Enrico Fermi - História

Enrico Fermi - História

Enrico Fermi

1901- 1954

Físico

O físico Enrico Fermi nasceu em 29 de setembro de 1901 em Roma. Ele é quase certamente o maior cientista italiano desde Galileu, fez suas principais contribuições para a ciência no campo das reações nucleares. Em 1942, Fermi produziu com sucesso uma reação em cadeia controlada na primeira pilha nuclear, que ele construiu na Universidade de Chicago.

Fermi, cuja esposa era judia, havia deixado a Itália em 1938 quando o anti-semitismo dos fascistas crescia. Seu papel no desenvolvimento do armamento atômico continuou e ele estava, de fato, presente no deserto do Novo México quando a primeira bomba atômica foi detonada.

Fermi permaneceu na Universidade de Chicago como professor de física até sua morte de câncer.


Enrico Fermi

Enrico FermiO pai de era Alberto Fermi e a mãe Ida de Gattis. Ida era uma pessoa notável, filha de um oficial do exército. Ela se formou como professora e ensinou em escolas primárias durante a maior parte de sua vida. Muito inteligente, ela foi a maior influência sobre os filhos após o casamento com Alberto em 1898. Ida tinha 27 anos quando se casou, mas seu marido Alberto tinha 41. Ele trabalhou para empresas ferroviárias em várias partes da Itália, mas mudou-se para Roma em 1888. Foi promovido a inspetor no ano em que se casou com Ida e, no final da carreira, havia ascendido para desempenhar um papel importante no que naquela época era a empresa ferroviária estatal. Enrico foi o terceiro dos filhos de seus pais, tendo uma irmã mais velha Maria (nascida em 1899) e um irmão mais velho Giulio (nascido em 1900). Seguindo o costume da época, Enrico foi criado por uma enfermeira longe da família até os 30 meses de idade. Ele foi então educado de forma rigorosa, embora a família não fosse religiosa (o que incomodou a família de Alberto, que era todos católicos devotos, exceto Alberto).

A entrada na Scuola Normale Superiore em Pisa foi feita por concurso. Fermi fez o exame em 14 de novembro de 1918 e escreveu um ensaio sobre o tema dado de Características do som. Em seu ensaio, Fermi derivou o sistema de equações diferenciais parciais para uma haste vibratória e, em seguida, usou a análise de Fourier para resolvê-los. Ele foi escrito no nível de uma tese de doutorado, em vez de um exame escolar. Quando o examinador leu a entrada de Fermi, ficou tão surpreso que marcou uma reunião com ele, dizendo-lhe que sem dúvida ganharia o concurso e, além disso, Fermi sem dúvida se tornaria um cientista famoso.

Em Pisa Fermi foi aconselhado pelo diretor do laboratório de física Luigi Puccianti. Talvez devêssemos esclarecer essa afirmação, pois embora Puccianti nominalmente tivesse esse papel, ele reconhecia que havia pouco que ele pudesse ensinar a Fermi, e freqüentemente pedia a Fermi que lhe ensinasse algo. Logo Fermi estava publicando artigos, seu primeiro Sulla dinamica di un system rigido di cariche elettriche in moto traslatorio Ⓣ sendo publicado em 1921. Outra publicação em 1921 foi seguida pelo mais importante de seus primeiros artigos no ano seguinte, a saber Sopra i fenomeni che avvengono em vicinanza di una lina oraria (Nos fenômenos que ocorrem perto de uma linha mundial). Este artigo forneceu um resultado importante sobre a natureza euclidiana do espaço próximo a uma linha de mundo na geometria da relatividade geral. Fermi apresentou tese de doutorado Un teorema di calcolo delle probabilità ed alcune sue applicazioni Ⓣ para a Scuola Normale Superiore e foi examinada em 7 de julho de 1922. Laura Fermi escreve sobre este evento em [3]: -

A tese foi publicada em seu Obras Coletadas em 1962. Após a obtenção do doutorado, Fermi voltou a Roma e começou a trabalhar com os matemáticos de lá, especialmente Castelnuovo, Levi-Civita e Enriques. Ele também fez contato com o diretor do laboratório de física. Em outubro de 1922, ele recebeu uma bolsa de estudos do governo que lhe permitiu trabalhar com Max Born em Göttingen no primeiro semestre de 1923. Ele foi então nomeado para ensinar matemática para cientistas em Göttingen durante o ano letivo de 1923-1924. Depois de passar o verão de 1924 fazendo caminhadas nas Dolomitas, ele foi para Leiden para trabalhar com o Ehrenfest. Ele retornou à Itália para o início do ano letivo de 1924 a 25 e passou esse ano letivo e o seguinte como professor temporário de Física Matemática e Mecânica na Universidade de Florença. Neste ponto Fermi estava tentando maximizar suas chances de uma carreira acadêmica, então ele publicou um grande número de artigos. Ele ficou desapontado por perder para Giovanni Giorgi na competição pela cadeira de física matemática na Universidade de Cagliari, na Sardenha. É importante notar que tanto Levi-Civita quanto Volterra apoiaram Fermi. Talvez tenha sido bom que Fermi perdesse em 1926 para mais um concurso, desta vez para a cadeira de física teórica da Universidade de Roma. Desta vez, apesar de ser muito jovem para tal cargo, Fermi foi nomeado pela comissão que reconheceu a excepcional qualidade do seu trabalho científico.

Em Roma, Fermi começou a construir o instituto de física, que era surpreendentemente pequeno quando ele chegou. Fermi casou-se com Laura Capon em 19 de julho de 1928 e tiveram uma filha Nella, nascida em 31 de janeiro de 1931, e um filho Giulio, nascido em 16 de fevereiro de 1936. Em 1929 foi eleito para a Accademia dei Lincei. Bem, isso não é muito preciso, pois ele Mussolini o nomeou para a Academia sem uma eleição. Certamente ele merecia a homenagem por motivos acadêmicos, mas não se deve presumir que sua nomeação por Mussolini significava que Fermi apoiou o fascismo. Talvez seja mais provável que, pelo fato de Fermi ser bastante apolítico, Mussolini sentiu que pelo menos não estava nomeando um oponente político. A nomeação para a Academia proporcionou a Fermi um salário substancialmente adicional. Ele fez sua primeira visita aos Estados Unidos em 1930, quando visitou a Universidade de Michigan em Ann Arbor. Ele teve discussões interessantes com George Uhlenbeck, que havia se mudado da Holanda para lá, e Ehrenfest juntou-se a eles durante o verão. Fermi deu palestras sobre teoria quântica.

Em 1934, Fermi realizou seu trabalho mais importante sobre a radioatividade artificial produzida pelos nêutrons. Ele publicou isso em Radioattività indotta dal bombardamento di neutron Ⓣ (1934) e em outros artigos Radioatividade artificial produzida por bombardeio de nêutrons (1934, 1935) no Anais da Royal Society of London e Sobre a absorção e difusão de nêutrons lentos (1936). Este trabalho levou à descoberta da fissão nuclear e experimentalistas foram capazes de usar seus resultados para criar novos elementos. Fermi recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1938. A citação afirma que o prêmio é: -

Outro artigo importante, publicado por Fermi em 1935, foi Sulla quantizzazione del gas perfetto monoatomico. Neste artigo, ele apresentou as estatísticas de Fermi, dando um modelo estatístico do átomo e do núcleo.

No verão de 1938, Mussolini repentinamente seguiu Hitler na Alemanha ao iniciar uma campanha contra os judeus. Fermi não era judeu, mas sua esposa era e, embora seus dois filhos fossem católicos romanos, a situação da família tornou-se desconfortável. Fermi decidiu escrever para universidades nos Estados Unidos em busca de um emprego. Fez isso em sigilo absoluto, temendo ser impedido caso as autoridades soubessem de suas intenções. Ele escreveu cartas para várias universidades e as postou todas em diferentes cidades para não levantar suspeitas. Ele recebeu cinco ofertas e aceitou a da Universidade de Columbia. A entrega do Prêmio Nobel foi uma oportunidade maravilhosa para a família deixar a Itália e viajar para a cerimônia de apresentação em Estocolmo, depois seguir direto para os Estados Unidos. Curiosamente, Fermi teve que passar por um teste de aritmética antes de receber um visto para os Estados Unidos. Ele chegou com sua família a Nova York em 2 de janeiro de 1939.

O trabalho de Fermi na Columbia University, em colaboração com outros membros de sua equipe, logo mostrou possíveis aplicações de sua pesquisa. George Pegram, professor de física em Columbia, escreveu ao almirante Hooper no Departamento da Marinha em 16 de março de 1939 (ver por exemplo [4]): -

Demorou um pouco para que as coisas andassem no projeto de urânio, mas a decisão de fazer um grande esforço foi tomada, por coincidência, um dia antes de Pearl Harbor, em dezembro de 1941. O projeto seria realizado na Universidade de Chicago com vários grupos, incluindo o grupo de Fermi em Columbia, sendo reunidos lá. Isso não agradou muito a Fermi por vários motivos. Em primeiro lugar, ele ficou muito feliz na Universidade de Columbia, em segundo, isso o tornou mais um administrador e menos um cientista e, em terceiro lugar, uma vez que os Estados Unidos estavam em guerra com a Itália, os italianos foram classificados como "estrangeiros inimigos" e severas restrições a viagens dentro da América foram impostas. No entanto, as dificuldades foram superadas e no verão de 1942 Fermi estava em Chicago. Em 2 de dezembro de 1942, a equipe, chefiada por Fermi, conseguiu a primeira liberação controlada de energia nuclear - provavelmente não é um eufemismo dizer que uma nova era havia começado. Em 1944, Fermi tornou-se cidadão americano e nesse ano começou a participar plenamente no projeto de Los Alamos para a construção de uma bomba. Ele ministrou vários cursos em Los Alamos para os cientistas que participaram do projeto.

Após o fim da guerra, Fermi decidiu que queria voltar à vida universitária. Ele aceitou a oferta de um cargo de professor na Universidade de Chicago em 1945. Nos anos seguintes, ele empreendeu pesquisas, interessando-se pela origem dos raios cósmicos e também trabalhou na interação píon-nucléon tentando fazer progressos no entendimento de interações fortes. Fez muitas visitas de pesquisa, como Los Alamos, que visitou todos os anos, a Universidade de Washington (1947), a Universidade da Califórnia em Berkeley (1948) e o Laboratório Nacional de Brookhaven (1952). Ele participou de uma conferência de física de alta energia em Como, Itália, em 1949. Esta foi sua primeira viagem de volta à Europa desde que partiu, há dez anos. Durante esta viagem, ele também palestrou na Accademia dei Lincei, com Castelnuovo presidindo a reunião.

No verão de 1954, Fermi voltou à Itália e deu uma série de palestras na Villa Monastero em Varenna, no Lago Como. Ele então foi para uma escola de verão perto de Chamonix, na França. Ele tentou seguir seu estilo de vida enérgico usual com caminhadas nas montanhas e prática de esportes. No entanto, ele estava claramente sofrendo de problemas de saúde que os médicos não conseguiram diagnosticar. De volta a Chicago, os médicos diagnosticaram câncer de estômago e uma operação foi realizada. Ele sobreviveu à operação e voltou para casa. Ele disse a seus amigos que escreveria seu curso de física nuclear como seu último serviço à ciência se fosse poupado por tempo suficiente. Ele só conseguiu escrever uma página incompleta de conteúdo para o curso. Eugene Wigner escreveu: -


Enrico Fermi

Sob a arquibancada oeste das quadras de squash da Universidade de Chicago em Stagg Field, está uma placa. Diz: “Em 2 de dezembro de 1942, o homem alcançou aqui a primeira reação em cadeia autossustentável e, assim, iniciou a liberação controlada de energia nuclear.” Como as quadras de squash da Universidade de Chicago se tornaram o local da primeira reação em cadeia nuclear autossustentável? A história começa na Itália em 1915.

