Durante la década de 1940, el científico húngaro-estadounidense John von Neumann desarrolló una teoría matemática sobre cómo las máquinas podían reproducirse sin fin. Este trabajo dio origen a la idea de "sondas von Neumann", una clase de sondas interestelares autorreplicantes (SRP) que podrían usarse para hacer todo, desde explorar el Universo hasta sembrarlo con vida e intervenir en la evolución de las especies.
Algunos naturalmente han sugerido que este sea un foco de investigación SETI, lo que implicaría buscar signos de naves espaciales autorreplicantes en nuestra galaxia. Pero como siempre es el caso con propuestas como estas, la Paradoja de Fermi finalmente se reafirma haciendo la antigua pregunta: "¿Dónde están todos?" Si hay civilizaciones extraterrestres, ¿por qué no hemos encontrado ninguna evidencia de sus SRP?
Según Duncan H. Forgan, investigador del Centro de Ciencia de Exoplanetas de la Universidad de St. Andrews en el Reino Unido, la respuesta podría ser que estas sondas eventualmente se convierten en sondas de depredadores (también conocidos como beserkers) y terminan destruyéndose a sí mismos. Forgan presentó este argumento en un estudio titulado "Comportamiento depredador-presa en sondas interestelares autorreplicantes", que apareció recientemente en pre-impresión en línea.
La idea de máquinas de reemplazo automático es una tradición antigua, con referencias que datan del filósofo del siglo XVII René Descartes. Según una anécdota popular, Descartes relató a la reina Cristina de Suecia que el cuerpo humano era esencialmente una máquina. Luego, la reina supuestamente señaló un reloj cercano y ordenó a Descartes, "velar por que reproduzca la descendencia".
Sin embargo, fue John von Neumann quien primero propuso un marco conceptual para una máquina cinemática que sería capaz de auto-replicarse. Durante una serie de conferencias que pronunció en 1948 y 1949, compartió su concepto de una máquina que utilizaba un almacén de repuestos para construir máquinas idénticas basadas en un programa almacenado en una cinta de memoria.
Una vez completado, el ensamblador copiaría el contenido de su cinta de memoria en el del duplicado, que luego comenzaría a construir otra máquina basada en el mismo diseño idéntico. Estas ideas luego se popularizarían en un artículo que apareció en una edición de 1955 de Científico americano, titulado "El hombre visto como una máquina" (escrito por otro famoso científico húngaro-estadounidense, John G. Kemeny).
Von Neumann luego refinaría esta propuesta desarrollando un modelo para un autorreplicador basado en autómatas que funcionaran a nivel celular, replicándose exponencialmente e infinitamente. Richard Feynman ampliaría esta idea con su conferencia en la reunión de la American Physical Society (APS) en Caltech en 1959, "Hay mucho espacio en la parte inferior".
Esta conferencia inspiraría a Eric K. Drexler (a menudo llamado el "padre de la nanotecnología") para proponer su idea para ensambladores moleculares en su famoso libro de 1986 Motores de creación: la próxima era de la nanotecnología. Estos y otros estudios indicaron que las máquinas de autorreplicación sin fin eran una posibilidad, lo que naturalmente dio lugar a la noción de que una inteligencia extraterrestre avanzada (ETI) ya podría haberlo hecho.
Aquí es donde entra en juego la cuestión de los SRP y la paradoja de Fermi. Como explicó el Dr. Forgan a Space Magazine por correo electrónico:
“El objetivo principal es que si se pueden hacer SRP, entonces deberían poder explorar la galaxia en unos 10-100 millones de años. Esto es mucho más corto que la edad de la Tierra, por lo que, en igualdad de condiciones, si se pueden hacer SRP, entonces es probable que la Galaxia se haya explorado por completo muchas veces, y una sonda debería estar en el Sistema Solar en este momento. ¡Pero no vemos uno! Entonces, ¿por qué no vemos signos de SRP?
Una pregunta válida de hecho, y que algunos científicos creían que se abordó cuando ‘Oumuamua navegó a través de nuestro Sistema Solar. Después de analizar su extraño comportamiento, Shmuel Bialy y el profesor Abraham Loeb del Instituto Harvard-Smithsonian de Computación Teórica (ITC) se aventuraron a decir que ‘Oumuamua podría ser una vela solar o los restos de una sonda interestelar.
Desafortunadamente, el análisis posterior indicó que este misterioso objeto probablemente era el fragmento de un cometa desintegrado. Si bien fue una fuente de decepción para muchos, la forma en que umuamua inspiró tanto en el camino de la investigación fue impresionante. También destacó cuán difícil es la búsqueda de evidencia de ETI. Por eso la teoría que Forgan probó es tan atractiva.
