¿Solos ante la Galáxia?

Durante mucho tiempo nos hemos preguntado si nos encontramos solos en el universo. Desde hace unos 25 años se han descubierto y siguen descubriéndose numerosos planetas extrasolares o exoplanetas en nuestra Galaxia. Esto indica que existen numerosas estrellas que forman sistemas planetarios, al igual que en otras galaxias. Así pues, parece habitual la existencia de planetas en el universo. Estos planetas pueden ser gigantescos y gaseosos como Júpiter, sin posibilidad de albergar vida y otros pueden ser pequeños y rocosos como la Tierra, con alguna posibilidad de contener vida. Pero la realidad no es tan sencilla, el hecho de encontrar un planeta rocoso parecido a la Tierra no significa que pueda contener “vida”, Marte y Venus son parecidos a la Tierra y no son habitables.

Planetas descubiertos

Podríamos preguntarnos si la Tierra es el único planeta habitable y con posible vida inteligente de la Galaxia, aunque se siguen descubriendo una gran cantidad de planetas rocosos orbitando otras estrellas. La existencia de vida inteligente extraterrestre solamente podemos plantearla a partir de como se ha desarrollado la vida aquí en la Tierra. La condición para que un planeta tenga la posibilidad de contener vida y si vamos más lejos, de poseer vida inteligente, depende de su situación en el sistema planetario estelar y a su vez de la situación de su sistema estelar en la galaxia.

Veamos como nos encontramos nosotros, pues es el único referente que disponemos sobre un planeta habitable.

La Tierra se encuentra en un sistema estelar que denominamos sistema solar y el sistema solar en una galaxia denominada Vía Láctea o simplemente la Galaxia. Existen algunas condiciones que tienen que cumplir los planetas en su sistema estelar para albergar vida y sobretodo vida inteligente. Y a su vez, el sistema estelar tiene que cumplir unas condiciones de posición en la galaxia. Estas condiciones vienen determinadas por la denominada Zona Habitable Planetaria (ZHP) y Zona Habitable Galáctica (ZHG). En ingles recibe el nombre de Goldilocks zone.
Estas condiciones vienen determinadas por el tiempo, localización galáctica, localizacion estelar….

Tiempo

La existencia de la vida necesita de elementos como el carbono C, el oxigeno O, el nitrógeno N y otros elementos pesados. No olvidemos que el hierro Fe, forma parte de la hemoglobina de la sangre. Pero de donde salieron estos elementos si en el origen del universo (Big Bang), hace 13.500 millones de años, solo existían los elementos primordiales hidrogeno H y Helio He.

Una condición indispensable, es pues, el tiempo necesario para producir elementos más pesados que el H y el He. Estos elementos pesados fueron creados por las primeras estrellas, que a partir de los elementos primordiales fueron sintetizando los elementos pesados como el C, O, N, Si, Fe mediante las reacciones termonucleares de fusión. Así pues estas primeras estrellas no podían contener planetas rocosos orbitando a su alrededor, porque aun no se habían creado los elementos pesados.

Todos los elementos más pesados que el H y el He se han creado dentro de las estrellas. Al final de la etapa evolutiva de la estrella estos elementos se lanzan al medio interestelar, algunos de forma violenta y explosiva como las supernovas. Así es como el medio interestelar se enriquece con nuevos elementos y la siguiente generación de estrellas nace con estos elementos incorporados y algunas de estas estrellas son acompañadas por planetas rocosos formados a partir de estos elementos interestelares. Continuando con la sucesión evolutiva, de manera que en cada nueva generación estelar, el medio interestelar se enriquece con más elementos pesados.

El Sol se formó hace unos 4,5 mil millones de años y contiene 71% de H, 27% de He y solamente 2% de elementos pesados. Esto nos da una idea de como era el medio interestelar en las inmediaciones donde se formó el Sol y la Tierra, conjuntamente con los otros planetas. La vida en la Tierra surge de apenas este 2%. Estrellas formadas antes que el Sol contendrán menos elementos pesados y por tanto menos planetas como la Tierra.

Podemos decir pues que la Tierra es uno de los primeros planetas formados a partir de los elementos pesados sintetizados por las primeras estrellas creadas. Según este criterio, la civilización terrestre humana, es una de las primeras de la Galaxia, quizá conjuntamente con otras pocas civilizaciones, pero no mucho más antiguas que la nuestra, no ha existido tiempo suficiente.

Con estos resultados podemos concluir que si el Sol y la Tierra se hubiesen formado antes, contendrían pocos elementos pesados para formar vida. Cuesta miles de millones de años enriquecer el medio interestelar con estos elementos que puedan formar moléculas orgánicas y por tanto la vida.

