O Paradoxo de Fermi: onde estão todos?

Em 1950, durante um almoço em Los Alamos, Enrico Fermi fez uma pergunta que ninguém respondeu desde então: onde estão todos? A aritmética parecia exigir uma resposta. A galáxia é antiga o suficiente, grande o suficiente e povoada com planetas potencialmente habitáveis suficientes para que, se vida tecnológica surgisse mesmo que raramente, já deveria ser visível, obviamente prevalente. Não é. Esse silêncio é o paradoxo.

Geralmente é chamado de Fermi, mas a formulação rigorosa pertence a Michael Hart, que a publicou em 1975 no Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. O "Fato A", como Hart o chamou, é simplesmente este: extraterrestres não estão, e nunca estiveram, aqui. Diante da idade e da escala da galáxia, esse fato exige explicação.

Os números tornam o silêncio estranho. A Via Láctea contém de 100 a 200 bilhões de estrelas. Pelo menos 300 milhões delas abrigam planetas rochosos e potencialmente habitáveis em suas zonas habitáveis, a estimativa da missão Kepler da NASA, publicada por Bryson et al. em 2020. Muitas dessas estrelas têm de dois a três bilhões de anos a mais que o nosso Sol. A um por cento da velocidade da luz, uma velocidade bem dentro do alcance de sondas autorreplicantes plausíveis, uma civilização poderia atravessar toda a largura da galáxia em aproximadamente dez milhões de anos. Dez milhões de anos são 0,07% da idade da galáxia. Qualquer civilização que tivesse começado a se expandir mesmo há 100 milhões de anos já deveria estar em toda parte.

Não está.

A inversão perversa

Aqui está o que torna o Paradoxo de Fermi diferente de qualquer outro problema da ciência. Em todo outro domínio, encontrar algo é boa notícia. Aqui, o oposto é verdade.

Robin Hanson formalizou isso em um ensaio de 1998 como o Great Filter (Grande Filtro). O argumento: o caminho da química sem vida até uma civilização que abrange a galáxia contém muitas etapas, e pelo menos uma delas precisa ser quase impossível, senão a galáxia estaria visivelmente cheia. Esse gargalo, o Filtro, ou já aconteceu no nosso passado, ou está adiante de nós.

Se o filtro está atrás de nós, somos a exceção rara. O passo improvável foi algo em nossa história: a origem da vida a partir da química, o salto de procarionte para eucarionte (que pode ter acontecido exatamente uma vez, via um único evento endossimbiótico), a multicelularidade, a reprodução sexuada, a explosão cambriana. Qualquer um deles poderia ter sido extremamente raro. Ganhamos uma loteria que quase nenhum planeta ganha. A galáxia está silenciosa porque está, em sua maioria, vazia.

Se o filtro está adiante de nós, estamos em profundo perigo. Civilizações tecnológicas consistentemente falham em alguma etapa entre onde estamos agora e onde precisamos estar para atravessar a galáxia, aniquilação nuclear, patógenos manipulados, colapso ecológico, um sistema de IA que nos otimiza para fora da existência. A galáxia está silenciosa porque é um cemitério.

O insight mais desconfortável de Hanson é o que inverte toda a intuição científica normal: cada descoberta de vida extraterrestre desloca o Grande Filtro na nossa direção. Encontrar fósseis microbianos em Marte seria uma notícia catastrófica. Significaria que a origem da vida é comum, que o filtro não está atrás de nós, no nosso passado distante. Cada degrau da escada evolutiva que encontramos evoluído de forma independente em outro lugar é um degrau que não pode ser o filtro. O filtro precisa estar acima do degrau mais alto que já confirmamos. Encontre vida multicelular complexa em outro lugar e o filtro está no nível da inteligência ou acima dele. Encontre civilizações tecnológicas e ele fica entre aqui e as estrelas.

Um universo estéril é o universo mais esperançoso. O astrônomo que dedicou a carreira a procurar sinais no céu, Carl Sagan, teria achado isso invertido. Mas a lógica é inescapável.

As principais soluções propostas

A hipótese da Terra Rara (Ward e Brownlee, 2000) argumenta que a vida microbiana pode ser comum, mas a vida complexa e inteligente é extraordinariamente rara. As condições que nos produziram exigiram uma pilha improvavelmente precisa: posição na zona habitável galáctica; uma estrela estável do tipo G, de temperatura média e vida longa; um planeta do tamanho de Júpiter desviando cometas do sistema interno; uma lua grande estabilizando nossa inclinação axial; tectônica de placas ciclando carbono e regulando a temperatura de longo prazo; uma magnetosfera forte; e depois uma sequência de eventos evolutivos contingentes, o Grande Evento de Oxigenação, a eucariogênese, a explosão cambriana, nenhum dos quais era garantido. Essa hipótese localiza o gargalo no acúmulo improvável de pré-condições físicas, não em qualquer falha civilizacional futura. Bactérias podem estar em toda parte. Nós não estamos.

A hipótese da Floresta Escura se origina no romance de 2008 de Liu Cixin, e merece ser tratada como um argumento sério de teoria dos jogos. Dois axiomas: sobrevivência é a necessidade primária de qualquer civilização; civilizações se expandem em recursos finitos. Ao longo de distâncias interestelares, nenhuma civilização consegue verificar as intenções de outra, e as curvas tecnológicas podem inverter o poder relativo em décadas. A estratégia racional converge para o silêncio e a destruição preventiva de qualquer civilização detectada. O universo é uma floresta escura: todo caçador escondido, todo movimento perigoso.

