Simulación revela cuál es el lugar ideal para otra civilización en la Vía Láctea

Astronomía

Por: Matthew Cimone

La Vía Láctea tiene 13 mil millones de años. Algunas de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia nacieron cerca del comienzo del propio Universo. Durante todos estos eones de tiempo, sabemos que ha nacido al menos una civilización tecnológica: ¡nosotros!

Pero si la galaxia es tan antigua y sabemos que puede crear vida, ¿por qué no hemos tenido noticias de nadie más? Si otra civilización fuera solo el 0,1% de la edad de la galaxia más vieja que nosotros, estaría millones de años de distancia de nosotros y presumiblemente más avanzada. Si ya estamos a punto de enviar vida a otros mundos, ¿no debería la Vía Láctea estar repleta de naves alienígenas y colonias a estas alturas?

Quizás. Pero también es posible que hayamos estado buscando en el lugar equivocado. Simulaciones por computadora recientes de Jason T. Wright et al. sugieren que el mejor lugar para buscar antiguas civilizaciones espaciales podría ser el núcleo de la galaxia, un objetivo relativamente inexplorado en la búsqueda de inteligencia extraterrestre.

Arriba: Animación que muestra el asentamiento de la galaxia. Los puntos blancos son estrellas sin asentar, las esferas magenta son estrellas asentadas y los cubos blancos representan un barco de asentamiento en tránsito. La estructura en espiral formada se debe a la cizalladura galáctica a medida que se expande la onda de asentamiento. Una vez que se alcanza el centro de la galaxia, la tasa de colonización aumenta drásticamente. (Crédito: Wright et al.)

La masa arremolinada
Los modelos matemáticos más antiguos de colonización espacial han intentado determinar el tiempo necesario para que una civilización se extienda por la Vía Láctea. Dado el tamaño de la Vía Láctea, la colonización galáctica a gran escala podría llevar más tiempo que la edad de la propia galaxia.

Sin embargo, una característica única de esta nueva simulación es que tiene en cuenta el movimiento de las estrellas de la galaxia. La Vía Láctea no es estática, como se suponía en modelos anteriores, sino que es una masa arremolinándose. Las naves o sondas de colonización estarían volando entre las estrellas que están en movimiento. La nueva simulación revela que el movimiento estelar ayuda a la colonización contribuyendo con un efecto de difusión a la expansión de una civilización.

La simulación se basa en investigaciones previas de Jonathan Carroll-Nellenback et al. que propuso que una civilización hipotética podría extenderse a velocidades sub-ligeras a través de una galaxia en movimiento. La simulación supone una civilización que utiliza naves que viajan a velocidades comparables a las de nuestra propia nave espacial (unos 30 km/s).

Cuando una nave llega a un mundo habitable virtual en la simulación, el mundo se considera una colonia y puede lanzar otra nave cada 100.000 años si otro mundo deshabitado está al alcance. El alcance de las naves espaciales simuladas es de 10 años luz con una duración máxima de viaje de 300.000 años. La tecnología de una colonia virtual se estableció para durar 100 millones de años antes de desaparecer con la oportunidad de ser reasentada en caso de que otra colonia se desplazara hacia el rango por el movimiento galáctico.

Los resultados son dramáticos. La rotación de la galaxia genera una onda o “frente” de colonización. Una vez que el frente alcanza el núcleo galáctico, la densidad del núcleo cataliza un rápido aumento en la tasa de colonización. Incluso con límites muy conservadores a la velocidad de la nave espacial, la mayoría de la galaxia podría ser colonizada en menos de mil millones de años, una fracción de su edad total.

Línea de visión
Los resultados de la simulación reafirman propuestas pasadas de Vishal Gajjar et al. para buscar en el centro galáctico signos de vida. No solo se puede colonizar rápidamente el centro de la galaxia, sino que también se puede escanear de manera eficiente en busca de tecnología.

Tenemos una línea de visión directa al centro de la galaxia que abarca la región más densa del espacio en relación con nosotros. Y dado que la galaxia se formó de adentro hacia afuera, el centro está lleno de planetas más antiguos que brindan más tiempo para que la vida evolucione.

El centro también sirve como un lugar lógico para “hablar” hacia y desde, un punto focal central de la galaxia. Si desea enviar una señal al resto de la galaxia, puede hacerlo desde el centro para cubrir el disco de la Vía Láctea. Del mismo modo, si quisiera encontrar una señal, podría mirar hacia ese mismo centro.

Gajjar et al. también plantean la hipótesis de que una civilización avanzada puede ser capaz de aprovechar la energía del agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea para alimentar una baliza de señal de toda la galaxia. Habla de un poderoso “¡hola!”.

