Trata de responder a la pregunta: "¿Somos los seres humanos la única civilización avanzada en el Universo?". La ecuación de Drake para estimar el número de civilizaciones extraterrestres con las que finalmente podríamos ponernos en contacto parece implicar que tal tipo de contacto no es extremadamente raro. La respuesta de Fermi a esta conclusión es que si hubiera numerosas civilizaciones avanzadas en nuestra galaxia entonces "¿Dónde están? ¿Por qué no hemos encontrado trazas de vida extraterrestre inteligente, por ejemplo, sondas, naves espaciales o transmisiones?". Aquéllos que se adhieren a las conclusiones de Fermi suelen referirse a esta premisa como el Principio de Fermi.
La paradoja puede resumirse de la manera siguiente: La creencia común de que el Universo posee numerosas civilizaciones avanzadas tecnológicamente, combinada con nuestras observaciones que sugieren todo lo contrario es paradójica sugiriendo que nuestro conocimiento o nuestras observaciones son defectuosas o incompletas.
La formulación de la paradoja surgió en una época en la que Fermi estaba trabajando en el Proyecto Manhattan cuyo fin era el desarrollo de la bomba atómica estadounidense. La respuesta de Fermi a su paradoja es que toda civilización avanzada desarrollada en la galaxia, desarrolla con su tecnología el potencial de exterminarse tal y como percibía que estaba ocurriendo en su época. El hecho de no encontrar otras civilizaciones extraterrestres implicaba para él un trágico final para la humanidad.
Hipótesis de la Tierra Especial
Una línea emergente de pensamiento, llamada la "Hipótesis de la Tierra Especial", sugiere que la vida pluricelular puede ser extraña en el universo debido a una posible escasez de planetas parecidos a la Tierra. El argumento es que se han dado muchas coincidencias improbables para hacer posible la vida compleja en la Tierra.
Los brazos espirales de la galaxias tienen muchas novas y la radiación que emiten se cree que es perjudicial para la vida superior. El sistema solar está en una órbita muy especial dentro de la Vía Láctea (nuestra galaxia). Es una órbita casi perfectamente circular, a una distancia en la cual el Sistema Solar se mueve a la misma velocidad que las ondas de choque que forman los brazos espirales. La Tierra ha estado entre los brazos espirales durante cientos de millones de años, más de 30 órbitas galácticas, casi todo el tiempo en el que ha existido vida superior en la Tierra.
Otro punto crucial es la Luna. La Teoría del gran impacto postula que fue formada por una rara colisión entre una joven Tierra y un planeta de tamaño similar a Marte 4.450 millones de años atrás. La colisión tuvo que ocurrir en un ángulo exacto: demasiado directo y la Tierra se hubiese destruido; demasiado poco directo y el cuerpo similar a Marte hubiese sido desviado. Además, las mareas debido a la Luna estabilizan el eje de la Tierra. Sin la Luna, sus variaciones, conocidos como precesión de los equinoccios, causarían variaciones del clima tan dramáticas que podrían imposibilitar la vida. Las mareas lunares también ayudan a mantener caliente el núcleo de la Tierra, que debe ser fluido para generar el campo magnético de la Tierra; sin él, el viento solar acabaría con todo el aire y el agua en un periodo de unos pocos millones de años.
Detractores de la hipótesis de la 'Tierra Especial'
Aunque la hipótesis de que la situación de la Tierra Especial es fundamentada, se ha argumentado que es una hipótesis que se basa en que deben darse condiciones terráqueas para la vida compleja, lo cual excluye diferentes posibilidades de existencia de otras formas de vida.
Igualmente, algunas personas también han argumentado que, aunque la hipótesis se base sólo en condiciones terráqueas para la vida compleja, existe la posibilidad de vida. Esto sería posible producto del tamaño del universo y la cantidad de galaxias existentes en él; de todas formas, por probabilidad existiría una muy pequeña posibilidad de que se den juntas las coincidencias para la existencia de vida como la terráquea. Así, esta teoría no podría postular la total no existencia de vida en el universo, aparte de la nuestra.
Para poder establecer los criterios de búsqueda de vida, es esencial entender cómo funciona el "mecanismo vital" en este planeta. Entender cómo los cuatro peldaños fundamentales de la espira de ADN hacen posible una entidad viva, un ADN cuya esencia es el carbono. Un material inerte -carbono- produce un ser vivo, ¿cómo es posible esto?: la razón radica en que el carbono es un elemento de sólo cuatro electrones para hacer enlaces (electrones de valencia) que lo ayudaría a hacer fácilmente un enlace con otros elementos (actualmente hay más de 10,000,000 de sustancias en base al carbono); además, el carbón es uno de los elementos con mayor abundancia en el universo.
Aún queda por responder: "¿Cuándo se considera que una entidad es un ser vivo?". Aunque podría parecer fácil de responder a simple vista, no lo es en absoluto si se considera, por ejemplo, una gota de aceite en ácido emitiendo pseudópodos.
Una cucaracha jamás podrá entender el Teorema de Pitágoras, porque su estructura mental (si a su complejo neuronal se le puede llamar mente) no tiene el desarrollo para una actividad intelectual compleja; y nosotros, ¿tenemos el desarrollo mental suficiente para entender cómo la molécula de ADN tiene vida?. La respuesta se encuentra en el metabolismo. Por eso, si se buscara vida extraterreste se debe tomar en cuenta que en el planeta haya una fuente de energía. Anteriormente se pensaba que la única fuente de energía para producir un metabolismo es la luz del Sol, pero más tarde se comprobó que hay bacterias que incluso nacen en las profundidades de los océanos, donde no es posible ver la luz solar; esto se debe a que el calor que producen los "volcanes submarinos" son una fuente metabólica para los organísmos.
La vida extraterrestre no necesariamente sería parecida a la humana, incluso, no necesariamente tendría que ser inteligente; porque, basándonos en los principios de la evolución, las especies evolucionaran principalmente respondiendo a las necesidades adaptativas de su ambiente respectivo ( y las necesidades de otros mundos no tienen por que ser parecidas a las nuestras). La vida extraterrestre tendría que responder al ambiente de su planeta respectivo: diferente gravedad a la de la tierra, diferente densidad en la atmósfera, diferentes niveles de oxígeno, diferentes fuentes de energía para crear un metabolismo.
En base a los conocimientos que poseemos sobre el origen de la vida, tan sólo se necesita de una fuente de energía (porque como se ha ya mencionado, el organismo necesita tener un metabolismo), y los químicos que fueron probados en el Experimento de Miller (los cuales tenía la tierra primitiva cuando se formó la vida).
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