Frank Drake es un astrónomo estadounidense que ha dedicado su vida a la exploración e investigación de la vida extraterrestre, creador de una ecuación que permite determinar la cantidad de civilizaciones que puede haber en una galaxia. Te invitamos a conocer todo sobre Frank Drake y su famosa ecuación, aquí.
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Biografía de Frank Drake
Frank Drake es un astrónomo estadounidense creador de la ecuación que permite estimar la cantidad de civilizaciones que pueden haber en la galaxia, ¿están sorprendidos? Pues bien vale entonces la pena, conocer la vida de esta persona que entregó uno de los aportes más interesantes de la radio astrología. Nace de la unión de Richard y Winifred Drake, en Chicago, ciudad que se ubica en las orillas del Lago Michigan en Estados Unidos.
Nació un 28 de mayo de 1930, hermano de Alma y Robert, tuvo una infancia feliz. Nacido en el seno de una familia religiosa, nunca comentó sus inquietudes en referencia a la firme convicción que tenía desde muy pequeño, sobre la posibilidad de la existencia de vida en otros planetas.
Desde los ocho años de edad se sintió atraído por la química y la electrónica. Siendo joven logró obtener una beca de la Reserva Naval, comenzó sus estudios de electrónica en la Universidad de Cornell, pero siempre en su mente se encontraba esa inquietud por la vida extraterrestre y así nace su interés por la astronomía.
Estando en la universidad tiene la oportunidad de asistir a una conferencia de Otto Struve, un astrónomo estadounidense de origen alemán, quien reanimó las ideas de Drake, sobre la posibilidad de vida extraterrestre y además compartían la misma inquietud. Después de graduarse en la universidad, debía cancelar su beca, por lo que sirvió por un período de tiempo como oficial de electrónica en el USS Albany, un crucero de la Marina de los Estados Unidos.
Al concluir con el período de servicio militar, regresó a la universidad de Harvard para estudiar astronomía óptica, sin embargo no quedaba cupo y para poder ingresar lo hizo a través de la cátedra de radio astronomía.
Se casó y tuvo una hija llamada Nadia, quien es periodista científica, la cual creció con un padre astrólogo, así que en su infancia disfrutaba de la observación de planetas a través de telescopios enormes. Actualmente es escritora, con una amplio espectro de temas, así que pueden encontrar bibliografía en la que habla de Plutón, pero también encontrarán temas desarrollados creando conciencia en la necesidad de conservar el Amazonas.
Frank Drake, lleva una vida profesional exitosa, fue elegido miembro de la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias en 1974. En la Universidad de California en Santa Cruz llegó a ser profesor emérito de astronomía y astrofísica, también fue decano de ciencias naturales entre los años 1984 y 1988, desde entonces hace lo posible por establecer contacto radiofónico con civilizaciones extraterrestres.
Vida Profesional
Inicia su vida profesional en el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO) en Green Bank, Virginia Occidental como investigador de radio astronomía, posteriormente pasó a formar parte del Laboratorio de Propulsión a Reacción, desempeñándose en ese departamento desarrolló una serie de mediciones que permitieron revelar la existencia de la ionosfera y la magnetosfera de Júpiter.
La ionosfera es la capa que se encuentra permanentemente ionizada, por la fotoionización que es producida por la radiación solar. Por su parte la magnetosfera es la región que se encuentra rodeando al planeta en donde el campo magnético sirve de escudo y desvía el viento solar. Estos fueron algunos de los primeros aportes importantes de Drake.
En abril de 1960 Frank Drake crea el proyecto Ozma, el cual tiene como objetivo buscar signos de vida en sistemas solares distantes a través de ondas de radio interestelares. Este proyecto es el que antecede a la creación de los proyectos SETI.
Posteriormente en el año 1971 se crea el proyecto Cyclops, patrocinado por la NASA, en el que se investigó cómo se debía realizar SETI. Realizaron el diseño para ubicar vida inteligente que pudiera estar a más de 1.000 años luz, este informe fue la base de una buena parte del trabajo desarrollado en el proyecto SETI.
