¿Hay vida en otros lugares del universo?

A menos que nuestro pensamiento científico estuviera totalmente equivocado, se puede estimar que hay un trillón (1017) de planetas como la Tierra en el universo, lo que significa, como mínimo, que existen en otros lugares las condiciones físicas macroscópicas para la vida: un planeta como la Tierra en la «zona habitable» alrededor de una estrella de tipo solar.

George V. Coyne, S.J. | Observatorio Vaticano

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Si alguna de sus conversaciones comienza a hacerse aburrida, introduzca la pregunta del título de este artículo, y probablemente obtendrá tantas reacciones como voces disponibles. El intento de responder la interrogante se basa en muchas experiencias humanas, especialmente el pensamiento científico y religioso. Primero quiero abordar la pregunta como científico, para luego decir unas pocas palabras sobre las implicaciones religiosas de una posible respuesta positiva.
Primero, un científico debe replantear la cuestión para preguntar sobre las condiciones de vida en el universo, en lugar de sobre la vida misma. Dado que todavía no hay evidencias a favor o en contra en esto último, la ciencia no puede decir nada. Pero si hablamos de la posibilidad de que existan las condiciones físicas para la vida en otro lugar del universo, entonces la ciencia tiene una contribución modesta que hacer. La cuestión, entonces, se reduce a: ¿hay otros planetas habitables alrededor de otras estrellas?
Trataré de aceptar como habitable la manera en que la Tierra es habitable, porque en este estado rudimentario de nuestro conocimiento científico, las hipótesis sobre otras formas de vida (como por ejemplo vida no basada en compuestos orgánicos) nos conduce a caminos poco científicos. Concedo que esto podría limitar nuestro conocimiento de la habitabilidad del universo, pero simplemente acepto esa limitación impuesta por nuestras suposiciones. Además, en este intento inicial de una discusión científica, limitaré las condiciones de habitabilidad tomando sólo las hipótesis más elementales: (1) los sistemas planetarios se forman alrededor de otras estrellas de la misma manera en la que se formó el Sistema Solar; (2) el borde interno de la zona habitable de cualquier sistema planetario se define como la distancia mínima de la estrella madre en la cual el agua hierve y/o donde tendríamos un efecto invernadero incontrolable de dióxido de carbono; (3) el borde externo de la zona habitable de cualquier sistema planetario se define como la distancia de la estrella madre a la cual el agua se congela y/o cuando se desarrolla una densa atmósfera de dióxido de carbono.
Las condiciones (2) y (3) son necesarias, pero no suficientes, para la vida en la Tierra, y por lo tanto definen los requerimientos mínimos para la habitabilidad dentro de nuestros postulados.