¿Podría ser que no estamos viendo evidencia de ETI porque la evidencia se está eliminando activamente (al menos en lo que respecta a los SRP)? Para probar esta teoría, el Dr. Forgan aplicó modelos basados en ecuaciones de Lotka-Volterra (también conocidas como ecuaciones depredador-presa) a una población teórica de SRP. Estas ecuaciones se usan típicamente para describir la dinámica de los sistemas biológicos en los que dos especies interactúan.
En este caso, las ecuaciones fueron reutilizadas para describir lo que sucedería si algunas de estas sondas comenzaran a desbocarse y comenzaran a consumir las suyas. Como lo explicó Forgan:
“Una solución a la falta de SRP es que los SRP mutan a medida que se reproducen y evolucionan en múltiples especies. Si una especie se alimenta de otras sondas, la población total puede reducirse y el esfuerzo de exploración puede fallar. Investigué esta solución utilizando modelos ecológicos clásicos de depredadores y presas, que nunca antes se habían aplicado a una escala interestelar. Esto es un poco como estudiar la ecología de varias islas, donde los depredadores y las presas son aves que pueden volar a las islas cercanas ".
Afortunadamente (o desafortunadamente, dependiendo de su punto de vista), los resultados de las simulaciones de Forgan indicaron que si algunos SRP funcionaban mal y comenzaban a comportarse como sondas beserker, la población total no se vería afectada drásticamente. En resumen, las sondas de "presa" encontrarían formas de sobrevivir, gracias en gran parte a su capacidad de reproducción.
"Descubrí que la población total de sondas puede mantenerse muy alta, incluso con depredadores presentes", dijo. "Esto parecía ser cierto independientemente de las suposiciones que hice sobre cuán 'hambrientos' estaban los depredadores, o cómo las sondas se movían por la Galaxia".
Naturalmente, estos hallazgos tienen implicaciones significativas para la hipótesis de SRP y cómo se relaciona con la paradoja de Fermi. Y, como se señaló, pueden verse como buenas y malas noticias. Por un lado, salva la idea de que podría haber sondas alienígenas para que las encontremos. Por otro lado, plantea la pregunta de por qué no hemos encontrado ninguno, reafirmando así la molesta paradoja de Fermi. O como lo dijo Forgan:
“Para mí, esto hace que el argumento SRP sea más fuerte que nunca. Hace que una posible solución (la solución Predator-Prey) sea mucho menos factible como un medio para eliminar los SRP de la Vía Láctea. Tendremos que pensar aún más por qué no vemos signos de vida inteligente más allá de la Tierra ".
Para bien o para mal, la paradoja de Fermi sigue siendo válida. Para muchos investigadores y entusiastas de SETI, hay muchas esperanzas en el despliegue de los telescopios espaciales de próxima generación en los próximos años. Estos incluyen el tan esperado Telescopio espacial James Webb (JWST) y el Telescopio Espacial Infrarrojo de Campo Amplio (WFIRST), los sucesores espirituales y científicos de Hubble, Kepler, Spitzer, y otros.
También hay arreglos basados en tierra como el Telescopio extremadamente grande (ELT), el Telescopio de treinta metros (TMT), y el Telescopio gigante de Magallanes (GMT) que comenzará a operar en la década de 2020. Con la sensibilidad y resolución mejoradas de estos instrumentos, los científicos esperan aprender mucho más sobre el Universo y los numerosos exoplanetas que existen dentro de la galaxia local.
Y mientras continuamos buscando signos de inteligencia extraterrestre usando estos instrumentos mejorados, siempre podemos asegurarnos de que el Universo es un lugar realmente, REALMENTE grande. Como dijo el difunto, el gran Carl Sagan: "Si estamos solos en el Universo, seguro que parece una terrible pérdida de espacio".
O, si prefiere una visión más cruda y ambigua de las cosas, es bueno recordar las palabras del difunto (e igualmente genial) Arthur C. Clarke: “Existen dos posibilidades: o estamos solos en el Universo o no lo estamos . Ambas son igualmente aterradoras.
Por lo que sabemos, puede que no haya escasez de ETI por ahí, y tal vez no deberíamos tener prisa por conocerlas. Por lo que sabemos, ¡son increíblemente avanzados y no tienen miedo de derribar algunos hormigueros! O es posible que no tengan prisa por reunirse con nosotros; y dado nuestro historial, ¿quién puede culparlos?
Mientras tanto, la búsqueda continúa! Y asegúrese de ver este video informativo de TED-Ed sobre las sondas de von Neumann:
