domenica 2 settembre 2012

Civiltà extraterrestri (1): Il paradosso di Fermi e SETI

Enrico Fermi (foto da qui)

Enrico Fermi  fu tra i primi a  chiedersi perché nessuna forma di vita extraterrestre non fosse  ancora entrata in contatto con noi.    Dato che la Via Lattea è costituita da centinaia di miliardi di stelle, molte delle quali  milioni e miliardi di anni più vecchie della nostra -  ragionava il geniale scienziato - si dovrebbe presumere che la galassia pulluli di civiltà  avanzate. Tuttavia sino ad ora non vi è alcuna traccia o evidenza della loro esistenza. Questa apparente contraddizione, evidenziata originariamente dal premio Nobel ai suoi  collaboratori, è poi divenuta nota – nei suoi vari enunciati - come il paradosso di Fermi.  Una riformulazione matematica di questa domanda è contenuta nell'equazione di Drake, che cerca di stimare  il numero di civiltà potenzialmente in grado di comunicare con noi. L’equazione richiede stime del numero di stelle nella galassia, dei pianeti abitabili, della probabilità che la vita si formi su uno di essi, che si evolva sino a raggiungere un livello di vita  intelligente sopravvivendo alle  varie catastrofi planetarie e cosmiche. Le incertezze legate ai vari termini, soprattutto quelli biologici sulla nascita di  forme di vita  su altri pianeti,  producono un numero estremamente variabile che tocca anche lo  zero. Valori conservativi dovrebbero comunque far ben sperare sulla presenza di altre forme di vita intelligente.
E’ quindi molto difficile avanzare ipotesi sulla presenza e sul tipo di civiltà extraterrestri e sul motivo del loro apparente silenzio. Tra le varie ipotesi ci sono quelle che siano troppo evolute per avere interesse a comunicare con noi, che si siano tutte autodistrutte o che  siano simili alle culture precolombiane, dotate di alta civiltà e conoscenze astronomiche ma senza interesse per un progresso scientifico e tecnologico di stampo europeo.
E’ stata anche avanzata la possibilità che la vita si sia formata in più' pianeti della nostra galassia ma che sia periodicamente spazzar via da catastrofi cosmiche che ne precludono l'evoluzione e il progresso scientifico.


setistarsDrake formulò la sua equazione in uno dei primi incontri di quello che sarebbe poi diventato il più famoso   programma di ricerca di segnali di intelligenza extraterrestri. Il  progetto SETI (Search for Extraterrestrial intelligence), di cui si tiene a settembre il congresso italiano, cerca  segnali radio strutturati  nel rumore incoerente proveniente dal cosmo.
Al momento purtroppo non è stato rivelato alcun tipo di segnale, ma questo non deve fermare ulteriori ricerche ed analisi cui tutti possono contribuire. Infatti il programma SETI rappresenta anche il primo esempio di progetto di calcolo distribuito (SETI@home) tra le CPU di migliaia di volontari da casa.
L’assenza di segnali radio non deve farci scoraggiare: del resto è possibile che le onde radio siano utilizzate per comunicare solo per un breve periodo dello sviluppo tecnologico di una civiltà e che poi siano abbandonate in favore di meccanismi più efficienti. Nel nostro caso le prime trasmissioni radio hanno avuto inizio con Guglielmo Marconi negli anni ’30. Le nostre (deboli) trasmissioni si sono quindi propagate nel cosmo coprendo una sfera del raggio di circa 80 anni luce, una frazione risibile delle dimensioni della galassia (il cui raggio è 50000 anni luce) ma che ha raggiunto già circa 10000 stelle.

File:Icecube-architecture-diagram2009.PNG
Il rivelatore Ice-Cube, posto
al polo Sud
Oltre alle onde radio, vi è un altro segnale che stiamo spedendo nella galassia, quello dei neutrini prodotti nelle reazioni    nucleari. La segnatura di ciascun reattore nucleare è univoca per intensità e distribuzione energetica dei neutrini emessa e rappresenta un segnale basso ma continuo. Eventuali rivelatori alieni devono essere  in grado di identificare  questi neutrini a distanze stellari separandone il segnale dal più intenso fondo naturale prodotto nelle reazioni nucleari stellari e nell’esplosione di supernovae. Le dimensioni devono perciò essere enormi, data la bassissima probabilità di interazione dei neutrini, soprattutto a bassa energia. Un altro segnale rivelabile potrebbe essere il boato - sempre in termini di numero di  neutrini - delle esplosioni nucleari: dal primo test nel 1945 sino ad oggi sono state fatti esplodere circa duemila ordigni a fusione e fissione. Viceversa rivelatori terrestri, come Ice-Cube potrebbero essere in grado di rivelare un segnale di neutrini che però dovrebbe essere diretto esattamente verso di noi

Se qualcuno nel vicinato è in ascolto  potrebbe essere in grado di percepire i nostri: naturalmente non è scontato che abbia voglia o interesse di risponderci, o che la risposta (magari già in viaggio) sia necessariamente pacifica.

Questo post partecipa all'edizione congiunta dei carnevali della fisica e della chimica di agosto-settembre, dal titolo "cercando tracce di vita nell'universo", tenuta dai blog chimicare e da scientificando