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Os alienígenas são reais?: a escala de Kardashev

Escala Kardashev.

O paradoxo de Fermi e as esferas de Dyson explicadas

Crédito da imagem: Impressão do artista de Gliese 581 c.  Crédito da imagem: Latitude0116.  Imagem licenciada sob CC BY 2.5.

Prefácio

1964 foi um ano espetacular para os teóricos da conspiração alienígenas. Lonnie Zamora, um policial da cidade de Socorro, Novo México, estava seguindo um carro que estava saindo em alta velocidade de um acidente de carro quando ouviu um rugido e viu chamas explodindo do chão a alguns quilômetros de distância dele. Abandonando a perseguição, ele dirigiu até o local, onde mais tarde afirmou ter visto algo credível para um ‘OVNI’, ou um objeto extraterrestre. O pedaço de chão sobre o qual o ‘OVNI’ estava ardendo, provando sua afirmação. O avistamento de OVNIs é até hoje ‘desconhecido’, de acordo com os EUAl uma iniciativa para classificar Objetos Voadores Não Identificados (OVNIs), e este incidente foi apelidado de

Esta não foi a primeira alegação de avistar um ‘alienígena’ e não a última. Então, existem seres lá fora, que poderiam se perguntar se existem seres aqui?

Foto de arquivo: Escala de Kardashev.  Crédito da imagem: Ind.  Imagem Licenciada sob CC BY-SA 3.0.

Foto de arquivo: Escala de Kardashev. Crédito da imagem: Ind. Imagem Licenciada sob CC BY-SA 3.0.

A Escala Kardashev

Para responder a essa pergunta, devemos primeiro entender como os organismos vivos podem se adaptar a planetas extraterrestres. Eles poderiam ser extremamente rudimentares, como bactérias, ou ‘mega lords’ que podiam calcular terabytes em um segundo. O planeta deles precisaria estar na ‘Zona Circumstellar Habitável’, também conhecida como , onde a água existe como um líquido. Seu planeta também deve conter uma atmosfera de gases, para que o oxigênio seja abundante, juntamente com uma variedade de outros requisitos. Eles teriam, sem dúvida, diferentes modos de comunicação, diferentes níveis de tecnologia e diferentes unidades de medida do que na Terra. Agora, como poderíamos classificá-los como ‘avançado’ ou ‘básico’?

Independentemente de qualquer civilização que exista, cada uma delas compartilha um fator comum – todas usam energia. Isso foi especulado por Nikolai Kardashev , um astrofísico soviético, no ano de 1964 (o mesmo ano do Incidente de Lonnie Zamora), que então criou a Escala Kardashev.

A Escala de Kardashev (também chamada de escala de Kardashev) divide as civilizações com base em seu consumo de energia por 365 dias. Uma civilização primitiva provavelmente não consumiria muita energia e seria incapaz de aproveitar a energia mesmo de fontes de energia planetárias básicas, como combustíveis fósseis. Uma civilização muito avançada seria capaz de aproveitar a energia não apenas de seu planeta, mas também de sua estrela e talvez de outras estrelas próximas. 

Com base na escala de Kardashev, a hierarquia é assim:

Aqui, o Tipo 5 / Tipo Omega é o mais avançado, enquanto o Tipo 1 é o mais básico. 

Os requisitos de energia para cada nível são os seguintes:

Tipo 1: Aproveitando a energia completa que o planeta abriga (para a Terra, é 1,74 × 1017 watts)

Tipo 2: Aproveitando a energia completa que o sistema estelar do planeta tem para fornecer (para a Terra, é 4 × 1026 watts)

Tipo 3: Aproveitando a energia que toda a galáxia do planeta tem para emprestar (para a Terra, é 4×1037 watts)

Outro nível que pode ser feito é o ‘Tipo 0’ – este nível pode aproveitar 106 watts.

Então, como exatamente decidimos o nível de uma civilização com base em seu consumo de energia?

O nível pode ser decidido usando esta fórmula:

Aqui, K representa o nível de civilização na escala de Kardashev, enquanto P representa o uso de energia da civilização. Log10(P) basicamente significa, se log10(P) = x, então 10x = P (10 elevado à potência de x é P).

Mas é preciso lembrar que a Física não é só Matemática – é, na verdade, muito pelo contrário. Todas as civilizações podem ser divididas com base nisso, mas as possibilidades dessas civilizações não podem ser realizadas por meio dessa fórmula. Para isso, precisamos de imaginação e um pouco de Física.