Frank Drake fue uno de los pioneros que promovió la creación del Search for Extra Terrestrial Intelligente, en español “Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre”, mejor conocido por sus siglas en inglés como Instituto SETI, desde donde se realiza la búsqueda de señales de vida en otros mundos.
Este proyecto inicialmente fue patrocinado por la NASA en el año 1970, luego debido a los resultados obtenidos para ellos poco satisfactorios, en el año 2010 fue paralizado.
Sin embargo, no podemos dejar de nombrar otro de los proyectos importantes y que debido a sus altos costos, fue dejado de apoyar por el congreso de los Estados Unidos, como fue el proyecto SETI Phoenix, en el año 1994, el cual también estaba enfocado en la búsqueda de señales que podían ser emitidas por civilizaciones extraterrestres, al igual que el proyecto SERENDIO en el año 2004.
Existen numerosos proyectos SETI, que tratan de encontrar vida extraterrestre inteligente. El propio Drake realizó una campaña luego de dejar de contar con el apoyo de la NASA, que logró una serie de donaciones y lograron mantener la operatividad del proyecto.
Adicionalmente, con el avance de la tecnología los colaboradores del proyecto se han multiplicado por millones, ya que las personas se han sumado mediante el uso de sus computadoras personales, con las que ayudan a procesar la información que es obtenida a través del radiotelescopio de Arecibo, el cual se encuentra ubicado en Puerto Rico.
En este proyecto se investiga y se hacen pruebas con radiofrecuencia para lograr establecer la comunicación con la vida inteligente de otros mundos que se encuentran en la galaxia, la misma se hace a través de análisis de señales electromagnéticas capturadas en distintos radiotelescopios, o enviando mensajes de distintas naturaleza al espacio. Siendo el Promotor del proyecto SETI, creó la famosa ecuación de Drake, de la que conversaremos en detalle a continuación.
Ecuación de Drake
Esta es de las creaciones que realmente dio a conocer a Frank Drake, la reconocida y también criticada Ecuación de Drake. Se trata de una fórmula matemática que fue creada y deducida con la finalidad de determinar la cantidad de civilizaciones extraterrestres que se encuentran en nuestra galaxia.
Drake da a conocer su ecuación en el año 1961. Se estaba realizando una Junta de Ciencias Espaciales de la Academia Nacional de Ciencias, en donde realizarían la presentación de una conferencia para dar a conocer el proyecto SETI, la misma había sido organizada por Frank Drake y J. Peter Pearman.
Esta reunión de científicos estaba planificada para que durara 3 días, para compartir inquietudes y criterios en referencia al tema de búsqueda de vida extraterrestre. En este escenario Drake desarrolló la famosa Ecuación de Drake, cuya intención inicial fue centrar la atención de los asistentes de la conferencia en el tema, para determinar las posibilidades del éxito de SETI.
La ecuación se encuentra fundamentada en el hecho de que las civilizaciones de extraplanetarias se deben comunicar a través de señales de radio. A pesar de lo poco creíble que pueda parecer la propuesta, la ecuación de Drake fue aceptada por la comunidad científica, como la primera aproximación teórica que contribuye con la búsqueda de seres con inteligencia fuera del planeta Tierra.
El resultado que se obtiene de esta ecuación depende de varios factores, entre ellos la formación de estrellas que se encuentran en una galaxia, el número de estrellas que tienen planetas en su órbita y aquellos planetas en donde los seres de vida inteligente, hayan desarrollado una tecnología que les permita comunicarse con otras civilizaciones.
A continuación les mostramos la ecuación de Drake:
N= R* x Fp x Ne x Fl x Fi x Fc x L
En donde la N viene siendo el número de civilizaciones tecnológicamente avanzadas que cuentan con herramientas que permiten establecer comunicación con otras civilizaciones. La letra R es el número de estrellas que se encuentran en la galaxia, en nuestro caso la Vía Láctea.
Fp corresponde a la fracción de estrellas que tienen sistemas planetarios, es decir, planetas en sus órbitas. Ne es el número de planetas que son apropiados para desarrollar vida, este dato es por cada sistema planetario identificado. Fl corresponde a la fracción de los planetas donde hay vida, mientras que Fi es la fracción de esos planetas donde hay vida inteligente.
