Enrico Fermi - Historia

Enrico Fermi - Historia

Enrico Fermi

1901- 1954

Físico

El físico Enrico Fermi nació el 29 de septiembre de 1901 en Roma. Es casi seguro que es el mayor científico italiano desde que Galileo hizo sus principales contribuciones a la ciencia en el campo de las reacciones nucleares. En 1942, Fermi produjo con éxito una reacción en cadena controlada en la primera pila nuclear, que construyó en la Universidad de Chicago.

Fermi, cuya esposa era judía, había abandonado Italia en 1938 a medida que crecía el antisemitismo de los fascistas. Su papel en el desarrollo de armamento atómico continuó y, de hecho, estaba presente en el desierto de Nuevo México cuando se detonó la primera bomba atómica.

Fermi permaneció en la Universidad de Chicago como profesor de física hasta su muerte por cáncer.


Enrico Fermi

Enrico FermiEl padre de Alberto Fermi y su madre Ida de Gattis. Ida era una persona notable que era hija de un oficial del ejército. Se formó como maestra de escuela y enseñó en escuelas primarias durante la mayor parte de su vida. Muy inteligente, fue la mayor influencia para sus hijos después de su matrimonio con Alberto en 1898. Ida tenía 27 años cuando se casó, pero su esposo Alberto tenía 41. Trabajó para compañías ferroviarias en varias partes de Italia, pero se mudó a Roma en 1888. Fue ascendido a inspector el año en que se casó con Ida y, al final de su carrera, había llegado a desempeñar un papel importante en lo que en ese momento era la compañía ferroviaria de propiedad estatal. Enrico fue el tercero de los hijos de sus padres que tuvo una hermana mayor, María (nacida en 1899) y un hermano mayor, Giulio (nacido en 1900). De acuerdo con la costumbre de la época, Enrico fue criado por una enfermera lejos de la familia hasta que cumplió unos 30 meses. Luego fue educado estrictamente aunque la familia no era religiosa (algo que molestó a la familia de Alberto, que eran todos católicos devotos excepto Alberto).

La entrada a la Scuola Normale Superiore de Pisa se realizó mediante un concurso. Fermi se presentó al examen el 14 de noviembre de 1918 y escribió un ensayo sobre el tema dado de Características del sonido. En su ensayo, Fermi derivó el sistema de ecuaciones diferenciales parciales para una varilla vibratoria y luego utilizó el análisis de Fourier para resolverlas. Fue escrito al nivel de una tesis doctoral en lugar de un examen escolar. Cuando el examinador leyó la entrada de Fermi, quedó tan sorprendido que concertó una reunión con él, diciéndole que sin duda ganaría el concurso y que, además, Fermi sin duda se convertiría en un científico famoso.

En Pisa, Fermi fue asesorado por el director del laboratorio de física Luigi Puccianti. Quizás deberíamos aclarar esta afirmación, porque aunque Puccianti nominalmente tenía este papel, reconocía que había poco que pudiera enseñarle a Fermi, y frecuentemente le pedía a Fermi que le enseñara algo. Pronto Fermi estaba publicando artículos, su primer Sulla dinamica di un sistema rigido di cariche elettriche en moto traslatorio Ⓣ publicado en 1921. Otra publicación en 1921 fue seguida por el más importante de sus primeros artículos en el año siguiente, a saber Sopra i fenomeni che avvengono en vicinanza di una lina oraria (Sobre los fenómenos que ocurren cerca de una línea del mundo). Este artículo dio un resultado importante sobre la naturaleza euclidiana del espacio cerca de una línea del mundo en la geometría de la relatividad general. Fermi presentó su tesis doctoral Un teorema di calcolo delle probabilità ed alcune sue Applicazioni Ⓣ a la Scuola Normale Superiore y fue examinado el 7 de julio de 1922. Laura Fermi escribe sobre este evento en [3]: -

La tesis fue publicada en su Obras completas en 1962. Después de la obtención de su doctorado, Fermi regresó a Roma y comenzó a trabajar con los matemáticos allí, particularmente con Castelnuovo, Levi-Civita y Enriques. También se puso en contacto con el director del laboratorio de física. En octubre de 1922 se le concedió una beca del gobierno que le permitió trabajar con Max Born en Göttingen en la primera mitad de 1923. Luego fue designado para enseñar matemáticas a científicos en Gotinga durante el año académico 1923-24. Después de pasar el verano de 1924 haciendo senderismo en los Dolomitas, se fue a Leiden para trabajar con Ehrenfest. Regresó a Italia para el comienzo del año académico 1924-25 y pasó ese año académico y el siguiente como profesor temporal de Física y Mecánica Matemáticas en la Universidad de Florencia. En este punto, Fermi estaba tratando de maximizar sus posibilidades de una carrera académica, por lo que publicó una gran cantidad de artículos. Estaba decepcionado de perder ante Giovanni Giorgi en la competencia por la cátedra de física matemática en la Universidad de Cagliari en Cerdeña. Vale la pena señalar que tanto Levi-Civita como Volterra apoyaron a Fermi. Quizás fue bueno que Fermi perdiera porque en 1926 se anunció otra competencia, esta vez para la cátedra de física teórica de la Universidad de Roma. Esta vez, a pesar de ser muy joven para ese puesto, Fermi fue nombrado por el comité que reconoció la calidad excepcional de su trabajo científico.

En Roma, Fermi comenzó a construir el instituto de física, que era sorprendentemente pequeño cuando llegó. Fermi se casó con Laura Capon el 19 de julio de 1928, tuvieron una hija, Nella, nacida el 31 de enero de 1931, y un hijo, Giulio, nacido el 16 de febrero de 1936. En 1929 fue elegido miembro de la Accademia dei Lincei. Bueno, esto no es del todo exacto ya que Mussolini lo nombró a la Academia sin una elección. Ciertamente se merecía el honor por motivos académicos, pero no se debe suponer que su nombramiento por Mussolini significó que Fermi apoyaba el fascismo. Quizás sea más probable que debido a que Fermi no era político, Mussolini sintió que al menos no estaba nombrando a un oponente político. El nombramiento de la Academia proporcionó a Fermi un salario sustancialmente adicional. Hizo su primera visita a los Estados Unidos en 1930 cuando visitó la Universidad de Michigan en Ann Arbor. Tuvo interesantes discusiones con George Uhlenbeck, que se había mudado allí desde Holanda, y Ehrenfest se unió a ellos durante el verano. Fermi dio conferencias sobre teoría cuántica.

En 1934 Fermi realizó su trabajo más importante sobre la radiactividad artificial producida por neutrones. Publicó esto en Radioattività indotta dal bombardamento di neutron Ⓣ (1934) y en otros artículos Radiactividad artificial producida por bombardeo de neutrones (1934, 1935) en el Actas de la Royal Society de Londres y Sobre la absorción y difusión de neutrones lentos (1936). Este trabajo condujo al descubrimiento de la fisión nuclear y los experimentadores pudieron utilizar sus resultados para crear nuevos elementos. Fermi recibió el Premio Nobel de Física en 1938. La cita establece que el premio es: -

Otro artículo importante, publicado por Fermi en 1935, fue Sulla quantizzazione del gas perfetto monoatomico. En este artículo presentó las estadísticas de Fermi, dando un modelo estadístico del átomo y el núcleo.

En el verano de 1938, Mussolini siguió repentinamente a Hitler en Alemania al iniciar una campaña contra los judíos. Fermi no era judío pero su esposa lo era y, aunque sus dos hijos eran católicos romanos, la situación de la familia se volvió incómoda. Fermi decidió escribir a universidades de Estados Unidos en busca de un puesto. Lo hizo en completo secreto por temor a que se lo impidieran si las autoridades se enteraban de sus intenciones. Escribió cartas a varias universidades y las envió a todas en diferentes ciudades para no despertar sospechas. Recibió cinco ofertas y aceptó la de la Universidad de Columbia. La concesión del Premio Nobel fue una maravillosa oportunidad para que la familia abandonara Italia y viajara a la ceremonia de presentación en Estocolmo, y luego se dirigiera directamente a los Estados Unidos. Curiosamente, Fermi tuvo que pasar una prueba de aritmética antes de obtener una visa para los Estados Unidos. Llegó con su familia a Nueva York el 2 de enero de 1939.

El trabajo de Fermi en la Universidad de Columbia, en colaboración con otros miembros de su equipo, pronto mostró posibles aplicaciones de su investigación. George Pegram, profesor de física en Columbia, escribió al almirante Hooper en el Departamento de Marina el 16 de marzo de 1939 (ver por ejemplo [4]):

Tomó un tiempo para que las cosas avanzaran en el proyecto de uranio, pero la decisión de hacer un gran esfuerzo se tomó, por coincidencia, el día antes de Pearl Harbor en diciembre de 1941. El proyecto se llevaría a cabo en la Universidad de Chicago con varios grupos, incluido el grupo de Fermi en Columbia, reunidos allí. Esto no fue del agrado de Fermi por varias razones. Primero, estaba muy feliz en la Universidad de Columbia, segundo, eso lo convirtió más en un administrador y menos en un científico, y en tercer lugar, una vez que Estados Unidos estaba en guerra con Italia, los italianos fueron clasificados como 'alienígenas enemigos' y se establecieron severas restricciones de viaje dentro de Estados Unidos. impuso. Sin embargo, las dificultades fueron superadas y en el verano de 1942 Fermi estaba en Chicago. El 2 de diciembre de 1942, el equipo, encabezado por Fermi, logró la primera liberación controlada de energía nuclear; probablemente no sea un eufemismo decir que había comenzado una nueva era. En 1944, Fermi se convirtió en ciudadano estadounidense y en ese año comenzó a participar de lleno en el proyecto de Los Alamos para construir una bomba. Impartió varios cursos en Los Alamos para los científicos que participan en el proyecto.

Después de que terminó la guerra, Fermi decidió que quería volver a la vida universitaria. Aceptó la oferta de una cátedra en la Universidad de Chicago en 1945. Durante los siguientes años, realizó investigaciones, interesándose por el origen de los rayos cósmicos y también trabajó en la interacción pión-nucleón tratando de avanzar en la comprensión de las interacciones fuertes. Realizó numerosas visitas de investigación como Los Alamos, que visitaba todos los años, la Universidad de Washington (1947), la Universidad de California en Berkeley (1948) y el Laboratorio Nacional Brookhaven (1952). Asistió a una conferencia de física de altas energías en Como, Italia, en 1949. Este fue su primer viaje de regreso a Europa desde que se fue hace más de diez años. Durante este viaje también dio una conferencia en la Accademia dei Lincei con Castelnuovo presidiendo la reunión.

En el verano de 1954 Fermi regresó a Italia y dio una serie de conferencias en la Villa Monastero en Varenna en el lago de Como. Luego pasó a una escuela de verano cerca de Chamonix en Francia. Intentó seguir su enérgico estilo de vida habitual con paseos por la montaña y deportes. Sin embargo, era evidente que padecía problemas de salud que los médicos no habían podido diagnosticar. De regreso en Chicago, los médicos diagnosticaron cáncer de estómago y se llevó a cabo una operación. Sobrevivió a la operación y regresó a casa. Les había dicho a sus amigos que escribiría su curso de física nuclear como su último servicio a la ciencia si se le perdonaba el tiempo suficiente. Solo logró escribir una página de contenidos incompleta para el curso. Eugene Wigner escribió:


Enrico Fermi

Debajo de la grada oeste de las canchas de squash de la Universidad de Chicago en Stagg Field, hay una placa. Dice: "El 2 de diciembre de 1942, el hombre logró aquí la primera reacción en cadena autosuficiente y, por lo tanto, inició la liberación controlada de energía nuclear". ¿Cómo se convirtieron las canchas de squash en la Universidad de Chicago en el lugar de la primera reacción en cadena nuclear autosuficiente? La historia comienza en Italia en 1915.