A view toward the Galaxy's Center from Earth captured in the Mojave Desert. (Matthey Cimone/Universe Today)
Una vista hacia el centro de la galaxia desde la Tierra capturada en el desierto de Mojave. (Matthew Cimone)

Entonces, ¿por qué es tan silencioso?
Aún así, nada de esto responde a la pregunta anterior: ¿dónde están? De hecho, la velocidad a la que la galaxia podría ser colonizada complica por qué no hemos tenido noticias de nadie.

Además, Caroll-Nellenback et al. también nota que, durante la colonización, una civilización avanzada podría desarrollar nuevas tecnologías de propulsión acortando el tiempo necesario para propagarse. Y, sin embargo, las radiografías preliminares del núcleo galáctico no han revelado ninguna señal.

Quizás el silencio en sí mismo sea una respuesta. La galaxia es tan antigua con tanto tiempo disponible para que la vida se propague, que algunos creen que el silencio acaba con cualquier esperanza de encontrar a alguien.

¡Pero aún hay esperanza!

La simulación muestra que es posible que algunas partes de la galaxia nunca se establezcan a pesar de eones de tiempo. Es una cuestión de eficiencia. Recuerda, deseas colonizar en los rangos más cortos posibles.

A medida que pasa el tiempo, algunas colonias se extinguen y se pierden tal vez por el agotamiento de los recursos o por un evento catastrófico. En lugar de llegar más lejos en el espacio, las colonias eligen volver a habitar una colonia muerta más cerca.

Se forman grupos de colonias habitadas rodeadas de planetas deshabitados que nunca son colonizados. Se logra un “estado estable” donde las regiones de los mundos habitables de la Vía Láctea son simplemente demasiado ineficientes para colonizar.

También hay otras posibilidades para explicar el silencio. Quizás las civilizaciones longevas se rigen por la sostenibilidad para crecer más lentamente de lo previsto. Si hay varias civilizaciones colonizadoras, tal vez estén compitiendo por recursos o se mantengan alejadas unas de otras.

Quizás las civilizaciones se cuiden de no interferir con planetas habitados como el nuestro (similar a la Directiva Principal en Star Trek) o sean cautelosos con las posibles incompatibilidades biológicas que enfrentan otros mundos. Todas estas posibilidades pueden explicar por qué todavía no hemos conocido a nadie… a menos que ya lo hayamos… no, en serio.

Un pasado enterrado
Carroll-Nellenback et al. considera un “horizonte temporal”, un punto en la historia más allá del cual la Tierra ya no retendría evidencia de colonización previa. Digamos, por ejemplo, que una civilización extraterrestre galáctica aterrizó en la Tierra hace miles de millones de años, vivió miles de años y luego murió.

Después de todo este tiempo, prácticamente no quedaría ninguna evidencia de su presencia. Así que “nosotros” no hemos conocido a una civilización alienígena, pero es posible que la Tierra misma lo haya hecho.

La simulación muestra que, dada nuestra ubicación en la galaxia, existe una probabilidad del 89% de que al menos un millón de años pueda pasar sin visitas de naves interestelares, tiempo potencialmente suficiente para borrar los signos de colonización previa. El punto es que entre la galaxia completamente colonizada o completamente vacía, la simulación demuestra que puede haber terrenos intermedios: respuestas válidas al silencio que aún dejan espacio para la vida tecnológica extraterrestre incluso sin contacto.

¿Vida globular?
Si bien el centro de la galaxia es un reino futuro ideal para la investigación de SETI, hay otras regiones de la galaxia que imitan las mismas condiciones favorables que el centro: los cúmulos globulares. Los cúmulos globulares (GC) son antiguas colecciones masivas de estrellas que orbitan alrededor del centro de la galaxia a distancias de decenas de miles de años luz. Reliquias de un período de intensa formación estelar catalizada por fusiones de galaxias, hay alrededor de 150 GC conocidos en la Vía Láctea que tienen entre 10 y 13 mil millones de años.

Los GC son increíblemente densos con estrellas mucho más cercanas entre sí en promedio que las que se encuentran en el disco de la Vía Láctea. Al considerar los viajes o las comunicaciones interestelares, normalmente estamos hablando de milenios.

Sin embargo, una civilización dentro de un GC experimentaría un tiempo de viaje entre estrellas del orden de unos pocos años con tiempos de comunicación de meses o incluso semanas. El problema es que las densidades de los GC pueden afectar negativamente a la formación de planetas, así como a la estabilidad orbital de los planetas.

R. Di Stefano y A. Ray calculan lo que llaman una “zona habitable GC”. Generalmente usamos el término “zona habitable” para describir la distancia que un planeta necesita para orbitar una estrella para mantener la temperatura del agua líquida. La Tierra reside en la zona habitable del Sol (algo bueno para nosotros). En lugar de un radio bidimensional como la órbita de un planeta, una zona habitable de GC es una capa tridimensional que orbita alrededor del centro del propio cúmulo.

