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O Paradoxo de Fermi e Caminhadas do Turista

International Journal of Astrobiology

Research Article

Slingshot dynamics for self-replicating probes and the effect on exploration timescales

Arwen Nicholsona1 c1 and Duncan Forgana1

 

a1 Scottish Universities Physics Alliance (SUPA), Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, UK

 

Abstract

 

Interstellar probes can carry out slingshot manoeuvres around the stars they visit, gaining a boost in velocity by extracting energy from the star’s motion around the Galactic Centre. These manoeuvres carry little to no extra energy cost, and in previous work it has been shown that a single Voyager-like probe exploring the Galaxy does so 100 times faster when carrying out these slingshots than when navigating purely by powered flight (Forgan et al.2012). We expand on these results by repeating the experiment with self-replicating probes. The probes explore a box of stars representative of the local Solar neighbourhood, to investigate how self-replication affects exploration timescales when compared with a single non-replicating probe. We explore three different scenarios of probe behaviour: (i) standard powered flight to the nearest unvisited star (no slingshot techniques used), (ii) flight to the nearest unvisited star using slingshot techniques and (iii) flight to the next unvisited star that will give the maximum velocity boost under a slingshot trajectory. In all three scenarios, we find that as expected, using self-replicating probes greatly reduces the exploration time, by up to three orders of magnitude for scenarios (i) and (iii) and two orders of magnitude for (ii). The second case (i.e. nearest-star slingshots) remains the most time effective way to explore a population of stars. As the decision-making algorithms for the fleet are simple, unanticipated ‘race conditions’ among probes are set up, causing the exploration time of the final stars to become much longer than necessary. From the scaling of the probes’ performance with star number, we conclude that a fleet of self-replicating probes can indeed explore the Galaxy in a sufficiently short time to warrant the existence of the Fermi Paradox.

(Received April 02 2013)  (Accepted May 24 2013)

 

Planetas extra-solares, Kepler 62 e o Paradoxo de Fermi local

Conforme aumentam o número de planetas extra-solares descobertos, também aumentamos vínculos sobre as previsões do modelo de percolação galática (Paradoxo de Fermi Local).
A previsão é que, se assumirmos que Biosferas Meméticas (Biosferas culturais ou Tecnosferas) são um resultado provável de Biosferas Genéticas, então devemos estar dentro de uma região com pucos planetas habitáveis. Pois se existirem planetas habitados (por seres inteligentes) por perto, com grande probabilidade eles são bem mais avançados do que nós, e já teriam nos colonizado.
Como isso ainda não ocorreu (a menos que se acredite nas teorias de conspiração dos ufólogos e nas teorias de Jesus ET, deuses astronautas etc.), segue que quanto mais os astronomos obtiverem dados, mais ficará evidente que nosso sistema solar é uma anomalia dentro de nossa vizinhança cósmica (1000 anos-luz?), ou seja, não podemos assumir o Princípio Copernicano em relação ao sistema solar: nosso sistema solar não é tipico em nossa vizinhança.  Bom, pelo menos, essa conclusão está batendo com os dados coletados até hoje…
Assim, é possível fazer a previsão de que uma maior análise dos planetas Kepler 62-e e Kepler 62-f revelará que eles não possuem uma atmosfera com oxigênio ou metano, sinais de um planeta com biosfera.

Persistence solves Fermi Paradox but challenges SETI projects

Osame Kinouchi (DFM-FFCLRP-Usp)
(Submitted on 8 Dec 2001)

Persistence phenomena in colonization processes could explain the negative results of SETI search preserving the possibility of a galactic civilization. However, persistence phenomena also indicates that search of technological civilizations in stars in the neighbourhood of Sun is a misdirected SETI strategy. This last conclusion is also suggested by a weaker form of the Fermi paradox. A simple model of a branching colonization which includes emergence, decay and branching of civilizations is proposed. The model could also be used in the context of ant nests diffusion.

03/05/2013 – 03h10

Possibilidade de vida não se resume a planetas similares à Terra, diz estudo

SALVADOR NOGUEIRA
COLABORAÇÃO PARA A FOLHA

Com as diferentes composições, massas e órbitas possíveis para os planetas fora do Sistema Solar, a vida talvez não esteja limitada a mundos similares à Terra em órbitas equivalentes à terrestre.

Editoria de arte/Folhapress

Essa é uma das conclusões apresentada por Sara Seager, do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), nos EUA, em artigo de revisão publicado no periódico “Science“, com base na análise estatística dos cerca de 900 mundos já detectados ao redor de mais de 400 estrelas.

Seager destaca a possível existência de planetas cuja atmosfera seria tão densa a ponto de preservar água líquida na superfície mesmo a temperaturas bem mais baixas que a terrestre. Read more [+]

O melhor livro de divulgação científica que encontrei em quarenta anos de leituras

Depois escrevo minha resenha…

A REALIDADE OCULTA – Universos paralelos e as leis profundas do cosmo
Brian Greene
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Meio século atrás, os cientistas encaravam com ironia a possibilidade de existirem outros universos além deste que habitamos. Tal hipótese não passava de um delírio digno de Alice no País das Maravilhas – e que, de todo modo, jamais poderia ser comprovada experimentalmente. Os desafios propostos pela Teoria da Relatividade e pela física quântica para o entendimento de nosso próprio universo já eram suficientemente complexos para ocupar gerações e gerações de pesquisadores. Entretanto, diversos estudos independentes entre si, conduzidos por cientistas respeitados em suas áreas de atuação – teoria das cordas, eletrodinâmica quântica, teoria da informação -, começaram a convergir para o mesmo ponto: a existência de universos paralelos – o multiverso – não só é provável como passou a ser a explicação mais plausível para diversos enigmas cosmológicos.
Em A realidade oculta, Brian Greene – um dos maiores especialistas mundiais em cosmologia e física de partículas – expõe o fantástico desenvolvimento da física do multiverso ao longo das últimas décadas. O autor de O universo elegante passa em revista as diferentes teorias sobre os universos paralelos a partir dos fundamentos da relatividade e da mecânica quântica. Por meio de uma linguagem acessível e valendo-se de numerosas figuras explicativas, Greene orienta o leitor pelos labirintos da realidade mais profunda da matéria e do pensamento.

