Could human civilization eventually spread across the whole Milky Way galaxy? Could we move beyond our small blue planet to establish colonies in the multitude of star systems out there? This question's a pretty daunting one. There are around 300 billion stars in the galaxy, which is about 160,000 light-years across. So far we've sent a single spacecraft outside our solar system, trudging along at 0.006% of the speed of light. At that rate, it would take over 2.5 billion years just to get from one end of the galaxy to the other. And then there's the question of human survival. The gulf between stars is simply enormous. We couldn't live sustainably on most planets, and we require a lot of resources to stay alive. And yet, decades ago, scholars found that it's theoretically possible to not just spread human civilization across the galaxy, but to do so quite quickly, without breaking any known laws of physics. Their idea is based on the work of a mathematician named John von Neumann, who designed on paper machines that could self-replicate and create new generations of themselves. These would later come to be known as von Neumann machines. In the context of space exploration, von Neumann machines could be built on Earth and launched into space. There, the self-sufficient machines would land on distant planets. They would then mine the available resources and harvest energy, build replicas of themselves, launch those to the nearest planets, and continue the cycle. The result is the creation of millions of probes spreading outwards into the universe like a drop of ink in a fishbowl. Scholars crunched the numbers and found that a single von Neumann machine traveling at 5% of the speed of light should be able to replicate throughout our galaxy in 4 million years or less. That may sound like a long time, but when you consider that our universe is 14 billion years old, on a cosmic scale, it's incredibly fast - the equivalent of about 2.5 hours in an entire year. Creating von Neumann machines would require a few technologies we don't have yet, including advanced artificial intelligence, miniaturization, and better propulsion systems. If we wanted to use them to spread actual humans throughout the galaxy, we would need yet another technological leap - the ability to artificially grow biological organisms and bodies using raw elements and genetic information. Regardless, if in the last billion years an alien civilization created such a machine and set it multiplying its way toward us, our galaxy would be swarming with them by now. So then where are all these machines? Some astronomers, like Carl Sagan, say that intelligent aliens wouldn't build self-replicating machines at all. They might hurtle out of control, scavenging planets to their cores in order to keep replicating. Others take the machines absence as proof that intelligent alien civilizations don't exist, or that they go extinct before they can develop the necessary technologies. But all this hasn't stopped people from imagining what it would be like if they were out there. Science fiction author David Brin writes about a universe in which many different von Neumann machines exist and proliferate simultaneously. Some are designed to greet young civilizations, others to locate and destroy them before they become a threat. In fact, in Brin's story "Lungfish," some von Neumann machines are keeping a close watch over the Earth right now, waiting for us to reach a certain level of sophistication before they make their move. For now, all we have is curiosity and theory. But the next time you look at the night sky, consider that billions of self-replicating machines could be advancing between stars in our galaxy right now. If they exist, one of them will eventually land on Earth, or maybe, just maybe, they're already here.
¿Podría la civilización humana extenderse por la Vía Láctea? ¿Podríamos ir más allá de nuestro pequeño planeta azul a establecer colonias en la multitud de sistemas de estrellas que existen? Esta pregunta es muy desalentadora. Hay unos 300 000 millones de estrellas en la galaxia, en un espacio de unos 160 000 años luz. Hasta ahora hemos enviado una sola nave fuera del sistema solar, que va a un paso cansino de 0,006 % de la velocidad de la luz. A ese ritmo tardaría más de 2500 millones de años en ir de una punta a la otra de la galaxia. Y luego está la cuestión de la supervivencia humana. La brecha entre las estrellas es simplemente enorme. No podríamos vivir de forma sostenible en la mayoría de los planetas, y requerimos gran cantidad de recursos para seguir vivos. Y, sin embargo, hace décadas, los eruditos encontraron que es teóricamente posible no solo expandir la civilización humana por la galaxia, sino hacerlo con bastante rapidez, sin romper ninguna ley conocida de la física. Su idea se basa en el trabajo de un matemático llamado John von Neumann, que diseñó en papel máquinas que podrían autoreplicarse y crear nuevas generaciones de sí mismas. Estas más tarde se conocerían como máquinas de von Neumann. En el contexto de la exploración espacial, las máquinas von Neumann podrían construirse en la Tierra y lanzarse al espacio. Allí, las máquinas autosuficientes bajarían en planetas distantes. Luego extraerían los recursos disponibles y colectarían energía, construirían réplicas de sí mismas, las lanzarían a los planetas más cercanos, y continuaría el ciclo. El resultado es la creación de millones de sondas que se expanden al universo como una gota de tinta en una pecera. Los eruditos echaron cuentas y hallaron que una sola máquina de von Neumann viajando al 5 % de la velocidad de la luz debería poder replicarse en la galaxia en 4 millones de años más o menos. Eso puede parecer mucho tiempo, pero considerando que el universo tiene 14 000 millones de años, en una escala cósmica, es increíblemente rápido... el equivalente de unas 2,5 horas en todo un año. Crear máquinas de von Neumann requeriría unas pocas tecnologías que aún no tenemos, incluyendo inteligencia artificial avanzada, miniaturización, y mejores sistemas de propulsión. Si quisiéramos usarlos para enviar seres humanos a la galaxia, necesitaríamos otro salto tecnológico... poder cultivar artificialmente organismos y cuerpos biológicos con elementos primarios e información genética. En cualquier caso, si en los últimos mil millones de años una civilización extraterrestre creó una máquina tal y la puso a multiplicarse hacia nosotros, nuestra galaxia ahora estaría repleta de ellas. Así que ¿dónde están esas máquinas? Algunos astrónomos, como Carl Sagan, dicen que alienígenas inteligentes no construirían máquinas auto-replicantes en absoluto. Puede que se saliera de control, reduciendo a los planetas a cenizas para seguir replicándose. Otros toman la ausencia de máquinas como prueba de que las civilizaciones extraterrestres inteligentes no existen, o que se extinguen antes de poder desarrollar las tecnologías necesarias. Pero todo esto no ha impedido que los humanos imaginemos cómo sería si existieran. El escritor de ciencia ficción David Brin escribe sobre un universo en el que existen muchas máquinas de von Neumann y proliferan de forma simultánea. Algunas están diseñadas para saludar a civilizaciones jóvenes, otras para ubicarlas y destruirlas antes de que sean una amenaza. De hecho, en la historia de Brin, "Lungfish", máquinas de von Neumann mantienen ahora estrecha vigilancia sobre la Tierra, esperando que lleguemos a un cierto nivel de sofisticación antes de hacer su movimiento. Por ahora, todo lo que tenemos es la curiosidad y la teoría. Pero la próxima vez que mires el cielo nocturno, considera que los miles de millones de máquinas auto-replicantes podrían avanzar entre las estrellas de la galaxia en este momento. Si existen, una eventualmente llegará a la Tierra, o quizá, solo tal vez, ya estén aquí.