En Roma ese año, un niño de 14 años, afligido por la muerte de su hermano mayor, buscó distracción en los libros. Deambulando por el Campo de Fiori se encontró con dos volúmenes antiguos de física elemental. Nuestro mundo nunca volvería a ser el mismo. El niño era Enrico Fermi, y se convertiría en el hombre que en 1942 realizó la primera reacción nuclear en cadena autosuficiente en las canchas de squash de la Universidad de Chicago.

El interés de Fermi por la física era intenso. A los 19 años ingresó en la Universidad de Pisa, donde, según algunos relatos, poco después comenzó a instruir a sus maestros. A la tierna edad de 25 años, se convirtió en profesor de física teórica en la Universidad de Roma. En 1934, Fermi casi descubrió la fisión nuclear, el proceso que se utilizó en la primera bomba atómica, mientras realizaba experimentos sobre las transformaciones radiactivas que resultaron cuando varios elementos fueron bombardeados repetidamente con neutrones. Sin embargo, Fermi perdió esta oportunidad porque la hoja de papel de aluminio que usó para cubrir su muestra de uranio, que habría creado la fisión, era demasiado gruesa. Bloqueó el registro de los fragmentos de fisión y pasó desapercibido. Aunque Fermi no pudo descubrir la fisión, sí descubrió que el paso de neutrones a través de un "moderador" de elementos ligeros, como la parafina, los ralentizaba y, a su vez, aumentaba su eficacia. Este descubrimiento fue fundamental para generar el calor que necesita un reactor nuclear para generar electricidad. En 1938 Fermi recibió el Premio Nobel por su trabajo.

Fermi viajó de Italia a Suecia para obtener su medalla Nobel y nunca regresó a casa. El clima fascista y antisemita de Italia lo perturbaba cada vez más. Como muchos científicos europeos de la época, abandonó Europa y se estableció en los Estados Unidos, trabajando en la Universidad de Chicago. Otros en la universidad estaban trabajando en la bomba atómica. La tarea de Fermi era encontrar una forma de controlar la reacción en cadena que resultaba de la fisión. Su respuesta fue crear un reactor nuclear, que Fermi, cuyo inglés todavía era pobre, llamó simplemente "pila", para que, teóricamente, pudiera insertar un material absorbente de neutrones en medio del proceso de fisión para controlar su velocidad.

En diciembre de 1942, Fermi y su equipo estaban preparados para probar su reactor. Debido a consideraciones de espacio, la "pila" se instaló en la cancha de squash de la universidad. La prueba no se realizó sin cierta preocupación. Hasta ese momento, las nociones de Fermi sobre el control de la fisión se basaban completamente en la teoría, no en la práctica. Si estaba equivocado, Chicago podría quedar impresionado. Comenzó la prueba. Al principio, solo se quitaron un par de varillas. Poco a poco, Fermi fue tirando más. Finalmente, fue evidente: Fermi y su equipo habían creado una reacción nuclear autosostenida, el primer flujo controlado de energía de una fuente distinta al sol. Un mensaje codificado informó al gobierno de este éxito: "El navegante italiano acaba de aterrizar en el nuevo mundo".


Nuestra historia

Argonne remonta su nacimiento a partir de una misión secreta, el Proyecto Manhattan, para crear la primera reacción nuclear autosuficiente del mundo. Hoy, la carga inicial del laboratorio para encontrar usos en tiempos de paz para la energía atómica se ha expandido ampliamente, a medida que los investigadores buscan encontrar nuevos descubrimientos en energía, clima y salud que promoverán la prosperidad y la seguridad estadounidenses.

En su estado embrionario como el "Laboratorio Metalúrgico", el equipo de físicos que daría lugar a Argonne construyó el Chicago Pile-1, que alcanzó la criticidad el 2 de diciembre de 1942, debajo de las gradas del campo de fútbol Stagg de la Universidad de Chicago. Chicago Pile-1 fue el lugar de la primera reacción nuclear autosuficiente y controlada del mundo. Debido a que los experimentos se consideraron demasiado peligrosos para realizar en una ciudad importante, las operaciones se trasladaron a un lugar en las cercanas colinas de Palos y se rebautizaron como "Argonne" en honor al bosque circundante.

El 1 de julio de 1946, el laboratorio fue formalmente autorizado como Laboratorio Nacional Argonne para realizar "investigación cooperativa en nucleónica", lo que lo convirtió en el primer laboratorio nacional del país. A pedido de la Comisión de Energía Atómica de EE. UU., Más tarde conocida como Departamento de Energía de EE. UU., Argonne comenzó a desarrollar reactores nucleares para el programa de energía nuclear pacífica de la nación. A finales de la década de 1940 y principios de la de 1950, el laboratorio se trasladó a una ubicación más grande en Lemont, Illinois, y estableció una ubicación remota en Idaho, llamada "Argonne-West", para realizar más investigaciones nucleares.

En rápida sucesión, el laboratorio diseñó y construyó Chicago Pile 3, el primer reactor moderado de agua pesada del mundo, y el Experimental Breeder Reactor I, construido en Idaho, que encendió una cadena de cuatro bombillas para producir la primera electricidad generada con energía nuclear del mundo. en 1951. El conocimiento obtenido de los experimentos de Argonne formó la base para los diseños de la mayoría de los reactores comerciales que se utilizan actualmente en todo el mundo para la generación de energía eléctrica, y continúan informando los diseños de reactores de metal líquido para futuras centrales eléctricas comerciales.

Al realizar una investigación clasificada, el laboratorio estaba fuertemente asegurado, todos los empleados y los visitantes necesitaban credenciales para pasar un punto de control, muchos de los edificios estaban clasificados y el laboratorio en sí estaba cercado y vigilado. Tal secreto seductor atrajo a visitantes autorizados, incluidos el rey Leopoldo III de Bélgica y la reina Federica de Grecia, y no autorizados. Poco después de la 1 a.m. del 6 de febrero de 1951, los guardias de Argonne descubrieron al periodista Paul Harvey cerca de la cerca perimetral de 3 m (10 pies), con el abrigo enredado en el alambre de púas. Al registrar su automóvil, los guardias encontraron una transmisión de cuatro páginas previamente preparada que detalla la saga de su entrada no autorizada a una "zona caliente" clasificada. Fue llevado ante un gran jurado federal por cargos de conspiración para obtener información sobre seguridad nacional y transmitirla al público, pero no fue procesado.

Sin embargo, no toda la tecnología nuclear se destinó al desarrollo de reactores. Mientras diseñaba un escáner para elementos combustibles de reactores en 1957, el físico de Argonne William Nelson Beck puso su propio brazo dentro del escáner y obtuvo una de las primeras imágenes de ultrasonido del cuerpo humano. Los manipuladores remotos diseñados para manejar materiales radiactivos sentaron las bases para máquinas más complejas que se utilizan para limpiar áreas contaminadas, laboratorios sellados o cuevas. En 1964, el reactor "Janus" se inauguró para estudiar los efectos de la radiación de neutrones en la vida biológica, proporcionando investigaciones para pautas sobre niveles de exposición seguros para los trabajadores en centrales eléctricas, laboratorios y hospitales. Los científicos de Argonne fueron pioneros en una técnica para analizar la superficie de la luna utilizando radiación alfa, que se lanzó a bordo del Surveyor 5 en 1967 y luego analizó muestras lunares de la misión Apolo 11.

Además del trabajo nuclear, el laboratorio mantuvo y amplió en gran medida una fuerte presencia en la investigación básica de la física y la química. En 1955, los químicos de Argonne co-descubrieron los elementos einstenio y fermio, elementos 99 y 100 en la tabla periódica. En 1962, los químicos de laboratorio produjeron el primer compuesto del xenón de gas noble inerte, abriendo un nuevo campo de investigación de enlaces químicos. En 1963, descubrieron el electrón hidratado, que es un electrón libre en una solución y el anión más pequeño posible.

Ese mismo año, la investigadora de Argonne Maria Goeppert Mayer recibió el Premio Nobel de Física por descubrir el modelo de capa nuclear. Este descubrimiento dio a los científicos algunos de los conocimientos más profundos sobre el carácter del núcleo y trazó un nuevo curso para la física nuclear durante las próximas décadas.

El 2 de octubre de 1962, Argonne anunció la creación del tetrafluoruro de xenón, el primer compuesto simple de xenón, un gas noble que se cree que es químicamente inerte. La creación abrió una nueva era para el estudio de los enlaces químicos.

La física de alta energía también dio un salto adelante cuando se eligió Argonne como el sitio de los 12. Sincrotrón de gradiente cero de 5 GeV, un acelerador de protones que se inauguró en 1963. Una cámara de burbujas permitió a los científicos rastrear los movimientos de las partículas subatómicas mientras atravesaban la cámara en 1970, observaron una partícula fundamental llamada neutrino en una cámara de burbujas de hidrógeno por primera vez.

Mientras tanto, el laboratorio también estaba ayudando a diseñar el reactor para el primer submarino de propulsión nuclear del mundo, el U.S.S. Nautilus, que navegó al vapor durante más de 513, 550 millas náuticas (951, 090 km). El siguiente modelo de reactor nuclear fue el reactor experimental de agua en ebullición, el precursor de muchas plantas nucleares modernas, y el reactor reproductor experimental II (EBR-II), que se enfrió con sodio e incluía una instalación de reciclaje de combustible. El EBR-II se modificó posteriormente para probar otros diseños de reactores, incluido un reactor de neutrones rápidos y, en 1982, el concepto de Reactor Rápido Integral, un diseño revolucionario que reprocesó su propio combustible, redujo su desperdicio atómico y resistió las pruebas de seguridad de las mismas fallas. que desencadenó los desastres de Chernobyl y Three Mile Island.

Argonne pasó a especializarse en otras áreas, mientras capitalizaba su experiencia en física, ciencias químicas y metalurgia. En 1987, el laboratorio fue el primero en demostrar con éxito una técnica pionera llamada aceleración de campo de despertador de plasma, que acelera las partículas en distancias mucho más cortas que los aceleradores de partículas convencionales. También cultivó un sólido programa de investigación de baterías, incluida la invención en la década de 1990 de un material de cátodo revolucionario que duraba más y almacenaba más energía que otros materiales de batería. El cátodo de níquel-manganeso-cobalto (NMC) más tarde se abrió camino en los vehículos eléctricos producidos por General Motors.

Luego de un gran impulso del entonces director Alan Schriesheim, el laboratorio fue elegido como el sitio de la Fuente de Fotones Avanzados, una importante instalación de rayos X que se completó en 1995 y produjo los rayos X más brillantes del mundo en el momento de su creación. construcción. El APS ha allanado el camino para la investigación en estructuras de proteínas que condujeron a varios premios Nobel de Química, y se ha utilizado para estudiar todo, desde baterías hasta escarabajos.

En 2003, el científico de materiales de Argonne Alexei Abrikosov ganó el Premio Nobel de Física por su trabajo en la física de la materia condensada, en particular con los superconductores de tipo II utilizados en la fabricación de electroimanes capaces de producir campos magnéticos fuertes como en las máquinas de resonancia magnética.

La primera parte del siglo XXI vio cómo la misión principal de Argonne se alejaba de la energía nuclear y se diversificaba hacia una gama más amplia de tipos de energía y almacenamiento. El antiguo campus occidental del laboratorio, Argonne-West, se convirtió en el Laboratorio Nacional de Idaho en 2005.

Al año siguiente, en 2006, Argonne desarrolló otra instalación de usuario nacional, la Instalación de Computación de Liderazgo de Argonne (ALCF). En la ALCF, los científicos han utilizado varias generaciones de supercomputadoras para realizar experimentos de modelado y simulación de materiales, clima, enfermedades y otros fenómenos y sustancias. Estas supercomputadoras han incluido el 557 -teraflop Intrepid, 10 -petaflop Mira, 15. 6 -petaflop Theta y la próxima Aurora, que será la primera supercomputadora a exaescala de Argonne. Recientemente, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático se han convertido en temas de gran interés a medida que los científicos buscan nuevas formas de mejorar la precisión y la velocidad de sus modelos de sistemas tan pequeños como virus y tan grandes como galaxias.

