Sagan se crió en Brooklyn, Ciudad de Nueva York, en el seno de una familia de tradición judía y origen ruso. Su padre, Sam Sagan, fue un trabajador de la industria del vestido. Su madre, Rachel Molly Gruber, fue un ama de casa. Carl recibió su nombre en honor a su abuela, Chaiya Clara, la madre que nunca conoció, en palabras del propio Sagan. Sagan se graduó en la Rahway High School en New Jersey en 1951. Estudió en la Universidad de Chicago, en la que se graduó como Licenciado en Artes con honores generales y especiales (1954) y como Licenciado en Ciencias (1955), y donde obtuvo una Maestría en Física (1956), antes de acceder al Doctorado en astronomía y astrofísica (1960). Sagan se consideraba agnóstico.
También era un conocido escéptico con un fuerte posicionamiento en contra de las pseudociencias y las religiones en general.
Fue pionero en campos como la exobiología y promotor del proyecto SETI ("Search for ExtraTerrestrial Inteligence" literalmente: Búsqueda de inteligencia extraterrestre), casi desde sus años de postgrado. Conocido por el gran público por la serie para la televisión de Cosmos: Un viaje personal, presentada por él mismo entre 1977 a 1980 escrita y producida para la KCTE de California junto con su tercera y última esposa, la Dra. en biología Ann Druyan, reeditada en los años 1990-1991; (también estuvo casado con la prestigiosa bióloga Lynn Margulis). Fue titular de la cátedra David Duncan de Astronomía y Ciencias del Espacio de la Universidad de Cornell. Y director del Laboratorio de Estudios Planetarios de dicha universidad.
Somos el medio para que el Cosmos se conozca a sí mismo.
Visionario de personalidad emblemática y de fuerte carisma, intentó toda su vida acercar la ciencia, mostrándola como una manera de pensar y descubrir el mundo: desde las partículas elementales, constituyentes últimos de la materia, a los organismos vivos, la comunidad de seres humanos en una integridad global y el Universo contemplado en toda su magnitud.
Los pueblos del Cosmos unidos por el amor a la música. Cita grabada en los discos de platino acoplados a las naves Voyager(1976)...Después de todo, cuando estás enamorado, quieres contárselo a todo el mundo. Por eso, la idea de que los científicos no hablen al público de la ciencia me parece aberrante.
Murió a los 62 años víctima de una neumonía, consecuencia de la complicación de la enfermedad mielodisplasia, una anomalía en el desarrollo de las células sanguíneas que frecuentemente desemboca en leucemia, la que le afectó durante sus dos últimos años de vida.
Todos los medios de comunicación, se volcaron el día 20 de Diciembre de 1996 al hacerse pública la noticia de la muerte del Dr. Sagan a las 3:00am.
Se doctoró en 1960 en la Universidad de Chicago trabajando con el famoso astrónomo Gerard Kuiper. A partir de las observaciones en microondas, que mostraban que la atmósfera de Venus era extremadamente caliente y densa, Sagan propuso el efecto invernadero provocado por el dióxido de carbono como la causa de estas elevadas temperaturas. Esto le llevó a alertar de los peligros del cambio climático producidos por la actividad industrial del hombre. Sagan también es conocido como uno de los coautores del artículo científico en el que se advertía de los peligros del invierno nuclear, un estudio basado en sus trabajos sobre la atmósfera marciana y venusiana de los posibles cambios climáticos marcianos y venusianos producidos por tormentas de arena en Marte y la terrible presión atmosférica en Venus.
El Dr. Sagan colaboró en el diseño de la misión Mariner 2 a Venus, y de las misiones Mariner 9, Viking 1 y Viking 2 a Marte. También trabajó en la misión Voyager 1 y Voyager 2, y junto a Ann Druyan y otros destacados científicos, contribuyó tanto al diseño de los dos bajorrelieves de los discos de oro que éstas naves llevan acoplados en uno de sus costados; hacia el exterior del sistema solar y en la misión Galileo a Júpiter. También envió a estudiar Júpiter y Saturno a la sonda Pioneer 10 para poder comprobar las radiaciones magnéticas emitidos por éstos planetas. Cuando en 1973 la NASA decidió enviar una señal al espacio desde Arecibo con cierta clase fundamental para posibles receptores extraterrestes, también asesoró en los datos que la señal debería contener. Por último cabe destacar, que fue asesor científico en la película 2001: Una Odisea del espacio, del famoso Arthur C. Clarke y dirigida por Stanley Kubrick.