Fc es la fracción de los planetas donde hay vida inteligente que han desarrollado tecnología, que les permite comunicarse mediante señales de radio y por último la L que es la fracción de tiempo de vida de la civilización que habita el planeta.
Ahora bien, en cada una de las variables que forman parte de la fórmula de Drake, existen condiciones específicas que indicaremos a continuación. En la variable R que corresponde al número de estrellas presentes en las galaxias, no se deben incluir todas las estrellas que nacen en nuestra galaxia cada año, para este cálculo solo se deben tomar en cuenta aquellas que viven el tiempo suficiente para desarrollar vida.
Por lo tanto, deben ser excluidas las estrellas gigantes, debido a que su tiempo de vida es corto, ya que consumen su combustible rápidamente. Tampoco se deben incluir las estrellas enanas de masa muy baja, debido a que en este tipo de estrellas no se generan zonas habitables.
Por su parte en la variable Ne se toman en cuenta los planetas que se encuentran ubicados en la zona habitable, con condiciones para la vida, por lo tanto, deben ser excluidos de esta variable los planetas gaseosos. Fl es la fracción de estos planetas que pueden desarrollar vida, por lo tanto deben ser excluidos todos aquellos planetas en donde no haya agua, materia orgánica, carbono y fuentes de energía para la vida.
En esencia la fórmula de Drake es la explicación teórica de cómo podemos estimar la presencia de vida inteligente en otros planetas. Muchos investigadores de otras áreas del conocimiento han creado fórmulas, utilizando como fundamento la ecuación Drake, como por ejemplo el cálculo para encontrar parejas, desarrollado por un economista británico.
Podemos indicar también, que la ecuación de Drake está fundamentada en el cálculo probabilístico, es decir, en realidad cuántas civilizaciones extraterrestres existen en nuestra galaxia y además que sean capaces de comunicarse por señales de radio, es una probabilidad.
Estimación inicial
Drake también está involucrado en los primeros trabajos sobre los púlsares, que son estrellas de neutrones que producen radiación periódica, es decir, que los púlsares cuentan con un campo magnético que promueve la emisión de pulsos de radiación electromagnética a intervalos que son acordes con el período de rotación del objeto.
En la continuidad de su investigación y de la búsqueda de incrementar la posibilidad de lograr comunicación con formas de vida inteligente en nuestra galaxia, se involucra en el famoso mensaje de Arecibo, emitido en el año 1974. Este mensaje fue enviado en la dirección de la globular M31 cúmulo, la cual se encuentra situada a 21.000 años luz del sol.
Para ello, se determina el radio de banda más adecuado que permita establecer comunicación con la civilización extraterrestre, reconociendo que es la del hidrógeno, el que tiene una longitud de onda de 21 cm aproximadamente. Si existen civilizaciones extraterrestres avanzadas en nuestra galaxia, se estima que se comunican mediante ondas de radio.
Por lo que se calcula que la banda del hidrógeno se extiende desde cerca de 1,4 GHz hasta un poco más de 1,6 GHz esta última corresponde a la frecuencia del hidroxilo OH, ambos componentes del agua (H2O), esencial para vida.
Con base en las premisas anteriores y gracias a la ecuación de Frank Drake, una pregunta que parecía sin respuesta posible debido a su tamaño, se divide en una serie de pequeñas preguntas, con las cuales los científicos pueden proporcionar respuestas claras.
Sin embargo, solo el número de estrellas en nuestra galaxia es de unos 200 millones, a lo que se debe sumar el número de planetas extrasolares que se han descubierto, por lo que el número de estrellas es enorme, sin embargo, como explicamos con anterioridad se plantean en la ecuación condiciones para que la estrella sea seleccionada.
Es por ello, que se considera incluso audaz la manera en como simplificó el resultado posible al igualar N a T, logrando con ello reducir la ecuación a vidas de una civilización inteligente y tecnológicamente avanzado en el universo. Podría haber miles de galaxias que tienen esta característica, Drake desde hace más de treinta años de investigación concluye, que solo en la Vía Láctea hay 100.000 planetas que acogen vida inteligente.
