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Aula 14 Vida fora da Terra
Maria de Faacutetima Oliveira Saraiva Kepler de Souza Oliveira Filho e Alexei Machado Muumlller
Introduccedilatildeo
Prezado aluno nesta aula vamos estudar a procura
de vida fora da Terra e as condiccedilotildees necessaacuterias para a
existecircncia de vida em um planeta Para isso temos que
discutir tambeacutem qual eacute a origem da vida e o que diferencia
seres vivos de simples mateacuteria orgacircnica A existecircncia de vida
resulta de uma sequecircncia natural de evoluccedilatildeo quiacutemica e
bioloacutegica de mateacuteria preacute-existente regidas pelas leis fiacutesicas
O fundamental eacute que seres vivos satildeo organismos que se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e reproduzem essas
mutaccedilotildees passando por uma seleccedilatildeo cumulativa Para a
vida inteligente se faz necessaacuteria mais de centena de
bilhotildees de ceacutelulas diferenciadas em um organismo
extremamente complexo e por isso necessita de um longo
tempo de processo de seleccedilatildeo natural cumulativa
Bom estudo
Figura concepccedilatildeo artiacutestica de
um hipoteacutetico alieniacutegena Fonte
Astrobiology Magazine
(httpwwwastrobionetdebate
236complex-life-elsewhere-in-
the-universe)
Objetivos Nesta aula trataremos da possibilidade de
existecircncia de vida fora da Terra e esperamos que ao final
vocecirc esteja habilitado a
identificar as caracteriacutesticas bioloacutegicas dos
seres vivos e os elementos quiacutemicos
essenciais para a vida como a
conhecemos
definir e caracterizar extremoacutefilos
listar as condiccedilotildees necessaacuterias para que um
planeta seja habitaacutevel
identificar os tipos de estrelas adequadas
para terem planetas habitaacuteveis
identificar possiacuteveis locais que poderiam
abrigar (ou ter abrigado) vida dentro e fora
do sistema solar
usar a equaccedilatildeo de Drake para estimar o
nuacutemero de civilizaccedilotildees existentes na Via
Laacutectea com quem se poderia estabelecer
contato
reconhecer a dificuldade de realizar
viagens a outras estrelas e seus possiacuteveis
planetas
Estaremos soacutes no Universo Temos aiacute uma questatildeo muito instigante A origem
da vida e a existecircncia de vida extraterrestre vecircm sendo
focalizadas nos noticiaacuterios com grande intensidade desde
os anos 1950 mas de forma crescente nos uacuteltimos anos
com a possiacutevel detecccedilatildeo de vida microscoacutepica em Marte
e da existecircncia de aacutegua em forma de oceanos sob uma
manta congelada na lua Europa de Juacutepiter e em Marte
Entre a existecircncia de vida simplesmente e a existecircncia de
vida inteligente tem uma enorme diferenccedila a vida na
Terra existe haacute 35 bilhotildees de anos mas apenas nos uacuteltimos
120000 anos temos vida inteligente Mas como disse Carl
Sagan em seu livro Contato ldquoO universo eacute um lugar
imenso Se estamos soacutes eacute um grande desperdiacutecio de
espaccedilordquo
O que diferencia seres vivos
de simples mateacuteria orgacircnica No contexto de evoluccedilatildeo coacutesmica a vida resulta
de uma sequecircncia natural de evoluccedilatildeo quiacutemica e
bioloacutegica da mateacuteria preacute-existente regida pelas leis fiacutesicas
A regra fundamental eacute que os seres vivos satildeo organismos
(conjuntos de ceacutelulas) que tecircm metabolismo (realizam
processos de transformaccedilotildees quiacutemicas agrave custa de
energia) se reproduzem (fazem coacutepias do organismo
mediante transferecircncia geneacutetica) sofrem mutaccedilotildees
(mudam suas caracteriacutesticas individuais) e evoluem
(reproduzem a mutaccedilatildeo passando por seleccedilatildeo natural)
A vida na Terra tem uma enorme variedade de
formas mas todos os tipos de organismos vivos usam os Aula 14 p2
mesmos tipos de aacutetomos em sua estrutura carbono
hidrogecircnio oxigecircnio e nitrogecircnio Esses elementos satildeo os
componentes baacutesicos dos aminoaacutecidos - moleacuteculas
orgacircnicas que formam longas cadeias - constituindo
moleacuteculas maiores e mais complexas chamadas proteiacutenas
responsaacuteveis por determinar as caracteriacutesticas dos
organismos vivos e realizar todas as suas funccedilotildees
Essas moleacuteculas complexas se formam graccedilas ao
carbono que tem a capacidade eleacutetrica de se combinar
em longas cadeias Toda a vida na Terra eacute baseada no
carbono
A vida na Terra
A vida na Terra possivelmente se originou a partir de
reaccedilotildees quiacutemicas entre moleacuteculas orgacircnicas complexas
presentes na jovem Terra Essa hipoacutetese foi testada pela
primeira vez em um experimento famoso realizado na
Universidade de Chicago por Stanley Miller e Harold Urey
No experimento eles mostraram que em uma atmosfera
sem oxigecircnio livre como seria a atmosfera primordial a
accedilatildeo de descargas eleacutetricas ndash como as proporcionadas
por raios ndash eacute possiacutevel transformar 2 de carbono em
aminoaacutecidos os ingredientes baacutesicos da vida
Figura 020401O experimentode Miller (na foto) e Urey o frasco
de baixo conteacutem o oceano de aacutegua que ao ser aquecido
forccedila vapor de aacutegua a circular pelo aparato O frasco de cima
conteacutem a atmosfera com metano (CH4) amocircnia (NH3)
hidrogecircnio (H2) e o vapor de aacutegua Quando uma descarga
eleacutetrica (raio) passa pelos gases eles interagem gerando amino
aacutecidos (glicina alanina aacutecidos aspaacutetico e glutacircmico entre
outros) 15 do carbono do metano original combinaram-se em
compostos orgacircnicos
A atmosfera Primordial
A Terra natildeo se formou com a mesma composiccedilatildeo
do Sol pois nela faltam os elementos primaacuterios leves e
volaacuteteis incapazes de se condensar na regiatildeo
demasiadamente quente da nebulosa solar onde a Terra
se formou Depois os elementos leves secundaacuterios foram
perdidos pelo proto-planeta porque sua massa pequena e
temperatura elevada natildeo permitiram a retenccedilatildeo da
atmosfera A atmosfera primitiva resultou do degasamento
do interior quente e era alimentada atraveacutes da intensa
atividade vulcacircnica que perdurou por cerca de 100
milhotildees de anos apoacutes sua formaccedilatildeo Apesar da ejeccedilatildeo de
H2O CO2 HS2 CH4 e NH3 na atmosfera esta natildeo possuiacutea
oxigecircnio livre como hoje que poderia destruir moleacuteculas
orgacircnicas A formaccedilatildeo de moleacuteculas complexas requeria
energia de radiaccedilatildeo com comprimentos de onda
menores que 2200Aring providos por relacircmpagos e pelo
proacuteprio Sol jaacute que natildeo havia ainda na Terra a camada de
ozocircnio que bloqueia a radiaccedilatildeo ultravioleta
Vida na Terra
Possivelmente se
originou de reaccedilotildees
quiacutemicas entre
moleacuteculas orgacircnicas
complexas presentes
na Terra
Aula 14 p3
A busca de vida fora da Terra
Vaacuterios meteoritos encontrados na Terra apresentam
aminoaacutecidos de origem extraterrestre indicando que os
compostos orgacircnicos existem no espaccedilo
Embora nenhuma evidecircncia concreta de vida tenha
ateacute agora sido encontrada fora da Terra os elementos
baacutesicos para sua existecircncia parecem existir em outros lugares
No meio interestelar mais de 140 moleacuteculas orgacircnicas jaacute
foram identificadas compostos orgacircnicos tambeacutem foram
encontrados na atmosfera de Titan sateacutelite de Saturno
A lua Europa de Juacutepiter reuacutene os elementos
fundamentais para a vida calor aacutegua e material orgacircnico
procedente de cometas e meteoritos
Outros indicadores de vida satildeo a detecccedilatildeo de
oxigecircnio e de dioacutexido de carbono Oxigecircnio eacute um elemento
que rapidamente se combina com outros elementos de
modo que eacute difiacutecil acumular oxigecircnio na atmosfera de um
planeta sem um mecanismo de constante geraccedilatildeo Um
mecanismo de geraccedilatildeo de oxigecircnio eacute atraveacutes de plantas
que consomem aacutegua nitrogecircnio e dioacutexido de carbono como
nutrientes e eliminam oxigecircnio O dioacutexido de carbono (CO2)
eacute um produto da vida animal na Terra
Um grande impulso agrave astrobiologia foi proporcionado
pela descoberta em 1965 de formas de vida primitiva que
sobrevivem em ambientes extremos os chamados
extremoacutefilos
Figura 020402 Bacteacuteria extremoacutefila Polaromonas vacuolata
Esses seres em geral satildeo unicelulares mas alguns satildeo
pluricelulares Existem diferentes tipos de extremoacutefilos
dependendo do tipo de condiccedilatildeo extrema que suportam
temperatura pressatildeo acidez salinidade gravidade
radiaccedilatildeo etc
Por exemplo aqui na Terra jaacute foram encontrados
diferentes microorganismos que vivem em condiccedilotildees
extremas Por exemplo
- a bacteacuteria Polaromonas vacuolata que vive
quilocircmetros abaixo da superfiacutecie nos polos sob temperaturas
dezenas de graus Celsius abaixo de zero bacteacuterias em uma
mina de ouro da Aacutefrica do Sul a 35 km de profundidade
microorganismos que vivem dentro de rochas de granito
que se acreditava completamente esteacutereis pela completa
falta de nutrientes microacutebios super-resistentes como o
Methanopyrus kandleri que vivem no interior de vulcotildees
submarinos em temperaturas de ateacute 113 oC
Extremoacutefilos
Formas de vida
primitiva que
sobrevive em
ambientes extremos
Aula 4 p4
Astrobiologia
Ciecircncia que estuda a
vida no universo
tambeacutem chamada
exobiologia
Essas bacteacuterias se alimentam de gases como o
metano e outros elementos quiacutemicos como ferro enxofre e
manganecircs O microacutebio Pyrolobus fumarii era a forma de vida
mais resistente agraves altas temperaturas ateacute 2003 Os cientistas
haviam registrado exemplares desses organismos vivendo a
113oC Derek Lovley e Kazem Kashefi ambos da Universidade
de Massachusetts Estados Unidos identificaram uma
arqueobacteacuteria (a forma mais primitiva de vida que se
conhece) que se reproduziu em um forno a ateacute 121 oC Ele foi
encontrado em um vulcatildeo submarino no Havaiacute Segundo
Lovley esses microrganismos usam ferro para produzir energia
Note que os fornos esterilizadores em geral trabalham a (no
maacuteximo) 121 oC
E outras como as Sulfolobus acidocaldarius acidoacutefilos
que vivem em fontes de aacutecido sulfuacuterico Deinococcus
radiodurans eacute um extremoacutefilo radiorresistente que consegue
sobriver a doses de radiaccedilatildeo de 5 000 grays Uma dose de 1
gray equivale agrave absorccedilatildeo de 1 joule por quiilograma 10 grays
satildeo suficientes para matar um ser humano
Em 2010 Felisa Wolfe-Simon e colaboradores do NASA
Exobiology and Evolutionary Biology (ExoEvo) Program e do
NASA Astrobiology Institute divulgaram que a bacteacuteria
Gammaproteobacteria GFAJ-1 encontrada em um lago na
Califoacuternia eacute uma extremoacutefila halofiacutelica capaz de substituir o
foacutesforo (P) por arsecircnico (As) no seu DNA
Habitabilidade
A busca de vida fora da Terra estaacute vinculada ao
conceito de habitabilidade que define as condiccedilotildees miacutenimas
que um planeta deve ter para poder desenvolver vida como
a conhecemos
Essas condiccedilotildees satildeo
que tenha temperatura entre 0 oC e 100 oC de
forma a possibilitar a existecircncia de aacutegua liacutequida A
aacutegua liacutequida eacute necessaacuteria para permitir o
movimento das partiacuteculas e a eventual formaccedilatildeo
de moleacuteculas orgacircnicas complexas
que tenha fontes de energia (luz estelar calor
interno ou energia quiacutemica ) para manter o
metabolismo
que seja estaacutevel e tenha durabilidade de bilhotildees
de anos para dar tempo de a vida se
desenvolver
Os planetas que tecircm essas condiccedilotildees em geral satildeo
planetas teluacutericos que estejam na zona de habitabilidade de
sua estrela ou seja a uma distacircncia tal da estrela que a
temperatura seja adequada para a existecircncia da aacutegua
liacutequida No sistema solar apenas a Terra estaacute na zona de
habitabilidade do Sol Vecircnus jaacute fica muito quente e Marte jaacute
fica muito frio
Figura 020403 Na Faixa em azul temos a zona de habitabilidade do Sistema
Solar
Zona de habitabilidade
Regiatildeo que apresenta
as condiccedilotildees miacutenimas
para desenvolver vida
assim como a
conhecemos
- temperatura
adequada para
existecircncia de aacutegua
liacutequida
- fontes de energia para
manutenccedilatildeo do
metabolismo
- zona estaacutevel com
durabilidade para
desenvolvimento da
vida
Aula 14 p5
Gray
(Gy) unidade no
Sistema Internacional
Indica a quantidade
de energia de
radiaccedilatildeo ionizante
absorvida (ou dose)
por unidade de massa
onde
1 Gy = 1 J kg-1
a unidade eacute em
homenagem agrave Louis
Harold Gray (1905ndash
1965) radiologista
britacircnico
Vida no Sistema Solar
Apesar de Marte atualmente ser muito frio eacute possiacutevel
que tenha tido aacutegua liacutequida no passado Essa ideia eacute
sustentada pela observaccedilatildeo do relevo marciano mostrando
estruturas que parecem leitos secos de rios e pela
observaccedilatildeo recente de aacutegua congelada na sua superfiacutecie
Atualmente natildeo se descarta a possibilidade de que Marte
ainda tenha aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie e mesmo
que tenha vida microscoacutepica O meteorio ALH84001
proveniente de Marte mostra depoacutesitos minerais que ainda
estatildeo sob disputa cientiacutefica se satildeo restos de nanobacteacuterias
compostos orgacircnicos simples ou contaminaccedilatildeo ocorrida na
proacutepria Terra
Os outros possiacuteveis nichos de vida microscoacutepica no
sistema solar satildeo Europa e Titatilde sateacutelites de Juacutepiter e de
Saturno respectivamente
Europa tem a superfiacutecie coberta de gelo (60 km de
espessura) com profundas fendas possivelmente formadas
por aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie Embora esteja em
uma regiatildeo muito fria do sistema solar as forccedilas de mareacute
produzidas por Juacutepiter geram o calor necessaacuterio para
possibilitar a existecircncia de organismos do tipo extremoacutefilos
vivendo nas profundidades do planeta a exemplo dos
hipertermoacutefilos que vivem nos abismos oceacircnicos da Terra
Figura 020404 A superfiacutecie congelada e trincada de Europa (agrave esquerda) e
a representaccedilatildeo de um possiacutevel oceano liacutequido abaixo da superfiacutecie (agrave
direita)
Titatilde natildeo tem aacutegua congelada mas a sonda Cassini
em 2008 confirmou a existecircncia de um grande lago de
etano que poderia servir como elemento liacutequido para
desenvolvimento de vida
Busca de vida fora do sistema solar que estrelas
podem ter planetas habitaacuteveis
Desde 1992 ateacute setembro de 2011 683 planetas
extrassolares jaacute foram descobertos em vaacuterias estrelas na
nossa Galaacutexia sendo a grande maioria planetas gigantes
gasosos O grande interesse dos cientistas eacute encontrar um
planeta que seja do tipo da Terra
Ao procurar outros planetas parecidos com a Terra
orbitando outras estrelas os cientistas selecionam as estrelas
que sejam parecidas com o Sol em aspectos que passamos
a discutir
A estrela natildeo pode ser nem muito jovem nem muito
velha
As estrelas tecircm que ser velhas o suficiente para terem
tido tempo de desenvolver uma zona de habitabilidade
estaacutevel estaacutevel mas tecircm que ser jovens o suficiente para
ainda terem um tempo de vida estaacutevel pela frente
Aula 14 p6
A estrela natildeo pode ser nem muito massiva nem
pouco massiva (03 MSol le M le 15 MSol)
Estrelas muito massivas desempenham papel crucial
no desenvolvimento da vida pois geram os elementos
necessaacuterios para isso mas duram muito pouco e emitem
muita radiaccedilatildeo ultravioleta Estrelas muito pouco massivas
duram muito tempo mas tecircm suas zonas de habitabilidade
muito estreitas e muito perto da estrela
A proximidade da estrela levaria a forccedilas de mareacute
muito intensas que levariam o planeta a sincronizar seu
periacuteodo de rotaccedilatildeo com o de translaccedilatildeo deixando sempre
o mesmo lado do planeta voltado para estrela de forma
que um hemisfeacuterio ficaria muito quente o outro muito frio