El ALCF no fue la única instalación para usuarios que comenzó a operar en Argonne a mediados de la década de 2000. El laboratorio también construyó el Centro de Materiales a Nanoescala, uno de los cinco Centros de Investigación Científica a Nanoescala del país. La investigación en el CNM ha llevado al desarrollo de todo, desde películas de diamantes ultraanocristalinos para retinas artificiales y aceleradores hasta esponjas especializadas que pueden absorber enormes cantidades de aceite derramado.

En 2012, el Departamento de Energía de EE. UU. Eligió a Argonne para dirigir el Centro Conjunto para la Investigación de Almacenamiento de Energía (JCESR), un Centro de Innovación del DOE que se encuentra en Argonne. El programa de baterías de Argonne ha sido sólido durante décadas, pero recibió un gran golpe de parte de JCESR. En su misión inicial de cinco años, JCESR se encargó de reducir el costo, aumentar la densidad de energía, aumentar la vida útil y aumentar la seguridad de los vehículos eléctricos y las baterías de almacenamiento de la red. JCESR se renovó en 2017 por otros cinco años con una misión renovada para mejorar la asequibilidad de las baterías tanto para el transporte como para la red eléctrica.

En 2020, Argonne fue identificado como un actor importante en los esfuerzos cuánticos de la nación, ya que el laboratorio recibió Q-NEXT, un centro primario de investigación en ciencia de la información cuántica que, como JCESR, formará un centro de investigación dedicado a un tema específico. Q-NEXT se enfoca en cómo controlar, almacenar y transmitir información cuántica de manera confiable a distancias que podrían ser tan pequeñas como un chip de computadora o tan grandes como la distancia entre Chicago y San Francisco. Abordar este desafío requiere desarrollar nuevos materiales cuánticos e integrarlos en dispositivos y sistemas, desarrollar nuevas clases de sensores ultraprecisos y superar las pérdidas que ocurren cuando la información cuántica se comunica a largas distancias.

Los primeros setenta y cinco años de existencia de Argonne la han convertido en pionera en muchos campos, desde la energía nuclear hasta la informática, la ciencia de los rayos X y el almacenamiento de energía. Argonne tiene un orgulloso legado de descubrimientos sobre el que continúa construyendo hoy y en el futuro.


Enrico Fermi

Enrico Fermi, conocido por muchos como el Padre o arquitecto de la bomba nuclear, nació el 29 de septiembre de 1901 en Roma, Italia. Los padres de Enrico eran Alberto e Ida de Gattis Fermi y tenía dos hermanos.

Enrico era un niño muy curioso e inteligente cuya inteligencia nativa le permitió superar a sus compañeros en muchos esfuerzos. También tenía un comportamiento amistoso y un ingenio rápido y divertido.

La madre de Enrico fue una gran influencia en Enrico. Era una persona muy inteligente que animaba a sus hijos a sobresalir en cualquier tarea que pudieran tener. Ella era una maestra talentosa y, por lo tanto, tenía el talento y la experiencia para guiar a Enrico en áreas de interés y para empujarlo suavemente a absorber los conocimientos necesarios para aprender y triunfar.

Se cree que Enrico se interesó por la física y otras materias científicas tras la muerte de su amado hermano Giulio, quien murió cuando Enrico tenía solo 14 años. Para ayudarlo a salir de su profunda depresión como resultado de la muerte de su hermano, los padres de Enrico le dieron muchos libros y lo animó a leer y estudiar.

Enrico rápidamente quedó totalmente fascinado con la física. Leyó todos los libros que pudo encontrar sobre el tema e incluso diseñó y completó sus propios experimentos por diversión. Al sentir que había escapado de la depresión, sus padres lo alentaban continuamente a estudiar más y ampliar su interés por la física y otras ciencias relacionadas.

El intenso interés y el arduo trabajo de Enrico por aprender física y otras ciencias valieron la pena cuando nos otorgaron una beca para la prestigiosa Universidad Scoula Normale Superiore en Pisa, Italia. El conocimiento y la dedicación de Enrico a sus estudios le permitieron avanzar rápidamente en sus estudios. Se graduó con honores en 1922 y obtuvo una beca Rockefeller en 1923. También tuvo la oportunidad de conocer y trabajar con varios científicos de prestigio, como el famoso profesor Max Born de Alemania.

Fermi se casó con Laura Capon de una familia judía romana muy respetada en 1928. Criaron un hijo, Guilio y una hija, Nella. Su familia era feliz, cariñosa y unida.

Flores de la carrera de física

Fermi se convirtió rápidamente en un científico físico conocido y respetado, lo que le permitió ampliar su base de conocimientos aún más y ampliar su aprendizaje a muchas áreas relacionadas. Se convirtió en profesor de física teórica en la Universidad de Roma, un puesto muy estimado en 1927.

Los increíbles y únicos logros que Fermi realizó en los estudios de física y la experimentación se realizaron tanto teórica como científicamente, un logro único en aquellos días, ya que la mayor parte de la experimentación científica se especializaba de una manera u otra.

El trabajo más crítico de Fermi comenzó a principios de la década de 1930. Desarrolló la teoría de lo que se llama desintegración beta. Fermi postuló que los nuevos neutrones que se desintegran en un protón liberan un electrón y una partícula que llamó neutrino.

Fermi y sus asociados procedieron a estudiar el neutrón y sus "afiliados" intensamente para comprender las ramificaciones de ralentizar los neutrones y bombardearlos con otros elementos.

Descubrieron que tal experimentación producía una entidad y un proceso nuevos y extraños que abrían la puerta a la comprensión de cómo dividir el átomo y descubrir cómo se produce la transformación nuclear en casi todos los elementos. Este trabajo condujo a la fisión nuclear y cómo producir nuevos elementos que ni siquiera formaban parte de la Tabla Periódica tradicional, conocida por todos los científicos.

El trabajo y la dedicación de Fermi le valieron el Premio Nobel de Física en 1938. Su premio fue “por su descubrimiento de nuevos elementos radiactivos producidos por la radiación de neutrones y por el descubrimiento de reacciones nucleares provocadas por neutrones lentos”.

Mudarse a los Estados Unidos y desarrollar la bomba atómica

Mientras Fermi estaba experimentando un éxito fenomenal, Europa se hundía en la oscuridad.

La Italia fascista bajo Mussolini instituyó leyes antijudías y comenzó a reforzar su poder dictatorial sobre el país. Viajar a Suecia para aceptar su Premio Nobel le brindó a Fermi y su familia una gran oportunidad de salir de Italia y escapar a los Estados Unidos.

Fermi recibió rápidamente un trabajo como profesor de física en la Universidad de Columbia de Nueva York. Se puso a trabajar agresivamente y pronto descubrió que al usar neutrones de uranio emitidos para fisión de uranio, otros átomos de uranio se dividen, lo que desencadena una reacción en cadena que libera enormes cantidades de energía.

Los científicos de todo el mundo estaban reconociendo la fisión nuclear como un posible medio para ayudar a diseñar y construir una fuente de energía destructiva que se utilizaría como una "superbomba". Los principales países en guerra trabajaron todos febrilmente para desarrollar una bomba potencial que los ayudara a ganar la Guerra Mundial en curso en este momento.

El gobierno de los EE. UU. Le pidió a Fermi que ayudara a diseñar y construir una bomba que podría usarse para ayudar a ganar la guerra. La urgencia era primordial, ya que se sabía que Alemania y Japón estaban tratando en secreto de desarrollar una súper bomba para usar contra Estados Unidos y sus aliados.

Fermi se unió a un equipo de élite de científicos como parte del Proyecto Manhattan. Fermi se mudó a Chicago y comenzó los planes para construir esta nueva arma en la Universidad de Chicago. Supervisó el primer paso del equipo en el diseño y construcción de una "pila atómica", que era una palabra clave para el montaje de un reactor nuclear.

Después de días y semanas de arduo trabajo el 2 de diciembre de 1942, el equipo del Proyecto Manhattan logró la primera reacción en cadena autosuficiente de la historia que permitió la liberación controlada de energía nuclear.

El desarrollo de la primera bomba nuclear del mundo continuó avanzando a un ritmo febril por parte de Fermi y su equipo. Finalmente, el 16 de julio de 1945, el histórico Proyecto Manhattan terminó con éxito con la explosión de la primera bomba atómica en el área de pruebas militares cerca de Alamogordo, Nuevo México.

El exitoso desarrollo de la bomba atómica permitió que Estados Unidos pusiera fin de manera definitiva y convincente a la devastadora guerra con Japón lanzando la bomba atómica sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki. Con decenas de miles de japoneses muertos y heridos por los bombardeos, Japón acordó rendirse incondicionalmente.

Años finales y honores especiales

Después de la guerra, Fermi se unió a la facultad de la Universidad de Chicago y continuó su trabajo con los átomos, concentrándose en las partículas que existen en el núcleo del átomo. Lideró y dirigió un equipo en la Universidad que diseñó el sincrociclotrón en ese momento, el destructor de átomos más poderoso del mundo.

Durante este tiempo, la Universidad de Chicago formó el Instituto de Estudios Nucleares para honrar a Fermi y sus colegas científicos y para continuar el compromiso general de la Universidad y los científicos brillantes con el estudio pacífico y el avance de la energía nuclear. Este instituto ahora se llama El Instituto Enrico Fermi.

Fermi es reconocido como uno de los científicos más brillantes de la historia, especialmente en el área de alta energía y física nuclear. En 1969, la Comisión de Energía Atómica de EE. UU. Construyó un nuevo laboratorio en los suburbios de Chicago. Para honrar a Fermi, el laboratorio fue / es nombrado el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi. También se conoce como FermiLab.

Enrico Fermi, premio Nobel y arquitecto de la era nuclear, murió el 28 de noviembre de 1954 a la edad de 53 años. Sufrió un cáncer de estómago incurable y pasó los meses que le quedaban en su casa de Chicago antes de su muerte. La comunidad científica y la Nación lamentaron el fallecimiento de este hombre histórico.


Enrico Fermi

Enrico Fermi (1901-1954) fue un físico italiano y recibió el Premio Nobel de Física en 1938.

En 1942, Fermi se trasladó al Chicago Met Lab, donde construyó un reactor experimental bajo Stagg Field en la Universidad de Chicago. La construcción se completó el 1 de diciembre y el reactor entró en estado crítico al día siguiente. En agosto de 1944, Fermi fue a Los Alamos como director asociado y consultor clave.

En el sitio de Hanford en 1944, Fermi insertó la primera bala de uranio en el reactor de pila "B", tal como lo había hecho para la primera pila en el reactor CP-1 dos años antes. Durante la prueba del reactor "B", Fermi estuvo a cargo de dirigir las operaciones. Sus meticulosos cálculos, completados con una regla de cálculo, determinaron la cantidad de uranio que se necesitaba agregar a las mediciones del reactor y confirmaron que sus cálculos eran asombrosamente precisos.

Sin embargo, la puesta en marcha falló cuando el reactor se apagó. John Wheeler planteó la hipótesis de que durante la fisión se estaba formando una sustancia desconocida que absorbía los neutrones necesarios para sustentar la reacción. Fermi inmediatamente estuvo de acuerdo con la explicación de Wheeler y comenzó a trabajar con él para encontrar el veneno desconocido. Comparando la vida media de diferentes gases radiactivos con la cantidad de tiempo que falló el reactor, Wheeler y Fermi pudieron descubrir que la sustancia problemática era el xenón-135.

En Los Alamos, Fermi se desempeñó como director asociado del laboratorio. Después de la prueba Trinity, Fermi comentó: “Mi primera impresión de la explosión fue el destello de luz muy intenso y una sensación de calor en las partes del cuerpo que quedaron expuestas. Aunque no miré directamente hacia el objeto, tuve la impresión de que, de repente, el campo se volvió más brillante que a plena luz del día ".

