La intrahistora de la fórmula que podría probar que existen los extraterrestres

La hija de astrónomo Frank Drake narra cómo se gestó hace 60 años la célebre ecuación que todavía hoy guía la búsqueda de vida inteligente más allá de la Tierra.

Por Nadia Drake
Publicado 1 dic 2021, 15:04 CET
Frank Drake posa delante de una pizarra con su famosa ecuación epónima.

Frank Drake posa delante de una pizarra con su ecuación epónima, que estima el número de civilizaciones alienígenas detectables en la Vía Láctea.

Courtesy of SETI Insitute

"Papá, ¿alguna vez habías imaginado que tu fórmula se haría tan famosa?" le pregunto a la persona de 91 años que está a mi lado en el patio.

Mi padre, Frank Drake, se queda callado un momento. Tal vez esté pensando en el día de noviembre de hace 60 años en el que redactó, como si tal cosa, una fórmula que sería fundamental en la búsqueda de civilizaciones extraterrestres por parte de la humanidad. O tal vez esté escuchando los chillidos de los arrendajos y el parloteo de los pájaros carpinteros en el patio, que confirman que hay formas de vida ruidosas que prosperan al menos en una parte del cosmos.

"No", dice papá tras la pausa. "Nunca imaginé que llegaría a tener un interés tan generalizado. También esperaba que se produjeran alteraciones en ella, y eso no ha ocurrido".

Conocida ahora como la Ecuación de Drake, la fórmula de papá proporciona un marco para los científicos que buscan vida inteligente más allá de la Tierra. Teniendo en cuenta una serie de variables, la ecuación permite a los científicos estimar el número de civilizaciones alienígenas detectables que podrían estar dispersas por la Vía Láctea.

La fórmula se ha convertido desde entonces en una de las ecuaciones más reconocidas de la ciencia. Hay gente que incluso se la ha tatuado. Es una marca de cerveza. Está escrita en el lateral de los camiones de la empresa estadounidense de mudanzas U-Haul. Su lógica se ha tomado prestada y se ha parodiado en caricaturas sobre la búsqueda de una cita amorosa o el cálculo del número de avistamientos de extraterrestres que podrían parecer creíbles.

Decenas de científicos siguen guiándose por la ecuación hoy en día, y los últimos descubrimientos sobre otros planetas, tanto dentro como fuera de nuestro sistema solar, ayudan a los investigadores a completar las variables. Se trata de un legado extraordinario si se tiene en cuenta que la escribió en 1961, en apenas un momento, pues andaba escaso de tiempo y más ocupado en organizar una reunión.

"Ha sido el mejor inicio de tema de conversación jamás creado ", dice el astrobiólogo David Grinspoon, del Instituto de Ciencias Planetarias de Estados Unidos. "Intentó abrir un melón y, en cierto modo, hizo un trabajo tan bueno que el melón sigue abierto".

Sueños de vida extraterrestre

Papá empezó a preguntarse si los humanos están solos en el cosmos cuando crecía en Chicago en los años 30 y su padre dijo un día que "hay otros mundos ahí fuera".

Mi abuelo se refería a los otros planetas del sistema solar -en aquella época, eran los únicos planetas que los humanos conocían-, pero Frank, de ocho años, no lo sabía. Para él, "otros mundos" significaba "otros mundos como la Tierra", lugares poblados por seres inteligentes y exóticos que podrían estar transmitiendo su presencia a las estrellas. La idea tenía sentido para papá, y empezó a pensar en cómo detectar esos mundos.

"Descubrir la existencia de criaturas inteligentes que son conscientes sería muy emocionante", dice ahora papá. "Me pregunto cómo de extendida está esa situación en el universo".

En su juventud, papá fue uno de los pocos científicos que se tomó en serio la búsqueda de vida inteligente más allá de la Tierra. En 1960, tuvo su primera oportunidad de buscar transmisiones alienígenas entre la vorágine de ondas de radio que cruzan la galaxia. Diseñó un experimento para detectar las señales de cualquier civilización que orbitara alrededor de dos estrellas cercanas similares al sol, Tau Ceti y Epsilon Eridani. Llamó al experimento Proyecto Ozma, y durante tres meses apuntó el telescopio Tatel del Observatorio de Green Bank de Virginia Occidental (Estados Unidos) a esas dos estrellas. En aquel momento no se sabía que ninguna de ellas albergara planetas. Casi medio siglo después se descubrirían mundos en torno a ambas estrellas.