Aleacutem disso as estrelas pouco massivas tecircm intensa
atividade cromosfeacuterica com grandes elevaccedilotildees de
temperatura e emissatildeo de partiacuteculas energeacuteticas nocivas agrave
vida
A estrela deve permitir que seus planetas tenham
oacuterbitas estaacuteveis
A estabilidade das oacuterbitas eacute mais provaacutevel de
ocorrer em estrelas solitaacuterias como o Sol Estrelas duplas
podem ter oacuterbitas estaacuteveis apenas caso estejam muito
proacuteximas uma da outra de forma a ter uma zona de
habitablidade comum ou muito distante uma da outra de
forma que cada uma tenha sua proacutepria zona de
habitabilidade natildeo afetada pela outra Sistemas com mais
de uma companheira satildeo improvaacuteveis
A estrela deve ter metalicidade alta
A estrela deve ter uma quantidade suficiente de
metais para permitir a formaccedilatildeo de planetas rochosos
As restriccedilotildees a respeito dos tipos de estrelas que satildeo
adequadas a terem planetas habitaacuteveis acabam por
restringir a proacutepria regiatildeo da Galaacutexia onde essas estrelas
podem ser encontradas definindo uma zona de
habitabilidade na Galaacutexia um anel circular em torno do
centro da Galaacutexia com espessura de 2 kpc e com raio
meacutedio igual agrave distacircncia do Sol ao centro da Galaacutexia ou
seja 8 kpc
Nessa regiatildeo as oacuterbitas das estrelas satildeo quase
circulares e estatildeo separadas por alguns anos-luz de
maneira que encontros entre elas satildeo eventos
extremamente raros Nas regiotildees mais internas a distacircncia
entre as estrelas eacute menor Nas regiotildees mais distantes do
centro os encontros entre as estrelas satildeo ainda mais raros
mas a metalicidade jaacute eacute muito baixa para permitir a
formaccedilatildeo de planetas rochosos
Vida inteligente na Galaacutexia
Segundo a paleontologia foacutesseis microscoacutepicos de
bacteacuteria e algas datando de 38 bilhotildees de anos satildeo as
evidecircncias de vida mais remotas na Terra Portanto cerca
de 1 bilhatildeo de anos apoacutes a formaccedilatildeo da Terra a evoluccedilatildeo
molecular jaacute havido dado origem agrave vida Desde entatildeo as
formas de vida sofreram muitas mutaccedilotildees e a evoluccedilatildeo
darwiniana selecionou as formas de vida mais adaptadas
agraves condiccedilotildees climaacuteticas da Terra que mudaram com o
tempo A evoluccedilatildeo do Homo Sapiens entretanto por sua
alta complexidade levou 38 bilhotildees de anos pois sua
existecircncia data de 300000 anos atraacutes O Homo Sapiens soacute
tem 125000 anos e a civilizaccedilatildeo somente 10000 anos com
o fim da uacuteltima idade do gelo Portanto na Terra foram
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
Aula 14 p7
Condiccedilotildees para estrelas
terem planetas habitaacuteveis
- a estrela natildeo
pode ser nem muito jovem
nem muito velha
- a estrela natildeo
pode ser nem muito massiva
nem muito pouco massiva
- a estrela deve
permitir que seus planetas
tenham oacuterbitas estaacuteveis
- a estrela deve ter
metalicidade alta
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
inteligente evoluir
A inteligecircncia interesse sobre o que estaacute
acontecendo no Universo eacute um desdobramento da vida
na Terra resultado da evoluccedilatildeo e seleccedilatildeo natural A
possibilidade de vida inteligente em outros planetas do
sistema solar estaacute descartada atualmente mas como
existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea e 100 bilhotildees
de galaacutexias no Universo parece altamente improvaacutevel
que sejamos a uacutenica civilizaccedilatildeo existente
Figura 020405 Os seres inteligentes produzem manifestaccedilotildees artificiais
como as ondas eletromagneacuteticas moduladas em amplitude (AM) ou
frequecircncia (FM) produzidas pelos terraacutequeos para transmitir informaccedilatildeo
(sinais com estrutura loacutegica) Acreditando que possiacuteveis seres extra-
terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar desde 1960 se
usam radiotelescoacutepios para tentar captar sinais deles
Figura 020406 Radiotelescoacutepio para tentar captar sinais de extra-
terrestres
A busca por inteligecircncia extraterrestre que em
inglecircs recebe a sigla SETI (Search for Extra-Terrestrial
Intelligence) tem sido feita numa faixa do espectro
eletromagneacutetico situada na regiatildeo do raacutedio em que o
ruiacutedo coacutesmico (emissatildeo provinda de estrelas meio
interestelar e outras galaacutexias) eacute relativamente baixode
maneira que fica mais faacutecil identificar eventuais sinais
provindos de civilizaccedilotildees em outros planetas
Vida Inteligente
1 bilhatildeo de anos foi o
tempo para ter origem a
forma de vida mais
elementar
Para a evoluccedilatildeo ateacute o
Homo Sapiens devido agrave
sua complexidade foi
necessaacuterio 38 bilhotildees de
anos
Aula 14 p8
O projeto Phoenix ndash o projeto mais completo
realizado no acircmbito do SETI ndash procurou detectar sinais
inteligentes em cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol
num raio de 200 anos-luz de distacircncia usando os maiores
raacutedio telescoacutepios do mundo durante 10 anos (1994 a
2004) mas chegou ao fim sem encontrar qualquer
emissatildeo equivalente aos transmissores de nossos radares
militares na regiatildeo entre 1200 e 3000 MHz Por motivo de
falta de investimentos o projeto SETI foi temporariamente
desativado em abril de 2011
A equaccedilatildeo de Drake
Figura 020407 Frank Donald Drake e sua equaccedilatildeo
A estimativa do nuacutemero N de civilizaccedilotildees capazes
de se comunicar existentes em nossa Galaacutexia pode ser
discutida com o auxiacutelio da equaccedilatildeo de Drake proposta
em 1961 pelo astrocircnomo Frank Donald Drake pioneiro do
projeto SETI A ideia baacutesica da equaccedilatildeo eacute que o nuacutemero
de civilizaccedilotildees existentes na nossa Galaacutexia (N) que satildeo
capazes de se comunicar eacute igual ao nuacutemero de
civilizaccedilotildees que podem ter surgido no tempo de vida da
Galaacutexia (o que depende de vaacuterios fatores) times fraccedilatildeo desse
tempo que dura uma civilizaccedilatildeo (t)
A Equaccedilatildeo de Drake
( )( )( )( )( )( )( )p T v i c
N R f n f f f t
onde
N = nuacutemero de civilizaccedilotildees em nossa Galaacutexia capazes de
se comunicar
R = taxa de formaccedilatildeo de estrelas na Galaacutexia (entre 2 e
20)
fp = fraccedilatildeo provaacutevel de estrelas que tecircm planetas (menor
que 04)
nT = nuacutemero de planetas ou luas com condiccedilotildees
parecidas com as da Terra por estrela que tem planetas (0
-100)
fv = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que abrigam vida (0 ndash 1)
fi = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que desenvolveram vida
inteligente ( 0 ndash 1)
fc = fraccedilatildeo de espeacutecies inteligentes que podem e querem
se comunicar ( 0 ndash 1)
t = tempo de vida de tal civilizaccedilatildeo (10 ndash 109)
Aula 14 p9
Equaccedilatildeo de Drake
Indica o que
o que precisamos
saber para descobrir
vida inteligente no
espaccedilo
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
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Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
Objetivos Nesta aula trataremos da possibilidade de
existecircncia de vida fora da Terra e esperamos que ao final
vocecirc esteja habilitado a
identificar as caracteriacutesticas bioloacutegicas dos
seres vivos e os elementos quiacutemicos
essenciais para a vida como a
conhecemos
definir e caracterizar extremoacutefilos
listar as condiccedilotildees necessaacuterias para que um
planeta seja habitaacutevel
identificar os tipos de estrelas adequadas
para terem planetas habitaacuteveis
identificar possiacuteveis locais que poderiam
abrigar (ou ter abrigado) vida dentro e fora
do sistema solar
usar a equaccedilatildeo de Drake para estimar o
nuacutemero de civilizaccedilotildees existentes na Via
Laacutectea com quem se poderia estabelecer
contato
reconhecer a dificuldade de realizar
viagens a outras estrelas e seus possiacuteveis
planetas
Estaremos soacutes no Universo Temos aiacute uma questatildeo muito instigante A origem
da vida e a existecircncia de vida extraterrestre vecircm sendo
focalizadas nos noticiaacuterios com grande intensidade desde
os anos 1950 mas de forma crescente nos uacuteltimos anos
com a possiacutevel detecccedilatildeo de vida microscoacutepica em Marte
e da existecircncia de aacutegua em forma de oceanos sob uma
manta congelada na lua Europa de Juacutepiter e em Marte
Entre a existecircncia de vida simplesmente e a existecircncia de
vida inteligente tem uma enorme diferenccedila a vida na
Terra existe haacute 35 bilhotildees de anos mas apenas nos uacuteltimos
120000 anos temos vida inteligente Mas como disse Carl
Sagan em seu livro Contato ldquoO universo eacute um lugar
imenso Se estamos soacutes eacute um grande desperdiacutecio de
espaccedilordquo
O que diferencia seres vivos
de simples mateacuteria orgacircnica No contexto de evoluccedilatildeo coacutesmica a vida resulta
de uma sequecircncia natural de evoluccedilatildeo quiacutemica e
bioloacutegica da mateacuteria preacute-existente regida pelas leis fiacutesicas
A regra fundamental eacute que os seres vivos satildeo organismos
(conjuntos de ceacutelulas) que tecircm metabolismo (realizam
processos de transformaccedilotildees quiacutemicas agrave custa de
energia) se reproduzem (fazem coacutepias do organismo
mediante transferecircncia geneacutetica) sofrem mutaccedilotildees
(mudam suas caracteriacutesticas individuais) e evoluem
(reproduzem a mutaccedilatildeo passando por seleccedilatildeo natural)
A vida na Terra tem uma enorme variedade de
formas mas todos os tipos de organismos vivos usam os Aula 14 p2
mesmos tipos de aacutetomos em sua estrutura carbono
hidrogecircnio oxigecircnio e nitrogecircnio Esses elementos satildeo os
componentes baacutesicos dos aminoaacutecidos - moleacuteculas
orgacircnicas que formam longas cadeias - constituindo
moleacuteculas maiores e mais complexas chamadas proteiacutenas
responsaacuteveis por determinar as caracteriacutesticas dos
organismos vivos e realizar todas as suas funccedilotildees
Essas moleacuteculas complexas se formam graccedilas ao
carbono que tem a capacidade eleacutetrica de se combinar
em longas cadeias Toda a vida na Terra eacute baseada no
carbono
A vida na Terra
A vida na Terra possivelmente se originou a partir de
reaccedilotildees quiacutemicas entre moleacuteculas orgacircnicas complexas
presentes na jovem Terra Essa hipoacutetese foi testada pela
primeira vez em um experimento famoso realizado na
Universidade de Chicago por Stanley Miller e Harold Urey
No experimento eles mostraram que em uma atmosfera
sem oxigecircnio livre como seria a atmosfera primordial a
accedilatildeo de descargas eleacutetricas ndash como as proporcionadas
por raios ndash eacute possiacutevel transformar 2 de carbono em
aminoaacutecidos os ingredientes baacutesicos da vida
Figura 020401O experimentode Miller (na foto) e Urey o frasco
de baixo conteacutem o oceano de aacutegua que ao ser aquecido
forccedila vapor de aacutegua a circular pelo aparato O frasco de cima
conteacutem a atmosfera com metano (CH4) amocircnia (NH3)
hidrogecircnio (H2) e o vapor de aacutegua Quando uma descarga
eleacutetrica (raio) passa pelos gases eles interagem gerando amino
aacutecidos (glicina alanina aacutecidos aspaacutetico e glutacircmico entre
outros) 15 do carbono do metano original combinaram-se em
compostos orgacircnicos
A atmosfera Primordial
A Terra natildeo se formou com a mesma composiccedilatildeo
do Sol pois nela faltam os elementos primaacuterios leves e
volaacuteteis incapazes de se condensar na regiatildeo
demasiadamente quente da nebulosa solar onde a Terra
se formou Depois os elementos leves secundaacuterios foram
perdidos pelo proto-planeta porque sua massa pequena e
temperatura elevada natildeo permitiram a retenccedilatildeo da
atmosfera A atmosfera primitiva resultou do degasamento
do interior quente e era alimentada atraveacutes da intensa
atividade vulcacircnica que perdurou por cerca de 100
milhotildees de anos apoacutes sua formaccedilatildeo Apesar da ejeccedilatildeo de
H2O CO2 HS2 CH4 e NH3 na atmosfera esta natildeo possuiacutea
oxigecircnio livre como hoje que poderia destruir moleacuteculas
orgacircnicas A formaccedilatildeo de moleacuteculas complexas requeria
energia de radiaccedilatildeo com comprimentos de onda
menores que 2200Aring providos por relacircmpagos e pelo
proacuteprio Sol jaacute que natildeo havia ainda na Terra a camada de
ozocircnio que bloqueia a radiaccedilatildeo ultravioleta
Vida na Terra
Possivelmente se
originou de reaccedilotildees
quiacutemicas entre
moleacuteculas orgacircnicas
complexas presentes
na Terra
Aula 14 p3
A busca de vida fora da Terra
Vaacuterios meteoritos encontrados na Terra apresentam
aminoaacutecidos de origem extraterrestre indicando que os
compostos orgacircnicos existem no espaccedilo
Embora nenhuma evidecircncia concreta de vida tenha
ateacute agora sido encontrada fora da Terra os elementos
baacutesicos para sua existecircncia parecem existir em outros lugares
No meio interestelar mais de 140 moleacuteculas orgacircnicas jaacute
foram identificadas compostos orgacircnicos tambeacutem foram
encontrados na atmosfera de Titan sateacutelite de Saturno
A lua Europa de Juacutepiter reuacutene os elementos
fundamentais para a vida calor aacutegua e material orgacircnico
procedente de cometas e meteoritos
Outros indicadores de vida satildeo a detecccedilatildeo de
oxigecircnio e de dioacutexido de carbono Oxigecircnio eacute um elemento
que rapidamente se combina com outros elementos de
modo que eacute difiacutecil acumular oxigecircnio na atmosfera de um
planeta sem um mecanismo de constante geraccedilatildeo Um
mecanismo de geraccedilatildeo de oxigecircnio eacute atraveacutes de plantas
que consomem aacutegua nitrogecircnio e dioacutexido de carbono como
nutrientes e eliminam oxigecircnio O dioacutexido de carbono (CO2)
eacute um produto da vida animal na Terra
Um grande impulso agrave astrobiologia foi proporcionado
pela descoberta em 1965 de formas de vida primitiva que
sobrevivem em ambientes extremos os chamados
extremoacutefilos
Figura 020402 Bacteacuteria extremoacutefila Polaromonas vacuolata
Esses seres em geral satildeo unicelulares mas alguns satildeo
pluricelulares Existem diferentes tipos de extremoacutefilos
dependendo do tipo de condiccedilatildeo extrema que suportam
temperatura pressatildeo acidez salinidade gravidade
radiaccedilatildeo etc
Por exemplo aqui na Terra jaacute foram encontrados
diferentes microorganismos que vivem em condiccedilotildees
extremas Por exemplo
- a bacteacuteria Polaromonas vacuolata que vive
quilocircmetros abaixo da superfiacutecie nos polos sob temperaturas
dezenas de graus Celsius abaixo de zero bacteacuterias em uma
mina de ouro da Aacutefrica do Sul a 35 km de profundidade
microorganismos que vivem dentro de rochas de granito
que se acreditava completamente esteacutereis pela completa
falta de nutrientes microacutebios super-resistentes como o
Methanopyrus kandleri que vivem no interior de vulcotildees
submarinos em temperaturas de ateacute 113 oC
Extremoacutefilos
Formas de vida
primitiva que
sobrevive em
ambientes extremos
Aula 4 p4
Astrobiologia
Ciecircncia que estuda a
vida no universo
tambeacutem chamada
exobiologia
Essas bacteacuterias se alimentam de gases como o
metano e outros elementos quiacutemicos como ferro enxofre e
manganecircs O microacutebio Pyrolobus fumarii era a forma de vida
mais resistente agraves altas temperaturas ateacute 2003 Os cientistas
haviam registrado exemplares desses organismos vivendo a
113oC Derek Lovley e Kazem Kashefi ambos da Universidade
de Massachusetts Estados Unidos identificaram uma
arqueobacteacuteria (a forma mais primitiva de vida que se
conhece) que se reproduziu em um forno a ateacute 121 oC Ele foi
encontrado em um vulcatildeo submarino no Havaiacute Segundo
Lovley esses microrganismos usam ferro para produzir energia
Note que os fornos esterilizadores em geral trabalham a (no
maacuteximo) 121 oC
E outras como as Sulfolobus acidocaldarius acidoacutefilos