Siempre el científico inquisitivo, Fermi aprovechó la oportunidad para realizar un experimento propio. Justo cuando golpeó la explosión, dejó caer varios trozos de papel. Habiendo medido su desplazamiento y haciendo un rápido cálculo mental, Fermi declaró: “Eso corresponde a la explosión producida por diez mil toneladas de TNT”.

Fermi asesoró al Comité Interino sobre la selección de objetivos y recomendó que las bombas se utilicen sin previo aviso contra un objetivo industrial.

En 1944, Fermi se convirtió en ciudadano estadounidense y, al final de la guerra, aceptó una cátedra en el Instituto de Estudios Nucleares de la Universidad de Chicago, cargo que ocupó hasta su prematura muerte. Allí dirigió su atención a la física de altas energías y dirigió investigaciones sobre la interacción pión-nucleón. También sirvió en el Comité Asesor General de la Comisión de Energía Atómica.

El premio Enrico Fermi, un prestigioso honor de ciencia y tecnología otorgado por el gobierno de los Estados Unidos, lleva su nombre.

Contribuciones científicas

En 1938, Fermi fue galardonado con el Premio Nobel de Física "por sus demostraciones de la existencia de nuevos elementos radiactivos producidos por la irradiación de neutrones y por su descubrimiento relacionado de las reacciones nucleares provocadas por neutrones lentos". Su investigación sobre el bombardeo de elementos para producir isótopos fisionables fue fundamental para el éxito del Proyecto Manhattan.

Para obtener más información sobre la investigación científica y los logros de Fermi, visite el sitio web del Premio Nobel.


Instituciones

Posiciones principales

Director asociado, Manhattan Projec.

Líder, Grupo de Física y Director, Rama Argonne, Laboratorio Metalúrgico de Chicago y Director Asociado, Laboratorio de Los Alamos.

Rijksuniversiteit te Leiden

Estados Unidos. Oficina de Investigación y Desarrollo Científico. Laboratorio metalúrgico

Líder, Grupo de Física y Director, Rama Argonne, Proyecto Manhattan.

Profesor de Física y Mecánica Matemáticas.

Instructor de Física y Catedrático de Física Teórica.

Universidad de Chicago. Instituto de Estudios Nucleares

Actividades profesionales y afiliaciones de amp

Comisión de Energía Atómica de EE. UU.

Miembro del Comité Asesor General.

Obtuvo el doctorado en Física (1922).

Becario del Ministerio de Instrucción Pública de Italia.


Contenido

Fermi no fue el primero en hacer la pregunta. Una mención implícita anterior fue hecha por Konstantin Tsiolkovsky en un manuscrito inédito de 1933. [14] Señaló que "la gente niega la presencia de seres inteligentes en los planetas del universo" porque "(i) si tales seres existen, habrían visitado la Tierra, y (ii) si tales civilizaciones existieran, entonces nos habrían dado alguna señal de su existencia ". Esto no fue una paradoja para otros, quienes tomaron esto como una implicación de la ausencia de extraterrestres. Pero era uno para él, ya que creía en la vida extraterrestre y en la posibilidad de los viajes espaciales. Por lo tanto, propuso lo que ahora se conoce como la hipótesis del zoológico y especuló que la humanidad aún no está lista para que seres superiores nos contacten. [15] El hecho de que el propio Tsiolkovsky no haya sido el primero en descubrir la paradoja lo sugiere su referencia antes mencionada a las razones de otras personas para negar la existencia de civilizaciones extraterrestres.

En 1975, Michael H. Hart publicó un examen detallado de la paradoja, uno de los primeros en hacerlo. [8] [16]: 27-28 [17]: 6 Argumentó que si existen extraterrestres inteligentes y son capaces de viajar por el espacio, entonces la galaxia podría haber sido colonizada en un tiempo mucho menor que el de la edad de la Tierra. . Sin embargo, no hay evidencia observable de que hayan estado aquí, lo que Hart llamó "Hecho A". [17]: 6

Otros nombres estrechamente relacionados con la pregunta de Fermi ("¿Dónde están?") Incluyen el Gran Silencio, [18] [19] [20] [21] y Silentium universi [21] (en latín significa "silencio del universo"), aunque estos solo se refieren a una parte de la paradoja de Fermi, que los humanos no ven evidencia de otras civilizaciones.

Conversaciones originales Editar

En el verano de 1950 en el Laboratorio Nacional de Los Alamos en Nuevo México, Fermi y sus compañeros de trabajo Emil Konopinski, Edward Teller y Herbert York tuvieron una o varias conversaciones informales a la hora del almuerzo. [12] [22]

Herb York no recuerda una conversación anterior, aunque dice que tiene sentido dado que los tres reaccionaron más tarde ante el arrebato de Fermi. Teller recuerda siete u ocho de ellos en la mesa, por lo que bien puede estar recordando una conversación anterior diferente. [12] [nota 1] [nota 2]

En una versión, los tres hombres discutieron una serie de informes recientes de ovnis mientras caminaban hacia el almuerzo. Konopinski recordó haber mencionado una caricatura de una revista que mostraba extraterrestres robando botes de basura de la ciudad de Nueva York, [23] y como escribió años después, "Más divertido fue el comentario de Fermi, que era una teoría muy razonable ya que explicaba dos fenómenos separados". [12] [nota 3]

Teller recordó que Fermi le preguntó: "Edward, ¿qué piensas? ¿Qué tan probable es que dentro de los próximos diez años tengamos evidencia clara de que un objeto material se mueve más rápido que la luz?". Teller dijo, "10 –6" (uno en un millón). Fermi dijo: "Esto es demasiado bajo. La probabilidad es más del diez por ciento" (lo que Teller escribió en 1984 era "la cifra bien conocida de un milagro de Fermi"). [12]

En el almuerzo, Fermi exclamó de repente: "¿Dónde están?" (Recuerdo de Teller), o "¿Nunca te has preguntado dónde están todos?" (Recuerdo de York), o "¿Pero dónde están todos?" (Recuerdo de Konopinski). [12]

Teller escribió: "El resultado de su pregunta fue una risa generalizada debido al extraño hecho de que, a pesar de que la pregunta de Fermi provenía del azul claro, todos los que estaban alrededor de la mesa parecían comprender de inmediato que estaba hablando de vida extraterrestre". [12] York escribió: "De alguna manera. Todos sabíamos que se refería a extraterrestres". [nota 4] Sin embargo, Emil Konopinski no fue enfático en cuanto a que supo de inmediato que Fermi se estaba refiriendo a posibles extraterrestres, simplemente escribió: "Fue su forma de decirlo lo que nos hizo reír". [12]

Con respecto a la continuación de la conversación, York escribió en 1984 que Fermi "siguió con una serie de cálculos sobre la probabilidad de planetas similares a la Tierra, la probabilidad de vida dada una tierra, la probabilidad de que los humanos tengan vida, el probable aumento y duración de la alta tecnología, etc. Concluyó, basándose en esos cálculos, que deberíamos haber sido visitados hace mucho tiempo y muchas veces ". [12]

Teller recuerda que no salió mucho de esta conversación "excepto quizás una afirmación de que las distancias hasta la siguiente ubicación de los seres vivos pueden ser muy grandes y que, de hecho, en lo que respecta a nuestra galaxia, estamos viviendo en algún lugar de los palos, lejos retirado del área metropolitana del centro galáctico ". [12]

Fermi murió de cáncer en 1954. Sin embargo, en cartas a los tres hombres sobrevivientes décadas más tarde, en 1984, el Dr. Eric Jones de Los Alamos pudo reconstruir parcialmente la conversación original. Informó a cada uno de los hombres que deseaba incluir una versión o composición razonablemente precisa en las actas escritas que estaba preparando para una conferencia celebrada anteriormente titulada "La migración interestelar y la experiencia humana". [12] [24]

Jones primero envió una carta a Edward Teller que incluía un relato de segunda mano de Hans Mark. Teller respondió, y luego Jones envió la carta de Teller a Herbert York. York respondió y, finalmente, Jones envió las cartas de Teller y York a Emil Konopinski, quien también respondió. Además, Konopinski pudo identificar más tarde una caricatura que Jones encontró como la que estaba involucrada en la conversación y, por lo tanto, ayudó a establecer el período de tiempo como el verano de 1950. [12]

La paradoja de Fermi es un conflicto entre el argumento de que la escala y la probabilidad parecen favorecer que la vida inteligente sea común en el universo, y la falta total de evidencia de que la vida inteligente haya surgido en ningún otro lugar que no sea la Tierra.

El primer aspecto de la paradoja de Fermi es una función de la escala o de los grandes números involucrados: se estima que hay entre 200 y 400 mil millones de estrellas en la Vía Láctea [25] (2–4 × 10 11) y 70 sextillones (7 × 10 22) en el universo observable. [26] Incluso si la vida inteligente ocurre en solo un minúsculo porcentaje de planetas alrededor de estas estrellas, todavía podría haber una gran cantidad de civilizaciones existentes, y si el porcentaje fuera lo suficientemente alto produciría un número significativo de civilizaciones existentes en la Vía Láctea. . Esto asume el principio de mediocridad, según el cual la Tierra es un planeta típico.

El segundo aspecto de la paradoja de Fermi es el argumento de la probabilidad: dada la capacidad de la vida inteligente para superar la escasez y su tendencia a colonizar nuevos hábitats, parece posible que al menos algunas civilizaciones estén tecnológicamente avanzadas, busquen nuevos recursos en el espacio y colonizar su propio sistema estelar y, posteriormente, los sistemas estelares circundantes. Dado que no hay evidencia significativa en la Tierra, o en cualquier otro lugar del universo conocido, de otra vida inteligente después de 13,8 mil millones de años de historia del universo, existe un conflicto que requiere una resolución. Algunos ejemplos de posibles resoluciones son que la vida inteligente es más rara de lo que se piensa, que las suposiciones sobre el desarrollo general o el comportamiento de las especies inteligentes son defectuosas o, de manera más radical, que la comprensión científica actual de la naturaleza del universo en sí es bastante incompleta.

La paradoja de Fermi se puede plantear de dos formas. [nota 5] La primera es, "¿Por qué no se encuentran extraterrestres o sus artefactos aquí en la Tierra o en el Sistema Solar?". Si el viaje interestelar es posible, incluso el tipo "lento" casi al alcance de la tecnología de la Tierra, entonces solo tomaría de 5 a 50 millones de años colonizar la galaxia. [27] Esto es relativamente breve a escala geológica, y mucho menos cosmológica. Dado que hay muchas estrellas más antiguas que el Sol, y dado que la vida inteligente podría haber evolucionado antes en otros lugares, la pregunta es por qué la galaxia no ha sido colonizada ya. Incluso si la colonización no es práctica o no es deseable para todas las civilizaciones alienígenas, la exploración a gran escala de la galaxia podría ser posible mediante sondas. Estos pueden dejar artefactos detectables en el Sistema Solar, como sondas antiguas o evidencia de actividad minera, pero no se ha observado ninguno de ellos.

