema solar está a meio caminho entre os braços espirais de Perseu e Sagitário. Este local é a única região dentro da MWG onde a vida avançada é possível e onde pode residir com segurança por um período de tempo substancial.

Nossa estrela, o Sol, é uma estrela de meia-idade G2V com fusão de hidrogênio. Somente essas estrelas manifestam a estabilidade de luminosidade e a ausência de atividade intensa que a sobrevivência da vida avançada necessita.

Nos últimos 60 anos, os astrônomos têm vasculhado a zona habitável da nossa galáxia em busca de uma estrela que não seja o Sol, que possua a estabilidade de luminosidade e a ausência de atividade intensa que permita a existência de vida avançada num dos seus planetas. Uma equipe de astrônomos liderada por Timo Reinhold fez observações detalhadas de 369 estrelas que mais se aproximam da temperatura efetiva, da gravidade superficial, da idade e da metalicidade (abundância de elementos mais pesados que o hélio) do Sol. [9]

A equipe de Reinhold determinou que a variabilidade média do brilho das 369 estrelas era de 0,36%. Esta variabilidade se compara a 0,07% da variabilidade mediana do Sol. Ou seja, a variabilidade do brilho das estrelas que mais se aproximam da temperatura efetiva, do período de rotação, da metalicidade, da gravidade superficial e da idade do Sol é cinco vezes maior do que a do Sol no período de quatro anos durante o qual a equipe de Reinhold conduziu a sua análise.

A Figura 5 mostra (em escala) as variações de brilho do Sol em comparação com a estrela semelhante ao Sol KIC7849521. As variações de brilho de KIC7849521 representam adequadamente a variabilidade média da amostra de 369 estrelas.

Figura 5: Variações de brilho para o Sol (topo) e KIC7849521 (parte inferior) de março de 2009 a abril de 2013 – Adaptado da figura 2 em Timo Reinhold et al., “The Sun Is Less Active than Other Solar-Like Stars”, Science 368, n.º 6490 (1º de maio de 2020): 519, doi: 10.1126/science.aay3821.

O Sol não é apenas excepcional na sua estabilidade de luminosidade, mas também na manifestação de um nível extremamente baixo de atividade cromosférica/aumento de brilho. [10] Os últimos 9.000 anos foram um período de estabilidade de luminosidade solar verdadeiramente notável e um período surpreendentemente desprovido de supererupções. Esta combinação e simultaneidade de notável estabilidade de brilho e baixa atividade de aumento de brilho tornou possível a civilização global de alta tecnologia na Terra. Sem extrema estabilidade do brilho solar, ausência de supererupções e uma baixa taxa de explosões comuns, não há forma de milhares de milhões de seres humanos viverem e prosperarem na Terra ao mesmo tempo.

sistema único planeta-lua:  Dois estudos recentes estabelecem agora que a vida avançada só é possível num sistema planeta-lua que seja idêntico ao sistema Terra-Lua nas seguintes formas: (1) na sua origem como consequência da fusão de dois planetas, (2) nos valores e proporções das massas e diâmetros do planeta e da lua, (3) na proximidade inicial do planeta e da lua entre si, e (4) na taxa na qual o planeta e a lua se separam. [11]

Existem muitas outras características da MWG, da Bolha Local, da Penugem Local (Local Fluff), do Sol, dos planetas e cinturões de asteroides/cometas do Sol, da Lua e da Terra que afirmam esta noção: a Terra é provavelmente o único corpo no universo que é capaz de abrigar uma espécie física inteligente capaz de lançar e sustentar uma civilização global de alta tecnologia. [12] Dito de outra forma, para onde quer que os astrônomos olhem para além da Terra, testemunham condições que são hostis à vida avançada e à civilização avançada. Além disso, como explicaram vários astrônomos, o universo é demasiado jovem para albergar mais do que uma espécie avançada de vida física que lançou e sustentou uma civilização avançada. [13]

De uma perspectiva astronômica, parecemos estar sozinhos.

