Pesquisa por Fontes Estelares Artificiais de Radiação Infravermelha

Resumo

Se seres inteligentes extraterrestres existem e atingiram um alto nível de desenvolvimento técnico, um subproduto de seu metabolismo energético provavelmente seria a conversão em larga escala da luz estelar em radiação infravermelha distante. Propõe-se que uma busca por fontes de radiação infravermelha acompanhe a recentemente iniciada busca por comunicações rádio interestelares.

Cocconi e Morrison (1) chamaram a atenção para a importância e viabilidade de ouvir sinais de rádio transmitidos por seres inteligentes extraterrestres. Eles propõem que antenas receptoras sejam direcionadas para estrelas próximas que possam ser acompanhadas por planetas abrigando tais seres. Sua proposta está sendo implementada agora (2). O propósito deste relatório é apontar outras possibilidades que devem ser consideradas ao planejar qualquer busca séria por evidências de seres inteligentes extraterrestres. Partimos da noção de que a escala de tempo para o desenvolvimento industrial e técnico desses seres provavelmente é muito curta em comparação com a escala de tempo da evolução estelar. Portanto, é extremamente provável que quaisquer seres observados por nós terão existido por milhões de anos e já terão alcançado um nível tecnológico que supera o nosso por muitas ordens de magnitude. Então, é uma hipótese de trabalho razoável que seu habitat terá sido expandido até os limites estabelecidos pelos princípios malthusianos.

Não temos conhecimento direto das condições materiais que esses seres encontrariam em sua busca por espaço vital. Portanto, consideramos qual seria o curso provável dos eventos se esses seres tivessem se originado em um sistema solar idêntico ao nosso. Tomando nosso próprio sistema solar como modelo, chegaremos pelo menos a uma imagem possível do que pode ser esperado acontecer em outros lugares. Não argumento que isso é o que acontecerá em nosso sistema; eu apenas digo que isso é o que pode ter acontecido em outros sistemas.

Os fatores materiais que, em última instância, limitam a expansão de uma espécie tecnicamente avançada são o suprimento de matéria e o suprimento de energia. Atualmente, os recursos materiais explorados pela espécie humana estão limitados à biosfera da Terra, uma massa da ordem de 5 x 10¹⁹ gramas. Nosso suprimento de energia atual pode ser estimado generosamente em 10²⁰ ergs por segundo. As quantidades de matéria e energia que podem se tornar acessíveis a nós dentro do sistema solar são 2 x 10¹⁹ gramas (a massa de Júpiter) e 4 x 10³ ergs por segundo (a produção total de energia do sol).

O leitor pode se perguntar em que sentido alguém pode falar da massa de Júpiter ou da radiação total do sol como sendo acessíveis à exploração. O argumento a seguir visa mostrar que uma exploração dessa magnitude não é absurda. Primeiramente, o tempo necessário para uma expansão da população e da indústria por um fator de 10¹² é bastante curto, digamos 3000 anos se uma taxa média de crescimento de 1% ao ano for mantida. Segundo, a energia necessária para desmontar e rearranjar um planeta do tamanho de Júpiter é de cerca de 10⁴⁴ ergs, igual à energia irradiada pelo sol em 800 anos. Terceiro, a massa de Júpiter, se distribuída em uma casca esférica girando ao redor do sol a duas vezes a distância da Terra a ele, teria uma espessura tal que a massa é de 200 gramas por centímetro quadrado de área de superfície (2 a 3 metros, dependendo da densidade). Uma casca dessa espessura poderia ser confortavelmente habitável e conter toda a maquinaria necessária para explorar a radiação solar que incide sobre ela pelo interior.

É notável que a escala de tempo da expansão industrial, a massa de Júpiter, a produção de energia do sol e a espessura de

uma biosfera habitável tenham todas ordens de grandeza consistentes. Parece, então, uma expectativa razoável que, a menos que ocorram acidentes, as pressões malthusianas acabarão por levar uma espécie inteligente a adotar uma exploração tão eficiente de seus recursos disponíveis. Deve-se esperar que, dentro de alguns milhares de anos após entrar na fase de desenvolvimento industrial, qualquer espécie inteligente seja encontrada ocupando uma biosfera artificial que envolve completamente sua estrela-mãe.

Se o argumento acima for aceito, então a busca por seres inteligentes extraterrestres não deve se limitar à vizinhança de estrelas visíveis. O habitat mais provável para tais seres seria um objeto escuro, com um tamanho comparável à órbita da Terra e uma temperatura superficial de 200°K a 300°K. Tal objeto escuro estaria irradiando de forma tão copiosa quanto a estrela que está escondida dentro dele, mas a radiação seria no infravermelho distante, em torno do comprimento de onda de 10 micrômetros.

Acontece que a atmosfera da Terra é transparente à radiação com comprimento de onda na faixa de 8 a 12 micrômetros. Portanto, é viável procurar por “estrelas infravermelhas” nesta faixa de comprimentos de onda, usando telescópios existentes na superfície da Terra. Radiação nesta faixa de Marte e Vênus não apenas foi detectada, mas também foi analisada espectroscopicamente em algum detalhe (3).

Proponho, então, que uma busca por fontes pontuais de radiação infravermelha seja tentada, seja independentemente ou em conjunto com a busca por emissões de rádio artificiais. Uma varredura de todo o céu por objetos até a 5ª ou 6ª magnitude seria desejável, mas provavelmente está além da capacidade das técnicas de detecção existentes. Se uma varredura não direcionada for impossível, valeria a pena como medida preliminar procurar por radiação anormalmente intensa na faixa de 10 micrômetros associada a estrelas visíveis. Tal radiação poderia ser vista na vizinhança de uma estrela visível sob duas condições. Uma raça de seres inteligentes pode ser incapaz de explorar totalmente a energia irradiada por sua estrela devido à insuficiência de matéria acessível, ou eles podem viver em uma biosfera artificial envolvendo uma estrela de um sistema múltiplo, no qual uma ou mais estrelas componentes são inadequadas para exploração e ainda seriam visíveis para nós. É impossível adivinhar a probabilidade de que qualquer uma dessas circunstâncias surja para uma raça particular de seres inteligentes extraterrestres. Mas é razoável começar a busca por radiação infravermelha de origem artificial olhando na direção de estrelas visíveis próximas, e especialmente na direção de estrelas que se sabe serem binárias com companheiras invisíveis.

FREEMAN J. DYSON — Instituto de Estudos Avançados, Princeton, Nova Jersey 1967

Referências

1. G. Cocconi e P. Morrison, Nature 184, 844 (1959).
2. Science 131, 1303 (29 de abril de 1960).
3. W. M. Sinton e J. Strong, Astrophys. 131, 459, 470 (1960).