Naquele ano, em Roma, um menino de 14 anos, lamentando a morte de seu irmão mais velho, procurou distração nos livros. Vagando pelo Campo de Fiori, ele encontrou dois volumes antigos de física elementar. Nosso mundo nunca mais será o mesmo. O menino era Enrico Fermi, e ele se tornaria o homem que em 1942 realizou a primeira reação em cadeia nuclear autossustentável nas quadras de squash da Universidade de Chicago.

O interesse de Fermi pela física era intenso. Aos 19, ele entrou na Universidade de Pisa, onde, segundo alguns relatos, ele logo começou a instruir seus professores. Na tenra idade de 25, ele se tornou professor de física teórica na Universidade de Roma. Em 1934, Fermi quase descobriu a fissão nuclear - o processo que foi usado na primeira bomba atômica - enquanto conduzia experimentos nas transformações radioativas que resultavam quando vários elementos eram repetidamente bombardeados com nêutrons. No entanto, Fermi perdeu a oportunidade porque a folha de alumínio que usou para cobrir sua amostra de urânio, que teria criado a fissão, era muito grossa. Ele bloqueou os fragmentos de fissão de serem registrados e passou despercebido. Embora Fermi não tenha conseguido descobrir a fissão, ele descobriu que a passagem de nêutrons por um "moderador" de elemento de luz, como a parafina, os retardava e, por sua vez, aumentava sua eficácia. Essa descoberta foi fundamental para gerar o calor necessário a um reator nuclear para gerar eletricidade. Em 1938, Fermi recebeu o Prêmio Nobel por seu trabalho.

Fermi viajou da Itália para a Suécia para obter sua medalha Nobel e nunca mais voltou para casa. O clima fascista e anti-semita da Itália o perturbava cada vez mais. Como muitos cientistas europeus da época, ele deixou a Europa e se estabeleceu nos Estados Unidos, trabalhando na Universidade de Chicago. Outros na universidade estavam trabalhando na bomba atômica. A tarefa de Fermi era encontrar uma maneira de controlar a reação em cadeia que resultou da fissão. Sua resposta foi criar um reator nuclear, que Fermi, cujo inglês ainda era pobre, chamou simplesmente de “pilha”, para que, teoricamente, pudesse inserir um material absorvedor de nêutrons em meio ao processo de fissão para controlar sua velocidade.

Em dezembro de 1942, Fermi e sua equipe estavam preparados para testar seu reator. Devido a considerações de espaço, a "pilha" foi montada na quadra de squash da universidade. O teste não ocorreu sem alguma preocupação. Até aquele momento, as noções de Fermi sobre o controle da fissão eram baseadas inteiramente na teoria, não na prática. Se ele estivesse errado, Chicago poderia explodir. O teste começou. No início, apenas algumas hastes foram removidas. Gradualmente, Fermi puxou mais. Finalmente, ficou aparente - Fermi e sua equipe criaram uma reação nuclear autossustentável - o primeiro fluxo controlado de energia de uma fonte diferente do sol. Uma mensagem codificada disse ao governo sobre esse sucesso: “O navegador italiano acaba de desembarcar no novo mundo”.


Nossa história

Argonne traça seu nascimento de uma missão secreta - o Projeto Manhattan - para criar a primeira reação nuclear autossustentável do mundo. Hoje, a carga inicial do laboratório para encontrar usos em tempos de paz para a energia atômica se expandiu amplamente, à medida que os pesquisadores buscam encontrar novas descobertas em energia, clima e saúde que promoverão a prosperidade e a segurança americanas.

Em seu estado embrionário de "Laboratório Metalúrgico", a equipe de físicos que daria origem a Argonne construiu o Chicago Pile-1, que atingiu a criticidade em 2 de dezembro de 1942, sob as arquibancadas do campo de futebol Stagg da Universidade de Chicago. Chicago Pile-1 foi o local da primeira reação nuclear controlada e autossustentável do mundo. Como os experimentos foram considerados perigosos demais para serem conduzidos em uma grande cidade, as operações foram transferidas para um local próximo às colinas de Palos e renomeadas como "Argonne" em homenagem à floresta circundante.

Em 1 de julho de 1946, o laboratório foi formalmente licenciado como Laboratório Nacional de Argonne para conduzir "pesquisa cooperativa em nucleônica", tornando-se o primeiro laboratório nacional do país. A pedido da Comissão de Energia Atômica dos EUA - mais tarde conhecida como Departamento de Energia dos EUA - Argonne começou a desenvolver reatores nucleares para o programa de energia nuclear pacífica do país. No final dos anos 1940 e no início dos anos 1950, o laboratório mudou-se para um local maior em Lemont, Illinois, e estabeleceu um local remoto em Idaho, chamado “Argonne-West”, para conduzir pesquisas nucleares adicionais.

Em rápida sucessão, o laboratório projetou e construiu Chicago Pile 3, o primeiro reator moderado de água pesada do mundo, e o Experimental Breeder Reactor I, construído em Idaho, que acendeu uma série de quatro lâmpadas para produzir a primeira eletricidade gerada por energia nuclear do mundo em 1951. O conhecimento obtido com os experimentos de Argonne formou a base para os projetos da maioria dos reatores comerciais atualmente usados ​​em todo o mundo para geração de energia elétrica e continua a informar os projetos de reatores de metal líquido para futuras usinas comerciais.

Conduzindo uma pesquisa confidencial, o laboratório foi fortemente protegido, todos os funcionários e visitantes precisaram de crachás para passar por um posto de controle, muitos dos edifícios foram classificados e o próprio laboratório foi cercado e guardado. Tal segredo sedutor atraiu visitantes autorizados - incluindo o rei Leopoldo III da Bélgica e a rainha Frederica da Grécia - e não autorizados. Pouco depois da 1 hora da madrugada de 6 de fevereiro de 1951, os guardas de Argonne descobriram o repórter Paul Harvey perto da cerca de perímetro de 3 metros, seu casaco emaranhado no arame farpado. Revistando seu carro, os guardas encontraram uma transmissão de quatro páginas previamente preparada detalhando a saga de sua entrada não autorizada em uma "zona quente" classificada. Ele foi levado perante um grande júri federal sob a acusação de conspiração para obter informações sobre segurança nacional e transmiti-las ao público, mas não foi indiciado.

No entanto, nem toda a tecnologia nuclear foi usada para o desenvolvimento de reatores. Ao projetar um scanner para elementos de combustível do reator em 1957, o físico de Argonne William Nelson Beck colocou seu próprio braço dentro do scanner e obteve uma das primeiras imagens de ultrassom do corpo humano. Manipuladores remotos projetados para lidar com materiais radioativos estabeleceram as bases para máquinas mais complexas usadas para limpar áreas contaminadas, laboratórios fechados ou cavernas. Em 1964, o reator “Janus” foi inaugurado para estudar os efeitos da radiação de nêutrons na vida biológica, fornecendo pesquisas para diretrizes sobre níveis de exposição seguros para trabalhadores em usinas de energia, laboratórios e hospitais. Cientistas de Argonne foram os pioneiros em uma técnica para analisar a superfície da lua usando radiação alfa, que foi lançada a bordo do Surveyor 5 em 1967 e posteriormente analisou amostras lunares da missão Apollo 11.

Além do trabalho nuclear, o laboratório manteve e ampliou fortemente uma forte presença na pesquisa básica de física e química. Em 1955, os químicos de Argonne co-descobriram os elementos einsteinium e fermium, os elementos 99 e 100 da tabela periódica. Em 1962, químicos de laboratório produziram o primeiro composto do gás nobre inerte xenônio, abrindo um novo campo de pesquisa de ligações químicas. Em 1963, eles descobriram o elétron hidratado, que é um elétron livre em uma solução e o menor ânion possível.

Nesse mesmo ano, a pesquisadora de Argonne, Maria Goeppert Mayer, recebeu o Prêmio Nobel de Física pela descoberta do modelo da cápsula nuclear. Essa descoberta deu aos cientistas alguns dos insights mais profundos sobre o caráter do núcleo e traçou um novo curso para a física nuclear nas décadas seguintes.

Em 2 de outubro de 1962, Argonne anunciou a criação de tetrafluoreto de xenônio, o primeiro composto simples de xenônio, um gás nobre amplamente considerado quimicamente inerte. A criação abriu uma nova era para o estudo das ligações químicas.

A física de alta energia também deu um salto à frente quando Argonne foi escolhido como o local dos 12. 5 GeV Zero Gradient Synchrotron, um acelerador de prótons que foi inaugurado em 1963. Uma câmara de bolha permitiu aos cientistas rastrear os movimentos das partículas subatômicas enquanto elas zuniam pela câmara em 1970, eles observaram uma partícula fundamental chamada neutrino em uma câmara de bolha de hidrogênio pela primeira vez.

Enquanto isso, o laboratório também estava ajudando a projetar o reator do primeiro submarino nuclear do mundo, o U.S.S. Nautilus, que navegou por mais de 513.550 milhas náuticas (951.090 km). O próximo modelo de reator nuclear foi o Experimental Boiling Water Reactor, o precursor de muitas usinas nucleares modernas, e o Experimental Breeder Reactor II (EBR-II), que era resfriado com sódio e incluía uma instalação de reciclagem de combustível. O EBR-II foi posteriormente modificado para testar outros projetos de reatores, incluindo um reator de nêutrons rápidos e, em 1982, o conceito de Reator Rápido Integral - um projeto revolucionário que reprocessou seu próprio combustível, reduziu seus resíduos atômicos e resistiu a testes de segurança das mesmas falhas que desencadeou os desastres de Chernobyl e Three Mile Island.

Argonne passou a se especializar em outras áreas, enquanto capitalizava sua experiência em física, ciências químicas e metalurgia. Em 1987, o laboratório foi o primeiro a demonstrar com sucesso uma técnica pioneira chamada aceleração de plasma wakefield, que acelera partículas em distâncias muito mais curtas do que os aceleradores de partículas convencionais. Também cultivou um forte programa de pesquisa de baterias, incluindo a invenção nos anos 1990 de um material catódico revolucionário que durava mais e armazenava mais energia do que outros materiais de bateria. O cátodo de níquel-manganês-cobalto (NMC) mais tarde encontrou seu caminho em veículos elétricos produzidos pela General Motors.

Após um grande impulso do então diretor Alan Schriesheim, o laboratório foi escolhido como o local da Fonte Avançada de Fótons, uma importante instalação de raios-X que foi concluída em 1995 e produzia os mais brilhantes raios-X do mundo na época de seu construção. O APS abriu caminho para pesquisas em estruturas de proteínas que levaram a vários prêmios Nobel de Química e tem sido usado para estudar de tudo, desde baterias a besouros.

Em 2003, o cientista de materiais de Argonne Alexei Abrikosov ganhou o Prêmio Nobel de Física por seu trabalho em física da matéria condensada, particularmente envolvendo supercondutores do tipo II usados ​​na fabricação de eletroímãs capazes de produzir fortes campos magnéticos como em máquinas de ressonância magnética.

O início do século 21 viu a transição da missão primária de Argonne longe da energia nuclear e se diversificar em uma gama mais ampla de tipos de energia e armazenamento. O antigo campus ocidental do laboratório, Argonne-West, tornou-se o Laboratório Nacional de Idaho em 2005.

No ano seguinte, em 2006, a Argonne desenvolveu outra facilidade de usuário nacional, a Argonne Leadership Computing Facility (ALCF). No ALCF, os cientistas usaram várias gerações de supercomputadores para realizar experimentos de modelagem e simulação de materiais, clima, doenças e outros fenômenos e substâncias. Esses supercomputadores incluíram o 557 -teraflop Intrepid, 10 -petaflop Mira, 15. 6 -petaflop Theta e o próximo Aurora, que será o primeiro supercomputador exascale de Argonne. Recentemente, a inteligência artificial e o aprendizado de máquina se tornaram grandes tópicos de interesse, à medida que os cientistas buscam novas maneiras de melhorar a precisão e a velocidade de seus modelos de sistemas tão pequenos quanto vírus e tão grandes quanto galáxias.