que vivem em fontes de aacutecido sulfuacuterico Deinococcus
radiodurans eacute um extremoacutefilo radiorresistente que consegue
sobriver a doses de radiaccedilatildeo de 5 000 grays Uma dose de 1
gray equivale agrave absorccedilatildeo de 1 joule por quiilograma 10 grays
satildeo suficientes para matar um ser humano
Em 2010 Felisa Wolfe-Simon e colaboradores do NASA
Exobiology and Evolutionary Biology (ExoEvo) Program e do
NASA Astrobiology Institute divulgaram que a bacteacuteria
Gammaproteobacteria GFAJ-1 encontrada em um lago na
Califoacuternia eacute uma extremoacutefila halofiacutelica capaz de substituir o
foacutesforo (P) por arsecircnico (As) no seu DNA
Habitabilidade
A busca de vida fora da Terra estaacute vinculada ao
conceito de habitabilidade que define as condiccedilotildees miacutenimas
que um planeta deve ter para poder desenvolver vida como
a conhecemos
Essas condiccedilotildees satildeo
que tenha temperatura entre 0 oC e 100 oC de
forma a possibilitar a existecircncia de aacutegua liacutequida A
aacutegua liacutequida eacute necessaacuteria para permitir o
movimento das partiacuteculas e a eventual formaccedilatildeo
de moleacuteculas orgacircnicas complexas
que tenha fontes de energia (luz estelar calor
interno ou energia quiacutemica ) para manter o
metabolismo
que seja estaacutevel e tenha durabilidade de bilhotildees
de anos para dar tempo de a vida se
desenvolver
Os planetas que tecircm essas condiccedilotildees em geral satildeo
planetas teluacutericos que estejam na zona de habitabilidade de
sua estrela ou seja a uma distacircncia tal da estrela que a
temperatura seja adequada para a existecircncia da aacutegua
liacutequida No sistema solar apenas a Terra estaacute na zona de
habitabilidade do Sol Vecircnus jaacute fica muito quente e Marte jaacute
fica muito frio
Figura 020403 Na Faixa em azul temos a zona de habitabilidade do Sistema
Solar
Zona de habitabilidade
Regiatildeo que apresenta
as condiccedilotildees miacutenimas
para desenvolver vida
assim como a
conhecemos
- temperatura
adequada para
existecircncia de aacutegua
liacutequida
- fontes de energia para
manutenccedilatildeo do
metabolismo
- zona estaacutevel com
durabilidade para
desenvolvimento da
vida
Aula 14 p5
Gray
(Gy) unidade no
Sistema Internacional
Indica a quantidade
de energia de
radiaccedilatildeo ionizante
absorvida (ou dose)
por unidade de massa
onde
1 Gy = 1 J kg-1
a unidade eacute em
homenagem agrave Louis
Harold Gray (1905ndash
1965) radiologista
britacircnico
Vida no Sistema Solar
Apesar de Marte atualmente ser muito frio eacute possiacutevel
que tenha tido aacutegua liacutequida no passado Essa ideia eacute
sustentada pela observaccedilatildeo do relevo marciano mostrando
estruturas que parecem leitos secos de rios e pela
observaccedilatildeo recente de aacutegua congelada na sua superfiacutecie
Atualmente natildeo se descarta a possibilidade de que Marte
ainda tenha aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie e mesmo
que tenha vida microscoacutepica O meteorio ALH84001
proveniente de Marte mostra depoacutesitos minerais que ainda
estatildeo sob disputa cientiacutefica se satildeo restos de nanobacteacuterias
compostos orgacircnicos simples ou contaminaccedilatildeo ocorrida na
proacutepria Terra
Os outros possiacuteveis nichos de vida microscoacutepica no
sistema solar satildeo Europa e Titatilde sateacutelites de Juacutepiter e de
Saturno respectivamente
Europa tem a superfiacutecie coberta de gelo (60 km de
espessura) com profundas fendas possivelmente formadas
por aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie Embora esteja em
uma regiatildeo muito fria do sistema solar as forccedilas de mareacute
produzidas por Juacutepiter geram o calor necessaacuterio para
possibilitar a existecircncia de organismos do tipo extremoacutefilos
vivendo nas profundidades do planeta a exemplo dos
hipertermoacutefilos que vivem nos abismos oceacircnicos da Terra
Figura 020404 A superfiacutecie congelada e trincada de Europa (agrave esquerda) e
a representaccedilatildeo de um possiacutevel oceano liacutequido abaixo da superfiacutecie (agrave
direita)
Titatilde natildeo tem aacutegua congelada mas a sonda Cassini
em 2008 confirmou a existecircncia de um grande lago de
etano que poderia servir como elemento liacutequido para
desenvolvimento de vida
Busca de vida fora do sistema solar que estrelas
podem ter planetas habitaacuteveis
Desde 1992 ateacute setembro de 2011 683 planetas
extrassolares jaacute foram descobertos em vaacuterias estrelas na
nossa Galaacutexia sendo a grande maioria planetas gigantes
gasosos O grande interesse dos cientistas eacute encontrar um
planeta que seja do tipo da Terra
Ao procurar outros planetas parecidos com a Terra
orbitando outras estrelas os cientistas selecionam as estrelas
que sejam parecidas com o Sol em aspectos que passamos
a discutir
A estrela natildeo pode ser nem muito jovem nem muito
velha
As estrelas tecircm que ser velhas o suficiente para terem
tido tempo de desenvolver uma zona de habitabilidade
estaacutevel estaacutevel mas tecircm que ser jovens o suficiente para
ainda terem um tempo de vida estaacutevel pela frente
Aula 14 p6
A estrela natildeo pode ser nem muito massiva nem
pouco massiva (03 MSol le M le 15 MSol)
Estrelas muito massivas desempenham papel crucial
no desenvolvimento da vida pois geram os elementos
necessaacuterios para isso mas duram muito pouco e emitem
muita radiaccedilatildeo ultravioleta Estrelas muito pouco massivas
duram muito tempo mas tecircm suas zonas de habitabilidade
muito estreitas e muito perto da estrela
A proximidade da estrela levaria a forccedilas de mareacute
muito intensas que levariam o planeta a sincronizar seu
periacuteodo de rotaccedilatildeo com o de translaccedilatildeo deixando sempre
o mesmo lado do planeta voltado para estrela de forma
que um hemisfeacuterio ficaria muito quente o outro muito frio
Aleacutem disso as estrelas pouco massivas tecircm intensa
atividade cromosfeacuterica com grandes elevaccedilotildees de
temperatura e emissatildeo de partiacuteculas energeacuteticas nocivas agrave
vida
A estrela deve permitir que seus planetas tenham
oacuterbitas estaacuteveis
A estabilidade das oacuterbitas eacute mais provaacutevel de
ocorrer em estrelas solitaacuterias como o Sol Estrelas duplas
podem ter oacuterbitas estaacuteveis apenas caso estejam muito
proacuteximas uma da outra de forma a ter uma zona de
habitablidade comum ou muito distante uma da outra de
forma que cada uma tenha sua proacutepria zona de
habitabilidade natildeo afetada pela outra Sistemas com mais
de uma companheira satildeo improvaacuteveis
A estrela deve ter metalicidade alta
A estrela deve ter uma quantidade suficiente de
metais para permitir a formaccedilatildeo de planetas rochosos
As restriccedilotildees a respeito dos tipos de estrelas que satildeo
adequadas a terem planetas habitaacuteveis acabam por
restringir a proacutepria regiatildeo da Galaacutexia onde essas estrelas
podem ser encontradas definindo uma zona de
habitabilidade na Galaacutexia um anel circular em torno do
centro da Galaacutexia com espessura de 2 kpc e com raio
meacutedio igual agrave distacircncia do Sol ao centro da Galaacutexia ou
seja 8 kpc
Nessa regiatildeo as oacuterbitas das estrelas satildeo quase
circulares e estatildeo separadas por alguns anos-luz de
maneira que encontros entre elas satildeo eventos
extremamente raros Nas regiotildees mais internas a distacircncia
entre as estrelas eacute menor Nas regiotildees mais distantes do
centro os encontros entre as estrelas satildeo ainda mais raros
mas a metalicidade jaacute eacute muito baixa para permitir a
formaccedilatildeo de planetas rochosos
Vida inteligente na Galaacutexia
Segundo a paleontologia foacutesseis microscoacutepicos de
bacteacuteria e algas datando de 38 bilhotildees de anos satildeo as
evidecircncias de vida mais remotas na Terra Portanto cerca
de 1 bilhatildeo de anos apoacutes a formaccedilatildeo da Terra a evoluccedilatildeo
molecular jaacute havido dado origem agrave vida Desde entatildeo as
formas de vida sofreram muitas mutaccedilotildees e a evoluccedilatildeo
darwiniana selecionou as formas de vida mais adaptadas
agraves condiccedilotildees climaacuteticas da Terra que mudaram com o
tempo A evoluccedilatildeo do Homo Sapiens entretanto por sua
alta complexidade levou 38 bilhotildees de anos pois sua
existecircncia data de 300000 anos atraacutes O Homo Sapiens soacute
tem 125000 anos e a civilizaccedilatildeo somente 10000 anos com
o fim da uacuteltima idade do gelo Portanto na Terra foram
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
Aula 14 p7
Condiccedilotildees para estrelas
terem planetas habitaacuteveis
- a estrela natildeo
pode ser nem muito jovem
nem muito velha
- a estrela natildeo
pode ser nem muito massiva
nem muito pouco massiva
- a estrela deve
permitir que seus planetas
tenham oacuterbitas estaacuteveis
- a estrela deve ter
metalicidade alta
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
inteligente evoluir
A inteligecircncia interesse sobre o que estaacute
acontecendo no Universo eacute um desdobramento da vida
na Terra resultado da evoluccedilatildeo e seleccedilatildeo natural A
possibilidade de vida inteligente em outros planetas do
sistema solar estaacute descartada atualmente mas como
existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea e 100 bilhotildees
de galaacutexias no Universo parece altamente improvaacutevel
que sejamos a uacutenica civilizaccedilatildeo existente
Figura 020405 Os seres inteligentes produzem manifestaccedilotildees artificiais
como as ondas eletromagneacuteticas moduladas em amplitude (AM) ou
frequecircncia (FM) produzidas pelos terraacutequeos para transmitir informaccedilatildeo
(sinais com estrutura loacutegica) Acreditando que possiacuteveis seres extra-
terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar desde 1960 se
usam radiotelescoacutepios para tentar captar sinais deles
Figura 020406 Radiotelescoacutepio para tentar captar sinais de extra-
terrestres
A busca por inteligecircncia extraterrestre que em
inglecircs recebe a sigla SETI (Search for Extra-Terrestrial
Intelligence) tem sido feita numa faixa do espectro
eletromagneacutetico situada na regiatildeo do raacutedio em que o
ruiacutedo coacutesmico (emissatildeo provinda de estrelas meio
interestelar e outras galaacutexias) eacute relativamente baixode
maneira que fica mais faacutecil identificar eventuais sinais
provindos de civilizaccedilotildees em outros planetas
Vida Inteligente
1 bilhatildeo de anos foi o
tempo para ter origem a
forma de vida mais
elementar
Para a evoluccedilatildeo ateacute o
Homo Sapiens devido agrave
sua complexidade foi
necessaacuterio 38 bilhotildees de
anos
Aula 14 p8
O projeto Phoenix ndash o projeto mais completo
realizado no acircmbito do SETI ndash procurou detectar sinais
inteligentes em cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol
num raio de 200 anos-luz de distacircncia usando os maiores
raacutedio telescoacutepios do mundo durante 10 anos (1994 a
2004) mas chegou ao fim sem encontrar qualquer
emissatildeo equivalente aos transmissores de nossos radares
militares na regiatildeo entre 1200 e 3000 MHz Por motivo de
falta de investimentos o projeto SETI foi temporariamente
desativado em abril de 2011
A equaccedilatildeo de Drake
Figura 020407 Frank Donald Drake e sua equaccedilatildeo
A estimativa do nuacutemero N de civilizaccedilotildees capazes
de se comunicar existentes em nossa Galaacutexia pode ser
discutida com o auxiacutelio da equaccedilatildeo de Drake proposta
em 1961 pelo astrocircnomo Frank Donald Drake pioneiro do
projeto SETI A ideia baacutesica da equaccedilatildeo eacute que o nuacutemero
de civilizaccedilotildees existentes na nossa Galaacutexia (N) que satildeo
capazes de se comunicar eacute igual ao nuacutemero de
civilizaccedilotildees que podem ter surgido no tempo de vida da
Galaacutexia (o que depende de vaacuterios fatores) times fraccedilatildeo desse
tempo que dura uma civilizaccedilatildeo (t)
A Equaccedilatildeo de Drake
( )( )( )( )( )( )( )p T v i c
N R f n f f f t
onde
N = nuacutemero de civilizaccedilotildees em nossa Galaacutexia capazes de
se comunicar
R = taxa de formaccedilatildeo de estrelas na Galaacutexia (entre 2 e
20)
fp = fraccedilatildeo provaacutevel de estrelas que tecircm planetas (menor
que 04)
nT = nuacutemero de planetas ou luas com condiccedilotildees
parecidas com as da Terra por estrela que tem planetas (0
-100)
fv = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que abrigam vida (0 ndash 1)
fi = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que desenvolveram vida
inteligente ( 0 ndash 1)
fc = fraccedilatildeo de espeacutecies inteligentes que podem e querem
se comunicar ( 0 ndash 1)
t = tempo de vida de tal civilizaccedilatildeo (10 ndash 109)
Aula 14 p9
Equaccedilatildeo de Drake
Indica o que
o que precisamos
saber para descobrir
vida inteligente no
espaccedilo
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
Aula 14 p10
Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
mesmos tipos de aacutetomos em sua estrutura carbono
hidrogecircnio oxigecircnio e nitrogecircnio Esses elementos satildeo os
componentes baacutesicos dos aminoaacutecidos - moleacuteculas
orgacircnicas que formam longas cadeias - constituindo
moleacuteculas maiores e mais complexas chamadas proteiacutenas
responsaacuteveis por determinar as caracteriacutesticas dos
organismos vivos e realizar todas as suas funccedilotildees
Essas moleacuteculas complexas se formam graccedilas ao
carbono que tem a capacidade eleacutetrica de se combinar
em longas cadeias Toda a vida na Terra eacute baseada no
carbono
A vida na Terra
A vida na Terra possivelmente se originou a partir de
reaccedilotildees quiacutemicas entre moleacuteculas orgacircnicas complexas
presentes na jovem Terra Essa hipoacutetese foi testada pela
primeira vez em um experimento famoso realizado na
Universidade de Chicago por Stanley Miller e Harold Urey
No experimento eles mostraram que em uma atmosfera
sem oxigecircnio livre como seria a atmosfera primordial a
accedilatildeo de descargas eleacutetricas ndash como as proporcionadas
por raios ndash eacute possiacutevel transformar 2 de carbono em
aminoaacutecidos os ingredientes baacutesicos da vida
Figura 020401O experimentode Miller (na foto) e Urey o frasco
de baixo conteacutem o oceano de aacutegua que ao ser aquecido
forccedila vapor de aacutegua a circular pelo aparato O frasco de cima
conteacutem a atmosfera com metano (CH4) amocircnia (NH3)
hidrogecircnio (H2) e o vapor de aacutegua Quando uma descarga
eleacutetrica (raio) passa pelos gases eles interagem gerando amino
aacutecidos (glicina alanina aacutecidos aspaacutetico e glutacircmico entre
outros) 15 do carbono do metano original combinaram-se em
compostos orgacircnicos
A atmosfera Primordial
A Terra natildeo se formou com a mesma composiccedilatildeo
do Sol pois nela faltam os elementos primaacuterios leves e
volaacuteteis incapazes de se condensar na regiatildeo
demasiadamente quente da nebulosa solar onde a Terra
se formou Depois os elementos leves secundaacuterios foram
perdidos pelo proto-planeta porque sua massa pequena e
temperatura elevada natildeo permitiram a retenccedilatildeo da
atmosfera A atmosfera primitiva resultou do degasamento
do interior quente e era alimentada atraveacutes da intensa
atividade vulcacircnica que perdurou por cerca de 100
milhotildees de anos apoacutes sua formaccedilatildeo Apesar da ejeccedilatildeo de
H2O CO2 HS2 CH4 e NH3 na atmosfera esta natildeo possuiacutea
oxigecircnio livre como hoje que poderia destruir moleacuteculas
orgacircnicas A formaccedilatildeo de moleacuteculas complexas requeria
energia de radiaccedilatildeo com comprimentos de onda
menores que 2200Aring providos por relacircmpagos e pelo
proacuteprio Sol jaacute que natildeo havia ainda na Terra a camada de
ozocircnio que bloqueia a radiaccedilatildeo ultravioleta
Vida na Terra
Possivelmente se
originou de reaccedilotildees
quiacutemicas entre
moleacuteculas orgacircnicas
complexas presentes
na Terra
Aula 14 p3
A busca de vida fora da Terra
