thumb|250px|Diseño conceptual de los «buscadores de planetas» similares a la Tierra de la NASA. La paradoja de Fermi es la aparente contradicción que hay entre las estimaciones que afirman que hay una alta probabilidad de que existan otras civilizaciones inteligentes en el universo observable y la ausencia de evidencia de dichas civilizaciones. Surgió en 1950 en medio de una conversación informal del físico Enrico Fermi con otros físicos de laboratorio, pero ha tenido importantes implicaciones en los proyectos de búsquedas de señales de civilizaciones extraterrestres (SETI).
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?». Aquellos 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 así 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 incrementa 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.«"Where is everybody?": An account of Fermi's question» , Dr. Eric M. Jones, Los Alamos technical report, March 1985. Jones wrote to Edward Teller on July 13, 1984, Herbert York on Sept. 4, and Emil Konopinski on Sept. 24, 1984.
250px|thumb|Figuras grabadas en la placa de la sonda espacial Pioneer 10 informando a una posible civilización extraterrestre sobre la presencia de vida humana en la Tierra.
La ecuación de Drake
Aquellos que creen en las más optimistas suposiciones usadas en la ecuación de Drake, propuesta por el doctor Frank Drake, y las aún más optimistas suposiciones del doctor Carl Sagan, añaden que la vida inteligente es también común en el universo. Haciendo suposiciones y argumentos razonables podemos suponer que, como la vida es posible, y dado que el universo es tan vasto, no debería ser solo posible, sino casi cierto que hay un gran número de civilizaciones extraterrestres en el universo. Sin embargo, la gente que se adhiere a la premisa de la paradoja de Fermi cree que, debido a la falta de evidencias en este sentido, con toda probabilidad los humanos, como especie tecnológicamente avanzada, están efectivamente solos al menos en su parte de la Vía Láctea. Aún más, dicen que dado que todavía no podemos determinar con seguridad las variables de la ecuación de Drake, no podemos determinar el número de civilizaciones extraterrestres basándonos únicamente en esta igualdad. Debemos, por lo tanto, dicen, confiar en los datos, que solamente ahora están empezando a ser recopilados de manera significativa. Solo entonces podremos empezar a presumir los valores de cada una de las variables de la ecuación de Drake.
Datos actuales
250px|thumb|left|El telescopio Keck-2, en Hawái, lanzando un haz de luz láser.
Nuestro sistema solar, si fuese observado con un radiotelescopio desde la distancia de unas pocas decenas de años luz, parecería inusual por la enorme cantidad de ondas de radio, debidas a las radiotransmisiones humanas emitidas, no obstante, por una estrella nada especial. Del mismo modo, podríamos presumir que una emisión similar de una estrella cercana a la nuestra sería inmediatamente detectada como inusual por nosotros.
Radio y datos observacionales se han recogido y analizado durante varias décadas por proyectos tales como el Proyecto Ozma, el proyecto Search for Extraterrestrial Intelligence y varios proyectos de búsqueda de planetas extrasolares. Hasta ahora, los datos del SETI muestran que no hay estrellas de la secuencia principal que tengan emisiones de radio inusuales; esto parece indicar que somos la única especie que radiotransmite en al menos la porción de nuestra parte de la galaxia que ha sido explorada. Además, la mayoría de los planetas extrasolares que han sido descubiertos hasta la fecha parecen tener duras condiciones ambientales para formas de vida avanzadas, aunque habría que tener en cuenta que las técnicas usadas en la actualidad para descubrir nuevos planetas, por influencia gravitacional sobre una estrella o por interposición entre dicha estrella y nosotros, no propician el descubrimiento de planetas similares a la Tierra, sino supermasivos y/o muy cercanos a dicha estrella.
Alguna gente cree que estos resultados probablemente tienen un error significativo de muestreo: Puede que otras especies no usen las radiofrecuencias que estamos buscando o que no dejen escapar cantidades significativas de radiofrecuencia. Ahora mismo dejamos escapar menos energía radiada que unas pocas décadas atrás debido al uso de la transmisión por cable y por satélite. Civilizaciones más avanzadas podrían usar sistemas de comunicación punto a punto láser o microondas, que son mucho más eficientes. Podemos encontrar más fácilmente sistemas planetarios con órbitas y configuraciones que son menos estables que el nuestro.
thumb|140px|Representación gráfica del mensaje de Arecibo: el primer intento serio de la humanidad de utilizar las ondas de radio como medio para comunicarse con civilizaciones extraterrestres.
Aún otros proponen que somos probablemente la única especie emisora en al menos la Vía Láctea, porque de otra manera estaríamos inundados por radio transmisiones extraterrestres y habríamos sido ya sobrepasados por tempranos intentos de colonización.
Igualmente, otra variable que normalmente no se considera es el tamaño del planeta habitable, ya que planetas de mayor tamaño al nuestro requieren del uso de naves espaciales de considerable mayor energía para el despegue y ascenso que pueda superar la fuerza de gravedad del planeta y así poder llegar al espacio; lo que atrasaría o incluso llegaría a impedir que una civilización pueda desarrollar y realizar el viaje espacial, quedando relegada a no poder abandonar su planeta de origen.