Las dos estrellas se mantuvieron discretas, pero el Proyecto Ozma atrajo tanta atención que, en 1961, la Academia Nacional de Ciencias pidió a papá que convocara una reunión en Green Bank para discutir la búsqueda científica de inteligencia extraterrestre, o SETI (por sus siglas en inglés). Podía invitar a quien quisiera, le dijeron, y organizar la reunión como quisiera.

Papá, la primera persona que utilizó un radiotelescopio moderno para buscar vida extraterrestre, necesitaba una forma de describir la búsqueda a algunos de los principales científicos del mundo, y justificar el esfuerzo.

El comienzo de la búsqueda de vida extraterrestre moderna

Papá invitó a Green Bank a una docena de personas, entre las que se encontraban el astrónomo Carl Sagan, que por aquel entonces acababa de terminar su programa de doctorado; el líder del Proyecto Manhattan, Philip Morrison, que había diseñado de forma independiente un experimento para buscar vida extraterrestre; y el bioquímico Melvin Calvin, del que se rumoreaba que estaba en la lista de candidatos al Premio Nobel de Química de ese año.

Mientras las hojas de Virginia Occidental se marchitaban y caían en el otoño de 1961, papá se dio cuenta de que no tenía ni idea de cómo organizar varios días de debates sobre un tema que todavía estaba al margen de la ciencia. Durante unos meses, había estado pensando en los diversos factores que influyen en nuestra capacidad para detectar vida en la galaxia, empezando por la tasa de nacimiento de las estrellas alrededor de las cuales giran los mundos. Pensó que cada uno de sus factores daría lugar a un rico tema de discusión, así que lo anotó todo y vio que había creado una fórmula viable, dependiendo, por supuesto, de los números que se introducían en ella.

"Es una buena manera de organizar nuestra ignorancia", dice Jill Tarter, del Instituto SETI, pionera en este campo.

El 1 de noviembre, día inaugural de la reunión, papá escribió su fórmula en una pizarra en el salón del observatorio, y durante los dos días siguientes, él y sus colegas discutieron cada una de las variables, aunque se tomaron un descanso durante el segundo día para "emborracharse de champán", como recordaba Sagan, cuando Calvin ganó el Premio Nobel por su trabajo sobre la fotosíntesis.

La ecuación

La naturaleza de la ecuación, dice papá, es que todo es igual de importante. Todo está escrito en la primera potencia -sin exponentes, sin logaritmos, nada de fantasía-.

Definió los términos así:

N: número de civilizaciones detectables en la galaxia de la Vía Láctea
R: ritmo de nacimiento de las estrellas
fp: fracción de las estrellas que albergan planetas
ne: número de planetas habitables por cada sistema planetario
fl: fracción de estos planetas en los que la vida evoluciona
fi: fracción de vida en la que evoluciona la inteligencia
fc: fracción de inteligencia que desarrolla tecnologías comunicativas
L: la duración media en la que las civilizaciones son detectables

Fotografía de NAtional Geographic

Introduce tus valores para cada término, multiplícalos y obtendrás un número para N: el número de civilizaciones detectables en la Vía Láctea. Pregúntale a papá cuál es su valor de N y te dirá que cambia cada vez que lo piensa. Pero en general, dice con un guiño, el número está probablemente entre uno y mil millones, tal vez alrededor de 10 000.

Aunque la ecuación puede "resolverse", nunca pretendió proporcionar valores concretos como E=mc2 de Einstein en la teoría de la relatividad especial o la segunda ley del movimiento de Newton, F=ma.

"La gente critica todo el campo de SETI criticando la ecuación", dice Jason Wright, de la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos). "Esto es una tontería. Frank ha dicho que nunca pretendió que fuera precisa. Simplemente se malinterpreta y se utiliza mal".

La ecuación es un experimento mental, un argumento probabilístico y un marco para pensar en la vida en el cosmos. Wright dice que papá definió cuidadosamente sus variables para que la fórmula respondiera a una pregunta específica sobre la detección de señales de radio de civilizaciones extraterrestres. Y señala que la ecuación hace algunas suposiciones clave, como que las civilizaciones permanecen quietas en lugar de ir dando saltos por la galaxia.