Vaacuterios meteoritos encontrados na Terra apresentam
aminoaacutecidos de origem extraterrestre indicando que os
compostos orgacircnicos existem no espaccedilo
Embora nenhuma evidecircncia concreta de vida tenha
ateacute agora sido encontrada fora da Terra os elementos
baacutesicos para sua existecircncia parecem existir em outros lugares
No meio interestelar mais de 140 moleacuteculas orgacircnicas jaacute
foram identificadas compostos orgacircnicos tambeacutem foram
encontrados na atmosfera de Titan sateacutelite de Saturno
A lua Europa de Juacutepiter reuacutene os elementos
fundamentais para a vida calor aacutegua e material orgacircnico
procedente de cometas e meteoritos
Outros indicadores de vida satildeo a detecccedilatildeo de
oxigecircnio e de dioacutexido de carbono Oxigecircnio eacute um elemento
que rapidamente se combina com outros elementos de
modo que eacute difiacutecil acumular oxigecircnio na atmosfera de um
planeta sem um mecanismo de constante geraccedilatildeo Um
mecanismo de geraccedilatildeo de oxigecircnio eacute atraveacutes de plantas
que consomem aacutegua nitrogecircnio e dioacutexido de carbono como
nutrientes e eliminam oxigecircnio O dioacutexido de carbono (CO2)
eacute um produto da vida animal na Terra
Um grande impulso agrave astrobiologia foi proporcionado
pela descoberta em 1965 de formas de vida primitiva que
sobrevivem em ambientes extremos os chamados
extremoacutefilos
Figura 020402 Bacteacuteria extremoacutefila Polaromonas vacuolata
Esses seres em geral satildeo unicelulares mas alguns satildeo
pluricelulares Existem diferentes tipos de extremoacutefilos
dependendo do tipo de condiccedilatildeo extrema que suportam
temperatura pressatildeo acidez salinidade gravidade
radiaccedilatildeo etc
Por exemplo aqui na Terra jaacute foram encontrados
diferentes microorganismos que vivem em condiccedilotildees
extremas Por exemplo
- a bacteacuteria Polaromonas vacuolata que vive
quilocircmetros abaixo da superfiacutecie nos polos sob temperaturas
dezenas de graus Celsius abaixo de zero bacteacuterias em uma
mina de ouro da Aacutefrica do Sul a 35 km de profundidade
microorganismos que vivem dentro de rochas de granito
que se acreditava completamente esteacutereis pela completa
falta de nutrientes microacutebios super-resistentes como o
Methanopyrus kandleri que vivem no interior de vulcotildees
submarinos em temperaturas de ateacute 113 oC
Extremoacutefilos
Formas de vida
primitiva que
sobrevive em
ambientes extremos
Aula 4 p4
Astrobiologia
Ciecircncia que estuda a
vida no universo
tambeacutem chamada
exobiologia
Essas bacteacuterias se alimentam de gases como o
metano e outros elementos quiacutemicos como ferro enxofre e
manganecircs O microacutebio Pyrolobus fumarii era a forma de vida
mais resistente agraves altas temperaturas ateacute 2003 Os cientistas
haviam registrado exemplares desses organismos vivendo a
113oC Derek Lovley e Kazem Kashefi ambos da Universidade
de Massachusetts Estados Unidos identificaram uma
arqueobacteacuteria (a forma mais primitiva de vida que se
conhece) que se reproduziu em um forno a ateacute 121 oC Ele foi
encontrado em um vulcatildeo submarino no Havaiacute Segundo
Lovley esses microrganismos usam ferro para produzir energia
Note que os fornos esterilizadores em geral trabalham a (no
maacuteximo) 121 oC
E outras como as Sulfolobus acidocaldarius acidoacutefilos
que vivem em fontes de aacutecido sulfuacuterico Deinococcus
radiodurans eacute um extremoacutefilo radiorresistente que consegue
sobriver a doses de radiaccedilatildeo de 5 000 grays Uma dose de 1
gray equivale agrave absorccedilatildeo de 1 joule por quiilograma 10 grays
satildeo suficientes para matar um ser humano
Em 2010 Felisa Wolfe-Simon e colaboradores do NASA
Exobiology and Evolutionary Biology (ExoEvo) Program e do
NASA Astrobiology Institute divulgaram que a bacteacuteria
Gammaproteobacteria GFAJ-1 encontrada em um lago na
Califoacuternia eacute uma extremoacutefila halofiacutelica capaz de substituir o
foacutesforo (P) por arsecircnico (As) no seu DNA
Habitabilidade
A busca de vida fora da Terra estaacute vinculada ao
conceito de habitabilidade que define as condiccedilotildees miacutenimas
que um planeta deve ter para poder desenvolver vida como
a conhecemos
Essas condiccedilotildees satildeo
que tenha temperatura entre 0 oC e 100 oC de
forma a possibilitar a existecircncia de aacutegua liacutequida A
aacutegua liacutequida eacute necessaacuteria para permitir o
movimento das partiacuteculas e a eventual formaccedilatildeo
de moleacuteculas orgacircnicas complexas
que tenha fontes de energia (luz estelar calor
interno ou energia quiacutemica ) para manter o
metabolismo
que seja estaacutevel e tenha durabilidade de bilhotildees
de anos para dar tempo de a vida se
desenvolver
Os planetas que tecircm essas condiccedilotildees em geral satildeo
planetas teluacutericos que estejam na zona de habitabilidade de
sua estrela ou seja a uma distacircncia tal da estrela que a
temperatura seja adequada para a existecircncia da aacutegua
liacutequida No sistema solar apenas a Terra estaacute na zona de
habitabilidade do Sol Vecircnus jaacute fica muito quente e Marte jaacute
fica muito frio
Figura 020403 Na Faixa em azul temos a zona de habitabilidade do Sistema
Solar
Zona de habitabilidade
Regiatildeo que apresenta
as condiccedilotildees miacutenimas
para desenvolver vida
assim como a
conhecemos
- temperatura
adequada para
existecircncia de aacutegua
liacutequida
- fontes de energia para
manutenccedilatildeo do
metabolismo
- zona estaacutevel com
durabilidade para
desenvolvimento da
vida
Aula 14 p5
Gray
(Gy) unidade no
Sistema Internacional
Indica a quantidade
de energia de
radiaccedilatildeo ionizante
absorvida (ou dose)
por unidade de massa
onde
1 Gy = 1 J kg-1
a unidade eacute em
homenagem agrave Louis
Harold Gray (1905ndash
1965) radiologista
britacircnico
Vida no Sistema Solar
Apesar de Marte atualmente ser muito frio eacute possiacutevel
que tenha tido aacutegua liacutequida no passado Essa ideia eacute
sustentada pela observaccedilatildeo do relevo marciano mostrando
estruturas que parecem leitos secos de rios e pela
observaccedilatildeo recente de aacutegua congelada na sua superfiacutecie
Atualmente natildeo se descarta a possibilidade de que Marte
ainda tenha aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie e mesmo
que tenha vida microscoacutepica O meteorio ALH84001
proveniente de Marte mostra depoacutesitos minerais que ainda
estatildeo sob disputa cientiacutefica se satildeo restos de nanobacteacuterias
compostos orgacircnicos simples ou contaminaccedilatildeo ocorrida na
proacutepria Terra
Os outros possiacuteveis nichos de vida microscoacutepica no
sistema solar satildeo Europa e Titatilde sateacutelites de Juacutepiter e de
Saturno respectivamente
Europa tem a superfiacutecie coberta de gelo (60 km de
espessura) com profundas fendas possivelmente formadas
por aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie Embora esteja em
uma regiatildeo muito fria do sistema solar as forccedilas de mareacute
produzidas por Juacutepiter geram o calor necessaacuterio para
possibilitar a existecircncia de organismos do tipo extremoacutefilos
vivendo nas profundidades do planeta a exemplo dos
hipertermoacutefilos que vivem nos abismos oceacircnicos da Terra
Figura 020404 A superfiacutecie congelada e trincada de Europa (agrave esquerda) e
a representaccedilatildeo de um possiacutevel oceano liacutequido abaixo da superfiacutecie (agrave
direita)
Titatilde natildeo tem aacutegua congelada mas a sonda Cassini
em 2008 confirmou a existecircncia de um grande lago de
etano que poderia servir como elemento liacutequido para
desenvolvimento de vida
Busca de vida fora do sistema solar que estrelas
podem ter planetas habitaacuteveis
Desde 1992 ateacute setembro de 2011 683 planetas
extrassolares jaacute foram descobertos em vaacuterias estrelas na
nossa Galaacutexia sendo a grande maioria planetas gigantes
gasosos O grande interesse dos cientistas eacute encontrar um
planeta que seja do tipo da Terra
Ao procurar outros planetas parecidos com a Terra
orbitando outras estrelas os cientistas selecionam as estrelas
que sejam parecidas com o Sol em aspectos que passamos
a discutir
A estrela natildeo pode ser nem muito jovem nem muito
velha
As estrelas tecircm que ser velhas o suficiente para terem
tido tempo de desenvolver uma zona de habitabilidade
estaacutevel estaacutevel mas tecircm que ser jovens o suficiente para
ainda terem um tempo de vida estaacutevel pela frente
Aula 14 p6
A estrela natildeo pode ser nem muito massiva nem
pouco massiva (03 MSol le M le 15 MSol)
Estrelas muito massivas desempenham papel crucial
no desenvolvimento da vida pois geram os elementos
necessaacuterios para isso mas duram muito pouco e emitem
muita radiaccedilatildeo ultravioleta Estrelas muito pouco massivas
duram muito tempo mas tecircm suas zonas de habitabilidade
muito estreitas e muito perto da estrela
A proximidade da estrela levaria a forccedilas de mareacute
muito intensas que levariam o planeta a sincronizar seu
periacuteodo de rotaccedilatildeo com o de translaccedilatildeo deixando sempre
o mesmo lado do planeta voltado para estrela de forma
que um hemisfeacuterio ficaria muito quente o outro muito frio
Aleacutem disso as estrelas pouco massivas tecircm intensa
atividade cromosfeacuterica com grandes elevaccedilotildees de
temperatura e emissatildeo de partiacuteculas energeacuteticas nocivas agrave
vida
A estrela deve permitir que seus planetas tenham
oacuterbitas estaacuteveis
A estabilidade das oacuterbitas eacute mais provaacutevel de
ocorrer em estrelas solitaacuterias como o Sol Estrelas duplas
podem ter oacuterbitas estaacuteveis apenas caso estejam muito
proacuteximas uma da outra de forma a ter uma zona de
habitablidade comum ou muito distante uma da outra de
forma que cada uma tenha sua proacutepria zona de
habitabilidade natildeo afetada pela outra Sistemas com mais
de uma companheira satildeo improvaacuteveis
A estrela deve ter metalicidade alta
A estrela deve ter uma quantidade suficiente de
metais para permitir a formaccedilatildeo de planetas rochosos
As restriccedilotildees a respeito dos tipos de estrelas que satildeo
adequadas a terem planetas habitaacuteveis acabam por
restringir a proacutepria regiatildeo da Galaacutexia onde essas estrelas
podem ser encontradas definindo uma zona de
habitabilidade na Galaacutexia um anel circular em torno do
centro da Galaacutexia com espessura de 2 kpc e com raio
meacutedio igual agrave distacircncia do Sol ao centro da Galaacutexia ou
seja 8 kpc
Nessa regiatildeo as oacuterbitas das estrelas satildeo quase
circulares e estatildeo separadas por alguns anos-luz de
maneira que encontros entre elas satildeo eventos
extremamente raros Nas regiotildees mais internas a distacircncia
entre as estrelas eacute menor Nas regiotildees mais distantes do
centro os encontros entre as estrelas satildeo ainda mais raros
mas a metalicidade jaacute eacute muito baixa para permitir a
formaccedilatildeo de planetas rochosos
Vida inteligente na Galaacutexia
Segundo a paleontologia foacutesseis microscoacutepicos de
bacteacuteria e algas datando de 38 bilhotildees de anos satildeo as
evidecircncias de vida mais remotas na Terra Portanto cerca
de 1 bilhatildeo de anos apoacutes a formaccedilatildeo da Terra a evoluccedilatildeo
molecular jaacute havido dado origem agrave vida Desde entatildeo as
formas de vida sofreram muitas mutaccedilotildees e a evoluccedilatildeo
darwiniana selecionou as formas de vida mais adaptadas
agraves condiccedilotildees climaacuteticas da Terra que mudaram com o
tempo A evoluccedilatildeo do Homo Sapiens entretanto por sua
alta complexidade levou 38 bilhotildees de anos pois sua
existecircncia data de 300000 anos atraacutes O Homo Sapiens soacute
tem 125000 anos e a civilizaccedilatildeo somente 10000 anos com
o fim da uacuteltima idade do gelo Portanto na Terra foram
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
Aula 14 p7
Condiccedilotildees para estrelas
terem planetas habitaacuteveis
- a estrela natildeo
pode ser nem muito jovem
nem muito velha
- a estrela natildeo
pode ser nem muito massiva
nem muito pouco massiva
- a estrela deve
permitir que seus planetas
tenham oacuterbitas estaacuteveis
- a estrela deve ter
metalicidade alta
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
inteligente evoluir
A inteligecircncia interesse sobre o que estaacute
acontecendo no Universo eacute um desdobramento da vida
na Terra resultado da evoluccedilatildeo e seleccedilatildeo natural A
possibilidade de vida inteligente em outros planetas do
sistema solar estaacute descartada atualmente mas como
existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea e 100 bilhotildees
de galaacutexias no Universo parece altamente improvaacutevel
que sejamos a uacutenica civilizaccedilatildeo existente
Figura 020405 Os seres inteligentes produzem manifestaccedilotildees artificiais
como as ondas eletromagneacuteticas moduladas em amplitude (AM) ou
frequecircncia (FM) produzidas pelos terraacutequeos para transmitir informaccedilatildeo
(sinais com estrutura loacutegica) Acreditando que possiacuteveis seres extra-
terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar desde 1960 se
usam radiotelescoacutepios para tentar captar sinais deles
Figura 020406 Radiotelescoacutepio para tentar captar sinais de extra-
terrestres
A busca por inteligecircncia extraterrestre que em
inglecircs recebe a sigla SETI (Search for Extra-Terrestrial
Intelligence) tem sido feita numa faixa do espectro
eletromagneacutetico situada na regiatildeo do raacutedio em que o
ruiacutedo coacutesmico (emissatildeo provinda de estrelas meio
interestelar e outras galaacutexias) eacute relativamente baixode
maneira que fica mais faacutecil identificar eventuais sinais
provindos de civilizaccedilotildees em outros planetas
Vida Inteligente
1 bilhatildeo de anos foi o
tempo para ter origem a
forma de vida mais
elementar
Para a evoluccedilatildeo ateacute o
Homo Sapiens devido agrave
sua complexidade foi
necessaacuterio 38 bilhotildees de
anos
Aula 14 p8
O projeto Phoenix ndash o projeto mais completo
realizado no acircmbito do SETI ndash procurou detectar sinais
inteligentes em cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol
num raio de 200 anos-luz de distacircncia usando os maiores
raacutedio telescoacutepios do mundo durante 10 anos (1994 a
2004) mas chegou ao fim sem encontrar qualquer
emissatildeo equivalente aos transmissores de nossos radares
militares na regiatildeo entre 1200 e 3000 MHz Por motivo de
falta de investimentos o projeto SETI foi temporariamente
desativado em abril de 2011
A equaccedilatildeo de Drake
Figura 020407 Frank Donald Drake e sua equaccedilatildeo
A estimativa do nuacutemero N de civilizaccedilotildees capazes
de se comunicar existentes em nossa Galaacutexia pode ser
discutida com o auxiacutelio da equaccedilatildeo de Drake proposta
em 1961 pelo astrocircnomo Frank Donald Drake pioneiro do
projeto SETI A ideia baacutesica da equaccedilatildeo eacute que o nuacutemero
de civilizaccedilotildees existentes na nossa Galaacutexia (N) que satildeo
capazes de se comunicar eacute igual ao nuacutemero de
civilizaccedilotildees que podem ter surgido no tempo de vida da
Galaacutexia (o que depende de vaacuterios fatores) times fraccedilatildeo desse
tempo que dura uma civilizaccedilatildeo (t)
A Equaccedilatildeo de Drake
( )( )( )( )( )( )( )p T v i c
N R f n f f f t
onde
N = nuacutemero de civilizaccedilotildees em nossa Galaacutexia capazes de
se comunicar
R = taxa de formaccedilatildeo de estrelas na Galaacutexia (entre 2 e
20)
fp = fraccedilatildeo provaacutevel de estrelas que tecircm planetas (menor
que 04)
nT = nuacutemero de planetas ou luas com condiccedilotildees
parecidas com as da Terra por estrela que tem planetas (0
-100)
fv = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que abrigam vida (0 ndash 1)
fi = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que desenvolveram vida
inteligente ( 0 ndash 1)
fc = fraccedilatildeo de espeacutecies inteligentes que podem e querem
se comunicar ( 0 ndash 1)
t = tempo de vida de tal civilizaccedilatildeo (10 ndash 109)