O ALCF não foi a única instalação de usuário que iniciou suas operações em Argonne em meados dos anos 2000. O laboratório também construiu o Center for Nanoscale Materials, um dos cinco Centros de Pesquisa em Nanoscale Science do país. A pesquisa no CNM levou ao desenvolvimento de tudo, desde filmes de diamante ultranocristalinos para retinas artificiais e aceleradores até esponjas especializadas que podem absorver enormes quantidades de óleo derramado.

Em 2012, o Departamento de Energia dos EUA escolheu Argonne para liderar o Centro Conjunto para Pesquisa de Armazenamento de Energia (JCESR), um Centro de Inovação DOE localizado em Argonne. O programa de bateria de Argonne é forte há décadas, mas recebeu uma grande chance do JCESR. Em sua missão inicial de cinco anos, o JCESR foi encarregado de reduzir o custo, aumentar a densidade de energia, aumentar a vida útil e aumentar a segurança de veículos elétricos e baterias de armazenamento de rede. O JCESR foi renovado em 2017 por mais cinco anos com a missão renovada de melhorar a acessibilidade das baterias tanto para transporte quanto para a rede elétrica.

Em 2020, Argonne foi identificado como um jogador importante nos esforços quânticos do país, pois o laboratório foi premiado com o Q-NEXT, um centro de pesquisa de ciência da informação quântica principal que, como o JCESR, formará um centro de pesquisa dedicado a um tópico específico. O Q-NEXT concentra-se em como controlar, armazenar e transmitir informações quânticas de maneira confiável a distâncias que podem ser tão pequenas quanto um chip de computador ou tão grandes quanto a distância entre Chicago e São Francisco. Enfrentar esse desafio requer o desenvolvimento de novos materiais quânticos e sua integração em dispositivos e sistemas, o desenvolvimento de novas classes de sensores ultraprecisos e a superação das perdas que ocorrem quando as informações quânticas são comunicadas a longas distâncias.

Os primeiros setenta e cinco anos de existência de Argonne tornaram-no um pioneiro em muitos campos, que vão desde a energia nuclear à computação, passando pela ciência de raios-X ao armazenamento de energia. Argonne tem um orgulhoso legado de descobertas sobre o qual continua a construir hoje e no futuro.


Enrico Fermi

Enrico Fermi, referido por muitos como o Pai ou arquiteto da bomba nuclear, nasceu em 29 de setembro de 1901 em Roma, Itália. Os pais de Enrico eram Alberto e Ida de Gattis Fermi e ele tinha dois irmãos.

Enrico era uma criança muito curiosa e inteligente, cuja inteligência natural lhe permitiu superar seus colegas em muitos empreendimentos. Ele também tinha um comportamento amigável e um humor rápido e engraçado.

A mãe de Enrico foi uma grande influência para Enrico. Ela era uma pessoa muito inteligente que incentivou seus filhos a se destacarem em quaisquer tarefas que possam ter. Ela era uma professora talentosa e, portanto, tinha o talento e a experiência para guiar Enrico nas áreas de interesse e gentilmente incentivá-lo a absorver o conhecimento necessário para aprender e ter sucesso.

Acredita-se que Enrico se interessou por física e outras disciplinas científicas com a morte de seu amado irmão Giulio, que morreu quando Enrico tinha apenas 14 anos. muitos livros e o encorajou a ler e estudar.

Enrico rapidamente ficou totalmente fascinado pela física. Ele leu tantos livros quanto pôde encontrar sobre o assunto e até mesmo planejou e completou seus próprios experimentos para se divertir. Sentindo sua fuga da depressão, seus pais continuamente o encorajaram a estudar mais e expandir seu interesse pela física e outras ciências relacionadas.

O intenso interesse e trabalho árduo de Enrico em aprender física e outras ciências valeu a pena quando recebemos uma bolsa de estudos para a prestigiosa Universidade Scoula Normale Superiore em Pisa, Itália. O conhecimento e a dedicação de Enrico aos estudos permitiram que ele avançasse rapidamente nos estudos. Ele se formou com louvor em 1922 e ganhou uma bolsa Rockefeller em 1923. Ele também teve a oportunidade de conhecer e trabalhar com vários cientistas de prestígio, como o famoso professor Max Born, da Alemanha.

Fermi casou-se com Laura Capon, de uma família judia romana muito respeitada em 1928. Eles criaram um filho, Guilio e uma filha, Nella. Sua família era feliz, amorosa e próxima.

Flores da carreira de física

Fermi rapidamente se tornou um famoso e respeitado cientista da física, o que lhe permitiu aumentar ainda mais sua base de conhecimento e expandir seu aprendizado para muitas áreas relacionadas. Ele se tornou o professor de física teórica na Universidade de Roma, uma posição muito estimada em 1927.

As realizações incríveis e únicas que Fermi realizou em estudos e experimentação de física foram feitas tanto teórica quanto cientificamente, uma realização única naquela época, já que a maioria da experimentação científica era especializada de uma maneira ou de outra.

O trabalho mais crítico de Fermi começou no início dos anos 1930. Ele desenvolveu a teoria do que é chamado decadência beta. Fermi postulou que novos nêutrons decaídos para um próton liberam um elétron e uma partícula que ele chamou neutrino.

Fermi e seus associados então começaram a estudar o nêutron e seus “afiliados” intensamente para entender as ramificações de desacelerar os nêutrons e bombardeá-los com outros elementos.

Eles descobriram que tal experimentação produziu uma nova entidade estranha e um processo que abriu a porta para a compreensão de como dividir o átomo e descobrir como ocorre a transformação nuclear em quase todos os elementos. Esse trabalho levou à fissão nuclear e à produção de novos elementos que nem faziam parte da Tabela Periódica tradicional, conhecida por todos os cientistas.

O trabalho e a dedicação de Fermi valeram-lhe o Prêmio Nobel de Física em 1938. Seu prêmio foi “por sua descoberta de novos elementos radioativos produzidos por radiação de nêutrons e pela descoberta de reações nucleares provocadas por nêutrons lentos”.

Mudança para os Estados Unidos e desenvolvimento da bomba atômica

Enquanto Fermi experimentava um sucesso fenomenal, a Europa mergulhava na escuridão.

A Itália fascista sob Mussolini instituiu leis antijudaicas e começou a fortalecer seu poder de ditadura sobre o país. Viajar para a Suécia para receber o Prêmio Nobel proporcionou a Fermi e sua família uma grande oportunidade de deixar a Itália e fugir para os Estados Unidos.

Fermi rapidamente recebeu um emprego como professor de física na New York Columbia University. Ele começou a trabalhar agressivamente e logo descobriu que, ao usar nêutrons de urânio emitidos para fissão de urânio, outros átomos de urânio se dividiam, desencadeando uma reação em cadeia que liberava enormes quantidades de energia.

A fissão nuclear estava sendo reconhecida por cientistas em todo o mundo como um meio possível de ajudar a projetar e construir uma fonte de energia destrutiva para ser usada como uma “superbomba”. Todos os principais países em guerra trabalharam febrilmente para desenvolver uma bomba potencial para ajudá-los a vencer a Guerra Mundial que estava ocorrendo naquela época.

Fermi foi convidado pelo governo dos EUA para ajudar a projetar e construir uma bomba que poderia ser usada para ajudar a vencer a guerra. A urgência era fundamental, pois era sabido que a Alemanha e o Japão estavam secretamente tentando desenvolver uma superbomba para usar contra os Estados Unidos e seus aliados.

Fermi se juntou a uma equipe de elite de cientistas como parte do Projeto Manhattan. Fermi mudou-se para Chicago e começou a planejar a construção dessa nova arma na Universidade de Chicago. Ele supervisionou a primeira etapa da equipe no projeto e construção de uma "pilha atômica", que era uma palavra-código para a montagem de um reator nuclear.

Depois de dias e semanas de trabalho árduo em 2 de dezembro de 1942, a equipe do Projeto Manhattan alcançou a primeira reação em cadeia auto-sustentável da história que permitiu a liberação controlada de energia nuclear.

O desenvolvimento da primeira bomba nuclear do mundo continuou em um ritmo febril por Fermi e sua equipe. Finalmente, em 16 de julho de 1945, o histórico Projeto Manhattan terminou com sucesso com a explosão bem-sucedida da primeira bomba atômica na área de teste militar perto de Alamogordo, Novo México.

O desenvolvimento bem-sucedido da bomba atômica permitiu aos Estados Unidos encerrar de forma definitiva e convincente a guerra devastadora contra o Japão, lançando a bomba atômica sobre as cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki. Com dezenas de milhares de japoneses mortos e feridos pelos bombardeios, o Japão concordou com a rendição incondicional.

Últimos anos e honras especiais

Após a guerra, Fermi ingressou no corpo docente da Universidade de Chicago e continuou seu trabalho com átomos, concentrando-se nas partículas que existem no núcleo do átomo. Ele liderou e gerenciou uma equipe na Universidade que projetou o sincrociclotron na época, o destruidor de átomos mais poderoso do mundo.

Durante esse tempo, a Universidade de Chicago formou o Instituto de Estudos Nucleares para homenagear Fermi e seus colegas cientistas e para continuar o compromisso geral da Universidade e dos cientistas brilhantes com o estudo pacífico e o avanço da energia nuclear. Este instituto agora se chama O Instituto Enrico Fermi.

Fermi é reconhecido como um dos cientistas mais brilhantes da história, especialmente na área de alta energia e física nuclear. Em 1969, a Comissão de Energia Atômica dos EUA construiu um novo laboratório no subúrbio de Chicago. Para homenagear Fermi, o laboratório foi / é chamado de Laboratório Nacional de Aceleração Fermi. Também é conhecido como FermiLab.

Enrico Fermi, ganhador do Prêmio Nobel e arquiteto da era nuclear, morreu em 28 de novembro de 1954 aos 53 anos. Ele sofreu de um câncer de estômago incurável e passou os meses restantes em sua casa em Chicago antes de sua morte. A comunidade científica e a Nação lamentaram o falecimento deste homem histórico.


Enrico Fermi

Enrico Fermi (1901-1954) foi um físico italiano e ganhador do Prêmio Nobel de Física em 1938.

Em 1942, Fermi mudou-se para o Chicago Met Lab, onde construiu uma pilha de reator experimental sob Stagg Field na Universidade de Chicago. A construção foi concluída em 1º de dezembro e o reator ficou crítico no dia seguinte. Em agosto de 1944, Fermi foi para Los Alamos como diretor associado e consultor principal.

Em Hanford, em 1944, Fermi inseriu a primeira pilha de urânio no reator de pilha “B”, assim como fizera com a primeira pilha no reator CP-1 dois anos antes. Durante o teste do reator "B", Fermi estava encarregado de dirigir as operações. Seus cálculos meticulosos, concluídos em uma régua de cálculo, determinaram quanto urânio precisava ser adicionado às medições do reator confirmaram que seus cálculos eram incrivelmente precisos.

O start-up falhou, entretanto, quando o reator se desligou. John Wheeler levantou a hipótese de que alguma substância desconhecida estava se formando durante a fissão e absorvendo os nêutrons necessários para sustentar a reação. Fermi concordou imediatamente com a explicação de Wheeler e começou a trabalhar com ele para encontrar o veneno desconhecido. Comparando a meia-vida de diferentes gases radioativos com a quantidade de tempo que o reator falhou, Wheeler e Fermi foram capazes de descobrir que a substância problemática era o xenônio-135.