El argumento contra la premisa detrás de la paradoja de Fermi
«E.T. llama a casa»
Algunos de los que se adhieren al principio Fermi proponen que dado un nivel suficiente de desarrollo, las transmisiones de radio de cualquier civilización suficientemente avanzada empezarán a oscurecer su estrella madre en la parte radio del espectro. Dado que el uso del espectro electromagnético para la transmisión de información es relativamente barata y fácil, uno esperaría que cualquier civilización tecnológica tomase ventaja de al menos una parte del espectro durante su desarrollo. Los críticos responden que, aunque hemos estado buscando activamente señales extraterrestres durante casi treinta años en proyectos como el SETI y escuchando pasivamente la estática durante casi cien años, todavía no hemos oído ninguna emisión alienígena, ni hemos observado ninguna estrella de la secuencia principal con una firma de radio inusual que pudiese indicar una civilización tecnológica.
Aquellos que creen que la galaxia tiene muchas civilizaciones tecnológicamente avanzadas contraatacan diciendo que los extraterrestres pueden estar usando otro medio que la radio o que finalmente escogen esconder sus transmisiones por alguna razón desconocida. Los defensores del principio de Fermi dicen que podría ser, pero solo si hay muy pocas de tales civilizaciones, en ambos, el espacio y el tiempo y solo si abandonan rápidamente la radio como un medio de transmisión. De cualquier manera, dicen, si hubiese muchas de estas civilizaciones, sus transmisiones provocarían un gran impacto en al menos alguna parte del espectro electromagnético durante al menos una parte de su desarrollo. Aún más, si hubiese tantas civilizaciones extraterrestres avanzadas como Drake y Sagan han estimado, su presencia sería obvia por sus transmisiones. El hecho de que solo hemos podido recibir y producir estas transmisiones durante solo una pequeña fracción de nuestra historia puede estar limitando el proyecto SETI en este aspecto.
El principio antrópico
Similar a la hipótesis de la Tierra especial es el principio antrópico, la idea de que el universo está «finamente ajustado» para posibilitar la vida como la conocemos. El principio postula que, dado que la vida en la Tierra no podría existir si alguno de los muchos parámetros del universo se modificase ligeramente, parece que los humanos tienen una ventaja única sobre cualquier otra forma de vida inteligente. Esto hace concebible que seamos la única especie inteligente.
Los críticos arguyen que el principio antrópico es esencialmente una tautología; la vida como la conocemos podría no existir si las cosas fuesen diferentes, pero una forma de vida diferente podría existir en su lugar.
La contribución de Freeman Dyson
250px|thumb|Variante de la esfera de Dyson. Un artefacto a tan gran escala alteraría drásticamente el espectro de la estrella.
Popularizada por el doctor Freeman Dyson, una esfera de Dyson es una envoltura opaca alrededor de una estrella. Tal envoltura sería creada por una civilización alienígena avanzada que desease guardar tanta energía radiada por su estrella como fuese posible. El diseño exacto de una esfera de Dyson no ha sido especificado; podría consistir en miles de millones de colectores solares y hábitats espaciales independientes o bien ser una estructura única unificada, pero en cualquier caso estaría hecha de materia sólida e interceptaría la mayoría de la luz emitida por la estrella para ser reirradiada como calor. Una estrella rodeada por una esfera de Dyson emitiría un característico espectro del cuerpo negro sin las fuertes líneas espectrales que el plasma estelar muestra, probablemente con su pico inusualmente lejano en el infrarrojo para una estrella de su tamaño. Con esta especulación, los astrónomos pueden buscar en el cielo nocturno estrellas con colorido inusual, que —postulan— indicarían vida inteligente altamente avanzada; estas estrellas no han sido encontradas aún.
Algunos seguidores del principio de Fermi dicen que es altamente improbable que todas las civilizaciones avanzadas no tomen total ventaja de la fuente de potencia de su estrella madre y al hacer eso cambiar la firma electromagnética de su sol.
Colonización extraterrestre
Los seguidores del principio de Fermi dicen que, dado lo que sabemos por la habilidad de la vida para sobreponerse a la adversidad y colonizar nuevos hábitats en nuestro propio planeta, podemos asumir razonablemente que la vida en otros lugares sigue los mismos principios. Si se da esto, los seguidores del principio de Fermi postulan que cualquier civilización avanzada casi con certeza buscará nuevos recursos y colonizará primero su propio sistema solar, y después los sistemas solares circundantes. Algunos escritores han tratado de estimar el tiempo que tardaría una civilización tal en colonizar la galaxia entera. Han determinado que se tardaría entre 5 y 50 millones de años en lograr este objetivo en gran escala. Un tiempo relativamente pequeño a escala geológica; más aún, a escala cosmológica.
Soluciones a la paradoja