¿Podrían los extraterrestres ver en otras longitudes de onda?

Esta pregunta tiene dos partes:

  1. ¿Podrían los procesos biológicos crear un organismo que pueda ver en longitudes de onda fuera del espectro visible humano? ("Afuera" significa una cantidad significativa afuera. Hay organismos conocidos en la Tierra que pueden ver en el infrarrojo cercano o ultravioleta cercano, pero eso no es lo que estoy preguntando).
  2. ¿Qué factores podrían hacer que tal criatura evolucione?

Para el contexto de esta pregunta, "ver" significa la capacidad de sentir el mundo con un nivel de detalle similar al de la vista humana, utilizando ondas electromagnéticas.

Supongo que te refieres a fuera del espectro humano-visible. Después de todo, el "espectro visible" fue definido por los humanos.
@Frostfyre: Sí, humano visible. Edité la pregunta para aclarar.
Siempre que la energía del fotón no destruya la retina o cualquier forma de fotorreceptor y siempre que su longitud de onda no permita que penetre en los ojos, todo vale. Sin embargo, la mayoría de los animales no producen ondas de alta frecuencia como rayos gamma o rayos X (Hulk y Superman no cuentan) o microondas o ondas de radio de baja frecuencia, por lo que es posible que necesite más esfuerzo para persuadir y convencer a la evolución.
¡Una Q interesante! Alrededor de nuestro espectro visible, las lentes ópticas pueden enfocar imágenes en un plano, pero en otros espectros, ¿se deben usar otras soluciones que pueden ser "menos biológicas"? ¿Y es una coincidencia que nuestro espectro tenga el ancho de una octava, donde el rojo intenso se parece al violeta intenso?
Sé que las aves y algunos otros animales pueden ver el espectro humano visible y más allá en los espectros infrarrojo y ultravioleta, ¿eso cuenta?
@James Ese es un hecho interesante (que se ha señalado varias veces), pero estoy más particularmente interesado en una divergencia más dramática de nuestro espectro visible, como las ondas de radio.
@ItsTimaiFool Entonces, el problema con el que se encontrará con las ondas de radio es que solo interactúan con el mundo físico de manera limitada (en comparación con la luz visible) y proporcionarían mucha menos claridad si le permitieran ver algo.
@James, sí, eso se ha abordado en algunas respuestas a continuación.

Respuestas (9)

Hay varios problemas que superar para una gama mucho más amplia de longitudes de onda (y no conozco una solución, así que solo los enumeraré):

El sol tendrá que producir luz en esas longitudes de onda, de lo contrario, es posible que pueda verlos, pero estará oscuro;

Los rayos ultravioleta y las longitudes de onda más cortas son ionizantes , lo que significa que provocan cambios químicos (daño). Piense en las quemaduras solares en mucho más daño en longitudes de onda más cortas. En un mundo que no protege contra este tipo de luz, es poco probable que surja vida, y cualquier cosa que surja querrá protegerse contra esto, no usarlo para ver.

El agua es muy absorbente en la mayor parte de la región infrarroja, y los ojos contienen mucha agua, lo que los hace no transparentes. Las partes sensibles tendrían que estar inmediatamente en el exterior de la piel, y la atmósfera no debería contener mucha agua.

En longitudes de onda mucho más largas (como la radio), también necesita antenas igualmente largas para detectarlas. Obtener cualquier tipo de resolución necesitaría ojos del tamaño de radiotelescopios (los ojos serían radiotelescopios ).

Finalmente, debe considerar si el tipo de cosa que desea ver es realmente opaca en una longitud de onda determinada.

"Querrá protegerse contra esto, no usarlo para ver". No es un hecho que estos dos estén en oposición. Como mínimo, podría tener órganos que están más expuestos que el resto del cuerpo y aceptar la necesidad de reparaciones a cambio de la capacidad de sentir. (Por supuesto, esto no explica cómo evolucionó la vida en un entorno tan hostil en primer lugar)
Me gusta la parte de cómo, para detectar ondas de radio, necesitarían una antena. Esta es una idea interesante para un extraterrestre... Tal vez su 'vista' con su antena no es tan detallada como la nuestra y no es su sentido principal...
No estoy de acuerdo con que esta sea la respuesta aceptada, parece ignorar el hecho de que la mayoría de la vida en la tierra ve en diferentes bandas que nosotros.
Además, no necesita que la antena sobresalga, solo necesita que tenga ciertas longitudes. Esa longitud se puede enrollar o empaquetar estrechamente para ocupar menos espacio. Tal vez podría ser parte del sistema nervioso del cuerpo de los animales. La mayoría de los sistemas nerviosos de los pequeños mamíferos tienen una longitud nerviosa más que suficiente en sus cuerpos para adaptarse a las longitudes requeridas para esto. Incluso se especula que los animales migratorios pueden usar una adaptación como esta para ayudarlos a navegar.
@DarrenRinger Mencioné en mi pregunta original que estoy más interesado en las longitudes de onda más allá de nuestro rango visible. Los animales de la Tierra que ven en otras longitudes de onda generalmente ven en infrarrojo o ultravioleta, que está más cerca de nuestro espectro visible que, por ejemplo, las ondas de radio. Las otras respuestas que mencionan estos animales terrestres, aunque siguen siendo respuestas de alta calidad, no mencionan estas regiones adicionales del espectro.
¿Es realmente tan imposible imaginar una creación que use ondas de radio de la misma manera que los murciélagos o los delfines usan el sonar? Y también, ¿qué pasa con las criaturas autoluminiscentes, como las criaturas de las profundidades marinas en la Tierra?