Em Los Alamos, Fermi atuou como diretor associado do laboratório. Após o teste Trinity, Fermi observou: “Minha primeira impressão da explosão foi o flash de luz muito intenso e uma sensação de calor nas partes do corpo que foram expostas. Embora eu não olhasse diretamente para o objeto, tive a total impressão de que de repente o campo ficou mais claro do que em plena luz do dia. ”

Sempre um cientista inquiridor, Fermi aproveitou a oportunidade para conduzir seu próprio experimento. Assim que a explosão o atingiu, ele deixou cair vários pedaços de papel. Tendo medido seu deslocamento e feito um rápido cálculo mental, Fermi declarou: “Isso corresponde à explosão produzida por dez mil toneladas de TNT.”

Fermi aconselhou o Comitê Interino na seleção de alvos, recomendando que as bombas fossem usadas sem aviso contra um alvo industrial.

Em 1944, Fermi tornou-se cidadão americano e, no final da guerra, aceitou o cargo de professor no Instituto de Estudos Nucleares da Universidade de Chicago, cargo que ocupou até sua morte prematura. Lá, ele voltou sua atenção para a física de alta energia e conduziu investigações sobre a interação píon-nucléon. Ele também atuou no Comitê Consultivo Geral da Comissão de Energia Atômica.

O Prêmio Enrico Fermi, uma prestigiosa homenagem científica e tecnológica concedida pelo governo dos Estados Unidos, leva seu nome.

Contribuições Científicas

Em 1938, Fermi recebeu o Prêmio Nobel de Física "por suas demonstrações da existência de novos elementos radioativos produzidos por irradiação de nêutrons e por sua descoberta relacionada de reações nucleares provocadas por nêutrons lentos." Sua pesquisa sobre o bombardeio de elementos para produzir isótopos fissionáveis ​​foi crítica para o sucesso do Projeto Manhattan.

Para obter mais informações sobre as pesquisas científicas e realizações de Fermi, visite o site do Prêmio Nobel.


Instituições

Principais posições

Diretor Associado, Manhattan Projec.

Líder, Grupo de Física e Diretor, Filial Argonne, Laboratório Metalúrgico de Chicago e Diretor Associado, Laboratório Los Alamos.

Rijksuniversiteit te Leiden

Estados Unidos. Escritório de Pesquisa e Desenvolvimento Científico. Laboratório Metalúrgico

Líder, Grupo de Física e Diretor, Filial Argonne, Projeto Manhattan.

Docente de Física Matemática e Mecânica.

Instrutor de Física e Professor de Física Teórica.

Universidade de Chicago. Instituto de Estudos Nucleares

Atividades profissionais e afiliações

Comissão de Energia Atômica dos EUA

Membro, Comitê Consultivo Geral.

Obteve o PhD em Física (1922).

Bolsista do Ministério Italiano de Instrução Pública.


Conteúdo

Fermi não foi o primeiro a fazer a pergunta. Uma menção implícita anterior foi feita por Konstantin Tsiolkovsky em um manuscrito não publicado de 1933. [14] Ele observou que "as pessoas negam a presença de seres inteligentes nos planetas do universo" porque "(i) se tais seres existissem, eles teriam visitado a Terra, e (ii) se tais civilizações existissem, então eles teriam nos dado algum sinal de sua existência. " Isso não era um paradoxo para outros, que interpretaram isso como uma implicação da ausência de ETs. Mas era para ele, já que acreditava na vida extraterrestre e na possibilidade de viagens espaciais. Portanto, ele propôs o que agora é conhecido como a hipótese do zoológico e especulou que a humanidade ainda não está pronta para que seres superiores entrem em contato conosco. [15] Que o próprio Tsiolkovsky pode não ter sido o primeiro a descobrir o paradoxo é sugerido por sua referência acima mencionada às razões de outras pessoas para negar a existência de civilizações extraterrestres.

Em 1975, Michael H. Hart publicou um exame detalhado do paradoxo, um dos primeiros a fazê-lo. [8] [16]: 27-28 [17]: 6 Ele argumentou que se extraterrestres inteligentes existem e são capazes de viagens espaciais, então a galáxia poderia ter sido colonizada em um tempo muito inferior ao da idade da Terra . No entanto, não há nenhuma evidência observável de que eles tenham estado aqui, o que Hart chamou de "Fato A". [17]: 6

Outros nomes intimamente relacionados à pergunta de Fermi ("Onde eles estão?") Incluem o Grande Silêncio, [18] [19] [20] [21] e silentium universi [21] (latim para "silêncio do universo"), embora estes se refiram apenas a uma parte do Paradoxo de Fermi, que os humanos não vêem evidências de outras civilizações.

Editar conversa (s) original (is)

No verão de 1950, no Laboratório Nacional de Los Alamos, no Novo México, Fermi e seus colegas de trabalho Emil Konopinski, Edward Teller e Herbert York tiveram uma ou várias conversas casuais na hora do almoço. [12] [22]

Herb York não se lembra de uma conversa anterior, embora diga que faz sentido, dado como os três reagiram posteriormente à explosão de Fermi. Teller se lembra de sete ou oito deles na mesa, então ele pode muito bem estar se lembrando de uma conversa anterior diferente. [12] [nota 1] [nota 2]

Em uma versão, os três homens discutiram uma série de relatos recentes de OVNIs enquanto caminhavam para almoçar. Konopinski lembrou-se de ter mencionado um cartoon de revista que mostrava alienígenas roubando latas de lixo da cidade de Nova York, [23] e como ele escreveu anos depois, "Mais divertido foi o comentário de Fermi, que era uma teoria muito razoável, uma vez que explicava dois fenômenos separados." [12] [nota 3]

Teller se lembrou de Fermi perguntando a ele: "Edward, o que você acha? Qual é a probabilidade de que nos próximos dez anos tenhamos evidências claras de um objeto material se movendo mais rápido que a luz?". Teller disse, "10 -6" (um em um milhão). Fermi disse: "Isso é muito baixo. A probabilidade é mais próxima de dez por cento" (que Teller escreveu em 1984 era "o número bem conhecido de um milagre de Fermi"). [12]

Na hora do almoço, Fermi exclamou de repente: "Onde eles estão?" (Lembrança de Teller), ou "Você nunca se perguntou onde estão todos?" (Lembrança de York), ou "Mas onde está todo mundo?" (Lembrança de Konopinski). [12]

Teller escreveu: "O resultado de sua pergunta foi uma gargalhada geral por causa do estranho fato de que, apesar da pergunta de Fermi vir do azul claro, todos ao redor da mesa pareciam compreender imediatamente que ele estava falando sobre vida extraterrestre." [12] York escreveu: "De alguma forma. Todos nós sabíamos que ele se referia aos extraterrestres." [nota 4] No entanto, Emil Konopinski não foi enfático ao dizer que imediatamente soube que Fermi estava se referindo a possíveis alienígenas, simplesmente escrevendo: "Foi sua maneira de colocar as coisas que arrancou risos de nós." [12]

Sobre a continuação da conversa, York escreveu em 1984 que Fermi "seguiu com uma série de cálculos sobre a probabilidade de planetas semelhantes à Terra, a probabilidade de vida dada uma terra, a probabilidade de humanos receberem vida, o provável aumento e duração de tecnologia, e assim por diante. Ele concluiu com base em tais cálculos que deveríamos ter sido visitados há muito tempo e muitas vezes. " [12]

Teller lembra que não saiu muito dessa conversa "exceto talvez uma afirmação de que as distâncias até o próximo local dos seres vivos podem ser muito grandes e que, de fato, no que diz respeito à nossa galáxia, estamos vivendo em algum lugar nos galhos, longe removido da área metropolitana do centro galáctico. " [12]

Fermi morreu de câncer em 1954. No entanto, em cartas aos três homens sobreviventes décadas depois, em 1984, o Dr. Eric Jones, de Los Alamos, conseguiu recompor parcialmente a conversa original. Ele informou a cada um dos homens que desejava incluir uma versão ou composição razoavelmente precisa nos procedimentos escritos que estava preparando para uma conferência realizada anteriormente, intitulada "Migração Interestelar e a Experiência Humana". [12] [24]

Jones primeiro enviou uma carta a Edward Teller que incluía um relato de segunda mão de Hans Mark. Teller respondeu, e então Jones enviou a carta de Teller para Herbert York. York respondeu e, finalmente, Jones enviou as cartas de Teller e de York a Emil Konopinski, que também respondeu. Além disso, Konopinski foi capaz de identificar posteriormente um cartoon que Jones encontrou como o envolvido na conversa e, assim, ajudar a definir o período de tempo como sendo o verão de 1950. [12]

O paradoxo de Fermi é um conflito entre o argumento de que a escala e a probabilidade parecem favorecer a existência de vida inteligente comum no universo, e a total falta de evidências de que a vida inteligente já tenha surgido em qualquer lugar que não seja a Terra.

O primeiro aspecto do paradoxo de Fermi é uma função da escala ou dos grandes números envolvidos: existem cerca de 200-400 bilhões de estrelas na Via Láctea [25] (2-4 × 10 11) e 70 sextiliões (7 × 10 22) no universo observável. [26] Mesmo que a vida inteligente ocorra em apenas uma porcentagem minúscula de planetas ao redor dessas estrelas, ainda pode haver um grande número de civilizações existentes, e se a porcentagem fosse alta o suficiente, produziria um número significativo de civilizações existentes na Via Láctea . Isso pressupõe o princípio da mediocridade, pelo qual a Terra é um planeta típico.

O segundo aspecto do paradoxo de Fermi é o argumento da probabilidade: dada a capacidade da vida inteligente de superar a escassez e sua tendência a colonizar novos habitats, parece possível que pelo menos algumas civilizações seriam tecnologicamente avançadas, buscariam novos recursos no espaço e colonizar seu próprio sistema estelar e, subsequentemente, sistemas estelares circundantes. Uma vez que não há nenhuma evidência significativa na Terra, ou em outro lugar no universo conhecido, de outra vida inteligente após 13,8 bilhões de anos de história do universo, há um conflito que requer uma resolução. Alguns exemplos de resoluções possíveis são que a vida inteligente é mais rara do que se pensa, que as suposições sobre o desenvolvimento geral ou comportamento de espécies inteligentes são falhas ou, mais radicalmente, que a compreensão científica atual da natureza do próprio universo é bastante incompleta.

O paradoxo de Fermi pode ser questionado de duas maneiras. [nota 5] A primeira é, "Por que nenhum alienígena ou seus artefatos são encontrados aqui na Terra ou no Sistema Solar?". Se a viagem interestelar for possível, mesmo o tipo "lento" quase ao alcance da tecnologia da Terra, então levaria apenas de 5 a 50 milhões de anos para colonizar a galáxia. [27] Isso é relativamente breve em uma escala geológica, quanto mais cosmológica. Uma vez que existem muitas estrelas mais velhas que o Sol, e uma vez que a vida inteligente pode ter evoluído antes em outro lugar, a questão então é por que a galáxia ainda não foi colonizada. Mesmo que a colonização seja impraticável ou indesejável para todas as civilizações alienígenas, a exploração em grande escala da galáxia poderia ser possível por meio de sondas. Eles podem deixar artefatos detectáveis ​​no Sistema Solar, como sondas antigas ou evidências de atividade de mineração, mas nenhum deles foi observado.

