Em 1949, o renomado matemático e físico John von Neumann apresentou uma série de palestras na Universidade de Illinois nas quais propôs a ideia de um “construtor universal”.
A formulação foi aprofundada mais tarde no livro de 1966 Theory of Self-Reproducing Automata, que reúne textos de von Neumann organizados e finalizados por um colega após sua morte.
Nos anos seguintes, cientistas ligados à Busca por Inteligência Extraterrestre (SETI) passaram a discutir de que forma civilizações muito avançadas poderiam usar sondas autorreplicantes para explorar a galáxia.
Como indicam muitos estudos teóricos, sondas autorreplicantes (lançadas a partir de um único planeta) poderiam se multiplicar e vasculhar toda a galáxia ao longo de alguns éons.
De acordo com uma pesquisa recente do professor Alex Ellery, da Carleton University, essas sondas podem já ter passado pelo Sistema Solar - e algumas poderiam até estar operando aqui neste exato momento.
Em um artigo recente, ele recomenda que levantamentos futuros do SETI procurem as tecnossinaturas características que essas sondas tenderiam a produzir.
Alex Ellery é professor de Engenharia no Centre for Self-Replication Research (CESER) e no Departamento de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Carleton University.
Em trabalhos anteriores, Ellery discutiu o conceito de sondas de Von Neumann e a viabilidade delas como método de exploração interestelar para civilizações avançadas, além das implicações desse cenário para o SETI.
Neste novo artigo, ele retorna aos motivos que levariam ao envio dessas sondas, ao que isso sugere para o Paradoxo de Fermi e a como as exigências de recursos moldariam o comportamento delas - gerando, no processo, tecnossinaturas observáveis.
Como pesquisador do CESER, Ellery domina tanto a noção de sondas de Von Neumann quanto as inovações tecnológicas necessárias para torná-las possíveis.
Em um estudo anterior, ele explicou como impressão 3D, autorreplicação e robótica podem permitir que humanos construam sondas de Von Neumann mais cedo do que se imagina.
Ele também conduziu uma análise detalhada sobre como engenheiros humanos poderiam impor limites ao número de vezes que cada sonda se reproduz, evitando que saiam do controle (conforme a Hipótese Berserker).
Nesses e em outros artigos, Ellery defende ainda que a busca por sondas de Von Neumann - e pelas tecnossinaturas que elas deixariam - deveria ser priorizada por pesquisadores do SETI, em vez da prática tradicional de vasculhar o céu noturno à procura de transmissões de rádio.
Segundo ele, essas buscas deveriam começar pelo Sistema Solar, alinhando-se a recomendações semelhantes do professor Gregory L. Matloff no artigo “Von Neumann probes: rational propulsion interstellar transfer timing”.
Na época da publicação, ele disse ao Universe Today:
“O Sistema Solar é enorme e, em grande parte, inexplorado, e as sondas poderiam ser muito pequenas. Poderia haver sondas em toda parte: em crateras na Lua, ou à espreita no Cinturão de Asteroides e no Cinturão de Kuiper. Só o Cinturão de Kuiper tem 100 milhões de objetos, e nós examinamos apenas dois, um dos quais era muito anômalo no formato.”
De forma parecida, Ellery avalia como pesquisadores do SETI e exploradores no futuro poderiam buscar evidências de sondas extraterrestres por meio de uma investigação dedicada. Para ele, o ponto de partida é entender por que alguém enviaria sondas autorreplicantes.
Motivações para sondas de Von Neumann
Como Ellery aponta no artigo, o motivo mais evidente para uma espécie investir em exploração interestelar é a sobrevivência.
Isso pode nascer do desejo de existir além da fase de sequência principal de sua estrela, do risco de destruição por uma civilização mais avançada ou do temor de que o avanço tecnológico acabe, em algum momento, ameaçando a própria existência de seus criadores.
Em e-mail ao Universe Today, Ellery argumentou que, em todos esses cenários, sondas autorreplicantes representam o meio mais eficiente e plausível de garantir a continuidade de uma civilização avançada:
“Sondas ET seriam movidas pela sobrevivência em seu ambiente local, seja pela duração de uma estrela na sequência principal, atividade tectônica etc., além de reconhecimento militar para avaliar ameaças e alianças.
Embora muitos de nós sejamos motivados [pelo desejo] de conhecimento (do qual o reconhecimento militar é um tipo), a ciência em si não é um grande motor. Nem o instinto de exploração - geralmente, ganância ou fuga sustentam a exploração. Colombo queria encontrar uma rota para as riquezas de Cathay, mas a América estava no caminho.”
Ele também procura mostrar que esse tipo de sonda não estaria sujeito às mesmas limitações que organismos biológicos.
Isso vale para a propulsão: sondas avançadas conseguiriam suportar acelerações superiores a 9,8 m/s² (a gravidade da Terra) e não precisariam recorrer a métodos “exóticos” de propulsão.
Além disso, sondas interestelares não dependeriam de provisões, de sistemas de suporte de vida biorregenerativos nem teriam de lidar com descarte de resíduos. Os materiais necessários poderiam ser obtidos ao longo do caminho.
Isso incluiria extrair recursos em sistemas estelares (como cinturões de asteroides e/ou corpos rochosos metálicos menores) ou coletar material no meio interestelar, incluindo asteroides, cometas e planetas errantes.
Esse impulso de explorar e avaliar ameaças, somado à necessidade de recursos, tenderia a gerar comportamentos previsíveis - úteis para orientar a busca por sondas interestelares.
Atividades
Partindo das motivações, Ellery conclui que as ações de sondas interestelares autorreplicantes seguiriam um padrão básico, que pode ser organizado em seis etapas prováveis.