La segunda forma de la pregunta es "¿Por qué no vemos signos de inteligencia en otras partes del universo?". Esta versión no asume viajes interestelares, pero también incluye otras galaxias. Para las galaxias distantes, los tiempos de viaje pueden explicar la falta de visitas extraterrestres a la Tierra, pero una civilización suficientemente avanzada podría potencialmente ser observable en una fracción significativa del tamaño del universo observable. [28] Incluso si tales civilizaciones son raras, el argumento de la escala indica que deberían existir en algún momento durante la historia del universo, y dado que podrían detectarse desde muy lejos durante un período de tiempo considerable, muchos más sitios potenciales para su origen están dentro del alcance de la observación humana. Se desconoce si la paradoja es más fuerte para la Vía Láctea o para el universo en su conjunto. [29]

Ecuación de Drake Editar

Las teorías y los principios de la ecuación de Drake están estrechamente relacionados con la paradoja de Fermi. [30] La ecuación fue formulada por Frank Drake en 1961 en un intento de encontrar un medio sistemático para evaluar las numerosas probabilidades involucradas en la existencia de vida extraterrestre. La ecuación se presenta de la siguiente manera:

La ecuación de Drake ha sido utilizada tanto por optimistas como por pesimistas, con resultados tremendamente diferentes. La primera reunión científica sobre la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI), que contó con 10 asistentes, incluidos Frank Drake y Carl Sagan, especuló que el número de civilizaciones estaba aproximadamente entre 1.000 y 100.000.000 de civilizaciones en la Vía Láctea. [32] Por el contrario, Frank Tipler y John D. Barrow utilizaron números pesimistas y especularon que el número promedio de civilizaciones en una galaxia es mucho menor que uno. [33] Casi todos los argumentos que involucran la ecuación de Drake sufren del efecto de exceso de confianza, un error común del razonamiento probabilístico sobre eventos de baja probabilidad, al adivinar números específicos para probabilidades de eventos cuyo mecanismo aún no se comprende, como la probabilidad de abiogénesis en un planeta similar a la Tierra, con estimaciones de probabilidad actuales que varían en muchos cientos de órdenes de magnitud. Anders Sandberg, Eric Drexler y Toby Ord han realizado un análisis que tiene en cuenta parte de la incertidumbre asociada con esta falta de comprensión, [34] y sugiere "una sustancial ex ante probabilidad de que no haya otra vida inteligente en nuestro universo observable ".

Gran filtro Editar

El Gran Filtro, en el contexto de la paradoja de Fermi, es todo aquello que impide que la "materia muerta" dé lugar, en el tiempo, a una vida expansiva y duradera según la escala de Kardashev. [35] [13] El evento de baja probabilidad más comúnmente aceptado es la abiogénesis: un proceso gradual de complejidad creciente de las primeras moléculas autorreplicantes mediante un proceso químico que ocurre aleatoriamente. Otros grandes filtros propuestos son la aparición de células eucariotas [nota 6] o de la meiosis o algunos de los pasos implicados en la evolución de un cerebro capaz de realizar deducciones lógicas complejas. [36]

Los astrobiólogos Dirk Schulze-Makuch y William Bains, al revisar la historia de la vida en la Tierra, incluida la evolución convergente, concluyeron que es probable que se produzcan transiciones como la fotosíntesis oxigénica, la célula eucariota, la multicelularidad y la inteligencia que utiliza herramientas en cualquier planeta similar a la Tierra. dado suficiente tiempo. Argumentan que el Gran Filtro puede ser la abiogénesis, el aumento de la inteligencia tecnológica a nivel humano o la incapacidad de asentarse en otros mundos debido a la autodestrucción o la falta de recursos. [37]

Hay dos partes de la paradoja de Fermi que se basan en evidencia empírica: que hay muchos planetas potencialmente habitables y que los humanos no ven evidencia de vida. El primer punto, que existen muchos planetas adecuados, fue una suposición en la época de Fermi, pero ahora está respaldado por el descubrimiento de que los exoplanetas son comunes. Los modelos actuales predicen miles de millones de mundos habitables en la Vía Láctea. [38]

La segunda parte de la paradoja, que los humanos no ven evidencia de vida extraterrestre, también es un campo activo de investigación científica. Esto incluye tanto los esfuerzos para encontrar cualquier indicio de vida, [39] como los esfuerzos dirigidos específicamente a encontrar vida inteligente. Estas búsquedas se han realizado desde 1960 y varias están en curso. [nota 7]

Aunque los astrónomos no suelen buscar extraterrestres, han observado fenómenos que no podrían explicar de inmediato sin postular una civilización inteligente como fuente. Por ejemplo, los púlsares, cuando se descubrieron por primera vez en 1967, se llamaban hombrecitos verdes (LGM) debido a la repetición precisa de sus pulsos. [40] En todos los casos, se han encontrado explicaciones sin necesidad de vida inteligente para tales observaciones, [nota 8] pero la posibilidad de descubrimiento permanece. [41] Los ejemplos propuestos incluyen la minería de asteroides que cambiaría la apariencia de los discos de escombros alrededor de las estrellas, [42] o las líneas espectrales de la eliminación de desechos nucleares en las estrellas. [43]

Emisiones electromagnéticas Editar

Se presume que la tecnología de radio y la capacidad de construir un radiotelescopio son un avance natural para las especies tecnológicas, [44] teóricamente creando efectos que podrían detectarse a distancias interestelares. La búsqueda cuidadosa de emisiones de radio no naturales del espacio puede conducir a la detección de civilizaciones extraterrestres. Los observadores extraterrestres sensibles del Sistema Solar, por ejemplo, notarían ondas de radio inusualmente intensas para una estrella G2 debido a las transmisiones de televisión y telecomunicaciones de la Tierra. En ausencia de una causa natural aparente, los observadores extraterrestres podrían inferir la existencia de una civilización terrestre. Tales señales podrían ser subproductos "accidentales" de una civilización o intentos deliberados de comunicarse, como el mensaje de Arecibo. No está claro si una civilización extraterrestre podría detectar una "fuga", a diferencia de una baliza deliberada. Los radiotelescopios más sensibles de la Tierra, a partir de 2019 [actualización], no serían capaces de detectar señales de radio no direccionales incluso a una fracción de año luz, [45] pero, en teoría, otras civilizaciones podrían tener un equipo mucho mejor. [46]

Varios astrónomos y observatorios han intentado y están tratando de detectar tal evidencia, principalmente a través de la organización SETI. Varias décadas de análisis SETI no han revelado emisiones de radio inusualmente brillantes o significativamente repetitivas. [47]

Observación planetaria directa Editar

La detección y clasificación de exoplanetas es una subdisciplina muy activa en astronomía, y el primer planeta posiblemente terrestre descubierto dentro de la zona habitable de una estrella se encontró en 2007. [48] Nuevos refinamientos en los métodos de detección de exoplanetas y el uso de métodos existentes desde el espacio (como como las misiones Kepler y TESS) están comenzando a detectar y caracterizar planetas del tamaño de la Tierra y determinar si se encuentran dentro de las zonas habitables de sus estrellas. Tales refinamientos observacionales pueden permitir medir mejor cuán comunes son los mundos potencialmente habitables. [49]

Conjeturas sobre las sondas interestelares Editar

Las sondas autorreplicantes podrían explorar exhaustivamente una galaxia del tamaño de la Vía Láctea en tan solo un millón de años. [8] Si incluso una sola civilización en la Vía Láctea intentara esto, tales sondas podrían extenderse por toda la galaxia. Otra especulación por el contacto con una sonda alienígena, una que estaría tratando de encontrar seres humanos, es una sonda alienígena Bracewell. Tal dispositivo hipotético sería una sonda espacial autónoma cuyo propósito es buscar y comunicarse con civilizaciones alienígenas (a diferencia de las sondas de von Neumann, que generalmente se describen como puramente exploratorias). Estos se propusieron como una alternativa a llevar un diálogo a baja velocidad de la luz entre vecinos muy distantes. En lugar de lidiar con las largas demoras que sufriría un diálogo por radio, una sonda que albergara una inteligencia artificial buscaría una civilización alienígena para mantener una comunicación de corto alcance con la civilización descubierta. Los hallazgos de dicha sonda aún tendrían que transmitirse a la civilización local a la velocidad de la luz, pero se podría llevar a cabo un diálogo de recopilación de información en tiempo real. [50]

La exploración directa del Sistema Solar no ha arrojado evidencia que indique una visita de extraterrestres o sus sondas. La exploración detallada de áreas del Sistema Solar donde los recursos serían abundantes aún puede producir evidencia de exploración alienígena, [51] [52] aunque la totalidad del Sistema Solar es vasta y difícil de investigar. Los intentos de señalar, atraer o activar hipotéticas sondas Bracewell en las cercanías de la Tierra no han tenido éxito. [53]

Búsquedas de artefactos a escala estelar Editar

En 1959, Freeman Dyson observó que cada civilización humana en desarrollo aumenta constantemente su consumo de energía y, conjeturó, una civilización podría intentar aprovechar una gran parte de la energía producida por una estrella. Propuso que una esfera de Dyson podría ser un medio posible: una capa o nube de objetos que encierra una estrella para absorber y utilizar tanta energía radiante como sea posible. Tal hazaña de astroingeniería alteraría drásticamente el espectro observado de la estrella involucrada, cambiándolo al menos en parte de las líneas de emisión normales de una atmósfera estelar natural a las de radiación de cuerpo negro, probablemente con un pico en el infrarrojo. Dyson especuló que las civilizaciones alienígenas avanzadas podrían detectarse examinando los espectros de las estrellas y buscando un espectro tan alterado. [54] [55] [56]

Ha habido algunos intentos de encontrar evidencia de la existencia de esferas de Dyson que alterarían los espectros de sus estrellas centrales. [57] La ​​observación directa de miles de galaxias no ha mostrado evidencia explícita de construcción o modificaciones artificiales. [55] [56] [58] [59] En octubre de 2015, se especuló que una atenuación de la luz de la estrella KIC 8462852, observada por el Telescopio Espacial Kepler, podría haber sido el resultado de la construcción de esferas Dyson. [60] [61] Sin embargo, en 2018, las observaciones determinaron que la cantidad de atenuación variaba según la frecuencia de la luz, apuntando al polvo, en lugar de un objeto opaco como una esfera de Dyson, como el culpable de causar la atenuación. [62] [63]

Rareza de la vida inteligente Editar

La vida extraterrestre es rara o inexistente Editar

Aquellos que piensan que la vida extraterrestre inteligente es (casi) imposible argumentan que las condiciones necesarias para la evolución de la vida, o al menos la evolución de la complejidad biológica, son raras o incluso únicas en la Tierra. Bajo esta suposición, llamada hipótesis de las tierras raras, un rechazo del principio de mediocridad, la vida multicelular compleja se considera extremadamente inusual. [64]

La hipótesis de la Tierra rara sostiene que la evolución de la complejidad biológica requiere una serie de circunstancias fortuitas, como una zona habitable galáctica, una estrella y un planeta (s) que tengan las condiciones necesarias, como una zona habitable continua, la ventaja de un guardián gigante como Júpiter y una luna grande, las condiciones necesarias para garantizar que el planeta tenga una magnetosfera y placas tectónicas, la química de la litosfera, la atmósfera y los océanos, el papel de las "bombas evolutivas" como la glaciación masiva y los raros impactos de bólidos. Y quizás lo más importante, la vida avanzada necesita lo que sea que condujo a la transición de (algunas) células procariotas a células eucariotas, la reproducción sexual y la explosión cámbrica.