Evolución de la ecuación de Drake
La pregunta de si estamos o no solos en el universo es una inquietud que va mucho más allá de Frank Drake, si bien es él quien impulsa la investigación para probar que existe vida inteligente en otros mundos y definitivamente se debe reconocer que aún hoy en día impulsa y estudia las estrategias para probarlo y lograr el tan ansiado contacto extraterrestre, también es cierto que en la ciencia y en la investigación todo evoluciona.
Es por ello que en lugar de comentar cómo ha evolucionado la ecuación de Drake, consideramos más enriquecedor demostrar coómo desde otras disciplinas que han surgido con el tiempo, las investigaciones realizadas por Drake son reforzadas y que en la transdiciplinaridad e interdisciplinaridad, es posible lograr resultados que acorten los tiempos en la obtención de respuestas.
La astrobiología, es una de esas nuevas ramas de la investigación que tiene dentro de sus objetivos la búsqueda de vida en el cosmos, pero es que la inquietud de la existencia de vida fuera de nuestro planeta viene desde hace siglos atrás y en ella la evolución de las ideas.
El filósofo Aristóteles y como él, Epicuro, Lucrecio, San Agustín y un número increíble de otros pensadores que vinieron posteriores a ellos son ejemplo. También se generó una corriente de pensamiento que fue identificada como “los atomistas” en donde se encuentra Leucipo (490 420 antes de Cristo) y Demócrito, este último fue el que puso en el tapete la perspectiva de un cosmos infinito. Demócrito vivió entre los años 460 y 371 antes de Cristo.
Los atomistas no solo imaginaron que la materia estaba constituida por átomos y que el vapor de agua en las nubes eran millones de gotas microscópicas de agua, sino que adicionalmente defendieron que la Vía Láctea estaba constituida por una cantidad incontable de estrellas que se encontraban distribuidas en espacios tan lejanos y grandes, que esa era la razón por la que se veían con un aspecto nebuloso.
Pero sobre la existencia de vida en otras partes del Universo, existe un escrito de Epicuro. Para este filósofo, el universo no solo contenía mundos infinitos, sino que también podría haber mundos habitados, admitiendo que el lugar es verdaderamente vasto. Lo que nos debe llevar entonces a pensar, si en realidad la Tierra es el único lugar habitado en la inmensidad ilimitada del cosmos.
Si el universo se extiende sin límites y en todas direcciones, es realmente egoísta pensar que somos la única forma de vida. Actualmente existen cientos de proyectos internacionales que buscan vida fuera de la Tierra. La humanidad está en busca de signos de vida en el Universo y así como Drake lo hace desde la radio astronomía, hay muchos que los hacen desde la astrobiología.
La definición de Astrobiología es en sí misma necesariamente amplia, porque considera la vida en el universo en otras partes además de la Tierra, pero con el tiempo también evolucionó y en la actual definición se incluye el estudio de la vida terrestre, porque se supone que como civilización debemos tener algún efecto en el orden astronómico, sobre el origen y la evolución de la vida y la expansión de esta, fuera de la Tierra.
Por lo tanto, la amplitud del tema conlleva de manera natural a que se construyan puentes entre diferentes disciplinas, por lo que el mismo proceso de investigación, termina disolviendo las fronteras que tradicionalmente se han creado, entre las diferentes áreas de conocimiento. La búsqueda de vida en otros planetas necesita de la fusión de la astronomía, la biología, la física, la química, la geología y cada una de sus ramas complementarias.
La amplitud de la inquietud que genera la necesidad de conocer desde un principio “¿qué es la vida?”, “¿Si hay vida en otra parte del universo?” y “¿Cómo buscar vida fuera de la Tierra?”, promueve indefectiblemente la unión de las áreas del conocimiento, que al converger sus lenguajes y campos conceptuales, se expanden.