A lo largo de los años, varios científicos han propuesto factores que faltan o han tratado de modificar la ecuación, pero Grinspoon dice que en realidad son sólo intentos de cortar las variables de manera un poco diferente, o de plantear una pregunta ligeramente diferente a la que papá planteó hace 60 años.

"He visto muchos intentos de mejorar la ecuación de Drake, o de criticarla de diversas maneras, todo lo cual es bienvenido e interesante, pero no he visto ningún argumento o documento que la haga obsoleta", dice Grinspoon. "Ha superado la prueba del tiempo. Cualquier intento de mejorarla no hace sino validar su valor".

En busca de vida

Cuando papá ideó la fórmula, sólo conocía un valor aproximado para una variable: el ritmo de nacimiento de las estrellas, que en el caso de las estrellas similares al sol es aproximadamente una por año. Todo lo demás era un completo misterio.

En 1961 no se conocían planetas fuera del sistema solar, pero en la década de 1990 los astrónomos observaron por fin los primeros planetas que orbitaban alrededor de estrellas lejanas. Desde entonces, los cazadores de planetas han detectado miles de exoplanetas en la Vía Láctea y, gracias a las observaciones acumuladas durante la última década, la misión Kepler de la NASA ha revelado que, de media, cada estrella alberga al menos un planeta.

"Hemos pasado de la ignorancia total a un conocimiento realmente sustancial, en lo que respecta a los planetas, desde que se planteó la ecuación", afirma Grinspoon. "Es es un gran cambio".

Puede que esos sistemas estelares alienígenas no se parezcan en nada a los nuestros, con mundos masivos acurrucados cerca de sus estrellas, planetas que orbitan los polos de una estrella en lugar de su ecuador, o una abundancia de mundos de tamaños que simplemente no vemos orbitando el sol.

(Relacionado: ¿Cuántas civilizaciones alienígenas existen?)

Pero Kepler también reveló, ya el año pasado, que los mundos potencialmente habitables son comunes. Podría haber hasta 300 millones de mundos similares a la Tierra en la Vía Láctea, definidos como mundos rocosos en órbitas templadas alrededor de estrellas similares al sol. Este número aumenta si se incluyen los mundos que orbitan alrededor de estrellas no similares al sol, y se hace aún mayor si se amplía el término "mundos" para incluir lunas además de planetas.

Ahora también sabemos que aproximadamente la mitad de los sistemas planetarios que orbitan alrededor de estrellas similares al sol tienen al menos un planeta habitable, y esta es una estimación muy conservadora.

“"Ha superado la prueba del tiempo. Cualquier intento de mejorarla no hace sino validar su valor"”

por David Grinspoon
Instituto de Ciencias Planetarias de EE. UU.

Los científicos se están apresurando en buscar el resto de las variables. La sonda Perseverance de la NASA busca actualmente indicios de que alguna vez hubo vida en Marte. Pronto se lanzarán sondas a un puñado de lunas heladas del sistema solar exterior, donde pueden encontrarse todos los ingredientes necesarios para la vida tal y como la conocemos. Y los científicos se preparan para escudriñar las atmósferas de mundos extraterrestres en busca de moléculas que puedan sugerir la presencia de metabolismos alienígenas.

Los científicos también buscan indicios de tecnología extraterrestre, como hizo papá por primera vez con el Proyecto Ozma. Definida originalmente en la ecuación como la fracción de civilizaciones que desarrollan "tecnología comunicativa", muchos científicos del SETI contemplan hoy una definición más amplia que incluye cualquier manifestación de obra extraterrestre, como ondas de radio, rayos láser ópticos o megaestructuras de captación de energía.

Para reflejar este abanico de posibles señales, Tarter acuñó el término "tecnofirmas", y asegura que una detección de este tipo sería probablemente mucho menos ambigua que si se extrajeran pistas de las atmósferas alienígenas o se buscaran microbios fosilizados. A medida que la próxima generación de telescopios de la Tierra esté operativa, Tarter y otros científicos del SETI podrán servirse de programas informáticos para examinar las montañas de datos entrantes, en busca de cualquier cosa inusual o anómala, en otras palabras: una forma de buscar tecnofirmas que quizá ni siquiera hayamos imaginado.