En principio

Sin embargo, hay algunas limitaciones. Necesitas algo que ver. Esta imagen muestra los espectros de absorción de la atmósfera terrestre. Es fácil ver que el hecho de que veamos en el espectro visible no es un accidente. Si los extraterrestres tienen una química corporal similar (es decir, respiradores de oxígeno a base de carbono), se enfrentarán a un espectro de absorción similar. - Y, debido a la composición química del universo, esta es la opción más probable.

También para la radiación lejos del espectro visual, se enfrenta a un problema en el que la vida orgánica tiende a ser transparente. Si bien puede parecer conveniente poder ver a través de las cosas, para obtener una imagen de esa manera, necesita una fuente poderosa de radiación EM. - Si esa fuente está presente, será fatal si está presente todo el tiempo.

hay una buena brecha en alrededor de 10uM. ¿Podría ser útil? En cuanto a las ondas de radio, ¿podría algún órgano macroscópico (una antena literal) tener la forma correcta para interactuar con ellas de una manera no despreciable?
Otro problema con "la vida orgánica tiende a ser transparente" es que los órganos de detección necesitan contener algo opaco a la longitud de onda para que los fotones puedan ser absorbidos. Esa es la única forma en que se produce la detección.
@JanDvorak 10uM podría ser útil si tienes un gran sol fresco. Las ondas de radio no tanto, incluso si hay suficiente radiación para ser interesante, ¿qué es lo que estás mirando? La mayoría de las moléculas orgánicas serán esencialmente transparentes.
@NeilSlater Sí, pero uno podría imaginar una criatura que consume una pequeña cantidad de algún metal para formar parte del órgano sensorial. Esto puede ser una exageración, pero para mostrar la falta de viabilidad es más fácil enfocarse en la falta de utilidad incluso si superas los desafíos para formar el órgano en primer lugar.
Cualquier tira de material conductor de la longitud adecuada debería poder interactuar con las ondas de radio. ¿Podría estar buscando el torrente sanguíneo de otras criaturas de esta manera? O, alternativamente, ¿mi sol brilla en la frecuencia de las ondas de radio antes de enviarme material mortal? Si es así, sería bueno detectar que se produce una corriente eléctrica en cualquier cuerpo de fluido que mi cuerpo tenga por ahí.
@JanDvorak No creo que las bengalas solares funcionen. Para que funcione, necesita que sea lo suficientemente regular y letal como para que exista una ventaja evolutiva para poder verlo venir y, al mismo tiempo, ser capaz de sobrevivir para las criaturas que no pueden detectarlas. En cuanto a buscar órganos resonantes, no creo que el vapor de sangre sea lo suficientemente conductor para que esta sea una opción viable, tal vez podrías obtener algo como esto si tuvieras criaturas con un sistema nervioso puramente eléctrico y usaras ondas de radio para buscar. para ellos.
Me pregunto si tendría sentido si el planeta hubiera expuesto regularmente bolsas de material radiactivo (montañas de uranio o lo que sea). En ese caso, los organismos tendrían una buena presión selectiva para detectar esa radiación y así poder mantenerse alejados de ella.

¿Alienígenas? Algunos peces terrestres aburridos y viejos pueden ver el ultravioleta:

https://en.wikipedia.org/wiki/Vision_in_fishes#Ultraviolet

En cuanto a los factores, la absorción de luz en aguas profundas difiere entre longitudes de onda.

Sí. Diferentes especies en la Tierra en este momento ven en diferentes longitudes de onda. Algunos están muy cerca de nosotros en lo que pueden percibir. Otros, como señala el usuario 10915, ven fuera de nuestro rango. Eche un vistazo a la percepción disponible para las serpientes. Tienen un órgano que puede 'ver' infrarrojos. Si no recuerdo mal, los mosquitos pueden hacer lo mismo, pero no lo he comprobado.
De hecho, algunas personas pueden ver en el ultravioleta: la retina es sensible pero la córnea es opaca, por lo que si se extrae la córnea, pueden ver el ultravioleta cercano. (Se ha sugerido que esta es una de las razones por las que las pinturas posteriores de Monet, después de la cirugía de cataratas, fueron tan distintivas).

Todo lo que necesita hacer es evolucionar en la Tierra, los peces, los insectos, las aves, las abejas, todos tienen una visión extendida (generalmente en el ultravioleta), The Mantis Shrimp, por ejemplo, se encuentra entre una serie de criaturas aquí que tienen Ultra Violet extendido (en el caso del camarón con aproximadamente 5 anchos de banda distintos de ultravioleta) tienen la capacidad de ver en luz polarizada y ver imágenes multiespectrales. Sus ojos generalmente se consideran los ojos más complejos del reino animal.

