Planetes de ciència-ficció

El gènere de la ciència ficció molt sovint es barreja o confon amb el de la fantasia.

Òbviament qualsevol autor és lliure d’escriure el que vulgui, no és cap mena de problema de legitimitat literària, sinó de definicions i classificació; el problema és que si dins la ciència ficció hi col·loquem una part del que podríem anomenar fantasia, quan esmentem el terme no sabem exactament de què parlem.

Una font de problemes és la confusió entre el gènere literari i l’escenari. Ara mateix em ve al cap una pel·lícula amb escenari de ciència ficció de l’any 1981 «Outland», protagonitzada per Sean Connery i traduïda com «Atmosfera zero». L’escenari era una colònia minera a Io, satèl·lit de Júpiter, i l’argument era pràcticament el mateix que el del western de 1952 «High Noon». Però a nivell de ciència ficció, l’escenari flaquejava molt, fins i tot comptant que quan es va filmar, alguns detalls sobre el satèl·lit Io no estaven tan clars com ara.

Com a exemple de febleses: la baixa gravetat pràcticament no s’hi veu reflectida, la gravetat de Io és menys d’un cinquè de la de la Terra, molt similar a la de la Lluna que ja s’havia trepitjat quan es va fer la pel·lícula. Tothom havia pogut veure com era el pas dels astronautes amb aquesta gravetat. Reconec que no és fàcil fer efectes especials per mostrar-ho, però al menys es podia intentar a les escenes on això tenia una certa importància.

Un altre cas més flagrant, és una escena on un dels personatges queda exposat al buid de l’espai i s’infla fins morir. Això no es correspon al que ja es sabia perfectament respecte l’exposició d’un cos al buid. Incidentalment al film «2001» hi ha una escena amb un personatge exposat al buid durant uns segons, que va tenir en compte experiments amb animals que s’havien fet a la Unió Soviètica al començament de la dècada dels seixanta, i que van mostrar que era possible sobreviure ―i sense inflar-se ni explotar― al menys 30 segons en el buid de l’espai.

Però no vull parlar de les errades de la ciència ficció més de consum, sinó de com podrien ser o no ser els planetes en una ciència ficció més hard, on l’escenari còsmic sigui part de la trama, no pas merament el marc on es desenvolupa una acció que sovint no té res d’especulació científica.

Dos planetes inventats, tipus gegant gasós, amb anells  i  colors inversemblants

Imaginar un planeta és senzill. Que sigui versemblant des del punt de vista de la ciència actual, ja és tot un altre problema.

Parlem d’un planeta mínimament habitable, on els personatges puguin deambular sense necessitat d’escafandre i suport vital complex.

Fins principis de 2019 s’han descobert gairebé 4.000 exoplanetes orbitant estrelles diferents al Sol. Quants n’hi hauria, més o menys, que permetessin als humans viure a la seva atmosfera?

Probablement, cap.

Que entre els exoplanetes descoberts no n’hi hagi cap d’aquesta mena no vol dir, ni molt menys, que no existeixin o puguin existir. En primer lloc, hi ha un biaix important sobre la mena de planetes que s’han descobert respecte el total de planetes existents, que són una mostra poc representativa de la població en general.

Com més gran és un planeta més fàcil és detectar-lo, és evident. Això implica que la gran majoria dels que coneixem són molt més grans que la Terra, amb dos problemes bàsics respecte l’habitabilitat: en primer lloc una atmosfera enorme, que fa que a la superfície sòlida, si és que n’hi ha, la pressió sigui enormement superior a la que els humans podríem resistir, i en segon lloc, una gravetat molt superior a l’acceptable. Probablement una gravetat un 50% superior a la de la Terra, ja seria totalment incompatible amb una estada permanent.

El segon motiu de biaix entre els planetes existents i els descoberts és que com més prop de l’estrella orbita un planeta, més fàcil és detectar-lo, tan si és observant els trànsits del planeta per davant el dics estel·lar, com si és mesurant l’influx gravitatori del planeta envers l’estrella. Això fa que la majoria dels 2.000 planetes extrasolars coneguts siguin molt calents, amb temperatures que en molts casos superen els 2.000 graus. Un escenari espectacular amb oceans de magma si el planeta té la mida adequada, però incompatible absolutament amb la vida tal com la concebem els humans.