Localización Galáctica

El Sol se encuentra en un delgado disco de estrellas denominado el brazo de Orión a unos 27.000 años luz del centro galáctico. La densidad de estrellas aumenta al acercarnos al núcleo galáctico y por tanto la zona central galáctica contiene una mayor cantidad de elementos pesados, dado que han existido más estrellas que han sintetizado estos elementos. Esta condición sobre el centro galáctico parecería indicar que la probabilidad de existir vida aumenta al acercarnos al núcleo de la galaxia, pero no es así. Podrán existir una mayor cantidad de planetas rocosos parecidos a la Tierra y con más elementos pesados quizá, pero el ambiente central galáctico es mortal para la vida. Estos planetas se encuentran rodeados de una mayor concentración de estrellas y por tanto de más supernovas, colisiones de estrellas de neutrones, que producen fuertes radiaciones electromagnéticas como rayos X y rayos gamma, que inciden sobre estos planetas, provocando la desaparición de cualquier tipo de vida posible. Aparte del agujero negro Sagitario A* situado en el núcleo galáctico que provoca intensas llamaradas de radiación de vez en cuando.

En definitiva, cerca del núcleo galáctico existirán más elementos pesados para formar vida, pero también existen más radiaciones intensas que esterilizan a las posibles formas de vida incipiente.

Sin embargo la situación se invierte en la zona alejada del centro. En la parte exterior de la galaxia no existen radiaciones intensas como rayos X y gamma, pero hay muchas menos estrellas y por tanto muchos menos elementos pesados para formar planetas rocosos como la Tierra.

Esta situación sugiere que existe una zona de habitabilidad galáctica que se situaría en el medio, en una zona radial entre 23.000 y 30.000 años luz del centro. El Sol se encuentra precisamente en el medio de esta zona habitable.

Zona Habitable Galáctica

Pero existen otras condiciones también indispensables para la vida, son las condiciones planetarias.

Localización Planetaria

La existencia de planetas en la ZHG no asegura la aparición y continuidad de la vida planetaria. En nuestro sistema solar tanto Venus como Marte son considerados planetas rocosos como la Tierra y sin embargo no contienen vida. Venus no tiene campo magnético ni movimiento de tectónica de placas y su corteza es muy dura. En cambio la Tierra tiene un movimiento de placas tectónicas que producen actividad volcánica, necesaria para aportar materiales a la superficie, que se utilizan tanto como nutrientes para los seres vivos como elementos a procesar por la civilización tecnológicamente avanzada. Aparte de esto, el núcleo metálico en rápida rotación genera un campo magnético que actuá de escudo sobre las radiaciones cósmicas evitando que lleguen a la superficie.

Otra diferencia destacada de la Tierra respecto Venus y Marte es su satélite. La Luna se creó cuando en la formación del sistema planetario un protoplaneta choco contra la incipiente Tierra, lanzando parte de su material al espacio. Este material terminó formando la Luna y el impacto dejo a la Tierra, agrietada y una delgada corteza, adecuada para la actividad volcánica. Sin ese impacto ancestral la Tierra seria casi igual que Venus. Aparte, la Luna actuá de estabilizador sobre la rotación terrestre, evitando que su eje de giro se aleje demasiado de la verticalidad y de forma súbita, como sucedió en Marte.

Existe pues tambien una Zona Habitable Planetaria (ZHP) que sigue más o menos la misma regla de la Zona Habitable Galáctica (ZHG).

La ZHP es una región en torno a una estrella donde un planeta puede tener una temperatura en su superficie suficiente para mantener agua en estado líquido. Esta región esta definida por la distancia del planeta a la estrella, dependiendo de como sea la atmósfera del planeta y el tipo de estrella. Estrellas pequeñas tendrán una zona habitable más próxima al centro estelar que otras estrellas más grandes.

Zona Habitable Planetaria


Cualquier planeta cercano al centro planetario se encontrara próximo a su estrella y por tanto el calor provocara una temperatura demasiado elevada en su superficie. Por el contrario si se encuentra demasiado alejado de la estrella la temperatura será demasiado baja. Así la Tierra se encuentra en la zona donde el agua puede coexistir tanto en forma sólida, líquida y vapor.

Pero la presencia de un planeta en la zona habitable no es garantía de la existencia de vida. Venus, la Tierra y Marte se encuentran en la zona habitable del sistema solar y vistos por una civilización extraterrestre los tres parecerían posibles planetas habitables por igual. Sin embargo ni Venus ni Marte contienen ningún tipo de vida.