Primeiro, elas mirariam asteroides e luas abundantes em um sistema específico, por oferecerem matérias-primas facilmente acessíveis - essenciais para o construtor universal.
Segundo, a partir desses insumos, elas fabricariam sondas de reconhecimento para mapear de forma abrangente o sistema extrassolar em busca de recursos e ambientes com potencial para abrigar vida.
Terceiro, escolheriam e garantiriam locais ricos em recursos para instalar bases dedicadas às operações de autorreplicação. Quarto, começariam a produzir novas cópias de si mesmas, incluindo sondas de reconhecimento e sentinelas.
A quinta etapa envolveria a exploração detalhada e de longo prazo do sistema extrassolar com o uso dessas mesmas sondas.
Na sexta e última fase, as sondas cumpririam instruções específicas de missão, o que poderia incluir a construção de Cilindros de O’Neill para futuros colonos - enquanto, idealmente, evitariam interferir em planetas que possam ter vida.
Outra tarefa possível - e bastante controversa - seria semear planetas com organismos simples ou mais complexos (isto é, Panspermia Dirigida). Com base nesse conjunto de atividades, sondas autorreplicantes tenderiam a deixar tecnossinaturas que levantamentos futuros poderiam procurar.
Possíveis assinaturas
Além de retornar à Lua até o fim desta década e de enviar missões tripuladas de exploração a Marte na próxima, há inúmeros planos para comercializar a Órbita Baixa da Terra (LEO), o espaço cislunar e regiões mais distantes.
A expectativa é que esses esforços viabilizem a “Grande Migração” para o espaço, possivelmente levando a assentamentos em outros corpos e a “Ilhas no Espaço” (como os Cilindros de O’Neill e os Toros de Stanford).
Como Ellery observou, para que a exploração humana do Sistema Solar se consolide como industrialização comercial, é indispensável saber onde estão os recursos necessários para essa transição.
Primeiro, ele analisou recursos de asteroides, que provavelmente seriam tão abundantes em sistemas solares extrassolares quanto no nosso. Além do Princípio Copernicano - a ideia de que a Terra e o Sistema Solar são típicos - também existe um volume considerável de evidências que reforça essa hipótese.
Entre elas, estão estudos de partículas de poeira interplanetária pré-solar, observadas contendo nitretos metálicos, carbonetos, óxidos, silicatos e ligas de ferro-níquel - os “tijolos” de planetas, planetesimais e asteroides.
Além disso, planetesimais extrassolares vistos sendo acrecionados por anãs brancas num raio de 650 anos-luz (200 parsecs) da Terra eram compostos principalmente por oxigénio, magnésio, silício e ferro, com concentrações menores de voláteis como carbono, enxofre e nitrogénio - semelhante a asteroides e luas do nosso Sistema Solar.
Além de asteroides, sondas autorreplicantes tenderiam a se interessar pela Lua e por corpos rochosos parecidos devido à composição (sílica, níquel-ferro e outros metais), em parte resultante de impactos de asteroides ocorridos ao longo de vários milhares de milhões de anos.
No fim, Ellery concluiu que o processamento de material asteroidal seria difícil de diferenciar de processos naturais - e que a Lua seria uma base ideal para sondas autorreplicantes centralizarem as suas operações de manufatura.
Ele também sugere que reatores nucleares seriam a fonte de energia mais provável para essas atividades, por serem altamente eficientes em termos de combustível e oferecerem, na prática, densidade energética quase ilimitada. Isso poderia incluir modelos Magnox, um tipo de reator refrigerado a gás que utiliza urânio natural, grafite e gás dióxido de carbono como fluido de troca térmica.
Ellery conclui que esses reatores poderiam ser construídos com recursos lunares e que deixariam assinaturas na forma de razões isotópicas de Tório-232, Neodímio-144 e/ou Bário-137.
“Também sugerimos que, numa troca económica antecipada por recursos, uma sonda autorreplicante pode ter deixado artefactos enterrados com recursos asteroides na Lua”, escreveu ele.
“Esses presentes seriam detetáveis e acessíveis apenas quando um limiar de sofisticação tecnológica tiver sido alcançado.” Tudo isso torna a Lua o lugar ideal para iniciar a procura por indícios de tecnossinaturas associadas.
Essas buscas poderiam aproveitar os planos da NASA e de outras agências para criar “um programa sustentado de exploração e desenvolvimento lunar”. Como ele resumiu:
“Acho que tecnossinaturas mensuráveis estarão na Lua - razões isotópicas incomuns de Urânio ou Tório na superfície e anomalias magnéticas em subsuperfície. Se começarmos a colonizar a Lua, vamos procurar recursos para usar, especificamente níquel, cobalto e tungsténio, que são entregues por asteroides ao subsolo lunar.
Acho que, se fomos visitados, um presente em troca da mineração dos nossos recursos pode estar escondido entre esses metais asteroides. O presente poderia ser uma máquina construtora universal, de utilidade imediata e futura para qualquer civilização que esteja colonizando o seu sistema solar antes de empreendimentos interestelares.”
Num futuro próximo, prevê-se que a exploração humana do Sistema Solar evolua para desenvolvimento comercial e para a criação de postos permanentes no espaço, bem como em outros planetas e corpos celestes.
Antes de firmarmos presença para além da Terra e da LEO, talvez valha considerar que a exploração pode ir além de recursos e locais de construção. Uma busca dedicada por tecnossinaturas pode revelar algo muito maior - como evidências de que a humanidade não está sozinha no Universo.
Da mesma forma, o Sistema Solar tem sido em grande medida ignorado tanto nas iniciativas do SETI em geral quanto, em especial, nas buscas por tecnossinaturas.
Esta pesquisa está disponível como uma pré-publicação no arXiv.
Este artigo foi publicado originalmente pelo Universe Today. Leia o artigo original.
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