Degut a la gran dificultat actual de detectar planetes realment habitables, quan se n’ha descobert algun que remotament ho pugui ser, la premsa se n’ha fet ressò. Són les anomenades superterres en zona habitable, una proporció ínfima menys d’una dotzena fins ara.

Superterres ja és una mica de mal rotlle, vol dir força més gran que la Terra i, en conseqüència, amb una gravetat no acceptable. Són planetes més petits que els gegants gasosos i que podrien arribar a tenir una atmosfera no especialment densa. La zona habitable vol dir que orbiten la seva estrella a una distància compatible amb temperatures superficials que permetrien aigua en estat líquid, temperatures més o menys acceptables per a l’home sense necessitat d’equipament complex.

De moment, probablement cap dels candidats trobats no reuneix les condicions adequades de gravetat i temperatura. De la condició atmosfèrica poc en podem detectar en aquesta mena de planetes amb la tecnologia actual, però en podem especular. I aquí ve un problema important.

En moltes novel·les o guions cinematogràfics, l’atmosfera és respirable. I això, des del punt de vista dels coneixements astrofísics actuals, sembla una mica difícil. Si la Terra té una atmosfera amb oxigen és perquè hi ha vida i fotosíntesi, o més exactament, n’hi ha hagut des de fa milers de milions d’anys. En condicions sense vida, l’oxigen lliure no s’hauria produït, estaria tot combinat en forma d’aigua, diòxid de carboni, òxids metàl·lics, silicats o altres compostos inorgànics; no es coneix cap procés abiòtic capaç de produir oxigen gasós a escala planetària, les atmosferes de planetes de la mida de la Terra molt probablement estan dominades gairebé totes pel diòxid de carboni i el nitrogen.

Si a l’atmosfera del planeta hi ha oxigen, i és d’origen biològic, l’autor de ciència ficció té dues possibles estratègies: que el planeta tingui vida autòctona i que, casualment, hagi generat oxigen en la concentració adequada, o que sigui un planeta terraformat, possiblement per humans.

Terraformar vol dir que si poguéssim anar a un planeta de mida i temperatures favorables, amb una atmosfera de nitrogen i diòxid de carboni que és el que creiem que és absolutament majoritari, introduint-hi vida vegetal o potser altres tecnologies més avançades, podríem arribar a formar-hi una atmosfera respirable. Possible, a priori sí que ho és, perquè a la Terra ha passat i sense intervenció conscient deliberada.

De totes maneres, una de les preguntes, si és que realment això és possible per voluntat i intervenció conscient, és quan es trigara?

No ho sabem. Potser, fins i tot podria ser un procés ràpid a escala còsmica. Segurament un procés en diverses etapes ja que els organismes que comencen a produir oxigen en les condicions inicials haurien de ser diferents als que el mantenen i augmenten en etapes més avançades. Especulant de manera optimista podem fer un símil amb la colonització d’un illot volcànic sorgit d’una erupció marina. En un ambient tan favorable a la vida terrestre com és la pròpia Terra, és un procés on la darrera etapa, la de la colonització vegetal ―i en un món que ja té oxigen― té una escala temporal de centenars d’anys. Sempre és difícil especular sobre tecnologies futures, però no crec que fos raonable una terraformació d’un planeta amb condicions d’habitabilitat bàsiques, però sense oxigen, en menys d’un miler d’anys. Probablement força més. I això si és que el planeta no té quantitats massives de diòxid de carboni que cal fixar a terra en forma de carbonat o expulsar a l’espai. La mateixa Terra, a part de la fotosíntesi que ha alliberat oxigen, ha necessitat la fixació de grans quantitats de carboni en compostos no gasosos; una part en carbó o petroli, però la gran majoria en carbonats, bàsicament de calci i magnesi, que un dia van ser esquelets d’éssers vius i que ara formen enormes muntanyes, un procés que aquí té una escala temporal de desenes o centenars de milions d’anys.

Però no només hi ha els problemes de la temperatura, la gravetat i la composició i pressió atmosfèrica. Altres qüestions poden comprometre l’habitabilitat, especialment si és per a una colonització a llarg termini.