A segunda forma da pergunta é "Por que não vemos sinais de inteligência em outras partes do universo?". Esta versão não assume uma viagem interestelar, mas inclui outras galáxias também. Para galáxias distantes, o tempo de viagem pode muito bem explicar a falta de visitas alienígenas à Terra, mas uma civilização suficientemente avançada poderia ser potencialmente observável em uma fração significativa do tamanho do universo observável. [28] Mesmo que tais civilizações sejam raras, o argumento da escala indica que elas devem existir em algum ponto durante a história do universo, e uma vez que podem ser detectadas de longe por um período de tempo considerável, muitos outros locais potenciais para seus origem estão dentro do alcance da observação humana. Não se sabe se o paradoxo é mais forte para a Via Láctea ou para o universo como um todo. [29]

Editar equação de Drake

As teorias e princípios da equação de Drake estão intimamente relacionados ao paradoxo de Fermi. [30] A equação foi formulada por Frank Drake em 1961 em uma tentativa de encontrar um meio sistemático de avaliar as numerosas probabilidades envolvidas na existência de vida alienígena. A equação é apresentada da seguinte forma:

A equação de Drake tem sido usada por otimistas e pessimistas, com resultados totalmente divergentes. A primeira reunião científica sobre a busca por inteligência extraterrestre (SETI), que teve 10 participantes, incluindo Frank Drake e Carl Sagan, especulou que o número de civilizações estava entre 1.000 e 100.000.000 civilizações na galáxia da Via Láctea. [32] Por outro lado, Frank Tipler e John D. Barrow usaram números pessimistas e especularam que o número médio de civilizações em uma galáxia é muito menor que um. [33] Quase todos os argumentos que envolvem a equação de Drake sofrem do efeito de excesso de confiança, um erro comum de raciocínio probabilístico sobre eventos de baixa probabilidade, ao adivinhar números específicos para as probabilidades de eventos cujo mecanismo ainda não é compreendido, como a probabilidade de abiogênese em um planeta semelhante à Terra, com estimativas de probabilidade atuais variando em muitas centenas de ordens de magnitude. Uma análise que leva em conta algumas das incertezas associadas a essa falta de compreensão foi realizada por Anders Sandberg, Eric Drexler e Toby Ord, [34] e sugere "um substancial ex ante probabilidade de não haver outra vida inteligente em nosso universo observável ".

Ótima Edição de Filtro

O Grande Filtro, no contexto do paradoxo de Fermi, é tudo o que impede a "matéria morta" de dar origem, com o tempo, à vida em expansão e duradoura de acordo com a escala de Kardashev. [35] [13] O evento de baixa probabilidade mais comumente aceito é a abiogênese: um processo gradual de complexidade crescente das primeiras moléculas autorreplicantes por um processo químico que ocorre aleatoriamente. Outros grandes filtros propostos são o surgimento de células eucarióticas [nota 6] ou da meiose ou algumas das etapas envolvidas na evolução de um cérebro capaz de deduções lógicas complexas. [36]

Os astrobiólogos Dirk Schulze-Makuch e William Bains, revisando a história da vida na Terra, incluindo a evolução convergente, concluíram que as transições como a fotossíntese oxigenada, a célula eucariótica, a multicelularidade e a inteligência que usa ferramentas podem ocorrer em qualquer planeta semelhante à Terra dado tempo suficiente. Eles argumentam que o Grande Filtro pode ser a abiogênese, a ascensão da inteligência tecnológica no nível humano ou a incapacidade de colonizar outros mundos devido à autodestruição ou à falta de recursos. [37]

Existem duas partes do paradoxo de Fermi que se baseiam em evidências empíricas - que existem muitos planetas habitáveis ​​em potencial e que os humanos não veem evidências de vida. O primeiro ponto, que muitos planetas adequados existem, era uma suposição na época de Fermi, mas agora é apoiada pela descoberta de que exoplanetas são comuns. Os modelos atuais prevêem bilhões de mundos habitáveis ​​na galáxia da Via Láctea. [38]

A segunda parte do paradoxo, que os humanos não veem nenhuma evidência de vida extraterrestre, também é um campo ativo de pesquisa científica. Isso inclui esforços para encontrar qualquer indicação de vida, [39] e esforços especificamente direcionados para encontrar vida inteligente. Essas pesquisas são feitas desde 1960 e várias estão em andamento. [nota 7]

Embora os astrônomos geralmente não procurem por extraterrestres, eles observaram fenômenos que não poderiam explicar imediatamente sem postular uma civilização inteligente como a fonte. Por exemplo, os pulsares, quando descobertos pela primeira vez em 1967, eram chamados de homenzinhos verdes (LGM) devido à repetição precisa de seus pulsos. [40] Em todos os casos, explicações sem necessidade de vida inteligente foram encontradas para tais observações, [nota 8] mas a possibilidade de descoberta permanece. [41] Os exemplos propostos incluem a mineração de asteróides que mudaria a aparência dos discos de detritos ao redor das estrelas, [42] ou linhas espectrais do descarte de lixo nuclear nas estrelas. [43]

Edição de emissões eletromagnéticas

A tecnologia de rádio e a capacidade de construir um radiotelescópio são consideradas um avanço natural para as espécies tecnológicas, [44] teoricamente criando efeitos que podem ser detectados em distâncias interestelares. A busca cuidadosa por emissões de rádio não naturais do espaço pode levar à detecção de civilizações alienígenas. Observadores alienígenas sensíveis do Sistema Solar, por exemplo, notariam ondas de rádio excepcionalmente intensas para uma estrela G2 devido às transmissões de televisão e telecomunicações da Terra. Na ausência de uma causa natural aparente, os observadores alienígenas podem inferir a existência de uma civilização terrestre. Esses sinais podem ser subprodutos "acidentais" de uma civilização ou tentativas deliberadas de comunicação, como a mensagem de Arecibo. Não está claro se "vazamento", ao contrário de um farol deliberado, poderia ser detectado por uma civilização extraterrestre. Os radiotelescópios mais sensíveis da Terra, em 2019 [atualização], não seriam capazes de detectar sinais de rádio não direcionais mesmo em uma fração de um ano-luz, [45] mas outras civilizações poderiam teoricamente ter equipamentos muito melhores. [46]

Vários astrônomos e observatórios tentaram e estão tentando detectar tais evidências, principalmente por meio da organização SETI. Várias décadas de análise SETI não revelaram nenhuma emissão de rádio excepcionalmente brilhante ou significativamente repetitiva. [47]

Observação planetária direta Editar

A detecção e classificação de exoplanetas é uma subdisciplina muito ativa na astronomia, e o primeiro planeta possivelmente terrestre descoberto dentro da zona habitável de uma estrela foi encontrado em 2007. [48] Novos refinamentos nos métodos de detecção de exoplanetas e uso de métodos existentes do espaço (como como as missões Kepler e TESS) estão começando a detectar e caracterizar planetas do tamanho da Terra e determinar se eles estão dentro das zonas habitáveis ​​de suas estrelas. Esses refinamentos observacionais podem permitir avaliar melhor o quão comuns são os mundos potencialmente habitáveis. [49]

Conjecturas sobre sondas interestelares Editar

Sondas auto-replicantes podem explorar exaustivamente uma galáxia do tamanho da Via Láctea em apenas um milhão de anos. [8] Se até mesmo uma única civilização na Via Láctea tentasse isso, tais sondas poderiam se espalhar por toda a galáxia. Outra especulação de contato com uma sonda alienígena - uma que tentaria encontrar seres humanos - é uma sonda alienígena Bracewell. Tal dispositivo hipotético seria uma sonda espacial autônoma cujo propósito é procurar e se comunicar com civilizações alienígenas (em oposição às sondas de von Neumann, que geralmente são descritas como puramente exploratórias). Estas foram propostas como uma alternativa para manter um diálogo lento na velocidade da luz entre vizinhos muito distantes. Em vez de enfrentar os longos atrasos que um diálogo de rádio sofreria, uma sonda que abriga uma inteligência artificial procuraria uma civilização alienígena para manter uma comunicação de perto com a civilização descoberta. As descobertas de tal sonda ainda teriam que ser transmitidas para a civilização natal na velocidade da luz, mas um diálogo de coleta de informações poderia ser conduzido em tempo real. [50]

A exploração direta do Sistema Solar não rendeu nenhuma evidência que indique uma visita de alienígenas ou suas sondas. A exploração detalhada de áreas do Sistema Solar onde os recursos seriam abundantes ainda pode produzir evidências de exploração alienígena, [51] [52] embora a totalidade do Sistema Solar seja vasta e difícil de investigar. As tentativas de sinalizar, atrair ou ativar as sondas Bracewell hipotéticas nas proximidades da Terra não tiveram sucesso. [53]

Pesquisa por artefatos em escala estelar Editar

Em 1959, Freeman Dyson observou que cada civilização humana em desenvolvimento aumenta constantemente seu consumo de energia e, conjeturou ele, uma civilização poderia tentar aproveitar uma grande parte da energia produzida por uma estrela. Ele propôs que uma esfera de Dyson poderia ser um meio possível: uma concha ou nuvem de objetos envolvendo uma estrela para absorver e utilizar o máximo de energia radiante possível. Tal feito de astroengenharia alteraria drasticamente o espectro observado da estrela envolvida, mudando-o pelo menos parcialmente das linhas de emissão normais de uma atmosfera estelar natural para aquelas da radiação de corpo negro, provavelmente com um pico no infravermelho. Dyson especulou que civilizações alienígenas avançadas poderiam ser detectadas examinando os espectros de estrelas e procurando por um espectro alterado. [54] [55] [56]

Houve algumas tentativas de encontrar evidências da existência de esferas de Dyson que alterariam os espectros de suas estrelas centrais. [57] A observação direta de milhares de galáxias não mostrou nenhuma evidência explícita de construção ou modificações artificiais. [55] [56] [58] [59] Em outubro de 2015, houve algumas especulações de que um escurecimento da luz da estrela KIC 8462852, observado pelo Telescópio Espacial Kepler, poderia ter sido um resultado da construção da esfera de Dyson. [60] [61] No entanto, em 2018, observações determinaram que a quantidade de escurecimento variou com a frequência da luz, apontando para a poeira, em vez de um objeto opaco, como uma esfera de Dyson, como o culpado por causar o escurecimento. [62] [63]

Raridade de vida inteligente Editar

A vida extraterrestre é rara ou inexistente. Editar

Aqueles que pensam que a vida extraterrestre inteligente é (quase) impossível argumentam que as condições necessárias para a evolução da vida - ou pelo menos a evolução da complexidade biológica - são raras ou mesmo exclusivas da Terra. Sob essa suposição, chamada de hipótese da Terra rara, uma rejeição do princípio da mediocridade, a vida multicelular complexa é considerada extremamente incomum. [64]

A hipótese da Terra rara argumenta que a evolução da complexidade biológica requer uma série de circunstâncias fortuitas, como uma zona galáctica habitável, uma estrela e planeta (s) tendo as condições necessárias, como o suficiente de uma zona habitável contínua, a vantagem de um guardião gigante como Júpiter e uma grande lua, condições necessárias para garantir que o planeta tenha uma magnetosfera e placas tectônicas, a química da litosfera, atmosfera e oceanos, o papel de "bombas evolutivas", como glaciação maciça e raros impactos de bólidos. E talvez o mais importante, a vida avançada precisa de tudo o que levou à transição de (algumas) células procarióticas para células eucarióticas, reprodução sexual e explosão cambriana.