Notas de Fim

1. Craig E. Manning, Stephen J. Mojzsis e T. Mark Harrison, “Geology, Age and Origin of Supracrustal Rocks at Akilia, West Greenland”, American Journal of Science 306, n.º 5 (maio de 2006): 303–366, doi:10.2475/05.2006.02.
2. Niles Eldredge, O Triunfo da Evolução e a Falência do Criacionismo (Ribeirão Preto: Funpec, 2010), 35–36 {esses números de página referem-se à edição em inglês da publicação}.
3. Manfred Schidlowski, “A 3,800-Million-Year Isotopic Record of Life from Carbon in Sedimentary Rocks”, Nature 333 (26 de maio de 1988): 313–318, doi:10.1038/333313a0; Minik T. Rosing, “13C-Depleted Carbon Microparticles in >3700-Ma Sea–Floor Sedimentary Rocks from West Greenland”, Science 283, n.º 5402 (29 de janeiro de 1999): 674–676, doi:10.1126/science.283.5402.674; N. V. Grassineau et al., “Distinguishing Biological from Hydrothermal Signatures via Sulphur and Carbon Isotopes in Archaean Mineralizations at 3.8 and 2.7 Ga”, Geological Society London, Special Publications 248, n.º 1 (2005): 195–212, doi:10.1144/GSL.SP.2005.248.01.11; Kevin D. McKeegan, Anatoliy B. Kudryavtsev e J. William Schopf, “Raman and Ion Microscopic Imagery of Graphitic Inclusions in Apatite from Older than 3830 Ma Akilia Supracrustal Rocks, West Greenland”, Geology 35, n.º 7 (julho 2007): 591–594, doi:10.1130/G23465A.1.
4. Richard N. Boyd et al., “Sites That Can Produce Left-Handed Amino Acids in the Supernova Neutrino Amino Acid Processing Model”, Astrophysical Journal 856, n.º 1 (21 de março  de 2018): id. 26, doi:10.3847/1538-4357/aaad5f; Hugh Ross, “Natural Source of Life’s Homochiral Molecules?” Today’s New Reason to Believe (blog), Reasons to Believe, 30 de abril de 2018; Fazale Rana e Hugh Ross, Origins of Life (Covina, CA: RTB Press, 2014), 125–136; Fazale Rana, “Explanation for Origin-of-Life’s Molecular Handedness Is Insoluble”, Reasons to Believe, 8 de maio de 2008; Fazale Rana, “One More Crack in the Mirror: Misplaced Hope in the Latest Model for the Origin of Life”, Reasons to Believe, 9 de outubro de 2011; Hugh Ross, “Homochirality and the Origin of Life”, Reasons to Believe, 7 de novembro de 2011.
5. Gene D. McDonald and Michael C. Storrie-Lombardi, “Biochemical Constraints in a Protobiotic Earth Devoid of Basic Amino Acids: The ‘BAA(-) World’”, Astrobiology 10, n.º 10 (dezembro de 2010): 989–1000, doi:10.1089/ast.2010.0484; Hugh Ross, “Rare Amino Acid Challenge to the Origin of Life”, Reasons to Believe, 11 de abril de 2011.
6. Rana e Ross, Origins of Life.
7. Eu explico as razões em Hugh Ross, Why the Universe Is the Way It Is (Grand Rapids, MI: Baker Books, 2008), capítulo 2.
8. Hugh Ross, Designed to the Core (Covina, CA: RTB Press, 2022), capítulos 6–8.
9. Timo Reinhold et al., “The Sun Is Less Active than Other Solar-Like Stars”, Science 368, n.º 6490 (1º de maio de 2020): 518–521, doi:10.1126/science.aay3821.
10. Jinghua Zhang et al., “Solar-Type Stars Observed by LAMOST and Kepler”, Astrophysical Journal Letters 894, n.º 1 (4 de maio de 2020): id. L11, doi:10.3847/2041-8213/ab8795.
11. James Green et al., “When the Moon Had a Magnetosphere”, Science Advances 6, n.º 42 (14 de outubro de 2020): eabc0865, doi:10.1126/sciadv.abc0865; John A. Tarduno et al., “Absence of a Long-Lived Lunar Paleomagnetosphere”, Science Advances 7, n.º 32 (4 de agosto de 2021), id. eabi7647, doi:10.1126/sciadv.abi7647; Hugh Ross, “Moon’s Early Magnetic Field Made Human Existence Possible”, Today’s New Reason to Believe (blog), Reasons to Believe, 16 de novembro de 2020; Hugh Ross, “Earth-Moon Coupled Magnetosphere Paved the Way for Life” Today’s New Reason to Believe (blog), Reasons to Believe, 20 de setembro de 2021.
12. Hugh Ross, Designed to the Core.
13. Andrew E. Snyder-Beattie et al., “The Timing of Evolutionary Transitions Suggests Intelligent Life Is Rare” Astrobiology 21, n.º 3 (10 de amrço de 2021): 265–278, doi:10.1089/ast.2019.2149; Anders Sandberg, Eric Drexler e Toby Ord, “Dissolving the Fermi Paradox” arXiv, physics, arXiv:1806.02404 (6 de junho de 2018), arxiv.org/abs/1806.02404.

________________________

Traduzido de Does Science Say We’re Alone in the Universe?

Etiquetas:

o que a ciência diz sobre alienígenas, vida alienígena inteligente - vida fora da Terra