Que la temperatura mitjana sigui adequada no vol dir que les fluctuacions no puguin fer un planeta inhabitable. Això vol dir, en primer lloc, que caldria una òrbita no gaire el·líptica. Al sistema solar aquesta condició la reuneixen tots els planetes, però molts dels exoplanetes que hem pogut mesurar no. Es creu que si els planetes solars tenen òrbites més o menys circulars és perquè la interacció amb un disc de protoplanetes, a la manera dels anell de Saturn, va circularitzar les òrbites; aquest procés probablement és comú en els sistemes planetaris que tenen planetes de la mida de la Terra, però cal que hagi acabat. Un planeta on els impactes de protoplanetes fossin freqüents, no seria gaire habitable; impactes com el que va extingir els dinosaures fa 65 milions d’anys no seria acceptable que passessin a intervals de milers d’anys com és el cas probable de molts planetes joves.

Joves aquí vol dir de menys d’uns 500 milions d’anys. Aquesta escala temporal probablement també és necessària per garantir que els processos tectònics no siguin massa intensos, en particular els terratrèmols i el vulcanisme. Tenint en compte que al menys fa 8.000 milions d’anys que es formen planetes de tipus terrestre ―es probable que abans la concentració d’elements més pesant que l’heli fos massa baixa― potser la limitació d’edat i circularització d’òrbites no seria especialment crítica.

Però hi ha una altra limitació que té a veure amb la temperatura que sí que segurament és molt crítica. Es tracta de la rotació.

Un planeta amb la rotació molt lenta, escala de setmanes, possiblement seria massa variable en temperatures per ser compatible amb un ambient adequat, és el cas de Venus ―inhabitable, a més, per altres motius―. Aquí la qüestió és que un planeta a l’entorn d’una estrella, posem´hi d’una massa inferior al 90% de la del Sol, per mantenir una temperatura mitjana acceptable, hauria d’estar a una distància on la gravetat de la estrella frenaria la seva rotació, fins el punt de sincronitza-la amb la translació; el planeta presentaria sempre la mateixa casa al seu sol, o potser si l’òrbita fos prou el·líptica, en una ressonància que produiria uns dies molt llargs, com és el cas del planeta Mercuri respecte el Sol. Això probablement causaria problemes d’inestabilitat en l’atmosfera i la hidrosfera: en el punt subsolar la temperatura seria tan alta que la majoria de l’atmosfera escaparia en uns pocs centenars de milions d’anys i l’aigua del planeta es condensaria tota en forma de gel a la cara fosca i freda. Un planeta amb la rotació aturada respecte el seu sol, difícilment seria habitable, i això, és possible que afecti a la majoria dels candidats, ja que les estrelles menors que el 90% del Sol són una gran majoria, més del 85% del total. I el 5% d’estrelles més grans, tenen una durada de vida massa curta comparada amb el temps d’estabilització orbital i geològica d’un planeta. Ens queda un 10%, com a molt, d’estrelles favorables.

Tot això és força antròpic, només són habitables per a nosaltres els planetes semblants al nostre. Però aquí estem discutint els planetes de la ciència ficció, habitats per homes, deixant de banda el problema del viatge.

Una altra limitació, que potser no seria tan crítica, és la presència de camp magnètic que aturés la radiació còsmica, tant la provinent de fora del sistema estel·lar, com la generada dins d’ell.

Una de les errades a la pel·lícula «Outland», és precisament que a Io, el satèl·lit de Júpiter, la radiació «fregiria» qualsevol humà en qüestió de minuts, i això ja es sabia quan es va rodar el film, en aquest aspecte, segurament hagués estat millor no esmentar el nom del cos celeste on passava l’acció. Per fer una obra científicament versemblant, necessitem un planeta amb un nivell de radiació tolerable per a una persona a escales de cent anys, o sigui, una radiació total no gaire més gran que la de la Terra; encara que aquesta condició no seria la més difícil de trobar: els planetes de la mida adequada, probablement tenen gairebé tots els planetes de mida terrestre i rotació prou ràpida, contenen un nucli conductor metàl·lic fluid que genera un camp magnètic que protegeix la seva superfície dels rajos còsmics.