Al comienzo, el colapso

Hay dos maneras de atacar la pregunta acerca de la existencia de otros planetas habitables alrededor de otras estrellas. Una manera es trabajar arduamente con los telescopios e instrumentación sofisticada para encontrarlos. Otra es estudiar la cuestión estadísticamente. Usando el primer modo, hasta ahora se han descubierto 117 planetas extrasolares alrededor de otras estrellas (ver artículo de Dante Minniti en este dossier), aunque es casi una certeza que ninguno de ellos es habitable. Pero la búsqueda recién ha comenzado. Me gustaría discutir la segunda manera, estadística; antes de hacerlo, sin embargo, tenemos que repasar lo que sabemos sobre la formación del Sistema Solar alrededor de una estrella normal, el Sol.
El mejor modelo que tenemos para la formación de planetas alrededor de estrellas de tipo solar se ilustra en la figura 1. Una gran nube interestelar, típicamente conteniendo mil masas solares, se fragmenta debido a la interacción de las energías cinética, gravitacional y magnética. Cada fragmento que es lo suficientemente compacto y estable comienza a colapsar debido a su propia gravedad y, como cualquier gas normal, a medida que colapsa, se calienta. Si es lo suficientemente masivo (más de 0,1 masa del Sol), la temperatura en su interior se elevará lo suficiente para comenzar la quema termonuclear. En este punto la estrella nace (es llamada proto-estrella, dado que todavía no es completamente estable). Para una estrella con masa igual a la solar, este proceso lleva unos cien millones de años. Para estrellas más masivas el tiempo es más corto, y para estrellas menos masivas, más largo. El Sol seguirá brillando como lo hace ahora por unos cien mil millones de años, para luego convertirse en una *enana blanca. Por lo tanto, una estrella como el Sol nace relativamente rápido, si se relacionan los tiempos de gestación con los de vida; ¡como diez veces más rápido que el nacimiento de un ser humano! Durante el curso del colapso de la nube hay estados importantes para la formación de un sistema planetario. A medida que la estrella colapsa, para conservar el momento angular, rota más rápidamente y esta rotación causa un achatamiento de la nube hasta que al final de los cien millones de años se forma un disco. Hay además un estado intermedio después de un millón de años en el cual un viento de partículas energéticas arrasa a través de la nube, y barre gran parte del material sobrante del colapso.
Por lo tanto, tenemos una estrella de tipo solar con un disco de hidrógeno y polvo rotando alrededor. ¿Cómo se forman los planetas en este disco? A medida que el disco continúa rotando, su material comienza a separarse en anillos de acuerdo con su distribución de masa. Dentro de cada anillo comienzan a formarse conglomerados debido a colisiones elásticas, gravedad y ligadura electrostática. Eventualmente se forman los conglomerados más grandes, llamados planetesimales, del orden de cien kilómetros de tamaño, y a partir de ellos se forman los planetas. Durante estos procesos los elementos más livianos son empujados preferentemente a las partes externas del disco debido a la temperatura de la estrella y al viento estelar. Esto explica por qué los planetas exteriores en el Sistema Solar son más gaseosos que los planetas interiores. Por lo tanto, para un astro como el Sol tenemos después de diez mil millones de años una estrella estable con un sistema planetario a su alrededor. Esto ocurrió por la combinación de leyes físicas ordinarias. Por lo tanto, podemos preguntarnos si habrá ocurrido alrededor de otras estrellas.

Muchas otras Tierras

Ahora volvamos a echar una mirada estadística a la probabilidad de condiciones habitables para la vida en el universo. Dado que hay un billón de estrellas en nuestra Galaxia y un billón de galaxias en el universo, hay… cien mil trillones (1022) de estrellas en el universo. De nuestro conocimiento de la distribución de masas de las estrellas en nuestra Galaxia, podemos estimar que un 30% de ellas son de tipo solar. Sería difícil estimar la proporción de este tipo de astros que han desarrollado un sistema planetario, pero de nuestro conocimiento de la formación del Sistema Solar y de simulaciones de computadoras sabemos que la probabilidad no es cero ni es 100%. Digamos un 10%. ¿Cuántos de esos planetas serían como la Tierra: teniendo su masa, su distancia al Sol, una atmósfera, etc.?
Esto puede ser aun más incierto, pero nuevamente, del conocimiento geológico de la formación de la atmósfera, sabemos que esa probabilidad es finita. Digamos que es el 2%. Si ponemos ahora todas esas consideraciones juntas, tendríamos un trillón (1017) de planetas como la Tierra en el universo. Esta cifra puede variar muchísimo dependiendo de nuestras suposiciones, pero es importante notar la naturaleza de esta conclusión. Está basada en hechos científicos combinados con estimaciones razonables las cuales son por sí mismas basadas en hechos científicos. A menos que nuestro pensamiento científico estuviera totalmente equivocado, esta conclusión es aceptable y amerita nuestras consideraciones sobre lo que implica. Para mí significa, como mínimo, que existen en otros lugares del universo las condiciones físicas macroscópicas para la vida: un planeta como la Tierra en la «zona habitable» alrededor de una estrella de tipo solar. Debemos notar que no hemos hablado de vida extraterrestre, ni siquiera directamente de las condiciones para la vida extraterrestre. Indirectamente, sin embargo, no podemos ignorar la pregunta: ¿si hay este grado de certeza estadística y al menos alguna modesta evidencia observacional de que otras Tierras existen, hay vida extraterrestre? Aun cuando, por varias razones, es imposible aquí responder esta pregunta, el mero hecho de plantearla tiene implicaciones religiosas que pronto vamos a discutir. Una de las principales razones para la carencia de una aproximación directa a la pregunta de vida extraterrestre es la gran incertidumbre que todavía existe entre los geólogos y biólogos sobre nuestro conocimiento científico de los orígenes de la vida en la Tierra. Careciendo de ese conocimiento, uno puede sólo hablar directamente de las condiciones físicas macroscópicas para la vida extraterrestre y de las consideraciones religiosas que involucra.