Seguramente. Los perros "ven" con gran detalle con sus narices. Los murciélagos y los búhos "ven" con las orejas. Los tiburones y los peces tienen líneas laterales que responden a pequeños cambios de campo eléctrico en el agua y pueden pintar una imagen de su entorno de esa manera.

Por supuesto, el nivel de detalle de tal sentido dependería en gran medida de la longitud de onda de las señales que se reciben. Simplemente no puedes "ver" algo que es más pequeño que eso.
Tenga en cuenta que esta es una imagen simplificada, a medida que aumenta la distancia, necesita una longitud de onda más corta para ver algo (es por eso que no puede ver un grano de arena en la luna incluso usando el telescopio óptico más fuerte y perfecto desde la órbita terrestre).

Entonces, para obtener un nivel de detalle similar o superior, necesitaría ir al ultravioleta o más corto.

No, no pudieron

Seguramente son posibles pequeñas variaciones, pero las grandes variaciones son muy poco probables y parece estar interesado en lo último.

La luz visible y la región que la rodea se comportan de manera diferente a las longitudes de onda más largas y más cortas. La luz visible está en la región de las longitudes de onda electromagnéticas que interactúan con la estructura de enlace de las moléculas individuales. Esto es necesario no solo para que el organismo detecte la radiación a través de los medios obvios de interacción con la vida de base química, sino también para que transmita información útil sobre el entorno que rodea al organismo. Por lo tanto, es poco probable que pueda evolucionar y que pueda usarse de manera significativa para 'ver'.

Eche un vistazo a las secciones de propiedades del artículo de Wikipedia sobre radiación electromagnética para obtener más información sobre por qué esto es así.

Esa parte sobre la detección por vida basada químicamente es una de las cosas que tenía en mente cuando hice esta pregunta. Supongo que no es coincidencia que las longitudes de onda de la luz visible sean similares en escala a los tamaños de los átomos y las moléculas.
Lo que dices es técnicamente cierto, pero el rango útil es mucho más amplio de lo que insinúas. En el extremo de onda larga, las víboras pueden ver el infrarrojo térmico; en el extremo de onda corta, el camarón mantis puede ver ultravioleta profundo. En realidad, solo la radio y los rayos X no son utilizados por algo en la Tierra.
De la pregunta: "Hay organismos conocidos en la Tierra que pueden ver en el infrarrojo cercano o en el ultravioleta cercano, pero eso no es lo que estoy preguntando". El tipo de cosas de las que está hablando es el tipo de pequeña variación que acepto que es posible, pero no el tipo de percepción muy diferente sobre la que creo que se está preguntando.

Sí.

Creo que su definición de ver está un poco sesgada: para una forma de vida, la parte más importante no es el nivel de agudeza que tienen, sino que pueden percibir lo suficiente para sobrevivir en su entorno. Tomemos, por ejemplo, los gatos: tienen una agudeza y una percepción del color más pobres que los humanos, pero una visión nocturna superior, que es ideal para un depredador nocturno.

Para los herbívoros, detectar el movimiento suele ser mucho más importante que los detalles, por lo que a menudo tienen un campo de movimiento más amplio pero una visión binocular deficiente.

También la idea de que una criatura necesita tener un sol para poder ver es una tontería. Tomemos, por ejemplo, los peces dragón barbudos que emiten un brillo rojo que les permite ver a sus presas en la oscuridad total. También podrías imaginar criaturas que generan IR o incluso UV para potenciar su propia visión "activa".

También tenemos muchas criaturas en la tierra que usan el sonar como un sentido aumentado. Si imagina criaturas a la escala de una ballena azul, no es completamente improbable que puedan percibir ondas de radio. Imagine, por ejemplo, un enorme organismo lleno de gas que vuela alrededor de las esporas que se alimentan por filtración de la atmósfera.

También sabemos que las aves pueden percibir la radiación electromagnética aunque no la "ven" sino que la "sienten" en forma de sentido de dirección.

Una pregunta más interesante es si una raza alienígena con órganos sensoriales completamente diferentes podría alcanzar un estado tecnológicamente avanzado. ¿Cómo sería una civilización de criaturas ciegas?

Usted menciona la visión IR y UV. La visión ultravioleta en las aves funciona a través de células cónicas que son ligeramente diferentes a las de los humanos . La visión IR en serpientes utiliza otro mecanismo .

Para valores suficientemente pequeños de "exterior", podría haber más tipos de celdas cónicas. ¿Eso iría lo suficientemente lejos para sus requisitos?

Seguramente.
Los humanos ven mejor en esa parte del espectro que es más fuerte con nuestro sol.
Eso hace que sea muy plausible que cualquier especie que evolucione en un planeta que orbita una estrella con un espectro diferente vea mejor dónde esa estrella tiene su máximo.

Además, como @om ya mencionó, las serpientes y las aves ven en un espectro diferente al de los humanos.

Por lo tanto, no hay razón para no creer que podría evolucionar una especie diferente que tiene ojos que ven un espectro diferente o incluso mucho más amplio.

¿Podrían los extraterrestres ver en otras longitudes de onda?
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