Voler localitzar planetes de ciència ficció, al nostre sistema solar o a l’entorn d’estrelles conegudes és molt sovint un problema. Molt sovint la descripció que es fa, implícitament o explicita del món, no es correspon ni amb el que sabem ni amb el que és possible. Segurament hauria estat millor en molts casos no esmentar la localització concreta. Un exemple, en la saga de novel·les «Duna», de Frank Herbert, s’esmenta que el planeta Arrakis, essencial dins la història, gira a l’entorn de l’estrella Canopus. Això no és possible. Canopus és una estrella gegant molt brillant, amb una edat inferior als 30 milions d’anys que de cap manera pot haver generat planetes estables, i molt menys permès evolucionar vida en ells. A més, ja ha passat tota l’etapa d’estrella en la seqüència principal, i actualment canvia ràpidament a escala còsmica. Tot això ja es sabia quan Herbert va escriure la novel·la. A més, per a la història, no calia en absolut esmentar el nom de l’estrella.

Una mica diferent és el cas d’Isaac Asimov a la saga Fundació on, per exemple, s’esmenta el «sector» de Sirius quan hom parla de la regió del planeta original dels humans, però s’evita parlar del planetes concrets d’aquesta estrella. Tot i que en alguna obra posterior menys ambiciosa, sí que hi fa aparèixer «sirians». De totes maneres Sirius és una estrella una mica més versemblant com a seu de planetes habitables que no pas Canopus, encara viu a la seqüència principal estable i té una edat unes deu vegades superior, el problema important i perfectament conegut, és Sirius B, una nana blanca en òrbita pròxima que desestabilitzaria les òrbites dels presumptes planetes a la distància adequada.

El recurs literari de localitzar els planetes on es desenvolupa la ficció és molt general, però actualment només és raonable fer-ho a l’entorn d’estrelles que acompleixin unes condicions generals mínimes, per molt que una fracció important dels lectors no s’adonarien mai de les inconsistències.

Personalment, com autor de ciència ficció, he hagut d’inventar amb cert detall dos planetes habitables. En un cas, l’he escollit a l’entorn d’una estrella una mica més gran que el Sol però no gaire, en un futur molt llunyà, un planeta terraformat per humans desconeguts ―o per alguns ens que hi tenien relació― amb tecnologies també desconegudes i misterioses per als protagonistes. Posats a inventar, vaig decidir que fos un planeta troià d’un planeta gegant, com de cinc masses de Júpiter, a l’entorn d’una estrella de tipus F, més jove, més massiva i una mica més calenta que el sol. El període de rotació del planeta és sospitosament proper a les 24 hores, cosa que fa pensar que la terraformació va arribar a extrems d’aquesta mena. Per conveniència del guió, el vaig fer una mica més gran que la Terra però menys dens, de manera que la gravetat seria fins i tot una mica inferior. També amb més proporció d’oceà, un oceà que en ser un planeta jove no seria tan salat com el nostre, formant una única massa d’aigua, tal com va succeir a la Terra entre fa 300 i 175 milions d’anys. També en la línia de fer-lo diferent, el sistema estel·lar del planeta es va formar a partir d’un núvol de gas i pols amb força més presencia d’elements pesants que el que va formar el sistema solar.

Amb el segon planeta que vaig inventar, vaig fer una mica de trampa: és a l’entorn d’una estrella més petita que el Sol, de tipus K, de les més freqüents. Però no és tracta exactament d’un planeta, sinó d’un satèl·lit d’un planeta gegant, amb tres masses de Júpiter, que és amb qui té sincronitzada la rotació. En aquest cas la terraformació s’ha produït en un període de temps molt optimista d’uns 6.000 anys, via una nau robòtica, de les anomenades sondes de Von Neumann, capaç de replicar-se, que hi va aterrar abans que els humans per «deixar-ho tot preparat». El planeta té una mida i una gravetat una mica més grans que la Terra, i la seva atmosfera és aproximadament el doble, però amb menys proporció d’oxigen ―tot i que la pressió parcial és més gran― i molt més heli que la Terra; en aquest cas el període de rotació és superior als dos dies, cosa que fa que les diferències de temperatura entre la nit i el dia siguin bastant notables. Són dades inventades per tal de ser coherents amb els fets de la narració, però que al menys vaig intentar que fossin compatibles amb els coneixements del moment en que ho vaig escriure.

En definitiva, si la ciència ficció ha de ser una especulació basada en els coneixements actuals, cal inventar planetes compatibles amb el que sap la ciència actual sobre els planetes. No fer-ho, canvia el gènere de la ciència ficció per un altre, anomenat fantasia.

Aquesta entrada ha esta publicada en Astronomia, Ciència i pensament, Divulgació, Llibrets. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

*