Aula 14 p9
Equaccedilatildeo de Drake
Indica o que
o que precisamos
saber para descobrir
vida inteligente no
espaccedilo
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
Aula 14 p10
Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
A busca de vida fora da Terra
Vaacuterios meteoritos encontrados na Terra apresentam
aminoaacutecidos de origem extraterrestre indicando que os
compostos orgacircnicos existem no espaccedilo
Embora nenhuma evidecircncia concreta de vida tenha
ateacute agora sido encontrada fora da Terra os elementos
baacutesicos para sua existecircncia parecem existir em outros lugares
No meio interestelar mais de 140 moleacuteculas orgacircnicas jaacute
foram identificadas compostos orgacircnicos tambeacutem foram
encontrados na atmosfera de Titan sateacutelite de Saturno
A lua Europa de Juacutepiter reuacutene os elementos
fundamentais para a vida calor aacutegua e material orgacircnico
procedente de cometas e meteoritos
Outros indicadores de vida satildeo a detecccedilatildeo de
oxigecircnio e de dioacutexido de carbono Oxigecircnio eacute um elemento
que rapidamente se combina com outros elementos de
modo que eacute difiacutecil acumular oxigecircnio na atmosfera de um
planeta sem um mecanismo de constante geraccedilatildeo Um
mecanismo de geraccedilatildeo de oxigecircnio eacute atraveacutes de plantas
que consomem aacutegua nitrogecircnio e dioacutexido de carbono como
nutrientes e eliminam oxigecircnio O dioacutexido de carbono (CO2)
eacute um produto da vida animal na Terra
Um grande impulso agrave astrobiologia foi proporcionado
pela descoberta em 1965 de formas de vida primitiva que
sobrevivem em ambientes extremos os chamados
extremoacutefilos
Figura 020402 Bacteacuteria extremoacutefila Polaromonas vacuolata
Esses seres em geral satildeo unicelulares mas alguns satildeo
pluricelulares Existem diferentes tipos de extremoacutefilos
dependendo do tipo de condiccedilatildeo extrema que suportam
temperatura pressatildeo acidez salinidade gravidade
radiaccedilatildeo etc
Por exemplo aqui na Terra jaacute foram encontrados
diferentes microorganismos que vivem em condiccedilotildees
extremas Por exemplo
- a bacteacuteria Polaromonas vacuolata que vive
quilocircmetros abaixo da superfiacutecie nos polos sob temperaturas
dezenas de graus Celsius abaixo de zero bacteacuterias em uma
mina de ouro da Aacutefrica do Sul a 35 km de profundidade
microorganismos que vivem dentro de rochas de granito
que se acreditava completamente esteacutereis pela completa
falta de nutrientes microacutebios super-resistentes como o
Methanopyrus kandleri que vivem no interior de vulcotildees
submarinos em temperaturas de ateacute 113 oC
Extremoacutefilos
Formas de vida
primitiva que
sobrevive em
ambientes extremos
Aula 4 p4
Astrobiologia
Ciecircncia que estuda a
vida no universo
tambeacutem chamada
exobiologia
Essas bacteacuterias se alimentam de gases como o
metano e outros elementos quiacutemicos como ferro enxofre e
manganecircs O microacutebio Pyrolobus fumarii era a forma de vida
mais resistente agraves altas temperaturas ateacute 2003 Os cientistas
haviam registrado exemplares desses organismos vivendo a
113oC Derek Lovley e Kazem Kashefi ambos da Universidade
de Massachusetts Estados Unidos identificaram uma
arqueobacteacuteria (a forma mais primitiva de vida que se
conhece) que se reproduziu em um forno a ateacute 121 oC Ele foi
encontrado em um vulcatildeo submarino no Havaiacute Segundo
Lovley esses microrganismos usam ferro para produzir energia
Note que os fornos esterilizadores em geral trabalham a (no
maacuteximo) 121 oC
E outras como as Sulfolobus acidocaldarius acidoacutefilos
que vivem em fontes de aacutecido sulfuacuterico Deinococcus
radiodurans eacute um extremoacutefilo radiorresistente que consegue
sobriver a doses de radiaccedilatildeo de 5 000 grays Uma dose de 1
gray equivale agrave absorccedilatildeo de 1 joule por quiilograma 10 grays
satildeo suficientes para matar um ser humano
Em 2010 Felisa Wolfe-Simon e colaboradores do NASA
Exobiology and Evolutionary Biology (ExoEvo) Program e do
NASA Astrobiology Institute divulgaram que a bacteacuteria
Gammaproteobacteria GFAJ-1 encontrada em um lago na
Califoacuternia eacute uma extremoacutefila halofiacutelica capaz de substituir o
foacutesforo (P) por arsecircnico (As) no seu DNA
Habitabilidade
A busca de vida fora da Terra estaacute vinculada ao
conceito de habitabilidade que define as condiccedilotildees miacutenimas
que um planeta deve ter para poder desenvolver vida como
a conhecemos
Essas condiccedilotildees satildeo
que tenha temperatura entre 0 oC e 100 oC de
forma a possibilitar a existecircncia de aacutegua liacutequida A
aacutegua liacutequida eacute necessaacuteria para permitir o
movimento das partiacuteculas e a eventual formaccedilatildeo
de moleacuteculas orgacircnicas complexas
que tenha fontes de energia (luz estelar calor
interno ou energia quiacutemica ) para manter o
metabolismo
que seja estaacutevel e tenha durabilidade de bilhotildees
de anos para dar tempo de a vida se
desenvolver
Os planetas que tecircm essas condiccedilotildees em geral satildeo
planetas teluacutericos que estejam na zona de habitabilidade de
sua estrela ou seja a uma distacircncia tal da estrela que a
temperatura seja adequada para a existecircncia da aacutegua
liacutequida No sistema solar apenas a Terra estaacute na zona de
habitabilidade do Sol Vecircnus jaacute fica muito quente e Marte jaacute
fica muito frio
Figura 020403 Na Faixa em azul temos a zona de habitabilidade do Sistema
Solar
Zona de habitabilidade
Regiatildeo que apresenta
as condiccedilotildees miacutenimas
para desenvolver vida
assim como a
conhecemos
- temperatura
adequada para
existecircncia de aacutegua
liacutequida
- fontes de energia para
manutenccedilatildeo do
metabolismo
- zona estaacutevel com
durabilidade para
desenvolvimento da
vida
Aula 14 p5
Gray
(Gy) unidade no
Sistema Internacional
Indica a quantidade
de energia de
radiaccedilatildeo ionizante
absorvida (ou dose)
por unidade de massa
onde
1 Gy = 1 J kg-1
a unidade eacute em
homenagem agrave Louis
Harold Gray (1905ndash
1965) radiologista
britacircnico
Vida no Sistema Solar
Apesar de Marte atualmente ser muito frio eacute possiacutevel
que tenha tido aacutegua liacutequida no passado Essa ideia eacute
sustentada pela observaccedilatildeo do relevo marciano mostrando
estruturas que parecem leitos secos de rios e pela
observaccedilatildeo recente de aacutegua congelada na sua superfiacutecie
Atualmente natildeo se descarta a possibilidade de que Marte
ainda tenha aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie e mesmo
que tenha vida microscoacutepica O meteorio ALH84001
proveniente de Marte mostra depoacutesitos minerais que ainda
estatildeo sob disputa cientiacutefica se satildeo restos de nanobacteacuterias
compostos orgacircnicos simples ou contaminaccedilatildeo ocorrida na
proacutepria Terra
Os outros possiacuteveis nichos de vida microscoacutepica no
sistema solar satildeo Europa e Titatilde sateacutelites de Juacutepiter e de
Saturno respectivamente
Europa tem a superfiacutecie coberta de gelo (60 km de
espessura) com profundas fendas possivelmente formadas
por aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie Embora esteja em
uma regiatildeo muito fria do sistema solar as forccedilas de mareacute
produzidas por Juacutepiter geram o calor necessaacuterio para
possibilitar a existecircncia de organismos do tipo extremoacutefilos
vivendo nas profundidades do planeta a exemplo dos
hipertermoacutefilos que vivem nos abismos oceacircnicos da Terra
Figura 020404 A superfiacutecie congelada e trincada de Europa (agrave esquerda) e
a representaccedilatildeo de um possiacutevel oceano liacutequido abaixo da superfiacutecie (agrave
direita)
Titatilde natildeo tem aacutegua congelada mas a sonda Cassini
em 2008 confirmou a existecircncia de um grande lago de
etano que poderia servir como elemento liacutequido para
desenvolvimento de vida
Busca de vida fora do sistema solar que estrelas
podem ter planetas habitaacuteveis
Desde 1992 ateacute setembro de 2011 683 planetas
extrassolares jaacute foram descobertos em vaacuterias estrelas na
nossa Galaacutexia sendo a grande maioria planetas gigantes
gasosos O grande interesse dos cientistas eacute encontrar um
planeta que seja do tipo da Terra
Ao procurar outros planetas parecidos com a Terra
orbitando outras estrelas os cientistas selecionam as estrelas
que sejam parecidas com o Sol em aspectos que passamos
a discutir
A estrela natildeo pode ser nem muito jovem nem muito
velha
As estrelas tecircm que ser velhas o suficiente para terem
tido tempo de desenvolver uma zona de habitabilidade
estaacutevel estaacutevel mas tecircm que ser jovens o suficiente para
ainda terem um tempo de vida estaacutevel pela frente
Aula 14 p6
A estrela natildeo pode ser nem muito massiva nem
pouco massiva (03 MSol le M le 15 MSol)
Estrelas muito massivas desempenham papel crucial
no desenvolvimento da vida pois geram os elementos
necessaacuterios para isso mas duram muito pouco e emitem
muita radiaccedilatildeo ultravioleta Estrelas muito pouco massivas
duram muito tempo mas tecircm suas zonas de habitabilidade
muito estreitas e muito perto da estrela
A proximidade da estrela levaria a forccedilas de mareacute
muito intensas que levariam o planeta a sincronizar seu
periacuteodo de rotaccedilatildeo com o de translaccedilatildeo deixando sempre
o mesmo lado do planeta voltado para estrela de forma
que um hemisfeacuterio ficaria muito quente o outro muito frio
Aleacutem disso as estrelas pouco massivas tecircm intensa
atividade cromosfeacuterica com grandes elevaccedilotildees de
temperatura e emissatildeo de partiacuteculas energeacuteticas nocivas agrave
vida
A estrela deve permitir que seus planetas tenham
oacuterbitas estaacuteveis
A estabilidade das oacuterbitas eacute mais provaacutevel de
ocorrer em estrelas solitaacuterias como o Sol Estrelas duplas
podem ter oacuterbitas estaacuteveis apenas caso estejam muito
proacuteximas uma da outra de forma a ter uma zona de
habitablidade comum ou muito distante uma da outra de
forma que cada uma tenha sua proacutepria zona de
habitabilidade natildeo afetada pela outra Sistemas com mais
de uma companheira satildeo improvaacuteveis
A estrela deve ter metalicidade alta
A estrela deve ter uma quantidade suficiente de
metais para permitir a formaccedilatildeo de planetas rochosos
As restriccedilotildees a respeito dos tipos de estrelas que satildeo
adequadas a terem planetas habitaacuteveis acabam por
restringir a proacutepria regiatildeo da Galaacutexia onde essas estrelas
podem ser encontradas definindo uma zona de
habitabilidade na Galaacutexia um anel circular em torno do
centro da Galaacutexia com espessura de 2 kpc e com raio
meacutedio igual agrave distacircncia do Sol ao centro da Galaacutexia ou
seja 8 kpc
Nessa regiatildeo as oacuterbitas das estrelas satildeo quase
circulares e estatildeo separadas por alguns anos-luz de
maneira que encontros entre elas satildeo eventos
extremamente raros Nas regiotildees mais internas a distacircncia
entre as estrelas eacute menor Nas regiotildees mais distantes do
centro os encontros entre as estrelas satildeo ainda mais raros
mas a metalicidade jaacute eacute muito baixa para permitir a
formaccedilatildeo de planetas rochosos
Vida inteligente na Galaacutexia
Segundo a paleontologia foacutesseis microscoacutepicos de
bacteacuteria e algas datando de 38 bilhotildees de anos satildeo as
evidecircncias de vida mais remotas na Terra Portanto cerca
de 1 bilhatildeo de anos apoacutes a formaccedilatildeo da Terra a evoluccedilatildeo
molecular jaacute havido dado origem agrave vida Desde entatildeo as
formas de vida sofreram muitas mutaccedilotildees e a evoluccedilatildeo
darwiniana selecionou as formas de vida mais adaptadas
agraves condiccedilotildees climaacuteticas da Terra que mudaram com o
tempo A evoluccedilatildeo do Homo Sapiens entretanto por sua
alta complexidade levou 38 bilhotildees de anos pois sua
existecircncia data de 300000 anos atraacutes O Homo Sapiens soacute
tem 125000 anos e a civilizaccedilatildeo somente 10000 anos com
o fim da uacuteltima idade do gelo Portanto na Terra foram
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
Aula 14 p7
Condiccedilotildees para estrelas
terem planetas habitaacuteveis
- a estrela natildeo
pode ser nem muito jovem
nem muito velha
- a estrela natildeo
pode ser nem muito massiva
nem muito pouco massiva
- a estrela deve
permitir que seus planetas
tenham oacuterbitas estaacuteveis
- a estrela deve ter
metalicidade alta
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
inteligente evoluir
A inteligecircncia interesse sobre o que estaacute
acontecendo no Universo eacute um desdobramento da vida
na Terra resultado da evoluccedilatildeo e seleccedilatildeo natural A
possibilidade de vida inteligente em outros planetas do
sistema solar estaacute descartada atualmente mas como
existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea e 100 bilhotildees
de galaacutexias no Universo parece altamente improvaacutevel
que sejamos a uacutenica civilizaccedilatildeo existente
Figura 020405 Os seres inteligentes produzem manifestaccedilotildees artificiais
como as ondas eletromagneacuteticas moduladas em amplitude (AM) ou
frequecircncia (FM) produzidas pelos terraacutequeos para transmitir informaccedilatildeo
(sinais com estrutura loacutegica) Acreditando que possiacuteveis seres extra-
terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar desde 1960 se
usam radiotelescoacutepios para tentar captar sinais deles
Figura 020406 Radiotelescoacutepio para tentar captar sinais de extra-
terrestres
A busca por inteligecircncia extraterrestre que em
inglecircs recebe a sigla SETI (Search for Extra-Terrestrial
Intelligence) tem sido feita numa faixa do espectro
eletromagneacutetico situada na regiatildeo do raacutedio em que o
ruiacutedo coacutesmico (emissatildeo provinda de estrelas meio
interestelar e outras galaacutexias) eacute relativamente baixode
maneira que fica mais faacutecil identificar eventuais sinais
provindos de civilizaccedilotildees em outros planetas
Vida Inteligente
1 bilhatildeo de anos foi o
tempo para ter origem a
forma de vida mais
elementar
Para a evoluccedilatildeo ateacute o
Homo Sapiens devido agrave
sua complexidade foi
necessaacuterio 38 bilhotildees de
anos
Aula 14 p8
O projeto Phoenix ndash o projeto mais completo
realizado no acircmbito do SETI ndash procurou detectar sinais
inteligentes em cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol
num raio de 200 anos-luz de distacircncia usando os maiores
raacutedio telescoacutepios do mundo durante 10 anos (1994 a
2004) mas chegou ao fim sem encontrar qualquer
emissatildeo equivalente aos transmissores de nossos radares
militares na regiatildeo entre 1200 e 3000 MHz Por motivo de
falta de investimentos o projeto SETI foi temporariamente
desativado em abril de 2011
A equaccedilatildeo de Drake
Figura 020407 Frank Donald Drake e sua equaccedilatildeo
A estimativa do nuacutemero N de civilizaccedilotildees capazes
de se comunicar existentes em nossa Galaacutexia pode ser
discutida com o auxiacutelio da equaccedilatildeo de Drake proposta
em 1961 pelo astrocircnomo Frank Donald Drake pioneiro do
projeto SETI A ideia baacutesica da equaccedilatildeo eacute que o nuacutemero
de civilizaccedilotildees existentes na nossa Galaacutexia (N) que satildeo
capazes de se comunicar eacute igual ao nuacutemero de
civilizaccedilotildees que podem ter surgido no tempo de vida da
Galaacutexia (o que depende de vaacuterios fatores) times fraccedilatildeo desse
tempo que dura uma civilizaccedilatildeo (t)
A Equaccedilatildeo de Drake
( )( )( )( )( )( )( )p T v i c
N R f n f f f t
onde
N = nuacutemero de civilizaccedilotildees em nossa Galaacutexia capazes de
se comunicar
R = taxa de formaccedilatildeo de estrelas na Galaacutexia (entre 2 e
20)
fp = fraccedilatildeo provaacutevel de estrelas que tecircm planetas (menor
que 04)
nT = nuacutemero de planetas ou luas com condiccedilotildees
parecidas com as da Terra por estrela que tem planetas (0
-100)