“Se extraterrestres aparecessem amanhã e pedissem para conhecer as capacidades da mente humana, não poderíamos fazer nada melhor que lhes oferecer um exemplar deste livro.” – Timothy Ferris, New York Times Book Review

Em Alfa Centauri B, planeta com massa igual à da Terra

Acredito que o Paradoxo de Fermi tem um poder heurístico ainda inexplorado. Ou seja, o Paradoxo pode ser usado como evidência (a ser explicada) contra possibilidades ou especulações científicas tais como Inteligência Artificial, Viagens por Túneis de Minhoca ou Máquinas do Tempo. Ele estabelece afirmações de impossibilidade similares ao enunciado da segunda lei da Termodinâmica em termos de impossibilidade de se criar uma máquina do Moto Perpétuo.

Por exemplo, seja R(t) o raio de detecção de civilizações extraterrestres, ou seja, um raio (que depende do tempo) no qual nossa tecnologia é capaz de detectar tais civilizações. Podemos afirmar a partir desse conceito que não existe nenhuma civilização mais avançada que a nossa em um raio menor que R(t), dado que ela teria tido tempo de nos detectar e possivelmente nos colonizar.

Por outro lado, seja R_c o raio de colonização da civilização galática mais próxima do Sol e seja D a distância entre o centro dessa civilização e o Sol. Pelo Paradoxo de Fermi (“Onde está todo mundo?”), podemos concluir que D > R_c, a menos que o processo de colonização não seja descrito por uma difusão simples mas sim por uma difusão anômala, talvez fractal, de modo que a Terra se situa dentro de uma bolha vazia, não colonizada. Sendo assim, podemos concluir que não existem civilizações avançadas próximas de nós.

Também podemos prever que não estamos em uma região típica da Galáxia (em termos de densidade de planetas habitáveis). O mais provável é que estamos em uma região atípica (similar ao Deserto do Saara aqui na Terra) onde os planetas habitáveis e habitados são raros.  Ou seja, eu posso prever com algum grau de confiança que o telescópio Kepler vai detectar uma distribuição de planetas atípica (em termos de massa, distância da estrela central, presença na zona habitável da estrela – onde é possível haver água líquida etc.). Ou seja, vai ser muito difícil achar nas proximidades do Sol um planeta tipo Terra, situado na zona habitável de uma estrela mais velha que o Sol, pois tal planeta possivelmente seria habitado e sua civilização já teria  tido um monte de tempo para nos colonizar. 

Por outro lado, podemos usar o Paradoxo de Fermi para eliminar a possibilidade de Inteligencia Artificial Forte Auto-reprodutiva (sondas de Von Newman ou Monolitos Negros do filme 2010). Se tais sondas fossem factíveis de serem criadas, elas estariam já aqui.

Bom, a alternativa à todos esses argumentos baseados no Paradoxo de Fermi é que eles realmente já estão aqui: podemos elaborar todo tipo de raciocínio conspiratório à la Arquivo X para tentar justificar a pergunta básica de porque os ETs, se realmente existem, não entram em contado conosco. Uma hipótese menos conspiratória seria que eles são antropólogos bonzinhos que já aprenderam que toda civilização inferior é destruída ou no mínimo absorvida culturalmente, pela civilização superior após um contato (Hipótese Zoo).

Finalmente, o Paradoxo de Fermi aumenta o ceticismo em relação à viagens com velocidade superluminal, warp drives etc. E uma versão temporal do Paradoxo pergunta: se é possível construir máquinas do tempo, onde estão os visitantes temporais? 

17/10/2012 – 05h05

Pesquisadores encontram planeta vizinho que é gêmeo da Terra

SALVADOR NOGUEIRA
COLABORAÇÃO PARA A FOLHA

É provavelmente a notícia mais esperada desde que o primeiro planeta fora do Sistema Solar foi descoberto, em meados dos anos 1990. Finalmente foi encontrado um planeta que tem praticamente a mesma massa da Terra.

E a grande surpresa: ele fica ao redor de Alfa Centauri, o conjunto estelar mais próximo do Sol. Read more [+]

Novo artigo sobre automata celulares e Paradoxo de Fermi

Saiu um novo artigo sobre a hipótese de percolação para o Paradoxo de Fermi, onde simulações de automata celulares em três dimensões são usadas.  Dessa vez, a conclusão dos autores é a de que as simulações não suportam a hipótese.

Bom, acho que isso não é o fim da história. Eu já sabia que, para a hipótese dar certo, a difusão deveria ser critica (ou seja, formando um cluster crítico ou levemente supercrítico de planetas ocupados).

Ou seja, a hipótese precisa ser complementada com algum argumento de porque a difusão deveria ser crítica. Bom, como sistemas críticos são abundantes nos processos sociais e biológicos, eu acho que basta encontrar esse fator de criticalidade para justificar o modelo. Minha heurística seria: Read more [+]