A hipótese tem um problema estrutural: exige defecção universal de todas as civilizações, em todos os tempos. Uma única civilização cooperativa quebra o equilíbrio. E a Terra vem transmitindo sinais de rádio há cem anos sem receber um ataque. Como descrição de um possível equilíbrio de teoria dos jogos, um em que a comunicação é assimetricamente perigosa, vale a pena considerar. Como solução, falha no teste de coordenação.

A dissolução estatística do paradoxo, publicada por Sandberg, Drexler e Ord em 2018, é a contribuição recente mais importante e a menos coberta em relatos populares. O paradoxo costuma ser apresentado assim: dados os parâmetros da equação de Drake, civilizações deveriam ser comuns; o silêncio, portanto, é estranho. Mas a equação de Drake é tipicamente calculada com estimativas pontuais para cada parâmetro incerto, e essas estimativas escondem incertezas que abrangem muitas ordens de grandeza. Quando Sandberg et al. propagaram distribuições de incerteza honestas em cada fator, descobriram que a probabilidade de a humanidade estar completamente sozinha no universo observável é de aproximadamente 30 a 40 por cento, sem exigir nenhum filtro exótico. O silêncio, calculado corretamente, é um dos resultados mais prováveis sob priors realistas. O paradoxo pode ser, em parte, um artefato de aritmética excessivamente confiante.

A autodestruição como filtro é o candidato mais desconfortável, porque não exige nenhuma especulação sobre biologia alienígena. Todo modo de falha civilizacional disponível a uma espécie tecnológica já é visível para nós: armas nucleares disponíveis desde 1945, patógenos manipulados, mudança ecológica descontrolada, sistemas de IA perseguindo objetivos incompatíveis com a sobrevivência humana. Não são hipotéticos. São questões de engenharia abertas que estamos ativamente navegando ao mesmo tempo. Se o filtro é a autodestruição, se civilizações consistentemente falham nessa fase, então não estamos observando um desconhecido. Estamos dentro dele.

Por que podemos estar cedo

Mais um enquadramento que vale a pena considerar. Hanson, Martin, McCarter e Paulson publicaram em 2021 um modelo do que chamaram de civilizações "grabby" (agarradoras), civilizações que se expandem visivelmente a aproximadamente metade da velocidade da luz, acendendo uma esfera crescente de espaço. Se tais civilizações tivessem surgido em nossa galáxia com alguma regularidade, nosso céu já estaria dividido entre seus domínios luminosos. Não está. O modelo que melhor se ajusta ao silêncio observado implica que a humanidade está surgindo em aproximadamente os primeiros poucos por cento do tempo cósmico em que observadores como nós podem surgir.

O universo tem aproximadamente 100 bilhões de anos de formação estelar ainda pela frente. Se a vida não é infinitamente rara, podemos ser os ancestrais em vez dos descendentes. A história civilizacional da galáxia, se ela tiver uma, pode estar apenas começando.

Isso é inspirador ou perturbador, dependendo de onde você localiza o filtro. Se as etapas difíceis já estão majoritariamente atrás de nós, podemos ser os primeiros na galáxia, a frente de onda de algo que eventualmente preencherá o universo observável. Se as etapas difíceis estão adiante, podemos ser os primeiros na fila de uma destruição que, com o tempo, alcançará toda civilização que vier depois.

O programa SETI está em operação desde 1960. Sua busca total, ao longo de todos os anos e todas as frequências, cobre aproximadamente uma banheira de hidromassagem comparada aos oceanos da Terra no espaço de sinais possíveis, a estimativa de Wright, Kanodia e Lubar em 2018. O silêncio é real, mas é um silêncio de amostra pequena. Verificamos muito pouco do céu, de muito poucas formas, por um tempo muito curto.

O paradoxo não se resolve. Sessenta e cinco anos de busca séria não produziram um sinal, e a resolução existente mais forte, a de que podemos estar genuinamente sozinhos, ou quase, é também a mais exigente do ponto de vista filosófico. Ela exige que segurem duas coisas simultaneamente: a quase certeza matemática de que a vida deveria existir em outro lugar, e o fato observacional de que não vemos nenhuma. Uma dessas entradas precisa estar errada. Ainda não sabemos qual.

Mas a posição mais honesta, depois de percorrer todas as soluções propostas, é esta: um universo estéril é o universo mais esperançoso. E a pergunta sobre o que destrói civilizações antes de chegarem às estrelas não é uma pergunta sobre alienígenas. É uma pergunta sobre nós.

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Fontes

• Hart, M. H. (1975). An Explanation for the Absence of Extraterrestrials on Earth. Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, 16, 128–135.
• Hanson, R. (1998). The Great Filter — Are We Almost Past It? George Mason University essay. mason.gmu.edu.
• Ward, P. D. & Brownlee, D. (2000). Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe. Copernicus / Springer-Verlag.
• Liu, Cixin (2015). The Dark Forest. Tor Books. (Trans. Joel Martinsen.)
• Sandberg, A., Drexler, E. & Ord, T. (2018). Dissolving the Fermi Paradox. Future of Humanity Institute. arXiv:1806.02404.
• Bryson, S. et al. (2020). The Occurrence of Rocky Habitable Zone Planets Around Solar-Like Stars from Kepler Data. Astronomical Journal, 161, 36.
• Wright, J. T., Kanodia, S. & Lubar, E. (2018). How Much SETI Has Been Done? Astronomical Journal, 156, 260.
• Hanson, R., Martin, D., McCarter, C. & Paulson, J. (2021). If Loud Aliens Explain Human Earliness, Quiet Aliens Are Also Rare. Astrophysical Journal, 922, 182.