Un asunto de oportunidad

Sobre las consideraciones religiosas, propongo dos preguntas: (1) ¿Nació la vida por casualidad o por necesidad, y qué dice esto sobre Dios el Creador? (2) ¿Si hay vida inteligente en otro lugar, fue Cristo a salvarlos? ¿La sintonía fina del universo y la consecuente aparición de la vida pasaron por casualidad? La probabilidad calculada es extremadamente pequeña e inaceptable como una respuesta científica. Aunque la pura casualidad no es una explicación satisfactoria, podemos todavía preguntarnos hasta qué punto la casualidad jugó un papel. Las inclinaciones religiosas de Albert Einstein no han sido bien entendidas todavía. En su física, sin embargo, él era claramente determinístico. En el debate sobre el significado de la indeterminación de mecánica cuántica, él dijo que «Dios no juega a los dados». Recientemente un eminente bioquímico ha respondido: «Sí lo hace, porque sabe que va a ganar». Intentando enmarcar su conclusión en el contexto de la afirmación de Einstein, lo que él estaba afirmando es que hay una interrelación de determinismo, casualidad y oportunidad que es intrínseco al universo. Su respuesta a Einstein era para afirmar que está en la misma naturaleza del universo el que la vida inteligente se desarrolle inevitablemente, aunque se requiere un proceso largo y complicado que involucra leyes, casualidades y oportunidades propicias. La consideración nueva importante aquí es la noción de oportunidad. Ni la casualidad ni la necesidad podrán ser exitosas sin ella.
Sobre la segunda pregunta, suscribo a la actitud de dos eminentes científicos cuyas vidas estuvieron separadas por tres siglos. Enrico Fermi recuerda que una noche sentado bajo las estrellas escuchó a un grupo de campesinos en las cercanías y entre ellos una voz potente que afirmó: «¡Qué hermoso cielo! ¿Cómo puede alguna gente decir que Dios no existe?». Me gustaría sugerir que a veces lo que los campesinos piensan sobre Dios es importante en vista de lo que los cosmólogos piensan sobre la vida en el universo. Sobre el otro científico, en su Diálogo sobre dos sistemas de mundos, libro por el que fue condenado, Galileo presenta entre otras conversaciones un exquisito intercambio entre Salviati, el adalid del copernicanismo, y Simplicio, el dubitativo y supuesto ignorante. Simplicio argumenta que una objeción seria al copernicanismo es que no se han detectado *paralajes estelares. Éste es sin duda un argumento potente. Pero Salviati responde que las estrellas pueden estar tan distantes de la Tierra que no es posible detectar su paralaje. El argumento de Salviati requiere que aun las estrellas más cercanas deben estar a decenas de años luz de distancia. Habiendo hecho ese cálculo, Simplicio filosofa que tan grandes espacios serían «superfluos y vanos» y de ninguna utilidad para la raza humana. Salviati replica que Dios puede tener otros planes en mente que estar dedicado exclusivamente a cuidar a los seres humanos y que «sería una muestra de nuestra arrogancia intentar juzgar las razones para las acciones de Dios». Parece que ésa es una buena actitud que tener. Mientras buscamos explicaciones racionales sobre cómo confrontar la posibilidad de extraterrestres con ciertas creencias religiosas, debemos permanecer abiertos a la experiencia religiosa de los caminos misteriosos de Dios.