fv = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que abrigam vida (0 ndash 1)
fi = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que desenvolveram vida
inteligente ( 0 ndash 1)
fc = fraccedilatildeo de espeacutecies inteligentes que podem e querem
se comunicar ( 0 ndash 1)
t = tempo de vida de tal civilizaccedilatildeo (10 ndash 109)
Aula 14 p9
Equaccedilatildeo de Drake
Indica o que
o que precisamos
saber para descobrir
vida inteligente no
espaccedilo
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
Aula 14 p10
Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
Essas bacteacuterias se alimentam de gases como o
metano e outros elementos quiacutemicos como ferro enxofre e
manganecircs O microacutebio Pyrolobus fumarii era a forma de vida
mais resistente agraves altas temperaturas ateacute 2003 Os cientistas
haviam registrado exemplares desses organismos vivendo a
113oC Derek Lovley e Kazem Kashefi ambos da Universidade
de Massachusetts Estados Unidos identificaram uma
arqueobacteacuteria (a forma mais primitiva de vida que se
conhece) que se reproduziu em um forno a ateacute 121 oC Ele foi
encontrado em um vulcatildeo submarino no Havaiacute Segundo
Lovley esses microrganismos usam ferro para produzir energia
Note que os fornos esterilizadores em geral trabalham a (no
maacuteximo) 121 oC
E outras como as Sulfolobus acidocaldarius acidoacutefilos
que vivem em fontes de aacutecido sulfuacuterico Deinococcus
radiodurans eacute um extremoacutefilo radiorresistente que consegue
sobriver a doses de radiaccedilatildeo de 5 000 grays Uma dose de 1
gray equivale agrave absorccedilatildeo de 1 joule por quiilograma 10 grays
satildeo suficientes para matar um ser humano
Em 2010 Felisa Wolfe-Simon e colaboradores do NASA
Exobiology and Evolutionary Biology (ExoEvo) Program e do
NASA Astrobiology Institute divulgaram que a bacteacuteria
Gammaproteobacteria GFAJ-1 encontrada em um lago na
Califoacuternia eacute uma extremoacutefila halofiacutelica capaz de substituir o
foacutesforo (P) por arsecircnico (As) no seu DNA
Habitabilidade
A busca de vida fora da Terra estaacute vinculada ao
conceito de habitabilidade que define as condiccedilotildees miacutenimas
que um planeta deve ter para poder desenvolver vida como
a conhecemos
Essas condiccedilotildees satildeo
que tenha temperatura entre 0 oC e 100 oC de
forma a possibilitar a existecircncia de aacutegua liacutequida A
aacutegua liacutequida eacute necessaacuteria para permitir o
movimento das partiacuteculas e a eventual formaccedilatildeo
de moleacuteculas orgacircnicas complexas
que tenha fontes de energia (luz estelar calor
interno ou energia quiacutemica ) para manter o
metabolismo
que seja estaacutevel e tenha durabilidade de bilhotildees
de anos para dar tempo de a vida se
desenvolver
Os planetas que tecircm essas condiccedilotildees em geral satildeo
planetas teluacutericos que estejam na zona de habitabilidade de
sua estrela ou seja a uma distacircncia tal da estrela que a
temperatura seja adequada para a existecircncia da aacutegua
liacutequida No sistema solar apenas a Terra estaacute na zona de
habitabilidade do Sol Vecircnus jaacute fica muito quente e Marte jaacute
fica muito frio
Figura 020403 Na Faixa em azul temos a zona de habitabilidade do Sistema
Solar
Zona de habitabilidade
Regiatildeo que apresenta
as condiccedilotildees miacutenimas
para desenvolver vida
assim como a
conhecemos
- temperatura
adequada para
existecircncia de aacutegua
liacutequida
- fontes de energia para
manutenccedilatildeo do
metabolismo
- zona estaacutevel com
durabilidade para
desenvolvimento da
vida
Aula 14 p5
Gray
(Gy) unidade no
Sistema Internacional
Indica a quantidade
de energia de
radiaccedilatildeo ionizante
absorvida (ou dose)
por unidade de massa
onde
1 Gy = 1 J kg-1
a unidade eacute em
homenagem agrave Louis
Harold Gray (1905ndash
1965) radiologista
britacircnico
Vida no Sistema Solar
Apesar de Marte atualmente ser muito frio eacute possiacutevel
que tenha tido aacutegua liacutequida no passado Essa ideia eacute
sustentada pela observaccedilatildeo do relevo marciano mostrando
estruturas que parecem leitos secos de rios e pela
observaccedilatildeo recente de aacutegua congelada na sua superfiacutecie
Atualmente natildeo se descarta a possibilidade de que Marte
ainda tenha aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie e mesmo
que tenha vida microscoacutepica O meteorio ALH84001
proveniente de Marte mostra depoacutesitos minerais que ainda
estatildeo sob disputa cientiacutefica se satildeo restos de nanobacteacuterias
compostos orgacircnicos simples ou contaminaccedilatildeo ocorrida na
proacutepria Terra
Os outros possiacuteveis nichos de vida microscoacutepica no
sistema solar satildeo Europa e Titatilde sateacutelites de Juacutepiter e de
Saturno respectivamente
Europa tem a superfiacutecie coberta de gelo (60 km de
espessura) com profundas fendas possivelmente formadas
por aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie Embora esteja em
uma regiatildeo muito fria do sistema solar as forccedilas de mareacute
produzidas por Juacutepiter geram o calor necessaacuterio para
possibilitar a existecircncia de organismos do tipo extremoacutefilos
vivendo nas profundidades do planeta a exemplo dos
hipertermoacutefilos que vivem nos abismos oceacircnicos da Terra
Figura 020404 A superfiacutecie congelada e trincada de Europa (agrave esquerda) e
a representaccedilatildeo de um possiacutevel oceano liacutequido abaixo da superfiacutecie (agrave
direita)
Titatilde natildeo tem aacutegua congelada mas a sonda Cassini
em 2008 confirmou a existecircncia de um grande lago de
etano que poderia servir como elemento liacutequido para
desenvolvimento de vida
Busca de vida fora do sistema solar que estrelas
podem ter planetas habitaacuteveis
Desde 1992 ateacute setembro de 2011 683 planetas
extrassolares jaacute foram descobertos em vaacuterias estrelas na
nossa Galaacutexia sendo a grande maioria planetas gigantes
gasosos O grande interesse dos cientistas eacute encontrar um
planeta que seja do tipo da Terra
Ao procurar outros planetas parecidos com a Terra
orbitando outras estrelas os cientistas selecionam as estrelas
que sejam parecidas com o Sol em aspectos que passamos
a discutir
A estrela natildeo pode ser nem muito jovem nem muito
velha
As estrelas tecircm que ser velhas o suficiente para terem
tido tempo de desenvolver uma zona de habitabilidade
estaacutevel estaacutevel mas tecircm que ser jovens o suficiente para
ainda terem um tempo de vida estaacutevel pela frente
Aula 14 p6
A estrela natildeo pode ser nem muito massiva nem
pouco massiva (03 MSol le M le 15 MSol)
Estrelas muito massivas desempenham papel crucial
no desenvolvimento da vida pois geram os elementos
necessaacuterios para isso mas duram muito pouco e emitem
muita radiaccedilatildeo ultravioleta Estrelas muito pouco massivas
duram muito tempo mas tecircm suas zonas de habitabilidade
muito estreitas e muito perto da estrela
A proximidade da estrela levaria a forccedilas de mareacute
muito intensas que levariam o planeta a sincronizar seu
periacuteodo de rotaccedilatildeo com o de translaccedilatildeo deixando sempre
o mesmo lado do planeta voltado para estrela de forma
que um hemisfeacuterio ficaria muito quente o outro muito frio
Aleacutem disso as estrelas pouco massivas tecircm intensa
atividade cromosfeacuterica com grandes elevaccedilotildees de
temperatura e emissatildeo de partiacuteculas energeacuteticas nocivas agrave
vida
A estrela deve permitir que seus planetas tenham
oacuterbitas estaacuteveis
A estabilidade das oacuterbitas eacute mais provaacutevel de
ocorrer em estrelas solitaacuterias como o Sol Estrelas duplas
podem ter oacuterbitas estaacuteveis apenas caso estejam muito
proacuteximas uma da outra de forma a ter uma zona de
habitablidade comum ou muito distante uma da outra de
forma que cada uma tenha sua proacutepria zona de
habitabilidade natildeo afetada pela outra Sistemas com mais
de uma companheira satildeo improvaacuteveis
A estrela deve ter metalicidade alta
A estrela deve ter uma quantidade suficiente de
metais para permitir a formaccedilatildeo de planetas rochosos
As restriccedilotildees a respeito dos tipos de estrelas que satildeo
adequadas a terem planetas habitaacuteveis acabam por
restringir a proacutepria regiatildeo da Galaacutexia onde essas estrelas
podem ser encontradas definindo uma zona de
habitabilidade na Galaacutexia um anel circular em torno do
centro da Galaacutexia com espessura de 2 kpc e com raio
meacutedio igual agrave distacircncia do Sol ao centro da Galaacutexia ou
seja 8 kpc
Nessa regiatildeo as oacuterbitas das estrelas satildeo quase
circulares e estatildeo separadas por alguns anos-luz de
maneira que encontros entre elas satildeo eventos
extremamente raros Nas regiotildees mais internas a distacircncia
entre as estrelas eacute menor Nas regiotildees mais distantes do
centro os encontros entre as estrelas satildeo ainda mais raros
mas a metalicidade jaacute eacute muito baixa para permitir a
formaccedilatildeo de planetas rochosos
Vida inteligente na Galaacutexia
Segundo a paleontologia foacutesseis microscoacutepicos de
bacteacuteria e algas datando de 38 bilhotildees de anos satildeo as
evidecircncias de vida mais remotas na Terra Portanto cerca
de 1 bilhatildeo de anos apoacutes a formaccedilatildeo da Terra a evoluccedilatildeo
molecular jaacute havido dado origem agrave vida Desde entatildeo as
formas de vida sofreram muitas mutaccedilotildees e a evoluccedilatildeo
darwiniana selecionou as formas de vida mais adaptadas
agraves condiccedilotildees climaacuteticas da Terra que mudaram com o
tempo A evoluccedilatildeo do Homo Sapiens entretanto por sua
alta complexidade levou 38 bilhotildees de anos pois sua
existecircncia data de 300000 anos atraacutes O Homo Sapiens soacute
tem 125000 anos e a civilizaccedilatildeo somente 10000 anos com
o fim da uacuteltima idade do gelo Portanto na Terra foram
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
Aula 14 p7
Condiccedilotildees para estrelas
terem planetas habitaacuteveis
- a estrela natildeo
pode ser nem muito jovem
nem muito velha
- a estrela natildeo
pode ser nem muito massiva
nem muito pouco massiva
- a estrela deve
permitir que seus planetas
tenham oacuterbitas estaacuteveis
- a estrela deve ter
metalicidade alta
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
inteligente evoluir
A inteligecircncia interesse sobre o que estaacute
acontecendo no Universo eacute um desdobramento da vida
na Terra resultado da evoluccedilatildeo e seleccedilatildeo natural A
possibilidade de vida inteligente em outros planetas do
sistema solar estaacute descartada atualmente mas como
existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea e 100 bilhotildees
de galaacutexias no Universo parece altamente improvaacutevel
que sejamos a uacutenica civilizaccedilatildeo existente
Figura 020405 Os seres inteligentes produzem manifestaccedilotildees artificiais
como as ondas eletromagneacuteticas moduladas em amplitude (AM) ou
frequecircncia (FM) produzidas pelos terraacutequeos para transmitir informaccedilatildeo
(sinais com estrutura loacutegica) Acreditando que possiacuteveis seres extra-
terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar desde 1960 se
usam radiotelescoacutepios para tentar captar sinais deles
Figura 020406 Radiotelescoacutepio para tentar captar sinais de extra-
terrestres
A busca por inteligecircncia extraterrestre que em
inglecircs recebe a sigla SETI (Search for Extra-Terrestrial
Intelligence) tem sido feita numa faixa do espectro
eletromagneacutetico situada na regiatildeo do raacutedio em que o
ruiacutedo coacutesmico (emissatildeo provinda de estrelas meio
interestelar e outras galaacutexias) eacute relativamente baixode
maneira que fica mais faacutecil identificar eventuais sinais
provindos de civilizaccedilotildees em outros planetas
Vida Inteligente
1 bilhatildeo de anos foi o
tempo para ter origem a
forma de vida mais
elementar
Para a evoluccedilatildeo ateacute o
Homo Sapiens devido agrave
sua complexidade foi
necessaacuterio 38 bilhotildees de
anos
Aula 14 p8
O projeto Phoenix ndash o projeto mais completo
realizado no acircmbito do SETI ndash procurou detectar sinais
inteligentes em cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol
num raio de 200 anos-luz de distacircncia usando os maiores
raacutedio telescoacutepios do mundo durante 10 anos (1994 a
2004) mas chegou ao fim sem encontrar qualquer
emissatildeo equivalente aos transmissores de nossos radares
militares na regiatildeo entre 1200 e 3000 MHz Por motivo de
falta de investimentos o projeto SETI foi temporariamente
desativado em abril de 2011
A equaccedilatildeo de Drake
Figura 020407 Frank Donald Drake e sua equaccedilatildeo
A estimativa do nuacutemero N de civilizaccedilotildees capazes
de se comunicar existentes em nossa Galaacutexia pode ser
discutida com o auxiacutelio da equaccedilatildeo de Drake proposta
em 1961 pelo astrocircnomo Frank Donald Drake pioneiro do
projeto SETI A ideia baacutesica da equaccedilatildeo eacute que o nuacutemero
de civilizaccedilotildees existentes na nossa Galaacutexia (N) que satildeo
capazes de se comunicar eacute igual ao nuacutemero de
civilizaccedilotildees que podem ter surgido no tempo de vida da
Galaacutexia (o que depende de vaacuterios fatores) times fraccedilatildeo desse
tempo que dura uma civilizaccedilatildeo (t)
A Equaccedilatildeo de Drake
( )( )( )( )( )( )( )p T v i c
N R f n f f f t
onde
N = nuacutemero de civilizaccedilotildees em nossa Galaacutexia capazes de
se comunicar
R = taxa de formaccedilatildeo de estrelas na Galaacutexia (entre 2 e
20)
fp = fraccedilatildeo provaacutevel de estrelas que tecircm planetas (menor
que 04)
nT = nuacutemero de planetas ou luas com condiccedilotildees
parecidas com as da Terra por estrela que tem planetas (0
-100)
fv = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que abrigam vida (0 ndash 1)
fi = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que desenvolveram vida
inteligente ( 0 ndash 1)
fc = fraccedilatildeo de espeacutecies inteligentes que podem e querem
se comunicar ( 0 ndash 1)
t = tempo de vida de tal civilizaccedilatildeo (10 ndash 109)
Aula 14 p9
Equaccedilatildeo de Drake
Indica o que
o que precisamos
saber para descobrir
vida inteligente no
espaccedilo
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
Aula 14 p10
Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
Vida no Sistema Solar
Apesar de Marte atualmente ser muito frio eacute possiacutevel
que tenha tido aacutegua liacutequida no passado Essa ideia eacute
sustentada pela observaccedilatildeo do relevo marciano mostrando
estruturas que parecem leitos secos de rios e pela
observaccedilatildeo recente de aacutegua congelada na sua superfiacutecie
Atualmente natildeo se descarta a possibilidade de que Marte
ainda tenha aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie e mesmo
que tenha vida microscoacutepica O meteorio ALH84001
proveniente de Marte mostra depoacutesitos minerais que ainda
estatildeo sob disputa cientiacutefica se satildeo restos de nanobacteacuterias
compostos orgacircnicos simples ou contaminaccedilatildeo ocorrida na
proacutepria Terra
Os outros possiacuteveis nichos de vida microscoacutepica no
sistema solar satildeo Europa e Titatilde sateacutelites de Juacutepiter e de
Saturno respectivamente
Europa tem a superfiacutecie coberta de gelo (60 km de
espessura) com profundas fendas possivelmente formadas
por aacutegua liacutequida abaixo de sua superfiacutecie Embora esteja em
uma regiatildeo muito fria do sistema solar as forccedilas de mareacute
produzidas por Juacutepiter geram o calor necessaacuterio para
possibilitar a existecircncia de organismos do tipo extremoacutefilos
vivendo nas profundidades do planeta a exemplo dos
hipertermoacutefilos que vivem nos abismos oceacircnicos da Terra
Figura 020404 A superfiacutecie congelada e trincada de Europa (agrave esquerda) e
a representaccedilatildeo de um possiacutevel oceano liacutequido abaixo da superfiacutecie (agrave
direita)
Titatilde natildeo tem aacutegua congelada mas a sonda Cassini
em 2008 confirmou a existecircncia de um grande lago de