No livro dele Vida maravilhosa (1989), Stephen Jay Gould sugeriu que se a "fita da vida" fosse rebobinada até a época da explosão cambriana e um ou dois ajustes feitos, os seres humanos provavelmente nunca teriam evoluído. Outros pensadores como Fontana, Buss e Kauffman escreveram sobre as propriedades auto-organizadoras da vida. [65]

A inteligência extraterrestre é rara ou inexistente. Editar

É possível que, mesmo que a vida complexa seja comum, a inteligência (e, conseqüentemente, as civilizações) não o seja. [36] Embora existam técnicas de sensoriamento remoto que talvez possam detectar planetas com vida sem depender dos sinais da tecnologia, [66] [67] nenhum deles tem a capacidade de dizer se alguma vida detectada é inteligente. Isso às vezes é chamado de problema de "algas vs. alumnae". [68]

Charles Lineweaver afirma que, ao considerar qualquer característica extrema em um animal, os estágios intermediários não produzem necessariamente resultados "inevitáveis". Por exemplo, cérebros grandes não são mais "inevitáveis" ou convergentes do que os narizes longos de animais como porcos-da-terra e elefantes. Humanos, macacos, baleias, golfinhos, polvos e lulas estão entre o pequeno grupo de inteligência definida ou provável na Terra. E como ele aponta, "os golfinhos tiveram

20 milhões de anos para construir um radiotelescópio e não o fizeram ". [36]

Extinção periódica por eventos naturais Editar

A vida nova pode comumente morrer devido ao aquecimento ou resfriamento descontrolado em seus planetas incipientes. [69] Na Terra, ocorreram numerosos eventos de extinção importantes que destruíram a maioria das espécies complexas vivas na época em que a extinção dos dinossauros não-aviários é o exemplo mais conhecido. Acredita-se que isso tenha sido causado por eventos como o impacto de um grande meteorito, erupções vulcânicas massivas ou eventos astronômicos, como explosões de raios gama. [70] Pode ser que tais eventos de extinção sejam comuns em todo o universo e destruam periodicamente a vida inteligente, ou pelo menos suas civilizações, antes que a espécie seja capaz de desenvolver a tecnologia para se comunicar com outras espécies inteligentes. [71]

Explicações evolutivas Editar

Espécies alienígenas inteligentes não desenvolveram tecnologias avançadas.

Pode ser que, embora existam espécies exóticas com inteligência, elas sejam primitivas ou não tenham atingido o nível de avanço tecnológico necessário para se comunicar. Junto com a vida não inteligente, tais civilizações também seriam muito difíceis de detectar, [68] exceto por uma visita de uma sonda, uma viagem que levaria centenas de milhares de anos com a tecnologia atual. [72]

Para os céticos, o fato de que na história da vida na Terra apenas uma espécie desenvolveu uma civilização a ponto de ser capaz de voos espaciais e tecnologia de rádio dá mais crédito à ideia de que civilizações tecnologicamente avançadas são raras no universo. [73]

Outra hipótese nesta categoria é a "hipótese do Mundo da Água". De acordo com David Brin: "Acontece que nossa Terra patina na borda interna da zona continuamente habitável - ou 'Cachinhos Dourados' do nosso sol. E a Terra pode ser anômala. Pode ser que porque estamos tão perto de nosso sol, nós temos uma atmosfera anormalmente rica em oxigênio e temos um oceano anormalmente pequeno para um mundo aquático. Em outras palavras, 32 por cento da massa continental pode ser alta entre os mundos aquáticos. "[74] Brin continua:" Nesse caso, a evolução das criaturas como nós, com mãos e fogo e todo esse tipo de coisa, pode ser raro na galáxia. Nesse caso, quando construirmos naves estelares e partirmos para lá, talvez encontremos muitos e muitos mundos de vida, mas eles ' são todos como a Polinésia. Encontraremos muitas e muitas formas de vida inteligentes por aí, mas são todos golfinhos, baleias, lulas, que nunca poderiam construir suas próprias naves estelares. Que universo perfeito para estarmos, porque ninguém faria ser capaz de mandar em nós, e seríamos os viajantes, os Jornada nas Estrelas pessoas, os construtores de naves estelares, os policiais e assim por diante. "[74]

É a natureza da vida inteligente destruir a si mesma.

Este é o argumento de que as civilizações tecnológicas podem usualmente ou invariavelmente se autodestruir antes ou logo depois de desenvolver rádio ou tecnologia de vôo espacial. O astrofísico Sebastian von Hoerner afirmou que o progresso da ciência e da tecnologia na Terra foi impulsionado por dois fatores - a luta pelo domínio e o desejo por uma vida fácil. O primeiro potencialmente leva à destruição completa, enquanto o último pode levar à degeneração biológica ou mental. [75] Possíveis meios de aniquilação por meio de grandes questões globais, onde a interconexão global realmente torna a humanidade mais vulnerável do que resiliente, [76] são muitos, [77] incluindo guerra, contaminação ambiental acidental ou dano, o desenvolvimento da biotecnologia, [78] vida como espelho, [79] esgotamento de recursos, mudança climática [80] ou inteligência artificial mal projetada. Este tema geral é explorado tanto na ficção quanto na formulação de hipóteses científicas. [81]

Em 1966, Sagan e Shklovskii especularam que as civilizações tecnológicas tenderão a se destruir dentro de um século de desenvolvimento da capacidade comunicativa interestelar ou dominar suas tendências autodestrutivas e sobreviver por escalas de tempo de bilhões de anos. [82] A autoaniquilação também pode ser vista em termos de termodinâmica: na medida em que a vida é um sistema ordenado que pode se sustentar contra a tendência à desordem, a "transmissão externa" de Stephen Hawking ou fase comunicativa interestelar, onde a produção de conhecimento e a gestão do conhecimento são mais importante do que a transmissão de informações por meio da evolução, pode ser o ponto em que o sistema se torna instável e se autodestrói. [83] [84] Aqui, Hawking enfatiza o autodesenho do genoma humano (transumanismo) ou o aprimoramento por meio de máquinas (por exemplo, interface cérebro-computador) para aprimorar a inteligência humana e reduzir a agressão, sem a qual ele sugere que a civilização humana pode ser muito estúpida coletivamente para sobreviver a um sistema cada vez mais instável. Por exemplo, o desenvolvimento de tecnologias durante a fase de "transmissão externa", como o armamento da inteligência geral artificial ou da antimatéria, pode não ser atendido por aumentos concomitantes na capacidade humana de gerenciar suas próprias invenções. Consequentemente, a desordem aumenta no sistema: a governança global pode se tornar cada vez mais desestabilizada, piorando a capacidade da humanidade de administrar os possíveis meios de aniquilação listados acima, resultando no colapso da sociedade global.

Usando civilizações extintas, como a Ilha de Páscoa (Rapa Nui) como modelos, um estudo realizado em 2018 por Adam Frank et al. postulou que a mudança climática induzida por civilizações "intensivas em energia" pode impedir a sustentabilidade dentro de tais civilizações, explicando assim a paradoxal falta de evidência de vida extraterrestre inteligente. De acordo com seu modelo, os possíveis resultados das mudanças climáticas incluem o declínio gradual da população até que um equilíbrio seja alcançado, um cenário onde a sustentabilidade seja atingida e a população e a temperatura da superfície se estabilizem e colapso social, incluindo cenários onde um ponto crítico é ultrapassado. [85]

Um exemplo menos teórico pode ser a questão do esgotamento de recursos nas ilhas da Polinésia, das quais a Ilha de Páscoa é apenas a mais conhecida. David Brin aponta que durante a fase de expansão de 1500 aC a 800 dC, houve ciclos de superpopulação seguidos pelo que pode ser chamado de abate periódico de machos adultos por meio de guerra ou ritual. Ele escreve: "Existem muitas histórias de ilhas cujos homens foram quase aniquilados - às vezes por conflitos internos, às vezes por invasores de homens de outras ilhas." [86]

É da natureza da vida inteligente destruir os outros.

Outra hipótese é que uma espécie inteligente além de um certo ponto de capacidade tecnológica destruirá outras espécies inteligentes à medida que aparecem, talvez usando sondas autorreplicantes. O escritor de ficção científica Fred Saberhagen explorou essa ideia em seu Berserker série, assim como o físico Gregory Benford. [87]

Uma espécie pode empreender tal extermínio por motivos expansionistas, ganância, paranóia ou agressão. Em 1981, o cosmólogo Edward Harrison argumentou que tal comportamento seria um ato de prudência: uma espécie inteligente que superou suas próprias tendências autodestrutivas pode ver qualquer outra espécie inclinada à expansão galáctica como uma ameaça. [88] Também foi sugerido que uma espécie alienígena bem-sucedida seria um superpredador, assim como os humanos. [89] [90]: 112 Outra possibilidade invoca a "tragédia dos comuns" e o princípio antrópico: a primeira forma de vida a alcançar a viagem interestelar irá necessariamente (mesmo que não intencionalmente) impedir o surgimento de competidores, e os humanos simplesmente são os primeiros. [91] [92]

Civilizações só transmitem sinais detectáveis ​​por um breve período de tempo. Editar

Pode ser que civilizações alienígenas sejam detectáveis ​​por meio de suas emissões de rádio por apenas um curto período, reduzindo a probabilidade de serem detectados. A suposição usual é que as civilizações superaram o rádio por meio do avanço tecnológico. [93] No entanto, pode haver outro vazamento, como o de microondas usadas para transmitir energia de satélites solares para receptores terrestres. [94]

Em relação ao primeiro ponto, em 2006 Sky & amp Telescope artigo, Seth Shostak escreveu: "Além disso, o vazamento de rádio de um planeta só tende a ficar mais fraco à medida que uma civilização avança e sua tecnologia de comunicação fica melhor. A própria Terra está cada vez mais mudando de transmissões para cabos e fibras ópticas sem vazamentos, e dos primitivos mas óbvias transmissões de ondas portadoras para transmissões de espalhamento de espectro mais sutis e difíceis de reconhecer. " [95]

Mais hipoteticamente, civilizações alienígenas avançadas podem evoluir além da transmissão no espectro eletromagnético e se comunicar por tecnologias não desenvolvidas ou usadas pela humanidade. Alguns cientistas levantaram a hipótese de que civilizações avançadas podem enviar sinais de neutrino. [96] Se tais sinais existem, eles podem ser detectados por detectores de neutrinos que estão agora em construção para outros objetivos. [97]

A vida alienígena pode ser muito alienígena.

Outra possibilidade é que os teóricos humanos subestimaram o quanto a vida alienígena pode diferir daquela na Terra. Os alienígenas podem não estar psicologicamente dispostos a tentar se comunicar com os seres humanos. Talvez a matemática humana seja paroquial para a Terra e não compartilhada por outras formas de vida, [98] embora outros argumentem que isso só pode se aplicar à matemática abstrata, uma vez que a matemática associada à física deve ser semelhante (em resultados, se não em métodos). [99]

A fisiologia também pode causar uma barreira de comunicação. Carl Sagan especulou que uma espécie alienígena pode ter um processo de pensamento ordens de magnitude mais lento (ou mais rápido) do que o dos humanos. [100] Uma mensagem transmitida por essa espécie pode muito bem parecer um ruído de fundo aleatório para os humanos e, portanto, passar despercebida.

Outro pensamento é que as civilizações tecnológicas invariavelmente experimentam uma singularidade tecnológica e atingem um caráter pós-biológico. [101] Civilizações hipotéticas desse tipo podem ter avançado drasticamente o suficiente para tornar a comunicação impossível. [102] [103] [104]

Em seu livro de 2009, o cientista Seth Shostak do SETI escreveu: "Nossos experimentos [como os planos de usar sondas de perfuração em Marte] ainda estão procurando o tipo de extraterrestre que teria atraído Percival Lowell [astrônomo que acreditava ter observado canais em Marte ]. " [105]

Paul Davies afirma que, 500 anos atrás, a própria ideia de um computador trabalhando meramente por meio da manipulação de dados internos pode não ter sido vista como uma tecnologia. Ele escreve: "Pode haver uma destilaria superior nível . Se assim for, este 'terceiro nível' nunca se manifestaria por meio de observações feitas no nível informativo, muito menos no nível da matéria. Não há vocabulário para descrever o terceiro nível, mas isso não significa que ele não exista, e precisamos estar abertos para a possibilidade de que a tecnologia alienígena possa operar no terceiro nível, ou talvez no quarto, quinto. níveis. "[106]

Explicações sociológicas Editar

A colonização não é a norma cósmica. Editar

Em resposta à ideia de Tipler de sondagens autorreplicantes, Stephen Jay Gould escreveu: "Devo confessar que simplesmente não sei como reagir a tais argumentos. Tenho problemas suficientes para prever os planos e reações das pessoas mais próximas a mim. Eu geralmente fico perplexo com os pensamentos e realizações dos humanos em diferentes culturas. Eu estarei condenado se eu puder afirmar com certeza o que alguma fonte extraterrestre de inteligência pode fazer. " [107] [108]

Espécies alienígenas podem ter colonizado apenas parte da galáxia.