Globular Cluster M13. (Howard Trottier/SFU Trottier Observatory)
Cúmulo globular M13. (Observatorio Howard Trottier / SFU Trottier)

La parte interior del grosor de la capa comienza donde la densidad de GC desciende hasta donde los sistemas solares pueden sobrevivir a la interferencia gravitacional de las estrellas cercanas. La gravedad de una estrella cercana podría separar los anillos de polvo planetarios que interrumpen la creación de planetas. Otra estrella que pasa cerca de un sistema también podría expulsar un planeta de su estrella madre.

El borde exterior del espesor de la capa se define por donde la densidad se vuelve tan baja que la distancia promedio entre las estrellas es mayor que 10,000 AU (unidades astronómicas, que representan la distancia de la Tierra al Sol a aproximadamente 150,000,000 de km). 10,000 AU es igual a aproximadamente 2 meses luz.

Después de este punto, las ventajas de estar en el cúmulo, es decir, los cortos tiempos de viaje y comunicación con las estrellas vecinas, disminuyen. La zona rodeada por el caparazón es lo que Di Stefano y Ray llaman el “punto óptimo” de colonización de GC: sistemas estelares que están muy juntos facilitando el viaje / comunicación rápida, pero no tan cerca como para destrozar los sistemas de los demás.

Queremos que el punto óptimo de GC abarque principalmente estrellas de menor masa que viven más tiempo. Casualmente, las estrellas de baja masa también tienen las zonas habitables solares de radio más pequeño. Cuanto más cerca esté un planeta en órbita alrededor de su estrella madre, es menos probable que sea arrancado por otra estrella.

Los GC también experimentan un fenómeno llamado “segregación masiva” donde las estrellas más masivas, y por lo tanto las menos favorables para la habitabilidad en el cúmulo, se encuentran atraídas gravitacionalmente hacia el centro. Esta segregación luego ordena naturalmente el grupo de sistemas de menor a mejor opción desde el centro hasta la periferia.

Los resultados son favorables. En un GC hipotético que se acerca a 100.000 masas solares, el punto óptimo abarca el 40% de las estrellas G (enanas amarillas como nuestro propio Sol) y el 15% de las estrellas K y M (enanas naranjas y rojas) en el cúmulo. Son muchas estrellas.

Incluso existe la posibilidad de que los planetas que han sido expulsados ​​de los sistemas aún puedan albergar una civilización debido a la energía ambiental combinada que el planeta recibe de todas las estrellas en el cúmulo, especialmente si la civilización tiene tecnología avanzada de captura de energía solar. Un mundo flotante de extraterrestres.

Simplemente descartando números, Di Stefano y Ray sugieren que incluso si solo el 10% de las estrellas de GC tienen planetas habitables, el 1% de ellos albergan vida inteligente y el 1% de los que albergan una civilización comunicante, al menos una civilización comunicante podría existir en cada GC en la Vía Láctea. Variables similares asignadas a la propia Vía Láctea, con una densidad estelar mucho menor, darían como resultado … una civilización comunicante (probablemente nosotros). Cambiar los porcentajes para que sean un poco menos conservadores significaría que podrían existir más civilizaciones en el disco difuso, pero estarían separadas por distancias masivas de más de 300 años luz.

Si estaba ubicado en un GC, puede intentar comunicarse con el disco distante de la Vía Láctea. Desafortunadamente, todavía tenemos que encontrar evidencia directa de que los planetas existan en GC. Nuestras técnicas para encontrar exoplanetas se ven afectadas por la distancia y la densidad de los GC. Pero eso no descarta la posibilidad. Si existe una civilización en un GC, con acceso rápido a miles de estrellas, Di Stefano y Ray dicen que la civilización sería esencialmente “inmortal”.

De hecho, hemos transmitido un mensaje a un GC: el hermoso cúmulo globular Hércules M13. Ubicado en la constelación de Hércules, el cúmulo está a 22.000 años luz de distancia, 145 años luz de diámetro y está compuesto por unas 100.000 estrellas.

En 1974, se envió un mensaje a M13 desde el radiotelescopio de Arecibo (RIP). El mensaje contenía los números del 1 al 10, compuestos químicos del ADN, una figura gráfica de un ser humano, una gráfica del sistema solar y una gráfica del radiotelescopio en sí. El tiempo total de transmisión fue de 3 minutos. Todavía le quedan algunos miles de años para llegar allí.

Es probable que el mensaje de baja resolución no sea discernible cuando llegue a M13. Pero quizás algún día hagamos contacto con una civilización que abarque galaxias. O quizás NOSOTROS nos convertiremos en una civilización que abarque galaxias. Para esa historia, estoy esperando ansiosamente la próxima adaptación a la pantalla de la serie Foundation de Asimov.

Este artículo es una traducción de otro publicado en Universe Today. Puedes leer el texto original haciendo clic aquí.

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