La ecuación de Drake proporciona una predicción del número de civilizaciones en la galaxia capaces de generar una comunicación interestelar. Debido a que solo algunos factores en la ecuación pueden determinarse con alguna confiabilidad, el resultado puede ser muy variable y podemos obtener valores en un rango de unos pocos hasta de millones, dependiendo de los valores asumidos.
Al realizar los cálculos, la tasa de formación de estrellas en la galaxia es de aproximadamente de 50 estrellas por año. Una estimación razonable de la fracción de estrellas con planetas es de un 50%. Los otros factores pueden estimarse con determinada incertidumbre, así podemos suponer que Ne tiene un valor de 0.1; Fl de 0.1; Fi de 0.1; Fc de 0.1 y L de 10.000 años luz.
Con estos valores se obtienen unas 25 civilizaciones con posibilidad de tener una comunicación interestelar. Si no somos optimistas, tal como lo es Frank Drake, este número puede ser menor que uno, por lo que seríamos la única vida con inteligencia entre miles o millones de galaxias, lo que también es poco probable, entonces la evolución no es solo se aplica en cuanto la ecuación de Drake, sino al trabajo inter y transdisciplinario de las áreas del conocimiento.
Adicionalmente, los avances del sistema informático creados para poder darle seguimiento a las millones de señales que son recibidas, están actualmente en la capacidad de analizar 15 millones de señales de radiofrecuencia simultáneamente.
Está compuesto por al menos 50 chips, que tienen la capacidad de recibir y analizar 80 millones de cálculos por segundo. Las señales que se buscan se encuentran ubicadas en la banda de microondas comprendida entre los 1.000 y los 10.000 megahercios, debido a que en este espectro los ruidos generados por las emisiones de las fuentes estelares es menor. Se buscan captar ondas polarizadas que muestren evidencias de codificación. Como podemos observar, existe de manera natural una evolución en la búsqueda de contacto.
Modificaciones
Como hemos comentado con anterioridad, la ciencia no se detiene y avanza siempre en la búsqueda de respuesta. En función de ello, la astrofísica Sara Seager astrónoma estadounidense-canadiense y científica planetaria, propuso en el año 2013 una modificación a la ecuación de Drake.
En esta nueva versión de la ecuación, la astrónoma Seager realizó un cambio enfocado a la presencia de vida en el planeta, en lugar de utilizar como variable las señales de radio, como originalmente fue desarrollada la ecuación de Drake.
Seager adaptó esta ecuación para centrarse únicamente en la estimación de presencia de vida, su ecuación busca calcular la probabilidad de la existencia de vida, la cual puede ser identificada utilizando la presencia de gases que se producirían en el planeta y su acumulación en la atmósfera del mismo, los niveles pueden llegar a ser detectables por telescopios lejanos. A continuación les mostramos la ecuación de Seager:
N = E* × FQ × FHZ × FO × FL × FS,
En donde N es el número de planetas con signos detectables de vida, E* es el número de estrellas observadas. FQ es la fracción de estrellas que están en una fase estable de su existencia, FHZ es la porción de estrellas con planetas rocosos en la zona habitable. FO es la parte de planetas que pueden observarse, FL es la fracción de los planetas que tienen vida y FS es la parte de esos planetas sobre los que la vida produce una marca detectable de gas.
Críticas
Como sucede con todo en el mundo, las propuestas tienen sus seguidores, sus detractores y los que simplemente consideran que no es factible el propósito para lo cual fue creado. Pues la ecuación de Drake no es la excepción de esa regla.
Comencemos por la crítica realizada por Enrico Fermi, un físico italiano que se nacionalizó estadounidense, reconocido por el desarrollo del primer reactor nuclear, además de sus aportes a la teoría cuántica.
Fermi señaló que si existían tantas civilizaciones avanzadas allá afuera “¿dónde está todo el mundo?”, planteando la paradoja de la aparente contradicción que se presenta entre las estimaciones que afirman que hay una elevada probabilidad de que existan otras civilizaciones inteligentes en el universo, que puede ser observado por nosotros y la ausencia de evidencia, por lo que concluye que estamos solos.