En su libro Vida maravillosa (1989), Stephen Jay Gould sugirió que si la "cinta de la vida" se rebobinara hasta el momento de la explosión del Cámbrico y se hicieran uno o dos ajustes, lo más probable es que los seres humanos nunca hubieran evolucionado. Otros pensadores como Fontana, Buss y Kauffman han escrito sobre las propiedades autoorganizadas de la vida. [sesenta y cinco]

La inteligencia extraterrestre es rara o inexistente Editar

Es posible que incluso si la vida compleja es común, la inteligencia (y, en consecuencia, las civilizaciones) no lo es. [36] Si bien existen técnicas de detección remota que tal vez podrían detectar planetas portadores de vida sin depender de los signos de la tecnología, [66] [67] ninguna de ellas tiene la capacidad de decir si alguna vida detectada es inteligente. Esto a veces se denomina problema de "algas frente a alumnas". [68]

Charles Lineweaver afirma que al considerar cualquier rasgo extremo en un animal, las etapas intermedias no necesariamente producen resultados "inevitables". Por ejemplo, los cerebros grandes no son más "inevitables" o convergentes que las largas narices de animales como los cerdos hormigueros y los elefantes. Los humanos, los simios, las ballenas, los delfines, los pulpos y los calamares se encuentran entre el pequeño grupo de inteligencia definitiva o probable en la Tierra. Y como él señala, "los delfines han tenido

20 millones de años para construir un radiotelescopio y no lo hemos hecho ". [36]

Extinción periódica por eventos naturales Editar

La nueva vida comúnmente podría morir debido al calentamiento o enfriamiento descontrolado en sus planetas incipientes. [69] En la Tierra, ha habido numerosos eventos de extinción importantes que destruyeron la mayoría de las especies complejas vivas en el momento en que la extinción de los dinosaurios no aviares es el ejemplo más conocido. Se cree que estos fueron causados ​​por eventos como el impacto de un gran meteorito, erupciones volcánicas masivas o eventos astronómicos como estallidos de rayos gamma. [70] Puede darse el caso de que tales eventos de extinción sean comunes en todo el universo y destruyan periódicamente la vida inteligente, o al menos sus civilizaciones, antes de que la especie sea capaz de desarrollar la tecnología para comunicarse con otras especies inteligentes. [71]

Explicaciones evolutivas Editar

Las especies exóticas inteligentes no han desarrollado tecnologías avanzadas Editar

Puede ser que aunque existan especies exóticas con inteligencia, sean primitivas o no hayan alcanzado el nivel de avance tecnológico necesario para comunicarse. Junto con la vida no inteligente, estas civilizaciones también serían muy difíciles de detectar, [68] salvo la visita de una sonda, un viaje que tomaría cientos de miles de años con la tecnología actual. [72]

Para los escépticos, el hecho de que en la historia de la vida en la Tierra solo una especie haya desarrollado una civilización hasta el punto de ser capaz de realizar vuelos espaciales y tecnología de radio da más credibilidad a la idea de que las civilizaciones tecnológicamente avanzadas son raras en el universo. [73]

Otra hipótesis en esta categoría es la "hipótesis del mundo del agua". Según David Brin: "resulta que nuestra Tierra patina el borde interior de la zona continuamente habitable de nuestro Sol (o 'Ricitos de oro'). Y la Tierra puede ser anómala. Puede ser que debido a que estamos tan cerca de nuestro sol, tenemos una atmósfera anormalmente rica en oxígeno, y tenemos un océano anormalmente pequeño para un mundo acuático. En otras palabras, el 32 por ciento de la masa continental puede ser alta entre los mundos acuáticos ". [74] Brin continúa," En cuyo caso, la evolución de las criaturas como nosotros, con manos y fuego y todo ese tipo de cosas, puede ser raro en la galaxia. En cuyo caso, cuando construyamos naves estelares y nos dirigimos hacia allí, tal vez encontremos muchos, muchos mundos de vida, pero ellos ' Todos somos como la Polinesia. Encontraremos montones y montones de formas de vida inteligentes ahí fuera, pero todos son delfines, ballenas, calamares, que nunca podrían construir sus propias naves espaciales. Qué universo perfecto para nosotros, porque nadie lo haría ser capaces de mandarnos alrededor, y llegaríamos a ser los viajeros, los Star Trek la gente, los constructores de naves estelares, los policías, etc. "[74]

Es la naturaleza de la vida inteligente destruirse a sí misma Editar

Este es el argumento de que las civilizaciones tecnológicas pueden usualmente o invariablemente destruirse a sí mismas antes o poco después de desarrollar la tecnología de radio o de vuelos espaciales. El astrofísico Sebastian von Hoerner afirmó que el progreso de la ciencia y la tecnología en la Tierra fue impulsado por dos factores: la lucha por la dominación y el deseo de una vida fácil. El primero conduce potencialmente a la destrucción completa, mientras que el segundo puede conducir a la degeneración biológica o mental. [75] Los posibles medios de aniquilación a través de los principales problemas globales, donde la interconexión global en realidad hace a la humanidad más vulnerable que resiliente, [76] son ​​muchos, [77] incluyendo la guerra, la contaminación o daños ambientales accidentales, el desarrollo de la biotecnología, [78] sintéticos vida como vida espejo, [79] agotamiento de recursos, cambio climático, [80] o inteligencia artificial mal diseñada. Este tema general se explora tanto en la ficción como en la formulación de hipótesis científicas. [81]

En 1966, Sagan y Shklovskii especularon que las civilizaciones tecnológicas tenderán a destruirse a sí mismas dentro de un siglo de desarrollar la capacidad comunicativa interestelar o dominarán sus tendencias autodestructivas y sobrevivirán durante escalas de tiempo de miles de millones de años. [82] La autoaniquilación también se puede ver en términos de termodinámica: en la medida en que la vida es un sistema ordenado que puede sostenerse contra la tendencia al desorden, la "transmisión externa" de Stephen Hawking o la fase comunicativa interestelar, donde la producción y gestión del conocimiento es más importante que la transmisión de información a través de la evolución, puede ser el punto en el que el sistema se vuelve inestable y se autodestruye. [83] [84] Aquí, Hawking enfatiza el auto-diseño del genoma humano (transhumanismo) o la mejora a través de máquinas (p. Ej., Interfaz cerebro-computadora) para mejorar la inteligencia humana y reducir la agresión, sin lo cual él insinúa que la civilización humana puede ser demasiado estúpida. colectivamente para sobrevivir a un sistema cada vez más inestable. Por ejemplo, el desarrollo de tecnologías durante la fase de "transmisión externa", como el armamentismo de la inteligencia artificial general o la antimateria, puede no encontrarse con aumentos concomitantes de la capacidad humana para gestionar sus propias invenciones. En consecuencia, el desorden aumenta en el sistema: la gobernanza global puede volverse cada vez más desestabilizada, empeorando la capacidad de la humanidad para gestionar los posibles medios de aniquilación enumerados anteriormente, lo que resulta en un colapso social global.

Usando civilizaciones extintas como la Isla de Pascua (Rapa Nui) como modelos, un estudio realizado en 2018 por Adam Frank et al. postuló que el cambio climático inducido por civilizaciones "intensivas en energía" puede impedir la sostenibilidad dentro de tales civilizaciones, explicando así la paradójica falta de evidencia de vida extraterrestre inteligente. Según su modelo, los posibles resultados del cambio climático incluyen la disminución gradual de la población hasta que se alcance un equilibrio, un escenario en el que se logre la sostenibilidad y tanto la población como la temperatura de la superficie se estabilicen y se derrumbe la sociedad, incluidos los escenarios en los que se cruza un punto de inflexión. [85]

Un ejemplo menos teórico podría ser el problema del agotamiento de los recursos en las islas polinesias, de las cuales la Isla de Pascua es solo la más conocida. David Brin señala que durante la fase de expansión del 1500 a. C. al 800 d. C. hubo ciclos de superpoblación seguidos de lo que podría llamarse sacrificios periódicos de machos adultos a través de la guerra o el ritual. Escribe: "Hay muchas historias de islas cuyos hombres casi fueron aniquilados, a veces por luchas internas, ya veces por machos invasores de otras islas". [86]

Es la naturaleza de la vida inteligente destruir a otros Editar

Otra hipótesis es que una especie inteligente más allá de un cierto punto de capacidad tecnológica destruirá otras especies inteligentes a medida que aparezcan, quizás mediante el uso de sondas autorreplicantes. El escritor de ciencia ficción Fred Saberhagen ha explorado esta idea en su frenético serie, al igual que el físico Gregory Benford. [87]

Una especie podría emprender tal exterminio por motivos expansionistas, codicia, paranoia o agresión. En 1981, el cosmólogo Edward Harrison argumentó que tal comportamiento sería un acto de prudencia: una especie inteligente que haya superado sus propias tendencias autodestructivas podría ver a cualquier otra especie inclinada a la expansión galáctica como una amenaza. [88] También se ha sugerido que una especie exótica exitosa sería un superdepredador, al igual que los humanos. [89] [90]: 112 Otra posibilidad invoca la "tragedia de los comunes" y el principio antrópico: la primera forma de vida en lograr un viaje interestelar necesariamente (aunque no sea intencionalmente) evitará que surjan competidores, y los humanos simplemente son los primeros. [91] [92]

Las civilizaciones solo emiten señales detectables durante un breve período de tiempo Editar

Puede ser que las civilizaciones extraterrestres sean detectables a través de sus emisiones de radio solo por un corto tiempo, lo que reduce la probabilidad de detectarlas. La suposición habitual es que las civilizaciones superan la radio a través del avance tecnológico. [93] Sin embargo, podría haber otras fugas como las de las microondas utilizadas para transmitir energía desde los satélites solares a los receptores terrestres. [94]

Respecto al primer punto, en un 2006 Telescopio de cielo y amplificador Seth Shostak escribió: "Además, es probable que las fugas de radio de un planeta se debiliten a medida que una civilización avanza y su tecnología de comunicaciones mejora. La Tierra misma está cambiando cada vez más de las transmisiones a los cables y fibra óptica libres de fugas, y pero obvias transmisiones de onda portadora a transmisiones de espectro ensanchado más sutiles y difíciles de reconocer ". [95]

Más hipotéticamente, las civilizaciones alienígenas avanzadas pueden evolucionar más allá de la radiodifusión en el espectro electromagnético y comunicarse mediante tecnologías no desarrolladas o utilizadas por la humanidad. Algunos científicos han planteado la hipótesis de que las civilizaciones avanzadas pueden enviar señales de neutrinos. [96] Si existen tales señales, podrían ser detectadas por detectores de neutrinos que ahora están en construcción para otros objetivos. [97]

La vida extraterrestre puede ser demasiado extraterrestre Editar

Otra posibilidad es que los teóricos humanos hayan subestimado cuánto podría diferir la vida extraterrestre de la de la Tierra. Los extraterrestres pueden no estar psicológicamente dispuestos a intentar comunicarse con los seres humanos. Quizás las matemáticas humanas son parroquiales a la Tierra y no compartidas por otras formas de vida, [98] aunque otros argumentan que esto solo puede aplicarse a las matemáticas abstractas ya que las matemáticas asociadas con la física deben ser similares (en resultados, si no en métodos). [99]

La fisiología también puede causar una barrera de comunicación. Carl Sagan especuló que una especie alienígena podría tener un proceso de pensamiento órdenes de magnitud más lento (o más rápido) que el de los humanos. [100] Un mensaje transmitido por esa especie bien podría parecer un ruido de fondo aleatorio para los humanos y, por lo tanto, pasar desapercibido.