Um artigo de fevereiro de 2019 em Ciência popular afirma, "Varrer a Via Láctea e estabelecer um império galáctico unificado pode ser inevitável para uma supercivilização monolítica, mas a maioria das culturas não é monolítica nem super - pelo menos se nossa experiência servir de guia." [109]

O astrofísico Adam Frank, junto com co-autores como o astrônomo Jason Wright, executou uma variedade de simulações em que variavam fatores como expectativa de vida dos assentamentos, frações de planetas adequados e tempos de recarga entre os lançamentos. Eles descobriram que muitas de suas simulações aparentemente resultaram em uma "terceira categoria" na qual a Via Láctea permanece parcialmente estabelecida indefinidamente. [109]

O resumo do documento pendente afirma: "Esses resultados quebram a ligação entre o famoso 'Fato A' de Hart (sem visitantes interestelares na Terra agora) e a conclusão de que os humanos devem, portanto, ser a única civilização tecnológica na galáxia." [110]

Espécies alienígenas não podem viver em planetas.

Alguns cenários de colonização prevêem expansão esférica através dos sistemas estelares, com expansão contínua proveniente dos sistemas que acabaram de se estabelecer. Foi sugerido que isso causaria um forte processo de seleção entre a frente de colonização, favorecendo adaptações culturais ou biológicas para viver em naves estelares ou habitats espaciais. Como resultado, eles podem desistir de viver em planetas. [111]

Isso pode resultar na destruição de planetas terrestres nesses sistemas para uso como materiais de construção, impedindo assim o desenvolvimento da vida nesses mundos. Ou, eles podem ter uma ética de proteção para "mundos-berçário" e protegê-los de uma forma semelhante à hipótese do zoológico. [111]

Espécies alienígenas podem se isolar do mundo exterior.

Foi sugerido que alguns seres avançados podem se despojar da forma física, criar ambientes virtuais artificiais massivos, transferir-se para esses ambientes através do upload da mente e existir totalmente em mundos virtuais, ignorando o universo físico externo. [112]

Também pode ser que a vida alienígena inteligente desenvolva um "desinteresse crescente" em seu mundo exterior. [90]: 86 Possivelmente qualquer sociedade suficientemente avançada desenvolverá mídia e entretenimento altamente envolventes muito antes da capacidade para viagens espaciais avançadas, com a taxa de apelo desses dispositivos sociais sendo destinados, por causa de sua complexidade reduzida inerente, a superar qualquer desejo de empreendimentos complexos e caros, como exploração espacial e comunicação. Uma vez que qualquer civilização suficientemente avançada torna-se capaz de dominar seu ambiente, e a maioria de suas necessidades físicas são satisfeitas por meio da tecnologia, várias "tecnologias sociais e de entretenimento", incluindo a realidade virtual, são postuladas para se tornarem os principais motores e motivações dessa civilização. [113]

Explicações econômicas Editar

Falta de recursos necessários para se espalhar fisicamente por toda a galáxia. Editar

Muita especulação sobre a capacidade de uma cultura alienígena de colonizar outros sistemas estelares é baseada na ideia de que a viagem interestelar é tecnologicamente viável. [ citação necessária Enquanto o entendimento atual da física exclui a possibilidade de viagens mais rápidas do que a luz, parece que não há grandes barreiras teóricas para a construção de naves interestelares "lentas", embora a engenharia necessária esteja consideravelmente além das capacidades atuais. Esta ideia fundamenta o conceito da sonda Von Neumann e da sonda Bracewell como uma evidência potencial de inteligência extraterrestre.

É possível, entretanto, que o conhecimento científico atual não consiga avaliar adequadamente a viabilidade e os custos de tal colonização interestelar. As barreiras teóricas podem ainda não ser compreendidas, e os recursos necessários podem ser tão grandes que tornam improvável que qualquer civilização possa se dar ao luxo de tentar isso. Mesmo que a viagem interestelar e a colonização sejam possíveis, elas podem ser difíceis, levando a um modelo de colonização baseado na teoria da percolação. [114] [115]

Os esforços de colonização podem não ocorrer como uma corrida imparável, mas sim como uma tendência desigual de "infiltrar-se" para fora, em uma eventual desaceleração e término do esforço, dados os enormes custos envolvidos e a expectativa de que as colônias desenvolverão inevitavelmente uma cultura e civilização de seu ter. A colonização pode, portanto, ocorrer em "clusters", com grandes áreas permanecendo não colonizadas a qualquer momento. [114] [115]

É mais barato transferir informações do que explorar fisicamente. Editar

Se uma construção de máquina de capacidade humana, como via upload mental, for possível, e se for possível transferir tais construções por vastas distâncias e reconstruí-las em uma máquina remota, então pode não fazer muito sentido econômico viajar pela galáxia por voo espacial. Após a primeira civilização ter explorado fisicamente ou colonizado a galáxia, bem como enviado essas máquinas para fácil exploração, então quaisquer civilizações subsequentes, após terem contatado a primeira, podem achar que é mais barato, rápido e fácil explorar a galáxia por meio de transferências de mente inteligentes às máquinas construídas pela primeira civilização, que é mais barato do que o vôo espacial por um fator de 10 8 -10 17. No entanto, como um sistema estelar precisa de apenas uma dessas máquinas remotas e a comunicação é provavelmente altamente direcionada, transmitida em altas frequências e com uma potência mínima para ser econômica, tais sinais seriam difíceis de detectar da Terra. [116]

A descoberta de vida extraterrestre é muito difícil. Editar

Os humanos não ouviram corretamente Editar

Existem algumas suposições subjacentes aos programas SETI que podem fazer com que os pesquisadores percam os sinais presentes. Os extraterrestres podem, por exemplo, transmitir sinais que têm uma taxa de dados muito alta ou baixa, ou empregar frequências não convencionais (em termos humanos), o que tornaria difícil distingui-los do ruído de fundo. Os sinais podem ser enviados de sistemas estelares de sequência não principal que os humanos pesquisam com programas atuais de prioridade mais baixa assumem que a maior parte da vida alienígena estará orbitando estrelas semelhantes ao Sol. [117]

O maior desafio é o tamanho da busca de rádio necessária para procurar sinais (efetivamente abrangendo todo o universo observável), a quantidade limitada de recursos comprometidos com o SETI e a sensibilidade dos instrumentos modernos. O SETI estima, por exemplo, que com um radiotelescópio tão sensível como o Observatório de Arecibo, as transmissões de rádio e televisão da Terra seriam detectáveis ​​apenas a distâncias de até 0,3 ano-luz, menos de 1/10 da distância até a estrela mais próxima. Um sinal é muito mais fácil de detectar se consistir em uma transmissão deliberada e poderosa dirigida à Terra. Esses sinais podem ser detectados em intervalos de centenas a dezenas de milhares de anos-luz de distância. [118] No entanto, isso significa que os detectores devem estar ouvindo uma faixa apropriada de frequências e estar na região do espaço para a qual o feixe está sendo enviado. Muitas buscas SETI presumem que civilizações extraterrestres estarão transmitindo um sinal deliberado, como a mensagem de Arecibo, para serem encontradas.

Assim, para detectar civilizações alienígenas por meio de suas emissões de rádio, os observadores da Terra precisam de instrumentos mais sensíveis ou devem esperar por circunstâncias afortunadas: que as emissões de rádio de banda larga da tecnologia de rádio alienígena sejam muito mais fortes do que a própria humanidade que um dos programas do SETI está ouvindo as frequências corretas das regiões certas do espaço ou que os alienígenas estão deliberadamente enviando transmissões focalizadas na direção geral da Terra.

Os humanos não ouviram por tempo suficiente Editar

A capacidade da humanidade de detectar vida extraterrestre inteligente existiu apenas por um breve período - de 1937 em diante, se a invenção do radiotelescópio for considerada a linha divisória - e Homo sapiens é uma espécie geologicamente recente. Todo o período da existência humana moderna até hoje é um período muito breve em uma escala cosmológica, e as transmissões de rádio só foram propagadas desde 1895. Assim, é possível que os seres humanos não tenham existido por tempo suficiente nem se feito suficientemente detectáveis ​​para serem encontrados. por inteligência extraterrestre. [119]

A vida inteligente pode estar muito longe Editar

Pode ser que existam civilizações alienígenas não colonizadoras tecnologicamente capazes, mas elas estão simplesmente muito distantes uma da outra para uma comunicação bidirecional significativa. [90]: 62–71 Sebastian von Hoerner estimou a duração média da civilização em 6.500 anos e a distância média entre as civilizações na Via Láctea em 1.000 anos-luz. [75] Se duas civilizações são separadas por vários milhares de anos-luz, é possível que uma ou ambas as culturas possam se extinguir antes que um diálogo significativo possa ser estabelecido. As buscas humanas podem ser capazes de detectar sua existência, mas a comunicação permanecerá impossível por causa da distância. Foi sugerido que esse problema pode ser amenizado um pouco se o contato e a comunicação forem feitos por meio de uma sonda Bracewell. Nesse caso, pelo menos um parceiro da troca pode obter informações significativas. Alternativamente, uma civilização pode simplesmente transmitir seu conhecimento e deixar que o receptor faça o que quiser com ele. Isso é semelhante à transmissão de informações de civilizações antigas até o presente, [120] e a humanidade empreendeu atividades semelhantes como a mensagem de Arecibo, que poderia transferir informações sobre as espécies inteligentes da Terra, mesmo que nunca produza uma resposta ou não produza um resposta a tempo de a humanidade recebê-la. É possível que assinaturas observacionais de civilizações autodestruídas possam ser detectadas, dependendo do cenário de destruição e do momento da observação humana em relação a ele. [121]

Uma especulação relacionada de Sagan e Newman sugere que se outras civilizações existem, e estão transmitindo e explorando, seus sinais e sondas simplesmente ainda não chegaram. [122] No entanto, os críticos notaram que isso é improvável, uma vez que requer que o avanço da humanidade tenha ocorrido em um ponto muito especial no tempo, enquanto a Via Láctea está em transição de vazia para cheia. Esta é uma pequena fração do tempo de vida de uma galáxia sob suposições comuns, então a probabilidade de que a humanidade esteja no meio dessa transição é considerada baixa no paradoxo. [123]

Alguns céticos do SETI também podem acreditar que a humanidade está em um momento muito especial. Especificamente, um período de transição de sociedades não exploradoras do espaço para uma sociedade espacial, a saber, a dos seres humanos. [123]

Pode haver vida inteligente escondida da vista Editar

O cientista planetário Alan Stern apresentou a ideia de que poderia haver vários mundos com oceanos subterrâneos (como o Europa de Júpiter ou o Enceladus de Saturno). A superfície forneceria um grande grau de proteção contra coisas como impactos de cometas e supernovas próximas, bem como criaria uma situação na qual uma faixa muito mais ampla de órbitas seria aceitável. A vida, e potencialmente a inteligência e a civilização, podem evoluir. Stern afirma: "Se eles têm tecnologia, digamos que estejam transmitindo, ou tenham luzes da cidade ou qualquer outra coisa - não podemos ver em nenhuma parte do espectro, exceto talvez [rádio] de frequência muito baixa." [124] [125]

Vontade de comunicar Editar

Todos estão ouvindo, mas ninguém está transmitindo Edit

Civilizações alienígenas podem ser tecnicamente capazes de contatar a Terra, mas estão apenas ouvindo em vez de transmitir. [126] Se todas, ou mesmo a maioria, as civilizações agissem da mesma maneira, a galáxia poderia estar cheia de civilizações ávidas por contato, mas todos estão ouvindo e ninguém está transmitindo. Este é o assim chamado SETI Paradox. [127]

A única civilização conhecida, a humanidade, não transmite explicitamente, exceto por alguns pequenos esforços. [126] Mesmo esses esforços, e certamente qualquer tentativa de expandi-los, são controversos. [128] Não está claro que a humanidade responderia a um sinal detectado - a política oficial dentro da comunidade SETI [129] é que "[nenhuma] resposta a um sinal ou outra evidência de inteligência extraterrestre deve ser enviada até que as consultas internacionais apropriadas tenham ocorrido ". No entanto, dado o possível impacto de qualquer resposta [130], pode ser muito difícil obter qualquer consenso sobre quem falaria e o que diria.

