domenica 19 giugno 2011

Gente delle stelle

Che ci siano domande che assillano l'uomo dall'alba dei tempi è innegabile: Dio esiste davvero o è frutto di un delirio collettivo? Un giorno l'universo collasserà uccidendoci tutti dopo averci ridotti a sardine o continuerà imperterrito ad ingrandirsi? Questi benedetti Maya avevano ragione o gli stava fatica aggiungere giorni al calendario dopo il 2012? e così via, ma la domanda che più stuzzica la mia immaginazione e mi affascina è "siamo soli nell'universo"? Chissà: saremo un giorno in grado di giocare a scacchi con un altro essere intelligente senza bisogno di inventare in IA che tanto con i suoi incomprensibili algoritmi ci batte in 2 mosse?
Come tutti i quesiti irrisolti, alcuni si schierano dalla parte del "No", altri del "Sì". Ai primi dico che mi pare alquanto improbabile che uno spazio di incommensurabile estensione e incommensurabile massa sia tutto a disposizione di una scimmia pelata che un giorno si galvanizzò tanto per aver dato fuoco ad un pezzo di legno. Ai secondi dico che non che una civiltà di esseri senzienti nasce con un schiocco di dita e che alla fine le probabilità che uno riesca a vincere 10 volte di seguito al lotto sono decisamente più alte delle probabilità che un tale evento accada.

Ipotesi della rarità della Terra

Secondo questa ipotesi la comparsa di forme di vita complesse richiederebbe una serie di circostanze fortuite.
  • una regione galattica abitabile
  • una stella centrale e un sistema planetario che soddisfino certe caratteristiche
  • una regione circumstellare abitabile
  • la dimensione del pianeta
  • il vantaggio di un grande satellite
  • le condizioni necessarie affinché il pianeta possieda una magnetosfera e una tettonica a placche
  • una chimica appropriata della litosfera, della atmosfera e degli oceani
  • eventi come glaciazioni globali
  • rarità di impatti di meteoriti o altri corpi
  • altri eventi ancora misteriosi come l'esplosione cambriana di phylum animali
Come dicevo all'inizio, la probabilità che tutti questi fattori si manifestino con modalità favorevoli è molto bassa. 