Otro pensamiento es que las civilizaciones tecnológicas invariablemente experimentan una singularidad tecnológica y alcanzan un carácter posbiológico. [101] Las civilizaciones hipotéticas de este tipo pueden haber avanzado lo suficientemente drásticamente como para hacer imposible la comunicación. [102] [103] [104]

En su libro de 2009, el científico de SETI Seth Shostak escribió: "Nuestros experimentos [como los planes para usar plataformas de perforación en Marte] todavía están buscando el tipo de extraterrestre que hubiera atraído a Percival Lowell [astrónomo que creía haber observado canales en Marte ]. " [105]

Paul Davies afirma que hace 500 años, la idea misma de que una computadora hiciera su trabajo simplemente manipulando datos internos puede no haber sido vista como una tecnología en absoluto. Escribe: "¿Podría haber un más alto nivel . Si es así, este 'tercer nivel' nunca se manifestaría a través de observaciones realizadas en el nivel informativo, y menos aún en el nivel de la materia. No hay vocabulario para describir el tercer nivel, pero eso no significa que no exista, y debemos estar abiertos a la posibilidad de que la tecnología alienígena pueda operar en el tercer nivel, o quizás en el cuarto, quinto. niveles. "[106]

Explicaciones sociológicas Editar

La colonización no es la norma cósmica Editar

En respuesta a la idea de Tipler de las sondas autorreplicantes, Stephen Jay Gould escribió: "Debo confesar que simplemente no sé cómo reaccionar ante tales argumentos. Tengo suficientes problemas para predecir los planes y reacciones de las personas más cercanas a mí. Por lo general, me desconciertan los pensamientos y los logros de los humanos en diferentes culturas. Me condenarán si puedo afirmar con certeza lo que podría hacer alguna fuente extraterrestre de inteligencia ". [107] [108]

Es posible que las especies alienígenas solo se hayan asentado en una parte de la galaxia Editar

Un artículo de febrero de 2019 en Ciencia popular afirma: "Atravesar la Vía Láctea y establecer un imperio galáctico unificado podría ser inevitable para una supercivilización monolítica, pero la mayoría de las culturas no son ni monolíticas ni super, al menos si nuestra experiencia sirve de guía". [109]

El astrofísico Adam Frank, junto con coautores como el astrónomo Jason Wright, realizaron una variedad de simulaciones en las que variaron factores como la esperanza de vida de los asentamientos, las fracciones de planetas adecuados y los tiempos de recarga entre lanzamientos. Encontraron que muchas de sus simulaciones aparentemente dieron como resultado una "tercera categoría" en la que la Vía Láctea permanece parcialmente asentada de forma indefinida. [109]

El resumen de su artículo pendiente dice: "Estos resultados rompen el vínculo entre el famoso 'Hecho A' de Hart (ahora no hay visitantes interestelares en la Tierra) y la conclusión de que los humanos deben, por lo tanto, ser la única civilización tecnológica en la galaxia". [110]

Es posible que las especies exóticas no vivan en planetas Editar

Algunos escenarios de colonización predicen la expansión esférica a través de los sistemas estelares, con una expansión continua proveniente de los sistemas recién asentados. Se ha sugerido que esto provocaría un fuerte proceso de selección entre el frente de colonización favoreciendo adaptaciones culturales o biológicas para vivir en naves estelares o hábitats espaciales. Como resultado, pueden renunciar a vivir en planetas. [111]

Esto puede resultar en la destrucción de planetas terrestres en estos sistemas para su uso como materiales de construcción, evitando así el desarrollo de vida en esos mundos. O pueden tener una ética de protección para los "mundos de guardería" y protegerlos de una manera similar a la hipótesis del zoológico. [111]

Las especies exóticas pueden aislarse del mundo exterior Editar

Se ha sugerido que algunos seres avanzados pueden despojarse de la forma física, crear entornos virtuales artificiales masivos, transferirse a estos entornos a través de la carga mental y existir totalmente dentro de los mundos virtuales, ignorando el universo físico externo. [112]

También puede ser que la vida extraterrestre inteligente desarrolle un "creciente desinterés" en su mundo exterior. [90]: 86 Posiblemente cualquier sociedad lo suficientemente avanzada desarrollará medios de comunicación y entretenimiento altamente atractivos mucho antes de la capacidad para viajes espaciales avanzados, con la tasa de atractivo de estos inventos sociales destinados, debido a su complejidad reducida inherente, a superar cualquier deseo de emprendimientos complejos y costosos como la exploración espacial y la comunicación. Una vez que una civilización suficientemente avanzada llega a dominar su entorno y la mayoría de sus necesidades físicas se satisfacen mediante la tecnología, se postula que varias "tecnologías sociales y de entretenimiento", incluida la realidad virtual, se convertirán en los principales impulsores y motivaciones de esa civilización. [113]

Explicaciones económicas Editar

Falta de recursos necesarios para extenderse físicamente por toda la galaxia Editar

Mucha de la especulación sobre la capacidad de una cultura alienígena para colonizar otros sistemas estelares se basa en la idea de que los viajes interestelares son tecnológicamente factibles. [ cita necesaria ] Si bien el conocimiento actual de la física descarta la posibilidad de viajes más rápidos que la luz, parece que no existen grandes barreras teóricas para la construcción de naves interestelares "lentas", a pesar de que la ingeniería requerida está considerablemente más allá de las capacidades actuales. Esta idea subyace en el concepto de la sonda Von Neumann y la sonda Bracewell como evidencia potencial de inteligencia extraterrestre.

Sin embargo, es posible que el conocimiento científico actual no pueda evaluar adecuadamente la viabilidad y los costos de tal colonización interestelar. Es posible que aún no se comprendan las barreras teóricas, y los recursos necesarios pueden ser tan grandes que sea poco probable que alguna civilización pueda permitirse intentarlo. Incluso si los viajes interestelares y la colonización son posibles, pueden ser difíciles, lo que lleva a un modelo de colonización basado en la teoría de la percolación. [114] [115]

Es posible que los esfuerzos de colonización no ocurran como una carrera imparable, sino más bien como una tendencia desigual a "filtrarse" hacia afuera, dentro de una eventual desaceleración y terminación del esfuerzo, dados los enormes costos involucrados y la expectativa de que las colonias inevitablemente desarrollarán una cultura y civilización propia. propio. Por tanto, la colonización puede ocurrir en "grupos", con grandes áreas que permanecen sin colonizar en un momento dado. [114] [115]

Es más barato transferir información que explorar físicamente Editar

Si es posible una construcción de máquina con capacidad humana, como a través de la carga mental, y si es posible transferir tales construcciones a grandes distancias y reconstruirlas en una máquina remota, entonces puede que no tenga mucho sentido económico viajar por la galaxia por vuelo espacial. Después de que la primera civilización haya explorado físicamente o colonizado la galaxia, así como enviado tales máquinas para una fácil exploración, entonces cualquier civilización posterior, después de haber contactado a la primera, puede encontrar más barato, más rápido y más fácil explorar la galaxia a través de transferencias mentales inteligentes. a las máquinas construidas por la primera civilización, que es más barato que los vuelos espaciales en un factor de 10 8 -10 17. Sin embargo, dado que un sistema estelar solo necesita una máquina remota de este tipo, y la comunicación probablemente sea altamente dirigida, transmitida a altas frecuencias y con una potencia mínima para ser económica, tales señales serían difíciles de detectar desde la Tierra. [116]

El descubrimiento de vida extraterrestre es demasiado difícil Editar

Los humanos no han escuchado correctamente Editar

Hay algunas suposiciones que subyacen a los programas SETI que pueden hacer que los buscadores pierdan las señales que están presentes. Los extraterrestres podrían, por ejemplo, transmitir señales que tienen una tasa de datos muy alta o baja, o emplear frecuencias no convencionales (en términos humanos), lo que haría que fueran difíciles de distinguir del ruido de fondo. Las señales podrían enviarse desde sistemas estelares de secuencia no principal que los humanos buscan con programas actuales de menor prioridad que asumen que la mayoría de la vida extraterrestre orbitará estrellas similares al Sol. [117]

El mayor desafío es el gran tamaño de la búsqueda de radio necesaria para buscar señales (que abarcan efectivamente todo el universo observable), la cantidad limitada de recursos comprometidos con SETI y la sensibilidad de los instrumentos modernos. SETI estima, por ejemplo, que con un radiotelescopio tan sensible como el Observatorio de Arecibo, las transmisiones de radio y televisión de la Tierra solo serían detectables a distancias de hasta 0,3 años luz, menos de 1/10 de la distancia a la estrella más cercana. Una señal es mucho más fácil de detectar si consiste en una poderosa transmisión deliberada dirigida a la Tierra. Tales señales podrían detectarse en rangos de cientos a decenas de miles de años luz de distancia. [118] Sin embargo, esto significa que los detectores deben estar escuchando un rango apropiado de frecuencias y estar en esa región del espacio a la que se envía el haz. Muchas búsquedas de SETI asumen que las civilizaciones extraterrestres emitirán una señal deliberada, como el mensaje de Arecibo, para ser encontradas.

Por lo tanto, para detectar civilizaciones extraterrestres a través de sus emisiones de radio, los observadores de la Tierra necesitan instrumentos más sensibles o deben esperar circunstancias afortunadas: que las emisiones de radio de banda ancha de la tecnología de radio extraterrestre son mucho más fuertes que las de la humanidad que uno de los programas de SETI está escuchando las frecuencias correctas. desde las regiones correctas del espacio o que los extraterrestres están enviando deliberadamente transmisiones enfocadas en la dirección general de la Tierra.

Los humanos no han escuchado durante mucho tiempo Editar

La capacidad de la humanidad para detectar vida extraterrestre inteligente ha existido solo durante un período muy breve, desde 1937 en adelante, si se toma la invención del radiotelescopio como línea divisoria, y Homo sapiens es una especie geológicamente reciente. Todo el período de la existencia humana moderna hasta la fecha es un período muy breve a escala cosmológica, y las transmisiones de radio solo se han propagado desde 1895. Por lo tanto, sigue siendo posible que los seres humanos no hayan existido el tiempo suficiente ni se hayan hecho lo suficientemente detectables para ser encontrados. por inteligencia extraterrestre. [119]

La vida inteligente puede estar demasiado lejos Editar

Puede ser que existan civilizaciones alienígenas tecnológicamente capaces no colonizadoras, pero que simplemente estén demasiado separadas para una comunicación bidireccional significativa. [90]: 62–71 Sebastian von Hoerner estimó la duración media de la civilización en 6.500 años y la distancia media entre civilizaciones en la Vía Láctea en 1.000 años luz. [75] Si dos civilizaciones están separadas por varios miles de años luz, es posible que una o ambas culturas se extingan antes de que se pueda establecer un diálogo significativo. Las búsquedas humanas pueden detectar su existencia, pero la comunicación seguirá siendo imposible debido a la distancia. Se ha sugerido que este problema podría mejorar un poco si el contacto y la comunicación se realizan a través de una sonda Bracewell. En este caso, al menos un socio en el intercambio puede obtener información significativa. Alternativamente, una civilización puede simplemente transmitir su conocimiento y dejar que el receptor haga lo que pueda con él. Esto es similar a la transmisión de información de civilizaciones antiguas hasta el presente, [120] y la humanidad ha emprendido actividades similares como el mensaje de Arecibo, que podría transferir información sobre las especies inteligentes de la Tierra, incluso si nunca da una respuesta o no da una respuesta. respuesta a tiempo para que la humanidad la reciba. Es posible que se puedan detectar firmas de observación de civilizaciones autodestruidas, dependiendo del escenario de destrucción y el momento de la observación humana en relación con él. [121]

Una especulación relacionada de Sagan y Newman sugiere que si existen otras civilizaciones, y están transmitiendo y explorando, sus señales y sondas simplemente no han llegado todavía. [122] Sin embargo, los críticos han señalado que esto es poco probable, ya que requiere que el avance de la humanidad haya ocurrido en un momento muy especial, mientras que la Vía Láctea está en transición de vacía a llena. Esta es una pequeña fracción de la vida útil de una galaxia bajo suposiciones ordinarias, por lo que la probabilidad de que la humanidad esté en medio de esta transición se considera baja en la paradoja. [123]

Algunos escépticos de SETI también pueden creer que la humanidad se encuentra en un momento muy especial. Específicamente, un período de transición de sociedades sin viajes espaciales a una sociedad con viajes espaciales, a saber, la de los seres humanos. [123]

La vida inteligente puede existir oculta a la vista Editar

El científico planetario Alan Stern propuso la idea de que podría haber varios mundos con océanos subterráneos (como Europa de Júpiter o Encelado de Saturno). La superficie proporcionaría un alto grado de protección contra cosas como impactos de cometas y supernovas cercanas, además de crear una situación en la que una gama mucho más amplia de órbitas es aceptable. La vida, y potencialmente la inteligencia y la civilización, podrían evolucionar. Stern afirma: "Si tienen tecnología, y digamos que están transmitiendo, o tienen luces de la ciudad o lo que sea, no podemos verlo en ninguna parte del espectro, excepto tal vez [radio] de muy baja frecuencia". [124] [125]

Voluntad de comunicarse Editar

Todo el mundo está escuchando pero nadie está transmitiendo Editar

Las civilizaciones alienígenas pueden ser técnicamente capaces de contactar con la Tierra, pero solo escuchan en lugar de transmitir. [126] Si todas, o incluso la mayoría, las civilizaciones actúan de la misma manera, la galaxia podría estar llena de civilizaciones ansiosas por el contacto, pero todos están escuchando y nadie está transmitiendo. Este es el llamado Paradoja SETI. [127]

La única civilización conocida, la humanidad, no transmite explícitamente, salvo unos pequeños esfuerzos. [126] Incluso estos esfuerzos, y ciertamente cualquier intento de expandirlos, son controvertidos. [128] Ni siquiera está claro que la humanidad respondería a una señal detectada; la política oficial dentro de la comunidad SETI [129] es que "[no] se debe enviar respuesta a una señal u otra evidencia de inteligencia extraterrestre hasta que se hayan realizado las consultas internacionales apropiadas lugar tomado". Sin embargo, dado el posible impacto de cualquier respuesta [130], puede resultar muy difícil obtener un consenso sobre quién hablaría y qué diría.