Venus es un caso extremo donde su superficie puede llegar a alcanzar los 500ºC, dado que se encuentra un 30% más cerca del Sol que la Tierra y recibe un 90% más de radiación. Posiblemente contenía agua en su pasado remoto pero la intensa radiación solar evaporo el agua hasta la alta atmósfera, donde se disoció en hidrogeno y oxigeno, provocando que el hidrogeno acentuara el efecto invernadero. El Hidrogeno puede absorber una gran cantidad de radiación en un amplio espectro continuo de longitud de onda. Luego una gran parte escapó al espacio exterior y el vapor de agua remanente continuó el intenso efecto invernadero que dura hasta nuestros días.

Sin embargo Marte se encuentra más lejos, a 1,5 UA (unidades astronómicas) del Sol y seguramente contuvo agua en su pasado, pero su débil atmósfera no pudo contener el calor necesario y el agua actualmente se encuentra congelada debajo de su superficie.


Aunque hay que tener en cuenta que cualquier opción sobre la existencia de vida en un exoplaneta es aceptable. Las condiciones en que se establece la vida pueden ser muchas y muy variadas. Se han encontrado numerosos exoplanetas con una gran diversidad de masas, tamaños, atmósferas, posición y órbitas.

Tipos de Exoplanetas descubiertos.
Sara Seager,Science May 2013

Nosotros hemos condicionado la vida a la presencia de agua líquida, pero otras formas de vida pueden aparecer en otros medios acuosos.

Vida y Evolución

La vida en la Tierra se debe a este impacto ancestral fortuito de hace unos 3.5 mil millones de años. Como de probables son estos impactos en otros sistemas estelares es un misterio. La etapa evolutiva hacia una civilización tecnológica pasa necesariamente por la especialización y diferenciación celular. En nuestro planeta sucedió cuando pasamos de células procariotas (sin núcleo celular diferenciado) a eucariotas (con núcleo celular diferenciado) hace unos 1.5 mil millones de años.

Pero no fue hasta la explosión Cámbrica de hace 550 millones de años que la vida se expandió en múltiples formas por todo el planeta. Este rápido florecimiento de la vida continua siendo un misterio y por tanto difícil de predecir en otros planetas.

Stephen Jay Gould junto con su colega Niles Eldredge cuestionan que la evolución sea un proceso gradual y continuo, tal como enuncia la teoría de la evolución de Darwin. Gould propone un modelo en que la evolución puede producirse a saltos, para explicar los registros fósiles que muestran a menudo unas sustituciones bruscas de especies o explosiones evolutivas en periodos concretos, como la conocida explosión cámbrica. La evolución es la adaptación a los ambientes cambiantes, no significa progreso. De esta manera los cataclismos y grandes catástrofes condicionan la aceleración evolutiva.

Estos cambios medioambientales condicionan o favorecen una pequeña variación genética que afecta al organismo pero no a su capacidad reproductiva. Siendo así, al cabo del tiempo la población permanece estable hasta que sucede otro cambio. De esta manera la selección natural queda en segundo plano y es la modificación del genoma la clave de la evolución. Es la denominada teoría del equilibrio punteado, la evolución es la adaptación a los ambientes cambiantes, no significa progreso.

Siguiendo la historia de la evolución de la vida en la Tierra el siguiente salto evolutivo consistió en pasar de especies primitivas sin demasiada diferenciación o especialización celular a especies avanzadas con elevada especialización de sus órganos funcionales.

Y ahora toca recordar que la más grave y convincente de las falsas interpretaciones de la evolución consiste en equiparar este concepto con el de progreso, sobretodo de progreso humano. Es evidente que la adaptación local de una especie en su entorno inmediato es una mejora para esta especie, pero de ello no debe deducirse un progreso global ni un aumento en la complejidad del sistema. Así pues la idea de que la especie humana se encuentra en la cúspide de la pirámide evolutiva es una falacia.

En definitiva, las condiciones primigenias de vida en un planeta son sumamente difíciles de darse y que esta vida evolucione a una civilización tecnológicamente desarrollada es aun más difícil, aunque si parece fácil que esta civilización utilice el poder tecnológico para eliminarse.

Todos estos detalles dificultan la creencia en que puedan existir otras civilizaciones parecidas a las que existen en la Tierra actualmente.


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Acerca de Carles Paul

Licenciado en Ciencias Físicas por la Universidad de Barcelona, Master en Física y Matemática Aplicada por la Universidad Politécnica de Cataluña y Master en Historia de la Ciencia por la Universidad Autónoma de Barcelona. Técnico Experto Evaluador Europeo. Profesor titulado de física y matemáticas de la Politècnica de Mataró, des de 1991. Director Científico de Innovem.
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