Sagan fue uno de los primeros científicos en proponer la hipótesis de que Europa, uno de los satélites de Júpiter, y Titan, el satélite más grande de Saturno, podrían contener un océano, en el caso de Europa bajo su gran capa de hielo, y en el caso de Titan superficial, sugiriendo la posibilidad de un posible entorno habitable. En el caso del satélite Europa, su océano fue más tarde confirmado indirectamente por los resultados de la misión espacial Galileo.
También concibió la idea de enviar un mensaje inalterable al espacio más allá del Sistema Solar que pudiera ser entendido por una posible civilización extraterrestre que lo interceptara en un futuro. El primer mensaje así enviado fue una placa de oro en la sonda Pioneer, posteriormente un disco de oro en las sondas Voyager y el mensaje de Arecibo.
En total fue coautor de unos 200 trabajos científicos de investigación en ciencias planetarias y sobre la búsqueda de vida extraterrestre.
Sagan fue cofundador y promotor de numerosos proyectos dentro del ámbito de las ciencias planetarias. Cofundó la Revista Icarus destinada a estudios del Sistema Solar de la que fue redactor jefe durante 12 años. Impulsó la creación y fue presidente de la División de Ciencias Planetarias de la Asociación Astronómica Americana. También fue cofundador de La Sociedad Planetaria, una sociedad dedicada a la investigación en las siguientes áreas: búsqueda de vida extraterrestre por medio de ondas de radio, identificación y estudio de asteroides cercanos a la Tierra y exploración de Marte por medio de robots. Sagan fue también miembro del Instituto SETI y del Comité de Investigación Científica de las Pretensiones Paranormales.
Trabajó durante años para la NASA y dirigió diferentes proyectos de investigación para tratar de detectar vida en el Universo.
En reconocimiento a su labor científica y de divulgación se le otorgaron numerosos premios por sus aportaciones al pensamiento humano. Entre ellos la medalla de la NASA (NASA medal for distinguished scientific achievement) en dos ocasiones y el galardón más importante de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, la medalla al mérito público (Public Welfare Medal).
En 1978 recibió uno de los premios más respetados, el Premio Pulitzer, por su obra de divulgación Los Dragones del Edén: especulaciones sobre la posible evolución de la inteligencia humana, un ensayo sobre la evolución del cerebro humano y la inteligencia.
Como reconocimiento a sus trabajo sobre exobiología, le ofrecieron describir el término vida para la Enciclopedia Británica. La División de Ciencias Planetarias (DPS) de la Asociación Astronómica Americana (AAS) otorga cada año la medalla Sagan al mérito de divulgación científica en ciencias planetarias. El lugar de amartizaje de la misión Mars Pathfinder fue nombrado en su honor como estación Carl Sagan Memorial. El asteroide 2709 Sagan también recibe este nombre en su honor.
Como reconocimiento y homenaje por sus aportes a la exploración del espacio, en la serie de televisión Star Trek Enterprise 4ta temporada capítulo 21 Terra Prime, aparece un monumento conmemorativo en la superficie de marte con la leyenda " MARS HERITAGE SITE CARL SAGAN MEMORIAL STATION FIRST ROVER ON MARS JULY 4, 1997 MARS HISTORICAL PRESERVATION SOCIETY ". En la placa se incluye la frase: Cualquiera sea el motivo por el que estés en Marte, estoy complacido que estés allí, y desearía estar contigo.
En 2009 la discográfica de Jack White Third Man Records organizó un homenaje mediante un sencillo. A la venta el 6 de noviembre, setenta y cinco aniversario del nacimiento del astrónomo, A Glorious Dawn parte de fragmentos del programa divulgador de Sagan Cosmos: A Personal Voyage, musicalizados por John Boswell y a los que se ha añadido la voz de Stephen Hawking.
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