etano que poderia servir como elemento liacutequido para
desenvolvimento de vida
Busca de vida fora do sistema solar que estrelas
podem ter planetas habitaacuteveis
Desde 1992 ateacute setembro de 2011 683 planetas
extrassolares jaacute foram descobertos em vaacuterias estrelas na
nossa Galaacutexia sendo a grande maioria planetas gigantes
gasosos O grande interesse dos cientistas eacute encontrar um
planeta que seja do tipo da Terra
Ao procurar outros planetas parecidos com a Terra
orbitando outras estrelas os cientistas selecionam as estrelas
que sejam parecidas com o Sol em aspectos que passamos
a discutir
A estrela natildeo pode ser nem muito jovem nem muito
velha
As estrelas tecircm que ser velhas o suficiente para terem
tido tempo de desenvolver uma zona de habitabilidade
estaacutevel estaacutevel mas tecircm que ser jovens o suficiente para
ainda terem um tempo de vida estaacutevel pela frente
Aula 14 p6
A estrela natildeo pode ser nem muito massiva nem
pouco massiva (03 MSol le M le 15 MSol)
Estrelas muito massivas desempenham papel crucial
no desenvolvimento da vida pois geram os elementos
necessaacuterios para isso mas duram muito pouco e emitem
muita radiaccedilatildeo ultravioleta Estrelas muito pouco massivas
duram muito tempo mas tecircm suas zonas de habitabilidade
muito estreitas e muito perto da estrela
A proximidade da estrela levaria a forccedilas de mareacute
muito intensas que levariam o planeta a sincronizar seu
periacuteodo de rotaccedilatildeo com o de translaccedilatildeo deixando sempre
o mesmo lado do planeta voltado para estrela de forma
que um hemisfeacuterio ficaria muito quente o outro muito frio
Aleacutem disso as estrelas pouco massivas tecircm intensa
atividade cromosfeacuterica com grandes elevaccedilotildees de
temperatura e emissatildeo de partiacuteculas energeacuteticas nocivas agrave
vida
A estrela deve permitir que seus planetas tenham
oacuterbitas estaacuteveis
A estabilidade das oacuterbitas eacute mais provaacutevel de
ocorrer em estrelas solitaacuterias como o Sol Estrelas duplas
podem ter oacuterbitas estaacuteveis apenas caso estejam muito
proacuteximas uma da outra de forma a ter uma zona de
habitablidade comum ou muito distante uma da outra de
forma que cada uma tenha sua proacutepria zona de
habitabilidade natildeo afetada pela outra Sistemas com mais
de uma companheira satildeo improvaacuteveis
A estrela deve ter metalicidade alta
A estrela deve ter uma quantidade suficiente de
metais para permitir a formaccedilatildeo de planetas rochosos
As restriccedilotildees a respeito dos tipos de estrelas que satildeo
adequadas a terem planetas habitaacuteveis acabam por
restringir a proacutepria regiatildeo da Galaacutexia onde essas estrelas
podem ser encontradas definindo uma zona de
habitabilidade na Galaacutexia um anel circular em torno do
centro da Galaacutexia com espessura de 2 kpc e com raio
meacutedio igual agrave distacircncia do Sol ao centro da Galaacutexia ou
seja 8 kpc
Nessa regiatildeo as oacuterbitas das estrelas satildeo quase
circulares e estatildeo separadas por alguns anos-luz de
maneira que encontros entre elas satildeo eventos
extremamente raros Nas regiotildees mais internas a distacircncia
entre as estrelas eacute menor Nas regiotildees mais distantes do
centro os encontros entre as estrelas satildeo ainda mais raros
mas a metalicidade jaacute eacute muito baixa para permitir a
formaccedilatildeo de planetas rochosos
Vida inteligente na Galaacutexia
Segundo a paleontologia foacutesseis microscoacutepicos de
bacteacuteria e algas datando de 38 bilhotildees de anos satildeo as
evidecircncias de vida mais remotas na Terra Portanto cerca
de 1 bilhatildeo de anos apoacutes a formaccedilatildeo da Terra a evoluccedilatildeo
molecular jaacute havido dado origem agrave vida Desde entatildeo as
formas de vida sofreram muitas mutaccedilotildees e a evoluccedilatildeo
darwiniana selecionou as formas de vida mais adaptadas
agraves condiccedilotildees climaacuteticas da Terra que mudaram com o
tempo A evoluccedilatildeo do Homo Sapiens entretanto por sua
alta complexidade levou 38 bilhotildees de anos pois sua
existecircncia data de 300000 anos atraacutes O Homo Sapiens soacute
tem 125000 anos e a civilizaccedilatildeo somente 10000 anos com
o fim da uacuteltima idade do gelo Portanto na Terra foram
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
Aula 14 p7
Condiccedilotildees para estrelas
terem planetas habitaacuteveis
- a estrela natildeo
pode ser nem muito jovem
nem muito velha
- a estrela natildeo
pode ser nem muito massiva
nem muito pouco massiva
- a estrela deve
permitir que seus planetas
tenham oacuterbitas estaacuteveis
- a estrela deve ter
metalicidade alta
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
inteligente evoluir
A inteligecircncia interesse sobre o que estaacute
acontecendo no Universo eacute um desdobramento da vida
na Terra resultado da evoluccedilatildeo e seleccedilatildeo natural A
possibilidade de vida inteligente em outros planetas do
sistema solar estaacute descartada atualmente mas como
existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea e 100 bilhotildees
de galaacutexias no Universo parece altamente improvaacutevel
que sejamos a uacutenica civilizaccedilatildeo existente
Figura 020405 Os seres inteligentes produzem manifestaccedilotildees artificiais
como as ondas eletromagneacuteticas moduladas em amplitude (AM) ou
frequecircncia (FM) produzidas pelos terraacutequeos para transmitir informaccedilatildeo
(sinais com estrutura loacutegica) Acreditando que possiacuteveis seres extra-
terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar desde 1960 se
usam radiotelescoacutepios para tentar captar sinais deles
Figura 020406 Radiotelescoacutepio para tentar captar sinais de extra-
terrestres
A busca por inteligecircncia extraterrestre que em
inglecircs recebe a sigla SETI (Search for Extra-Terrestrial
Intelligence) tem sido feita numa faixa do espectro
eletromagneacutetico situada na regiatildeo do raacutedio em que o
ruiacutedo coacutesmico (emissatildeo provinda de estrelas meio
interestelar e outras galaacutexias) eacute relativamente baixode
maneira que fica mais faacutecil identificar eventuais sinais
provindos de civilizaccedilotildees em outros planetas
Vida Inteligente
1 bilhatildeo de anos foi o
tempo para ter origem a
forma de vida mais
elementar
Para a evoluccedilatildeo ateacute o
Homo Sapiens devido agrave
sua complexidade foi
necessaacuterio 38 bilhotildees de
anos
Aula 14 p8
O projeto Phoenix ndash o projeto mais completo
realizado no acircmbito do SETI ndash procurou detectar sinais
inteligentes em cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol
num raio de 200 anos-luz de distacircncia usando os maiores
raacutedio telescoacutepios do mundo durante 10 anos (1994 a
2004) mas chegou ao fim sem encontrar qualquer
emissatildeo equivalente aos transmissores de nossos radares
militares na regiatildeo entre 1200 e 3000 MHz Por motivo de
falta de investimentos o projeto SETI foi temporariamente
desativado em abril de 2011
A equaccedilatildeo de Drake
Figura 020407 Frank Donald Drake e sua equaccedilatildeo
A estimativa do nuacutemero N de civilizaccedilotildees capazes
de se comunicar existentes em nossa Galaacutexia pode ser
discutida com o auxiacutelio da equaccedilatildeo de Drake proposta
em 1961 pelo astrocircnomo Frank Donald Drake pioneiro do
projeto SETI A ideia baacutesica da equaccedilatildeo eacute que o nuacutemero
de civilizaccedilotildees existentes na nossa Galaacutexia (N) que satildeo
capazes de se comunicar eacute igual ao nuacutemero de
civilizaccedilotildees que podem ter surgido no tempo de vida da
Galaacutexia (o que depende de vaacuterios fatores) times fraccedilatildeo desse
tempo que dura uma civilizaccedilatildeo (t)
A Equaccedilatildeo de Drake
( )( )( )( )( )( )( )p T v i c
N R f n f f f t
onde
N = nuacutemero de civilizaccedilotildees em nossa Galaacutexia capazes de
se comunicar
R = taxa de formaccedilatildeo de estrelas na Galaacutexia (entre 2 e
20)
fp = fraccedilatildeo provaacutevel de estrelas que tecircm planetas (menor
que 04)
nT = nuacutemero de planetas ou luas com condiccedilotildees
parecidas com as da Terra por estrela que tem planetas (0
-100)
fv = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que abrigam vida (0 ndash 1)
fi = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que desenvolveram vida
inteligente ( 0 ndash 1)
fc = fraccedilatildeo de espeacutecies inteligentes que podem e querem
se comunicar ( 0 ndash 1)
t = tempo de vida de tal civilizaccedilatildeo (10 ndash 109)
Aula 14 p9
Equaccedilatildeo de Drake
Indica o que
o que precisamos
saber para descobrir
vida inteligente no
espaccedilo
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
Aula 14 p10
Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
A estrela natildeo pode ser nem muito massiva nem
pouco massiva (03 MSol le M le 15 MSol)
Estrelas muito massivas desempenham papel crucial
no desenvolvimento da vida pois geram os elementos
necessaacuterios para isso mas duram muito pouco e emitem
muita radiaccedilatildeo ultravioleta Estrelas muito pouco massivas
duram muito tempo mas tecircm suas zonas de habitabilidade
muito estreitas e muito perto da estrela
A proximidade da estrela levaria a forccedilas de mareacute
muito intensas que levariam o planeta a sincronizar seu
periacuteodo de rotaccedilatildeo com o de translaccedilatildeo deixando sempre
o mesmo lado do planeta voltado para estrela de forma
que um hemisfeacuterio ficaria muito quente o outro muito frio
Aleacutem disso as estrelas pouco massivas tecircm intensa
atividade cromosfeacuterica com grandes elevaccedilotildees de
temperatura e emissatildeo de partiacuteculas energeacuteticas nocivas agrave
vida
A estrela deve permitir que seus planetas tenham
oacuterbitas estaacuteveis
A estabilidade das oacuterbitas eacute mais provaacutevel de
ocorrer em estrelas solitaacuterias como o Sol Estrelas duplas
podem ter oacuterbitas estaacuteveis apenas caso estejam muito
proacuteximas uma da outra de forma a ter uma zona de
habitablidade comum ou muito distante uma da outra de
forma que cada uma tenha sua proacutepria zona de
habitabilidade natildeo afetada pela outra Sistemas com mais
de uma companheira satildeo improvaacuteveis
A estrela deve ter metalicidade alta
A estrela deve ter uma quantidade suficiente de
metais para permitir a formaccedilatildeo de planetas rochosos
As restriccedilotildees a respeito dos tipos de estrelas que satildeo
adequadas a terem planetas habitaacuteveis acabam por
restringir a proacutepria regiatildeo da Galaacutexia onde essas estrelas
podem ser encontradas definindo uma zona de
habitabilidade na Galaacutexia um anel circular em torno do
centro da Galaacutexia com espessura de 2 kpc e com raio
meacutedio igual agrave distacircncia do Sol ao centro da Galaacutexia ou
seja 8 kpc
Nessa regiatildeo as oacuterbitas das estrelas satildeo quase
circulares e estatildeo separadas por alguns anos-luz de
maneira que encontros entre elas satildeo eventos
extremamente raros Nas regiotildees mais internas a distacircncia
entre as estrelas eacute menor Nas regiotildees mais distantes do
centro os encontros entre as estrelas satildeo ainda mais raros
mas a metalicidade jaacute eacute muito baixa para permitir a
formaccedilatildeo de planetas rochosos
Vida inteligente na Galaacutexia
Segundo a paleontologia foacutesseis microscoacutepicos de
bacteacuteria e algas datando de 38 bilhotildees de anos satildeo as
evidecircncias de vida mais remotas na Terra Portanto cerca
de 1 bilhatildeo de anos apoacutes a formaccedilatildeo da Terra a evoluccedilatildeo
molecular jaacute havido dado origem agrave vida Desde entatildeo as
formas de vida sofreram muitas mutaccedilotildees e a evoluccedilatildeo
darwiniana selecionou as formas de vida mais adaptadas
agraves condiccedilotildees climaacuteticas da Terra que mudaram com o
tempo A evoluccedilatildeo do Homo Sapiens entretanto por sua
alta complexidade levou 38 bilhotildees de anos pois sua
existecircncia data de 300000 anos atraacutes O Homo Sapiens soacute
tem 125000 anos e a civilizaccedilatildeo somente 10000 anos com
o fim da uacuteltima idade do gelo Portanto na Terra foram
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
Aula 14 p7
Condiccedilotildees para estrelas
terem planetas habitaacuteveis
- a estrela natildeo
pode ser nem muito jovem
nem muito velha
- a estrela natildeo
pode ser nem muito massiva
nem muito pouco massiva
- a estrela deve
permitir que seus planetas
tenham oacuterbitas estaacuteveis
- a estrela deve ter
metalicidade alta
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
inteligente evoluir
A inteligecircncia interesse sobre o que estaacute
acontecendo no Universo eacute um desdobramento da vida
na Terra resultado da evoluccedilatildeo e seleccedilatildeo natural A
possibilidade de vida inteligente em outros planetas do
sistema solar estaacute descartada atualmente mas como
existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea e 100 bilhotildees
de galaacutexias no Universo parece altamente improvaacutevel
que sejamos a uacutenica civilizaccedilatildeo existente
Figura 020405 Os seres inteligentes produzem manifestaccedilotildees artificiais
como as ondas eletromagneacuteticas moduladas em amplitude (AM) ou
frequecircncia (FM) produzidas pelos terraacutequeos para transmitir informaccedilatildeo
(sinais com estrutura loacutegica) Acreditando que possiacuteveis seres extra-
terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar desde 1960 se
usam radiotelescoacutepios para tentar captar sinais deles
Figura 020406 Radiotelescoacutepio para tentar captar sinais de extra-
terrestres
A busca por inteligecircncia extraterrestre que em
inglecircs recebe a sigla SETI (Search for Extra-Terrestrial
Intelligence) tem sido feita numa faixa do espectro
eletromagneacutetico situada na regiatildeo do raacutedio em que o
ruiacutedo coacutesmico (emissatildeo provinda de estrelas meio
interestelar e outras galaacutexias) eacute relativamente baixode
maneira que fica mais faacutecil identificar eventuais sinais
provindos de civilizaccedilotildees em outros planetas
Vida Inteligente
1 bilhatildeo de anos foi o
tempo para ter origem a
forma de vida mais
elementar
Para a evoluccedilatildeo ateacute o
Homo Sapiens devido agrave
sua complexidade foi
necessaacuterio 38 bilhotildees de
anos
Aula 14 p8
O projeto Phoenix ndash o projeto mais completo
realizado no acircmbito do SETI ndash procurou detectar sinais
inteligentes em cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol
num raio de 200 anos-luz de distacircncia usando os maiores
raacutedio telescoacutepios do mundo durante 10 anos (1994 a
2004) mas chegou ao fim sem encontrar qualquer
emissatildeo equivalente aos transmissores de nossos radares
militares na regiatildeo entre 1200 e 3000 MHz Por motivo de
falta de investimentos o projeto SETI foi temporariamente
desativado em abril de 2011
A equaccedilatildeo de Drake
Figura 020407 Frank Donald Drake e sua equaccedilatildeo
A estimativa do nuacutemero N de civilizaccedilotildees capazes
de se comunicar existentes em nossa Galaacutexia pode ser
discutida com o auxiacutelio da equaccedilatildeo de Drake proposta
em 1961 pelo astrocircnomo Frank Donald Drake pioneiro do
projeto SETI A ideia baacutesica da equaccedilatildeo eacute que o nuacutemero
de civilizaccedilotildees existentes na nossa Galaacutexia (N) que satildeo
capazes de se comunicar eacute igual ao nuacutemero de
civilizaccedilotildees que podem ter surgido no tempo de vida da
Galaacutexia (o que depende de vaacuterios fatores) times fraccedilatildeo desse
tempo que dura uma civilizaccedilatildeo (t)
A Equaccedilatildeo de Drake
( )( )( )( )( )( )( )p T v i c
N R f n f f f t
onde
N = nuacutemero de civilizaccedilotildees em nossa Galaacutexia capazes de
se comunicar
R = taxa de formaccedilatildeo de estrelas na Galaacutexia (entre 2 e
20)
fp = fraccedilatildeo provaacutevel de estrelas que tecircm planetas (menor
que 04)
nT = nuacutemero de planetas ou luas com condiccedilotildees
parecidas com as da Terra por estrela que tem planetas (0
-100)