Pensando no Tipo 2 e nas Civilizações Maiores

A humanidade criou maravilhas da ciência e da tecnologia. Então, onde nos classificamos na escala de Kardashev? Ao inserir o consumo anual de energia da Terra (cerca de 2 x 1013 watts), descobrimos que os humanos classificam apenas 0,73 na escala de Kardashev, para grande consternação. Se os humanos, com apenas uma classificação de 0,73, conseguiram tocar o céu diariamente, com tentativas tímidas de se expandir para fora do nosso planeta verde, então onde estão as possibilidades de civilizações alienígenas? E como exatamente eles atingiram esses níveis?

Foto de arquivo: Figura de um enxame de Dyson em torno de uma estrela.  Crédito da imagem: Vedexent.  Imagem licenciada sob CC BY 2.5.

Esferas Dyson

Quando se fala da escala de Kardashev, fala-se das esferas de Dyson. As esferas de Dyson, resumidamente, são estruturas solares gigantescas que teoricamente poderiam circunscrever uma estrela, obtendo assim a energia luminosa completa que a estrela deve fornecer. Freeman Dyson foi a primeira pessoa a sugerir isso, daí o nome. A ideia surgiu enquanto lia um romance de ficção científica chamado ‘Star Maker’.

Quando ele sugeriu isso pela primeira vez, a ideia era muito vaga e ambígua. Surgiram dúvidas sobre a estrutura física de tal engenhoca. Depois que a ambiguidade foi esclarecida, o esboço final da esfera de Dyson foi realizado.

A principal ambiguidade sobre as esferas de Dyson (também chamadas de ‘estrutura’ ou ‘estruturas’ em contextos sucessivos) era se ela cobriria a estrela inteira ou se seria dividida em pedaços separados. Vamos ver o problema de ter um maquinário inteiro ‘devorando’ uma estrela inteira (além do custo extensivo e do número de materiais necessários para isso):

A estrutura é representada pelo contorno azul, que engloba uma estrela. Em teoria, absorveria a energia da luz, a converteria em eletricidade e a usaria como desejado. Agora, qualquer objeto massivo, especialmente objetos como estrelas com massas em magnitudes dos anos vinte, tende a atrair outros objetos para si devido à força gravitacional . A estrela também tentaria atrair ou puxar a estrutura para si mesma. A única maneira de a estrutura permanecer em equilíbrio com a força gravitacional seria por uma força oposta e igual; aqui, também conhecido como pressão leve, empurraria a estrutura para longe da estrela. Essa força vem das partículas de fótons de luz, tão diminutas e pequenas, que é impossível sentir. Mas, quando estamos falando de emanadores de luz tão massivos quanto as estrelas, então a força não seria desprezível e seria suficiente. Essa pressão pode sustentar essa estrutura da esfera de Dyson se for leve o suficiente. 

A força surge da troca de momento entre os fótons e a superfície da estrutura. Pode ser expresso como:

Onde P é o momento de um único fóton; λ é para esse fóton; e h é a constante de Planck, que é cerca de 6,626 x 10-34 unidades SI. 

Esse momento é o que cria a força, pois a força nada mais é do que a mudança no momento dividido pelo tempo necessário para essa mudança. Quando há bilhões de trilhões de fótons, esse momento – que é quase desprezível – se multiplica em uma quantidade considerável de momento, dando força suficiente para sustentar a estrutura contra a atração gravitacional do sol. 

O problema surge quando a estrutura envolve completamente a estrela, não deixando espaço entre ela e a estrela. Isso, de longe, seria muito perigoso. A luz seria refletida da superfície da estrutura para outra parte onde seria refletida novamente e assim por diante. Sem nenhum lugar para a saída da luz, isso faria com que toda a estrutura ‘explodisse’ pela força dos fótons.

Portanto, uma esfera de Dyson não pode abranger totalmente a estrela. Isso significaria que uma esfera de Dyson teria que consistir em componentes separados, cada um dos quais abrangeria uma certa região da estrela.

Para obter o melhor resultado, a esfera Dyson consistiria em uma infinidade de painéis solares finos e extremamente leves. Isso é conhecido como um enxame de Dyson . Estes seriam ejetados em direção à estrela com a ajuda de uma engenhoca de ejeção que poderia enviar os painéis voando em direção a uma estrela a velocidades inimagináveis. Cálculos precisos permitiriam que a pressão da radiação se equilibrasse com a atração gravitacional da estrela e não faria com que a estrutura se quebrasse, pois haveria espaço para os fótons saírem. Você pode imaginar um enxame de Dyson como vários painéis solares cercam uma estrela com lacunas entre cada um dos painéis

Para as civilizações ficarem no Tipo 2 ou Tipo 3, teria que ter algum tipo de ‘enxame de Dyson’ para absorver toda essa energia. E uma vez que um enxame de Dyson esteja completo, não haverá parada para eles. Então, se os alienígenas são reais, onde estão todos os enxames de Dyson? 