Drake e Fermi
Nel 1961, L' astronomo americano Drake formulò la cosiddetta equazione di Drake, la quale è una formula matematica utilizzata per stimare il numero di civiltà extraterrestri in grado di comunicare esistenti nella nostra galassia. La formula è la seguente:
N = R^{*} ~ \times ~ f_{p} ~ \times ~ n_{e} ~ \times ~ f_{l} ~ \times ~ f_{i} ~ \times ~ f_{c} ~ \times ~ L
dove:
N è il numero di civiltà extraterrestri presenti oggi nella nostra Galassia con le quali si può pensare di stabilire una comunicazione
R* è il tasso medio annuo con cui si formano nuove stelle nella Via Lattea
fp è la frazione di stelle che possiedono pianeti
ne è il numero medio di pianeti per sistema solare in condizione di ospitare forme di vita
fl è la frazione dei pianeti ne su cui si è effettivamente sviluppata la vita
fi è la frazione dei pianeti fl su cui si sono evoluti esseri intelligenti
fc è la frazione di civiltà extraterrestri in grado di comunicare
L è la stima della durata di queste civiltà evolute
In base a molte elucubrazioni e naturalmente deduzioni guidate da opinioni, a ogni variabile è stato assegnato un valore, quindi in base ai calcoli le civiltà totali della galassia capaci di contattarci sono circa 23. Non poche allora. Contro tale risultato si scagli il quesito posto 11 anni prima da Fermi, noto come paradosso di Fermi che recita: se nell'universo esiste un gran numero di civiltà aliene, perché la loro presenza non si è mai manifestata? Visto che nel 1950 l'equazione di Drake non era ancora stata formulata, Fermi dovette dedurre l'esistenza di un gran numero di civiltà extraterrestri dal principio copernicano (il quale recita che la Terra non è in una posizione centrale o di particolare privilegio) e da un tipo di ragionamento speculativo che gli era abituale, esemplificato dal problema degli accordatori di pianoforte di Chicago. Questo problema esula un po' dall'argomento principale del post, ma è talmente curioso che ho deciso di riportarlo ugualmente. Fermi era noto presso i suoi studenti per la sua abitudine di eseguire a mente stime di ogni tipo di grandezza. Una volta chiese ai suoi studenti quanti accordatori di pianoforte ci fossero a Chicago: il modo in cui calcolò la risposta assomiglia al tipo di ragionamento sotteso all'equazione di Drake. Fermi suppose che Chicago dovesse avere circa tre milioni di abitanti e che circa una famiglia su venti dovesse possedere un pianoforte. Se la famiglia media è composta da cinque elementi e un piano ha bisogno in media di un'accordatura all'anno e se un accordatore può eseguire due accordature al giorno per 200 giorni all'anno, allora Chicago ha bisogno di 75 accordatori. Il risultato è dato semplicemente dal prodotto dei fattori elencati. Mitico vero? Un ragionamento che non fa una grinza, è per ragionamenti come questo che stimo troppo quest'uomo. Comunque, l'osservazione di Fermi risulta davvero paradossale solo partendo dal presupposto che esistano un gran numero di civiltà extraterrestri in grado di comunicare, cioè che l'N dell'equazione di Drake sia alto. Se le civiltà tecnologiche nella nostra galassia sono rare, il fatto che non siano mai entrate in contatto con noi non è sorprendente. Al contrario, il fatto che non sia mai avvenuto nessun tipo di contatto può costituire una dimostrazione del fatto che N è piuttosto basso, se non uguale a uno (quell'uno siamo ovviamente noi!!!).
Forse il paradosso non è inoppugnabile.......
I parametri dell'equazione di Drake sono tutt'altro che definiti e questo non permette di risolvere oggettivamente il paradosso. Effettivamente possiamo essere soli, la probabilità c'è ed è molto alta a giudicare dei fattori alla base dell'ipotesi della rarità della Terra oppure semplicemente le civiltà evolute sopravvivono per poco tempo. Le cause della scomparsa di una civiltà possono essere sia naturali che culturali. Se una civiltà tende naturalmente ad annientarsi è solo questione di tempo perché inventi i mezzi necessari. L'unico dato oggettivo che abbiamo è che la nostra civiltà dispone da decenni dei mezzi necessari ma per ora è sopravvissuta. Anche in questo caso è difficile dire quanto la lotta gerarchica, l'aggressività, e l'autoritarismo siano tipici della razza umana o siano costanti universali intrinsecamente legate agli individui intelligenti. E' importante ricordare che non è necessaria una distruzione totale della specie ma è sufficiente una involuzione a livelli primitivi per sottrarre la civiltà alla lista di quelle in grado di comunicare. Anche eventi catastrofici di tipo naturale possono considerarsi come gravi pericoli per un pianeta vivo: l'impatto di una cometa, di un asteroide, l'eruzione di un supervulcano o l'alterazione delle condizioni climatiche sono tutte minacce alla vita sulla Terra. Sappiamo che la Terra è stata più volte bersaglio di eventi catastrofici, che hanno causato diverse estinzioni di massa, come per esempio i dinosauri (anche se non lo sappiamo per certo.....). 
Un'altra considerazione può essere che civiltà in grado di comunicare esistono ma sono troppo lontane L'universo è estremamente vasto. Prendendo come riferimento la velocità della luce, essa impiega oltre 2 milioni di anni solo per arrivare alla galassia più vicina. È dunque possibile che esistano diverse civiltà evolute e desiderose di comunicare, ma isolate dalle enormi distanze intergalattiche. 
Può darsi che civiltà sì esistono ma non si prendono la briga di sbandierare la propria esistenza e semplicemente non vogliano comunicare o perché non ci considerano degni (potrebbero considerare la nostra una civiltà troppo guerrafondaia che mal reagirebbe ad un contatto con loro) o hanno paura di noi o comunque perché forse pensano che un contatto diretto possa nuocere a noi o a loro o semplicemente non hanno mai sviluppato l'idea dell'esistenza di altre civiltà con cui comunicare.
Infine può darsi che sia proprio colpa nostra perchè non possediamo la tecnologia necessaria per captare i loro segnali. Tutti i nostri attuali tentativi di inviare o ricevere comunicazioni con altri mondi si sono basati sull'utilizzo di onde elettromagnetiche. Così come prima dell'epoca di Guglielmo Marconi non avremmo neppure immaginato di usare questo mezzo, così potremmo non essere neppure in grado di immaginare le tecniche usate da civiltà molto diverse dalla nostra. Alcune tecnologie potrebbero essere basate sui neutrini o le onde gravitazionali, le quali in teoria richiederebbero delle civiltà con a disposizione una quantità di energia paragonabile a quella contenuta in larga parte dell'Universo. Attualmente vi sono in funzione in alcuni laboratori rivelatori di neutrini e di onde gravitazionali in grado di misurare tali ipotetici segnali se particolarmente intensi. Si può comunque ipotizzare che una civiltà attraversi diverse fasi di evoluzione tecnologica passando anche per le relativamente facili onde elettromagnetiche. 

Per un po' di giorni sarò in vacanza e per mancanza di internet non potrò scrivere altri post, ma il discorso sul quesito "SIAMO SOLI NELL'UNIVERSO?" è tutt'altro che concluso e ci sono tanti altri argomenti interessanti che affronteròin post successivi dopo che sarò tornato .


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