Otros señalan que hay aproximadamente 400.000 millones de sistemas solares en nuestra galaxia, tan solo la Vía Láctea tiene más 10.000 millones de años, por lo que sería razonable pensar que existen otras civilizaciones extraterrestres en ese vasto lugar.
Además esto puede ser aún más lógico, si pensamos en las leyes que prevalecieron para el desarrollo de vida e inteligencia en la Tierra, las cuales deberían ser las mismas que prevalezcan en esos otros lugares.
La ecuación de Drake es la forma teórica para determinar la frecuencia de presencia de las civilizaciones extraterrestres, según Drake, en un espacio estable la tasa de formación de planetas en los que se establecen nuevas civilizaciones debe ser parecida a la tasa en que desaparecen. Por tanto, se puede escribir de la siguiente forma:
Ritmo de desaparición = N/L = R*·Fp·Ne·Fl·Fi·Fc = ritmo de formación
Pero ¿Cuáles son los errores de la ecuación de Drake? algunos señalan que uno de los errores, es considerar que todas las civilizaciones inteligentes tienen radiotelescopios. De ser así, la civilización inteligente en la Tierra apareció en la década de 1930 y esto no es verdad.
Otra crítica que recibe la ecuación es que cuando utilizas valores razonables como por ejemplo: L igual a 50.000 años, recordemos que este es el tiempo medio de vida de la civilización tecnológicamente desarrollada, R* sería de 10 estrellas por año, Fp valdrá 0.5 y el resto de las variables tendrán un valor de 0.2.
Cuando se realiza el cálculo se obtiene que N es igual a 400, recordemos que este sería el número de civilizaciones inteligentes presentes en la galaxia. Considerando el tamaño del espacio y los números de estrellas solo en la vía láctea de 10.000, 400 es solo el 0.004% y ni hablar si tomamos en cuenta los 400.000 millones que se encuentran dispersas.
Otra de las consideraciones que hacen que la ecuación de Drake tenga contrarios, es la distancia que nos separa desde el planeta Tierra a las estrellas con posibilidad de vida inteligente, podríamos estar hablando que de conseguir una estrella con una civilización inteligente, podríamos estar por lo menos a 4.300 años de luz de ella.
Otra situación que también es criticada, es que la ecuación de Drake asume que la vida, la inteligencia y en consecuencia la civilización, pueden evolucionar solo una vez en un sistema solar, lo que también es una aseveración con un fundamento poco sólido, ya que los espacios de tiempo son diferentes, las estrellas viven en la escala de miles de millones de años, las especies en millones de años y las civilizaciones en miles de años.
La vida siempre se abre camino, un ejemplo que viene como anillo al dedo es el impacto del meteorito que acabó con la vida en nuestro planeta, en solo unos millones de años ya existía vida de nuevo y en diferentes formas, habían mamíferos, aves y reptiles, por lo que no deberíamos suponer que en otros mundos sea diferente. Otro ejemplo es que los ancestros humanos de hace 30 millones de años, no eran muy inteligentes, pero estaban allí, solo que la ecuación de Drake no los tomaría en cuenta.
Sin embargo, a pesar de las críticas que puedan tener sobre la ecuación de Drake, es importante señalar que para el momento en que fue concebida y con los avances y conocimientos que habían podido obtenerse para la época en que fue creada, sigue siendo un aporte enorme y de mucha importancia.
El reconocimiento de las variables, factores y cualidades que debían ser tomadas en cuenta para obtener un cálculo aproximado de cuántas estrellas con vida inteligente pueden haber en el universo, son válidas. ¿Puede ser mejorada? por su puesto que sí, en la actualidad se tiene un conocimiento más profundo de nuestra galaxia y sobre el universo, por lo que la misma puede ser mejorada, sin quitarle crédito a Frank Drake.
Confíamos que luego de la lectura de este artículo, seamos un poco menos egocéntricos en pensar que realmente somos los humanos los únicos seres vivos en el universo, quizá no tenemos aún desarrollada la tecnología para hacer contacto, pero existen condiciones y expresiones teóricas confiables que muestran la probabilidad de más vida en el universo.
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