Foto de arquivo: janela de microondas vista por um sistema baseado em terra.  (Domínio público)

Foto de arquivo: janela de microondas vista por um sistema baseado em terra. (Domínio público)

O Paradoxo de Fermi e o Grande Filtro

“Mas onde está todo mundo?” – esta foi a exclamação de Fermi,

Isso foi durante um almoço casual entre Fermi e amigos de Fermi, cujos números variam de acordo com a fonte. E, esta é provavelmente a sua dúvida também – onde estão todos os alienígenas? Por que não vemos discos voadores em todos os lugares do céu?

Isso nos leva à próxima pergunta – somos os únicos aqui? Os humanos são os únicos seres vivos neste vasto espaço conhecido como universo? Bem, provavelmente não. Há tantas estrelas, galáxias e planetas para habitar, que as chances de não haver vida lá fora são extremamente baixas. 

Então, se existem alienígenas por aí ou se a vida alienígena é possível, por que eles ainda não nos procuraram?

Este é o paradoxo de Fermi. É um paradoxo – ainda não tem uma resposta viável para isso. Existem razões que apoiam a vida alienígena lá fora, mas a falta de evidências parece contradizer isso. Imagine, se a vida alienígena existisse, provavelmente teria evoluído como seres na Terra. Levaria milhões de anos para se tornar uma ‘espécie inteligente’ e muito mais para se tornar como nós e além. Este período é muito curto, relativamente com a idade do universo. Se as civilizações alienígenas começassem alguns bilhões de anos antes de nós, estaríamos esperando pelo menos fragmentos primitivos de evidência. Se a civilização tivesse mais tempo, ela teria, sem dúvida, se expandido pelo espaço, planeta a planeta, estrela a estrela. No entanto, para nossa consternação, não existe absolutamente nenhuma evidência de restos ou presença alienígena. Os cientistas refletiram sobre isso com várias soluções,

O Grande Filtro é exatamente como parece – uma ‘barreira’ que impede que as civilizações avancem mais. Isso pode significar a destruição da civilização assim que ela atingir um determinado estágio tecnológico ou pelo uso indevido de uma determinada tecnologia. Por exemplo, um confronto nuclear, vírus de engenharia biológica ou puro aquecimento global são representações do avanço da tecnologia, mas podem ser a causa da destruição de qualquer planeta. 

No entanto, não há evidências completas para essa teoria, então você nunca pode ter certeza disso. Apenas os restos de antigas civilizações alienígenas poderiam fortalecer essa teoria. 

Foto de arquivo: Equação de Drake.  Crédito da imagem: Instituto SETI.

Foto de arquivo: Equação de Drake. Crédito da imagem: Instituto SETI.

Equação de Drake

Outro aspecto interessante, sobre o qual muitos estão curiosos, é apenas a probabilidade de civilizações antigas por aí. Esta foi proposta por Frank Drake, em 1961, com a seguinte fórmula:

N é o número de civilizações avançadas na Via Láctea (nossa galáxia); R é a taxa de formação de estrelas; fp é a fração dessas estrelas com sistemas planetários; ne é o número de planetas com ambiente adequado para a vida orgânica; fl é a fração onde a vida orgânica pode aparecer; fi é a fração onde a vida inteligente aparece; fc é a fração dos planetas em que a tecnologia se torna suficientemente sofisticada para enviar sinais; L é o período de tempo em que as civilizações enviam seus sinais. 

Esta fórmula é, no entanto, inútil, pois as últimas 4 variáveis ​​são desconhecidas para nós. Até descobrirmos uma civilização alienígena, tais estimativas não estarão produzindo a probabilidade correta.

Conclusão

Voltando à nossa pergunta original – os alienígenas são reais? A resposta precisava dessa explicação, pois a resposta é… incerta. A seta de probabilidade aponta para ‘sim’, porque, no que diz respeito aos astrofísicos modernos, há uma enorme probabilidade de que existam outras formas de vida por aí. Mas não mantenha suas esperanças muito altas – as chances são maiores de que esses ‘alienígenas’ não sejam alienígenas inteligentes e falantes, mas vírus e bactérias microscópicos, que precisarão de eras e mais eras para se tornarem como nós. Você provavelmente não verá um disco voador tão cedo. 

Bibliografia e Leitura Estendida – (Domínio público)

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