A comunicação é perigosa Editar

Uma civilização alienígena pode achar que é muito perigoso se comunicar, seja para a humanidade ou para eles. Argumenta-se que, quando civilizações muito diferentes se encontraram na Terra, os resultados muitas vezes foram desastrosos para um lado ou outro, e o mesmo pode se aplicar ao contato interestelar. [131] Mesmo o contato a uma distância segura pode levar à infecção por código de computador [132] ou mesmo pelas próprias idéias. [133] Talvez civilizações prudentes se escondam ativamente não apenas da Terra, mas de todos, por medo de outras civilizações. [134]

Talvez o próprio paradoxo de Fermi - ou o equivalente estranho dele - seja a razão para qualquer civilização evitar o contato com outras civilizações, mesmo que nenhum outro obstáculo existisse. Do ponto de vista de qualquer civilização, seria improvável que fossem os primeiros a fazer o primeiro contato. Portanto, de acordo com esse raciocínio, é provável que civilizações anteriores tenham enfrentado problemas fatais no primeiro contato e isso deve ser evitado. Portanto, talvez todas as civilizações fiquem quietas devido à possibilidade de que haja uma razão real para outras pessoas o fazerem. [18]

A Terra é deliberadamente evitada Editar

A hipótese do zoológico afirma que a vida extraterrestre inteligente existe e não entra em contato com a vida na Terra para permitir sua evolução e desenvolvimento natural. [135] Uma variação da hipótese do zoológico é a hipótese do laboratório, onde a humanidade foi ou está sendo sujeita a experimentos, [135] [10] com a Terra ou o Sistema Solar servindo efetivamente como um laboratório. A hipótese do zoológico pode quebrar sob a uniformidade da falha de motivo: basta uma única cultura ou civilização para decidir agir de forma contrária ao imperativo dentro do alcance de detecção da humanidade para que seja anulado, e a probabilidade de tal violação da hegemonia aumenta com o número de civilizações, [27] [136] tendendo não para um 'Clube Galáctico' com uma política externa unificada em relação à vida na Terra, mas vários 'Cliques Galácticos'. [137]

A análise dos tempos entre as chegadas entre as civilizações na galáxia com base em suposições astrobiológicas comuns sugere que a civilização inicial teria uma liderança de comando sobre as chegadas posteriores. Como tal, pode ter estabelecido o que foi denominado de hipótese do zoológico pela força ou como uma norma galáctica ou universal e o "paradoxo" resultante por um efeito fundador cultural com ou sem a atividade contínua do fundador. [138]

É possível que uma civilização avançada o suficiente para viajar entre sistemas solares possa estar visitando ou observando ativamente a Terra enquanto permanece indetectada ou não reconhecida. [139]

A Terra está deliberadamente isolada (hipótese do planetário) Editar

Uma ideia relacionada à hipótese do zoológico é que, além de uma certa distância, o universo percebido é uma realidade simulada. A hipótese do planetário [140] especula que os seres podem ter criado esta simulação de forma que o universo parece estar vazio de outra vida.

A vida alienígena já está aqui não reconhecida Editar

Uma fração significativa da população acredita que pelo menos alguns OVNIs (Objetos Voadores Não Identificados) são espaçonaves pilotadas por alienígenas. [141] [142] Embora a maioria dessas sejam interpretações não reconhecidas ou equivocadas de fenômenos mundanos, existem aquelas que permanecem intrigantes mesmo após investigação. A visão científica consensual é que, embora possam ser inexplicáveis, não chegam ao nível de evidência convincente. [143]

Da mesma forma, é teoricamente possível que os grupos SETI não estejam relatando detecções positivas ou que os governos tenham bloqueado os sinais ou suprimido a publicação. Esta resposta pode ser atribuída à segurança ou interesses econômicos do uso potencial de tecnologia extraterrestre avançada. Foi sugerido que a detecção de um sinal de rádio extraterrestre ou tecnologia poderia muito bem ser a informação mais altamente secreta que existe. [144] Alegações de que isso já aconteceu são comuns na imprensa popular, [145] [146] mas os cientistas envolvidos relatam a experiência oposta - a imprensa torna-se informada e interessada em uma detecção potencial antes mesmo de um sinal ser confirmado. [147]

Com relação à ideia de que os alienígenas estão em contato secreto com governos, David Brin escreve: "A aversão a uma ideia, simplesmente por causa de sua longa associação com os malucos, dá aos malucos muita influência." [148]


Enrico Fermi foi realmente o “Pai da Era Nuclear”?

Há pouco mais de 75 anos, o físico Enrico Fermi conduziu um famoso experimento nuclear sob o campo de futebol da Universidade de Chicago & # 8217s em 2 de dezembro de 1942. O experimento provou que reações em cadeia ocorrem e podem ser usadas para liberar a energia do átomo de urânio em um forma sustentada. Também abriu caminho para a produção de plutônio. Um novo livro de David N. Schwartz, O Último Homem que Sabia de Tudo: A Vida e os Tempos de Enrico Fermi, Pai da Era Nuclear, examina o cientista cuja descoberta há 75 anos, neste mês, mudou o mundo.

Como filho do físico ganhador do Prêmio Nobel Melvin Schwartz, o que o fez querer escrever uma biografia de Fermi?

Ele sempre foi o assunto das conversas em minha casa. Em 2013, minha mãe me enviou um lote de papéis do arquivo do meu pai & # 8217s e um deles era um ensaio que um amigo dele havia escrito sobre os anos de Fermi em Chicago. Oh, meu Deus! Que personagem incrível. Eu disse: "Vou pegar uma biografia dele". Eu verifiquei a biblioteca e a última biografia de Enrico Fermi foi em 1970. O mundo da física realmente deve muito a Fermi de muitas maneiras diferentes. Então, eu disse: "Bem, por que não tentar escrever uma nova biografia que leve tudo isso em consideração."

Que pesquisa você fez para o livro?

Minha esposa e eu passamos um mês na Itália no outono de 2015, examinando os arquivos da Universidade de Roma, onde Fermi lecionou por muitos anos. Entrevistamos seis ou sete de seus alunos e colegas vivos & # 8211 pessoas notáveis ​​que tinham memórias incríveis de suas interações com Fermi. Também fomos aos Arquivos Nacionais em College Park, Maryland, onde vasculhei muito material. Eu olhei seu arquivo do FBI e seus arquivos de autorização de fundo de segurança. & # 160

O Último Homem que Sabia de Tudo: A Vida e os Tempos de Enrico Fermi, Pai da Era Nuclear

Com base em novo material de arquivo e entrevistas exclusivas, The Last Man Who Knew Everything desnuda a vida enigmática de um colosso da física do século XX.

Por que ele começou a trabalhar com armas nucleares?

Quando chegou a notícia da Alemanha em janeiro de 1939 de que o átomo de urânio havia se dividido, os físicos começaram a temer que uma bomba pudesse ser feita com isso. Então, no final do verão de 1939, o físico alemão Werner Heisenberg veio fazer uma visita. Fermi tentou persuadi-lo a desertar para os Estados Unidos porque, disse ele, & # 8220Se você voltar para a Alemanha, será obrigado a trabalhar em uma arma nuclear para os nazistas e isso seria terrível. & # 8221 Heisenberg disse , & # 8220 Devo meu dever patriótico para com meu país. Não vou desertar para os Estados Unidos. & # 8221 Isso realmente abalou Fermi e ele decidiu seguir em frente, porque se os alemães vencessem os americanos nisso, seria um desastre absoluto.

Fermi estava em Los Alamos quando ouviu por acaso que os EUA lançaram bombas atômicas sobre Hiroshima e Nagasaki. Como ele reagiu a essa notícia?

Não há nada registrado. A reação de sua esposa provavelmente não foi surpreendente. Ela ficou satisfeita com o fim da guerra, orgulhosa do papel que seu marido desempenhou, mas também muito triste com a destruição e a ameaça que esse tipo de arma representaria para as gerações futuras.

Que impacto seu papel nas armas nucleares teve em sua vida interior?

Ele nunca falou sobre isso. Nunca escrevi sobre isso. Não sabemos o que ele pensou sobre isso. Mas depois de 1951, ele nunca mais trabalhou para o governo.

David N. Schwartz (Ike Edeani)

Você acha que ele sendo conhecido como & # 8220 o pai da era nuclear & # 8221 é apropriado devido às suas contribuições?

Se você acha que a era nuclear começou com a primeira reação em cadeia sustentada, então ele é o pai da era nuclear. Não há dúvida sobre isso. Ele é o pai das armas nucleares? Acho que muitas pessoas são responsáveis ​​por isso. J. Robert Oppenheimer, certamente, e a contribuição de Arthur Compton e Ernest Lawrence para o Projeto Manhattan [o projeto de pesquisa do governo dos EUA que produziu as primeiras bombas atômicas] é imensa. Lawrence inventou os principais processos de enriquecimento de urânio. O projeto simplesmente não teria acontecido sem Oppenheimer. A era nuclear é um conceito mais amplo do que simplesmente a bomba nuclear. A era nuclear é, a meu ver, o momento em que o homem foi capaz de dominar o processo de liberação de energia do núcleo do átomo. Fermi foi certamente o pai disso.

Por que você diz que Fermi foi & # 8220o último homem que sabia de tudo & # 8221?

Ele contribuiu para praticamente todos os campos da física, da física quântica à física de partículas, da física da matéria condensada à astrofísica. Ele até fez geofísica! Como a física se tornou tão especializada, ele foi realmente o último homem que pôde ver toda a física como um todo integrado.

Como ele era?

Fermi tinha uma personalidade incrivelmente radiante e um grande senso de humor. Pessoas que o conheceram se apaixonaram por ele. Depois que ele morreu, colegas criaram um registro de áudio chamado & # 8220To Fermi With Love. & # 8221 Você simplesmente não vê isso com outros cientistas.

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Este artigo é uma seleção da edição de dezembro da revista Smithsonian


Enrico Fermi

Motivação do prêmio: "por suas demonstrações da existência de novos elementos radioativos produzidos por irradiação de nêutrons, e por sua descoberta relacionada de reações nucleares provocadas por nêutrons lentos."

Descoberto em 1932, o nêutron provou ser uma nova ferramenta poderosa para estudar átomos. Quando Enrico Fermi irradiou átomos pesados ​​com nêutrons, estes foram capturados pelos núcleos atômicos, criando novos isótopos, muitas vezes radioativos. Em 1934, Fermi e seus colegas descobriram que quando os nêutrons são desacelerados, por ex. pela blindagem com parafina, a taxa de interação com os núcleos aumenta. Esta revelação levou à descoberta de muitos isótopos radioativos até então desconhecidos

Para citar esta seção
Estilo MLA: Enrico Fermi & # 8211 Facts. NobelPrize.org. Divulgação do Prêmio Nobel AB 2021. Seg. 21 de junho de 2021. & lthttps: //www.nobelprize.org/prizes/physics/1938/fermi/facts/>

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Prêmio Nobel de 2020

Doze laureados receberam o Prêmio Nobel em 2020, por realizações que conferiram o maior benefício à humanidade.

Seus trabalhos e descobertas vão desde a formação de buracos negros e tesouras genéticas até o combate à fome e o desenvolvimento de novos formatos de leilão.


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