"Podríamos ser sorprendidos por algo que resulte ser una señal fortuita de un programa de observación totalmente diferente", dice Tarter.

Resolver las últimas variables de la ecuación -la fracción de mundos con vida, inteligencia y tecnología- requerirá más que una sola detección. Al igual que con los exoplanetas, se necesitarán múltiples observaciones para revelar como de común es la vida en la galaxia.

"Con la vida tendemos a pensar: si la descubrimos en un lugar, será revolucionario. Por supuesto que lo será, pero, de nuevo, si la encontramos en un lugar, no habremos pasado de la ignorancia al conocimiento sustancial", dice Grinspoon.

"Por lo que, aunque consigamos una señal mañana, esto no significaría que ya no vayamos a necesitar la ecuación de Drake".

La variable más complicada

Papá ha dicho a menudo que la última variable de la Ecuación de Drake, L, es la más peliaguda. L es la duración media de las civilizaciones detectables, una definición que a menudo se confunde con la supervivencia o la extinción, pero que no está necesariamente vinculada a ninguna de ellas.

"Es lamentable que la gente se refiera al término de longevidad como la longevidad de una civilización tecnológica. No es eso a lo que se refiere: se trata de la longevidad del mecanismo de emisión", dice Tarter. "De hecho, podríamos construir algo, algún tipo de tecnofirma, que tenga una longevidad mucho mayor que la de nuestra civilización".

Dado que L es una media, incluso una transmisión alienígena increíblemente longeva podría cambiar drásticamente su valor: por ejemplo, si una civilización encontrara la forma de emitir su presencia en la galaxia durante miles de millones de años, quizá sin otro propósito que el de ayudar a otros en la búsqueda de compañeros cósmicos.

"Como todo en la ecuación tiene el mismo peso, sabía que la respuesta iba a ser tan buena como el elemento del que menos supiéramos", me dijo una vez papá. "L es definitivamente el elemento que menos conocemos".

A diferencia de las otras variables, el valor de L también depende de la capacidad de detección de la civilización que realiza la búsqueda. Los humanos pueden buscar tecnofirmas estudiando una variedad de señales electromagnéticas; si una civilización como la nuestra estuviera observando la Tierra, vería primero los chirridos de los radares militares emitidos a principios del siglo XX. Pero una civilización con capacidades de detección superiores podría buscar pistas más precisas.

Los extraterrestres que hayan descubierto cómo leer los rastros de la tecnología en las atmósferas planetarias, por ejemplo, podrían haber sido capaces de olfatear las emisiones emitidas durante la Revolución Industrial a mediados del siglo XIX, una tecnofirma detectable si se sabe qué buscar y se tiene la paciencia de observar cómo cambia lentamente un planeta. Las civilizaciones con tecnología aún más avanzada podrían observar tranquilamente cómo surge la vida y camina por numerosos planetas, a veces fracasando, otras veces prosperando.

La humanidad aún no tiene ese poder, y no hay garantía de que nuestra especie sobreviva lo suficiente como para perfeccionar el arte de encontrar vida extraterrestre. Pero un día, si seguimos adelante, puede que finalmente hagamos contacto.

La vida misma

La posibilidad de que extraterrestres superinteligentes nos estén buscando es un pensamiento embriagador mientras contemplo las gruesas secoyas milenarias que nos rodean a mi padre y a mí en nuestra pequeña parcela de bosque de California. A lo largo de un milenio, estos árboles han sido testigos silenciosos de innumerables vidas que se han desarrollado bajo ellos, innumerables luchas por la existencia, innumerables nuevas estrategias de supervivencia. Para las civilizaciones longevas -las secoyas de la galaxia- el valor de L, al menos en teoría, es enorme.

La civilización humana avanzada puede ser sólo un parpadeo en la edad del universo, pero papá cree que es sólo cuestión de tiempo y de voluntad suficiente antes de que encontremos pruebas de que la galaxia está poblada por más seres cerebrales, en cualquiera de las formas que puedan adoptar.

"No sabemos lo que estamos buscando", dice Wright. "Somos el único ejemplo de lo que estamos seguros de buscar".

En todo caso, el legado más duradero de la Ecuación de Drake no es una solución numérica, sino un espejo: nos pide que pensemos en la Tierra, y en la humanidad, desde una perspectiva cósmica, para considerar la fragilidad de nuestra existencia.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.

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