fv = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que abrigam vida (0 ndash 1)
fi = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que desenvolveram vida
inteligente ( 0 ndash 1)
fc = fraccedilatildeo de espeacutecies inteligentes que podem e querem
se comunicar ( 0 ndash 1)
t = tempo de vida de tal civilizaccedilatildeo (10 ndash 109)
Aula 14 p9
Equaccedilatildeo de Drake
Indica o que
o que precisamos
saber para descobrir
vida inteligente no
espaccedilo
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
Aula 14 p10
Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
necessaacuterios somente 1 bilhatildeo de anos para a vida
microscoacutepica iniciar mas 45 bilhotildees de anos para a vida
inteligente evoluir
A inteligecircncia interesse sobre o que estaacute
acontecendo no Universo eacute um desdobramento da vida
na Terra resultado da evoluccedilatildeo e seleccedilatildeo natural A
possibilidade de vida inteligente em outros planetas do
sistema solar estaacute descartada atualmente mas como
existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea e 100 bilhotildees
de galaacutexias no Universo parece altamente improvaacutevel
que sejamos a uacutenica civilizaccedilatildeo existente
Figura 020405 Os seres inteligentes produzem manifestaccedilotildees artificiais
como as ondas eletromagneacuteticas moduladas em amplitude (AM) ou
frequecircncia (FM) produzidas pelos terraacutequeos para transmitir informaccedilatildeo
(sinais com estrutura loacutegica) Acreditando que possiacuteveis seres extra-
terrestres inteligentes se manifestam de maneira similar desde 1960 se
usam radiotelescoacutepios para tentar captar sinais deles
Figura 020406 Radiotelescoacutepio para tentar captar sinais de extra-
terrestres
A busca por inteligecircncia extraterrestre que em
inglecircs recebe a sigla SETI (Search for Extra-Terrestrial
Intelligence) tem sido feita numa faixa do espectro
eletromagneacutetico situada na regiatildeo do raacutedio em que o
ruiacutedo coacutesmico (emissatildeo provinda de estrelas meio
interestelar e outras galaacutexias) eacute relativamente baixode
maneira que fica mais faacutecil identificar eventuais sinais
provindos de civilizaccedilotildees em outros planetas
Vida Inteligente
1 bilhatildeo de anos foi o
tempo para ter origem a
forma de vida mais
elementar
Para a evoluccedilatildeo ateacute o
Homo Sapiens devido agrave
sua complexidade foi
necessaacuterio 38 bilhotildees de
anos
Aula 14 p8
O projeto Phoenix ndash o projeto mais completo
realizado no acircmbito do SETI ndash procurou detectar sinais
inteligentes em cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol
num raio de 200 anos-luz de distacircncia usando os maiores
raacutedio telescoacutepios do mundo durante 10 anos (1994 a
2004) mas chegou ao fim sem encontrar qualquer
emissatildeo equivalente aos transmissores de nossos radares
militares na regiatildeo entre 1200 e 3000 MHz Por motivo de
falta de investimentos o projeto SETI foi temporariamente
desativado em abril de 2011
A equaccedilatildeo de Drake
Figura 020407 Frank Donald Drake e sua equaccedilatildeo
A estimativa do nuacutemero N de civilizaccedilotildees capazes
de se comunicar existentes em nossa Galaacutexia pode ser
discutida com o auxiacutelio da equaccedilatildeo de Drake proposta
em 1961 pelo astrocircnomo Frank Donald Drake pioneiro do
projeto SETI A ideia baacutesica da equaccedilatildeo eacute que o nuacutemero
de civilizaccedilotildees existentes na nossa Galaacutexia (N) que satildeo
capazes de se comunicar eacute igual ao nuacutemero de
civilizaccedilotildees que podem ter surgido no tempo de vida da
Galaacutexia (o que depende de vaacuterios fatores) times fraccedilatildeo desse
tempo que dura uma civilizaccedilatildeo (t)
A Equaccedilatildeo de Drake
( )( )( )( )( )( )( )p T v i c
N R f n f f f t
onde
N = nuacutemero de civilizaccedilotildees em nossa Galaacutexia capazes de
se comunicar
R = taxa de formaccedilatildeo de estrelas na Galaacutexia (entre 2 e
20)
fp = fraccedilatildeo provaacutevel de estrelas que tecircm planetas (menor
que 04)
nT = nuacutemero de planetas ou luas com condiccedilotildees
parecidas com as da Terra por estrela que tem planetas (0
-100)
fv = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que abrigam vida (0 ndash 1)
fi = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que desenvolveram vida
inteligente ( 0 ndash 1)
fc = fraccedilatildeo de espeacutecies inteligentes que podem e querem
se comunicar ( 0 ndash 1)
t = tempo de vida de tal civilizaccedilatildeo (10 ndash 109)
Aula 14 p9
Equaccedilatildeo de Drake
Indica o que
o que precisamos
saber para descobrir
vida inteligente no
espaccedilo
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
Aula 14 p10
Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
O projeto Phoenix ndash o projeto mais completo
realizado no acircmbito do SETI ndash procurou detectar sinais
inteligentes em cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol
num raio de 200 anos-luz de distacircncia usando os maiores
raacutedio telescoacutepios do mundo durante 10 anos (1994 a
2004) mas chegou ao fim sem encontrar qualquer
emissatildeo equivalente aos transmissores de nossos radares
militares na regiatildeo entre 1200 e 3000 MHz Por motivo de
falta de investimentos o projeto SETI foi temporariamente
desativado em abril de 2011
A equaccedilatildeo de Drake
Figura 020407 Frank Donald Drake e sua equaccedilatildeo
A estimativa do nuacutemero N de civilizaccedilotildees capazes
de se comunicar existentes em nossa Galaacutexia pode ser
discutida com o auxiacutelio da equaccedilatildeo de Drake proposta
em 1961 pelo astrocircnomo Frank Donald Drake pioneiro do
projeto SETI A ideia baacutesica da equaccedilatildeo eacute que o nuacutemero
de civilizaccedilotildees existentes na nossa Galaacutexia (N) que satildeo
capazes de se comunicar eacute igual ao nuacutemero de
civilizaccedilotildees que podem ter surgido no tempo de vida da
Galaacutexia (o que depende de vaacuterios fatores) times fraccedilatildeo desse
tempo que dura uma civilizaccedilatildeo (t)
A Equaccedilatildeo de Drake
( )( )( )( )( )( )( )p T v i c
N R f n f f f t
onde
N = nuacutemero de civilizaccedilotildees em nossa Galaacutexia capazes de
se comunicar
R = taxa de formaccedilatildeo de estrelas na Galaacutexia (entre 2 e
20)
fp = fraccedilatildeo provaacutevel de estrelas que tecircm planetas (menor
que 04)
nT = nuacutemero de planetas ou luas com condiccedilotildees
parecidas com as da Terra por estrela que tem planetas (0
-100)
fv = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que abrigam vida (0 ndash 1)
fi = fraccedilatildeo provaacutevel de planetas que desenvolveram vida
inteligente ( 0 ndash 1)
fc = fraccedilatildeo de espeacutecies inteligentes que podem e querem
se comunicar ( 0 ndash 1)
t = tempo de vida de tal civilizaccedilatildeo (10 ndash 109)
Aula 14 p9
Equaccedilatildeo de Drake
Indica o que
o que precisamos
saber para descobrir
vida inteligente no
espaccedilo
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
Aula 14 p10
Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
A uacutenica variaacutevel razoavelmente bem conhecida eacute R
Podemos fazer um caacutelculo otimista supondo que a vida
como a nossa pulula na Galaacutexia assumindo
p
N R f t
isto eacute que todas as demais fraccedilotildees satildeo de 100 ou 1
Usando
R
= 3ano fp = 04 e t de um seacuteculo chega-se a N =120
Um caacutelculo ainda mais otimista utilizaria um tempo
de vida das civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas muito maiores do que
um seacuteculo e pode levar a N = 109 ou seja 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees na nossa Galaacutexia podendo e querendo se
comunicar
Uma hipoacutetese muito pessimista por outro lado pode
levar a N = 10-12 o que significa que existe apenas 1
civilizaccedilatildeo em 1 trilhatildeo de galaacutexias e que portanto estamos
sozinhos
Tabela 020401 Conclusotildees a partir dos resultados da Equaccedilatildeo de Draque
R fp fv nT fi fc t N
hipoacutetese
muito
otimista
20 06 1 1 1 1 109 ~109
hipoacutetese
pessimista 2 01 01 10-3 10-6 10-3 102 ~10-12
valores de
Drake 10 05 1 1 001 001 10000 100
Podemos estimar a distacircncia meacutedia entre estas
civilizaccedilotildees assumindo que estatildeo distribuiacutedas
uniformemente pela nossa Galaacutexia Como nossa galaacutexia
tem aproximadamente 100 000 anos-luz de diacircmetro por
1 000 anos-luz de espessura o volume total da galaacutexia eacute da
ordem de
2 G
V r h
onde
r = raio da galaacutexia
h= espessura da galaacutexia
Logo
2 12 3 (50000 ) 1000 25 10G
V al al al
e a distacircncia meacutedia entre estas civilizaccedilotildees ( Cd )
1
3
4
CC
Vd
onde
G
C
VV
N
Aula 14 p10
Hipoacuteteses extremas
baseadas na equaccedilatildeo de
Drake
-Hipoacutetese otimista
Haacute 1 bilhatildeo de
civilizaccedilotildees tecnoloacutegicas
em nossa galaacutexia
querendo se comunicar
-Hipoacutetese pessimista
Criaturas como
terraacutequeos satildeo muito
raras apenas 1 caso (o
nosso) em cada 100
bilhotildees de galaacutexias
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
Se N =120 obtemos Cd = 1700 anos-luz e o tempo
para fazer contato eacute de 3400 anos
No caacutelculo mais otimista o tempo para fazer
contato seria de 5 anos
Natildeo haacute no momento nenhum criteacuterio seguro que
permita decidir por uma posiccedilatildeo otimista ou pessimista
Conclui-se que para se estabelecer uma comunicaccedilatildeo por
raacutedio de ida e volta mesmo na hipoacutetese otimista a
duraccedilatildeo da civilizaccedilatildeo tecnoloacutegica natildeo poderaacute ser menor
que 12000 anos Caso contraacuterio a civilizaccedilatildeo interlocutora
teraacute desaparecido antes de receber a resposta
Naturalmente existem mais de 100 bilhotildees de outras
galaacutexias aleacutem da nossa mas para estas o problema de
distacircncia eacute muito maior
OVNIs
Devido agraves grandes distacircncias interestelares e agrave
limitaccedilatildeo da velocidade que deve ser menor do que a
velocidade da luz pela relatividade de Einstein natildeo eacute
possiacutevel viajar ateacute outras estrelas e seus possiacuteveis planetas O
ocircnibus espacial da NASA viaja a aproximadamente 28000
kmh e portanto levaria 168000 anos para chegar agrave estrela
mais proacutexima que estaacute a 44 anos-luz da Terra A
espaccedilonave mais veloz que a espeacutecie humana jaacute construiu
ateacute agora (Voyager da NASA) levaria 80 000 anos para
chegar agrave estrela mais proacutexima
O Dr Bernard M Oliver codiretor do projeto de
procura de vida extraterrestre Cyclops da NASA calculou
que para uma espaccedilonave viajar ateacute esta estrela mais
proacutexima a 70 da velocidade da luz mesmo com um motor
perfeito que converta 100 do combustiacutevel em energia
(nenhuma tecnologia futura pode ser melhor que isto)
seriam necessaacuterios 26 times 1016 joules equivalente a toda a
energia eleacutetrica produzida em todo o mundo a partir de
todas as fontes inclusive nuclear durante 100 mil anos e
ainda assim levaria 6 anos soacute para chegar laacute O importante
sobre este caacutelculo eacute que ele natildeo depende da tecnologia
atual (eficiecircncia de conversatildeo de energia entre 10 e 40)
pois assume um motor perfeito nem de quem estaacute fazendo
a viagem mas somente das leis de conservaccedilatildeo de
energia Esta eacute a principal razatildeo que os astrocircnomos satildeo tatildeo
ceacuteticos sobre as notiacutecias que os OVNIs (Objetos Voadores
Natildeo Identificados) ou UFOs (Unidentified Flying Objects) satildeo
espaccedilonaves de civilizaccedilotildees extraterrestres Devido agraves
distacircncias enormes e gastos energeacuteticos envolvidos eacute muito
improvaacutevel que as dezenas de OVNIs noticiados a cada
ano pudessem ser visitantes de outras estrelas tatildeo
fascinados com a Terra que estatildeo dispostos a gastar
quantidades fantaacutesticas de tempo e energia para chegar
aqui A maioria dos OVNIs quando estudados resulta ser
fenocircmenos naturais como balotildees meteoros planetas
brilhantes ou aviotildees militares De fato nenhum OVNI jamais
deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse ser estudada em
laboratoacuterios para demonstrar sua origem
Aula 14 p11
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
Resumo Seres vivos satildeo organismos que tecircm metabolismo se
reproduzem sofrem mutaccedilotildees e evoluem por seleccedilatildeo
natural Na Terra todos os seres vivos satildeo feitos
basicamente de carbono e sua formaccedilatildeo inicial depende
da existecircncia de aacutegua liacutequida
Extremoacutefilos seres que vivem em ambientes
extremamente inoacutespitos Sua descoberta mostrou que a
vida natildeo eacute tatildeo fraacutegil como se pensava e portanto natildeo
deve ser tatildeo rara
Zona habitaacutevel Regiatildeo em torno de uma estrela
com temperatura adequada para ter aacutegua em forma
liacutequida e fontes de energia para manter o metabolismo dos
seres vivos Deve ser estaacutevel e durar bilhotildees de anos para
dar tempo para a vida se desenvolver
Planetas habitaacuteveis Planetas teluacutericos na zona
habitaacutevel de uma estrela nem muito frio nem muito quente
permitindo a existecircncia d aacutegua em estado liacutequido No
sistema solar essa regiatildeo fica externa agrave oacuterbita de Vecircnus e
interna agrave oacuterbita de Marte ou seja soacute a Terra fica na zona
de habitabilidade do Sol
Luas habitaacuteveis Sateacutelites de planetas gigantes
localizado na zona de habitabilidade de sua estrela e
sateacutelites de planetas gigantes fora da zona de
habitabilidade de sua estrela mas que tenham outra fonte
de calor Luas aquecidas por exemplo por forccedilas de mareacute
No sistema solar os sateacutelites mais provaacuteveis de terem vida
satildeo Europa (lua de Juacutepiter) e Titatilde (lua de Saturno)
Condiccedilotildees para uma estrela ter planetas habitaacuteveis
A estrela natildeo pode ser muito jovem nem muito velha a
massa da estrela natildeo pode ser nem muito grande nem
muito pequena a estrela deve ter metalicidade alta a
estrela deve permitir que seus planetas tenham oacuterbitas
estaacuteveis (o que eacute mais faacutecil de ocorrer em estrelas solitaacuterias)
Zona de habitabilidade na Galaacutexia Anel do disco
galaacutectico com raio com distacircncia do centro entre 7 kpc e 9
kpc O Sol encontra-se nessa regiatildeo
Procura de vida inteligente fora da Terra A procura
por civilizaccedilotildees em outros planetas eacute feita tentando
detectar radiaccedilatildeo de origem natildeo coacutesmica provinda de
outras estrelas Existem 100 bilhotildees de estrelas na Via Laacutectea
e parece altamente improvaacutevel que sejamos a uacutenica
civilizaccedilatildeo da Galaacutexia mas ateacute hoje nenhum sinal foi
detectado
Equaccedilatildeo de Drake Estima o nuacutemero de civilizaccedilotildees
detectaacuteveis na nossa galaacutexia a partir de um conjunto de
hipoacuteteses probabiliacutesticas Sua importacircncia eacute identificar o
que precisamos saber para descobrir vida inteligente no
espaccedilo
OVNIacutes As distacircncias estelares satildeo tatildeo grandes que
tornam praticamente impossiacutevel viajar a outras estrelas
Nenhum OVNI jamais deixou evidecircncia fiacutesica que pudesse
ser estudada em laboratoacuterios para demonstrar sua origem
1 O que caracteriza um ser vivo
Aula 14 p12
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
Questotildees de fixaccedilatildeo
1 O que caracteriza um ser vivo
2 Atualmente os cientistas acreditam que a vida
pode existir em condiccedilotildees muito mais adversas do que se
pensava haacute algumas deacutecadas Que descobertas
ocasionaram essa mudanccedila de pensamento
3
a) O que eacute a zona de habitabilidade de uma estrela
b) Que criteacuterios ela deve obedecer
4 Existe vida inteligente em outro planeta do Sistema
Solar aleacutem da Terra Justifique a sua resposta
5
a) O que eacute a Equaccedilatildeo de Drake
b) Qual eacute a sua importacircncia
6 Por que a maioria dos cientistas natildeo acredita em
ldquodiscos voadoresrdquo
7 Eacute possiacutevel viajar ateacute outras estrelas Justifique a sua
resposta
Aula 14 p13