La comunicación es peligrosa Editar

Una civilización alienígena puede sentir que es demasiado peligroso comunicarse, ya sea para la humanidad o para ellos. Se argumenta que cuando en la Tierra se han encontrado civilizaciones muy diferentes, los resultados a menudo han sido desastrosos para un lado u otro, y lo mismo puede aplicarse al contacto interestelar. [131] Incluso el contacto a una distancia segura podría provocar una infección mediante el código de computadora [132] o incluso las propias ideas. [133] Quizás las civilizaciones prudentes se esconden activamente no solo de la Tierra sino de todos, por miedo a otras civilizaciones. [134]

Quizás la paradoja de Fermi en sí misma —o su equivalente alienígena— sea la razón por la que cualquier civilización evite el contacto con otras civilizaciones, incluso si no existían otros obstáculos. Desde el punto de vista de cualquier civilización, sería poco probable que fueran los primeros en hacer el primer contacto. Por lo tanto, de acuerdo con este razonamiento, es probable que las civilizaciones anteriores enfrentaran problemas fatales con el primer contacto y debería evitarse hacerlo. Entonces, tal vez todas las civilizaciones guarden silencio debido a la posibilidad de que exista una razón real para que otras lo hagan. [18]

La Tierra se evita deliberadamente Editar

La hipótesis del zoológico establece que existe vida extraterrestre inteligente y no entra en contacto con la vida en la Tierra para permitir su evolución y desarrollo natural. [135] Una variación de la hipótesis del zoológico es la hipótesis del laboratorio, donde la humanidad ha sido o está siendo sometida a experimentos, [135] [10] con la Tierra o el Sistema Solar sirviendo efectivamente como laboratorio. La hipótesis del zoológico puede romperse bajo la uniformidad de la falla del motivo: todo lo que se necesita es una sola cultura o civilización para decidir actuar en contra del imperativo dentro del rango de detección de la humanidad para que sea derogado, y la probabilidad de tal violación de la hegemonía. aumenta con el número de civilizaciones, [27] [136] tendiendo no hacia un 'Club Galáctico' con una política exterior unificada con respecto a la vida en la Tierra sino múltiples 'Camarillas Galácticas'. [137]

El análisis de los tiempos entre las llegadas entre civilizaciones en la galaxia basado en suposiciones astrobiológicas comunes sugiere que la civilización inicial tendría una ventaja dominante sobre las llegadas posteriores. Como tal, puede haber establecido lo que se ha denominado el hipótesis del zoológico a través de la fuerza o como una norma galáctica o universal y la "paradoja" resultante por un efecto fundador cultural con o sin la actividad continua del fundador. [138]

Es posible que una civilización lo suficientemente avanzada como para viajar entre sistemas solares pueda estar visitando u observando activamente la Tierra sin ser detectada o reconocida. [139]

La Tierra está deliberadamente aislada (hipótesis del planetario) Editar

Una idea relacionada con la hipótesis del zoológico es que, más allá de cierta distancia, el universo percibido es una realidad simulada. La hipótesis del planetario [140] especula que los seres pueden haber creado esta simulación para que el universo parezca estar vacío de otra vida.

Alien Life ya está aquí sin reconocer Editar

Una fracción significativa de la población cree que al menos algunos ovnis (objetos voladores no identificados) son naves espaciales pilotadas por extraterrestres. [141] [142] Si bien la mayoría de estas son interpretaciones no reconocidas o erróneas de los fenómenos mundanos, hay algunas que siguen siendo desconcertantes incluso después de la investigación. La opinión científica de consenso es que, aunque pueden ser inexplicables, no alcanzan el nivel de evidencia convincente. [143]

De manera similar, es teóricamente posible que los grupos SETI no estén reportando detecciones positivas, o que los gobiernos hayan estado bloqueando señales o suprimiendo la publicación. Esta respuesta podría atribuirse a intereses económicos o de seguridad por el uso potencial de tecnología extraterrestre avanzada. Se ha sugerido que la detección de una tecnología o señal de radio extraterrestre bien podría ser la información más secreta que existe. [144] Las afirmaciones de que esto ya ha sucedido son comunes en la prensa popular, [145] [146] pero los científicos involucrados informan la experiencia opuesta: la prensa se informa y se interesa en una posible detección incluso antes de que se pueda confirmar una señal. [147]

Con respecto a la idea de que los extraterrestres están en contacto secreto con los gobiernos, David Brin escribe: "La aversión a una idea, simplemente por su larga asociación con chiflados, les da a los chiflados demasiada influencia". [148]


¿Fue Enrico Fermi realmente el "padre de la era nuclear"?

Hace poco más de 75 años, el físico Enrico Fermi llevó a cabo un famoso experimento nuclear debajo del campo de fútbol de la Universidad de Chicago el 2 de diciembre de 1942. El experimento demostró que las reacciones en cadena ocurren y podrían usarse para liberar la energía del átomo de uranio en un forma sostenida. También abrió el camino para la producción de plutonio. Un nuevo libro de David N. Schwartz, El último hombre que lo sabía todo: la vida y la época de Enrico Fermi, padre de la era nuclear, examina el científico cuyo avance hace 75 años este mes cambió el mundo.

Como hijo del físico y ganador del Premio Nobel Melvin Schwartz, ¿qué le hizo querer escribir una biografía de Fermi?

Siempre fue un tema de conversación en mi casa. En 2013, mi madre me envió un lote de documentos del archivador de mi padre y uno de ellos era un ensayo que un amigo suyo había escrito sobre los años de Fermi en Chicago. ¡Oh, cielos! Qué personaje tan asombroso. Dije: "Voy a ir a buscar una biografía de él". Revisé la biblioteca y la última biografía de Enrico Fermi fue en 1970. El mundo de la física realmente le debe mucho a Fermi de muchas maneras diferentes. Entonces, dije: "Bueno, ¿por qué no intentar escribir una nueva biografía que tenga todo eso en cuenta?".

¿Qué investigación hiciste para el libro?

Mi esposa y yo pasamos un mes en Italia en el otoño de 2015 revisando los archivos de la Universidad de Roma, donde Fermi enseñó durante muchos años. Entrevistamos a seis o siete de sus estudiantes y colegas vivos y # 8211 personas notables que tenían recuerdos increíbles de sus interacciones con Fermi. También fuimos a los Archivos Nacionales en College Park, Maryland, donde busqué una gran cantidad de material. Miré su archivo del FBI y sus archivos de autorización de antecedentes de seguridad. & # 160

El último hombre que lo sabía todo: la vida y la época de Enrico Fermi, padre de la era nuclear

Basado en nuevo material de archivo y entrevistas exclusivas, El último hombre que lo sabía todo pone al descubierto la enigmática vida de un coloso de la física del siglo XX.

¿Por qué siguió trabajando en armas nucleares?

Cuando llegó la noticia de Alemania en enero de 1939 de que el átomo de uranio se había dividido, los físicos comenzaron a preocuparse de que se pudiera fabricar una bomba con esto. Luego, a finales del verano de 1939, vino a visitarnos el físico alemán Werner Heisenberg. Fermi trató de persuadirlo de desertar a los Estados Unidos porque, dijo, & # 8220Si vuelves a Alemania, & # 8217 se te pedirá que trabajes en un arma nuclear para los nazis y eso sería terrible. & # 8221 Heisenberg dijo , & # 8220Debo mi deber patriótico a mi país. No voy a desertar a los Estados Unidos. Eso realmente conmocionó a Fermi y decidió seguir adelante, porque si los alemanes le ganaban a los estadounidenses, sería un desastre absoluto.

Fermi estaba en Los Alamos cuando escuchó que Estados Unidos lanzó bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki. ¿Cómo reaccionó ante esta noticia?

No hay nada registrado. La reacción de su esposa probablemente no fue sorprendente. Estaba contenta de que la guerra hubiera terminado, orgullosa del papel que desempeñaba su esposo, pero también muy entristecida por la destrucción y la amenaza que este tipo de arma representaría para las generaciones futuras.

¿Qué impacto tuvo su papel en las armas nucleares en su vida interior?

Nunca habló de eso. Nunca escribí sobre eso. No sabemos qué pensó al respecto. Pero después de 1951, nunca volvió a trabajar para el gobierno.

David N. Schwartz (Ike Edeani)

¿Crees que ser conocido como & # 8220 el padre de la era nuclear & # 8221 es apropiado dadas sus contribuciones?

Si cree que la era nuclear comenzó con la primera reacción en cadena sostenida, entonces él es el padre de la era nuclear. No hay duda de eso. ¿Es el padre de las armas nucleares? Creo que hay mucha gente que tiene la responsabilidad de eso. J. Robert Oppenheimer, sin duda, y la contribución de Arthur Compton y Ernest Lawrence al Proyecto Manhattan [el proyecto de investigación del gobierno de Estados Unidos que produjo las primeras bombas atómicas] es inmensa. Lawrence inventó los principales procesos para el enriquecimiento de uranio. El proyecto simplemente no habría sucedido sin Oppenheimer. La era nuclear es un concepto más amplio que simplemente la bomba nuclear. La era nuclear es, en mi opinión, el momento en que el hombre pudo dominar el proceso de liberación de energía del núcleo del átomo. Fermi fue sin duda el padre de eso.

¿Por qué dices que Fermi fue & # 8220 el último hombre que lo sabía todo & # 8221?

Contribuyó a prácticamente todos los campos de la física, desde la física cuántica hasta la física de partículas, desde la física de la materia condensada hasta la astrofísica. ¡Incluso hizo geofísica! Debido a que desde entonces la física se ha vuelto tan especializada, él fue realmente el último hombre que pudo ver toda la física como un todo integrado.

¿Como era el?

Fermi tenía una personalidad increíblemente alegre y un gran sentido del humor. La gente que lo conoció se enamoró de él. Después de su muerte, sus colegas crearon un registro de audio llamado & # 8220To Fermi With Love & # 8221. No se ve eso con otros científicos.

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Este artículo es una selección de la edición de diciembre de la revista Smithsonian.


Enrico Fermi

Motivación del premio: "por sus demostraciones de la existencia de nuevos elementos radiactivos producidos por la irradiación de neutrones, y por su descubrimiento relacionado de las reacciones nucleares provocadas por neutrones lentos".

Descubierto en 1932, el neutrón demostró ser una nueva y poderosa herramienta para estudiar átomos. Cuando Enrico Fermi irradió átomos pesados ​​con neutrones, estos fueron capturados por los núcleos atómicos, creando isótopos nuevos y, a menudo, radiactivos. En 1934, Fermi y sus colegas descubrieron que cuando los neutrones se ralentizan, p. Ej. mediante el blindaje de parafina, aumenta la tasa de interacción con los núcleos. Esta revelación llevó al descubrimiento de muchos isótopos radiactivos hasta ahora desconocidos.

Para citar esta sección
Estilo MLA: Enrico Fermi & # 8211 Facts. NobelPrize.org. Extensión del Premio Nobel AB 2021. Lun. 21 de junio de 2021. & lth https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1938/fermi/facts/>

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Premios Nobel 2020

Doce galardonados fueron galardonados con el Premio Nobel en 2020, por los logros que han conferido el mayor beneficio a la humanidad.

Su trabajo y descubrimientos van desde la formación de agujeros negros y tijeras genéticas hasta los esfuerzos para combatir el hambre y desarrollar nuevos formatos de subastas.


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