Nel giugno 2008, Gli astronomi europei hanno scoperto tre super-Terre in orbita intorno a quella che pensavano fosse una stella solitaria. La scoperta è stata una buona notizia per la possibilità di vita altrove nell'universo. Foto © ESO Da quando gli umani hanno riconosciuto l'enormità dell'universo, abbiamo intuito che la vita deve esistere da qualche parte, o nella nostra galassia o in qualche galassia lontana, lontano. Se l'universo contiene miliardi di galassie, e se ogni galassia contiene miliardi di stelle, e se una frazione di quelle stelle ha pianeti simili alla Terra, allora centinaia, forse anche migliaia, di civiltà aliene devono esistere nel cosmo. Destra?
Per un po, la scienza si è accontentata della sola logica. Quindi, nel 1995, gli astronomi hanno localizzato i primi pianeti al di fuori del nostro sistema solare. Da allora, hanno rilevato quasi 300 di questi pianeti extrasolari. Sebbene la maggior parte sia grande, pianeti caldi simili a Giove (motivo per cui sono più facili da trovare), più piccoli, I pianeti simili alla Terra stanno cominciando a rivelarsi. Nel giugno 2008, Gli astronomi europei hanno scoperto tre pianeti, tutto un po' più grande della Terra, in orbita attorno a una stella a 42 anni luce di distanza [fonte:Vastag].
Queste scoperte sono servite come affermazione per coloro che sono coinvolti con il ricerca di vita intelligente extraterrestre , o SETI . Il fisico di Harvard e leader del SETI Paul Horowitz dichiarò coraggiosamente in un'intervista del 1996 con TIME Magazine, "Vita intelligente nell'universo? Garantito. Vita intelligente nella nostra galassia? È così straordinariamente probabile che ti darei quasi tutte le probabilità che desideri."
Eppure il suo entusiasmo deve essere temperato da quello che gli scienziati chiamano il Paradosso di Fermi . Questo paradosso, articolato per la prima volta dal fisico nucleare Enrico Fermi nel 1950, pone le seguenti domande:se gli extraterrestri sono così comuni, perché non hanno visitato? Perché non hanno comunicato con noi? O, finalmente, perché non hanno lasciato qualche residuo della loro esistenza, come il calore o la luce o qualche altra frattaglia elettromagnetica?
Forse la vita extraterrestre non è poi così comune. O forse la vita extraterrestre che dà origine a civiltà avanzate non è così comune. Se solo gli astronomi potessero quantificare quelle probabilità. Se solo avessero una formula che spiegasse tutte le giuste variabili relative alla vita extraterrestre. Come risulta, loro fanno. Nel 1961, come un modo per aiutare a convocare la prima conferenza seria su SETI, il radioastronomo Frank Drake ha presentato una formula, ora conosciuto come il Equazione di Drake , che stima il numero di potenziali civiltà intelligenti nella nostra galassia. La formula ha generato molte polemiche, principalmente perché porta a risultati ampiamente variabili. Eppure rimane il nostro unico modo migliore per quantificare quanti extraterrestri stanno cercando di comunicare.
Diamo un'occhiata più da vicino all'equazione e alle sue implicazioni.
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Ellie Arroway, interpretata da Jodie Foster nel film "Contact, " è stato consumato dal pensiero della vita su altri pianeti. Getty Images Cercare di calcolare la probabilità che la vita extraterrestre esista nell'universo è in realtà piuttosto complicato. L'universo non è un ambiente statico. Nascono le stelle, vivono e muoiono. Alcune stelle si formano in associazione con i pianeti. Altri no. Solo alcuni di quei pianeti hanno le condizioni giuste per sostenere la vita.
La vita è una variabile difficile di per sé. Alcuni pianeti potrebbero supportare molecole organiche complesse - proteine e acidi nucleici - e nient'altro. Altri pianeti potrebbero supportare semplici, organismi unicellulari. E altri ancora potrebbero supportare organismi multicellulari, comprese quelle abbastanza avanzate da sviluppare le tecnologie per viaggiare o inviare segnali nello spazio. Finalmente, anche gli organismi che si sono adattati molto bene al loro ambiente non durano per sempre. Come illustrano sia i dinosauri che l'Impero Romano qui sulla Terra, tutte le dinastie finiscono, sia cataclisma o altro.
Frank Drake ha dovuto tenere conto di tutte queste variabili nello sviluppo di una formula per quantificare le probabilità di trovare vita extraterrestre. Il suo primo compito era decidere cosa voleva calcolare. Primo, ha limitato il suo pensiero agli extraterrestri nella nostra galassia natale - e solo a quelli che potrebbero essere in grado di comunicare interstellare. Quindi ha inserito un fattore matematico per spiegare tutte le condizioni richieste per consentire a tali civiltà di evolversi. Il risultato è la seguente formula:
N =Rf P n e F io F io F C l
In questa equazione, n è il numero di civiltà rilevabili nella nostra galassia. Le altre variabili sono descritte di seguito:
L'unica variabile nota con un certo grado di certezza è il tasso di formazione stellare, R . Nella Via Lattea, una tipica galassia a spirale, nuove stelle si formano a un ritmo di circa quattro all'anno [fonte:Caino]. La variabile di cui gli astronomi si sentono più incerti è l , il periodo di tempo in cui una civiltà rimane rilevabile. Sono state utilizzate varie stime per l , che vanno da 10 anni a 10 milioni di anni.
Gli astronomi possono fare ipotesi plausibili sul resto delle variabili. Per esempio, dei nove pianeti del nostro sistema solare, solo quattro sono quelli che gli astronomi chiamano pianeti terrestri:quelli che hanno una superficie solida. Di quei pianeti terrestri, solo la Terra sostiene la vita. Se prendiamo come rappresentativo il nostro sistema solare, allora potremmo obiettare che n e è uguale a 1/4 o 0,25. Simili ipotesi sono state fatte sulle altre variabili e, interessante, finiscono per avere tutti valori molto simili, generalmente in un intervallo compreso tra 0,1 e 1,0. Così, un calcolo tipico potrebbe essere simile a questo:
N =4 x 0,5 x 0,25 x 0,2 x 0,2 x 0,2 x 3, 000, 000
che ci dà un valore di 12, 000 civiltà nella nostra galassia.
I calcoli originali di Drake erano molto vicini a questo valore per n . Quando ha eseguito i numeri, ha predetto che potrebbero essere 10, 000 civiltà rilevabili nella Via Lattea [fonte:Garber]. Carl Sagan, un leader del movimento SETI fino alla sua scomparsa nel 1996, è stato ancora più generoso quando ha suggerito che potrebbero esistere 1 milione di civiltà nella galassia [fonte:Lemarchand]. Sono un sacco di ET!
Non c'è da stupirsi che gli astronomi fossero così ottimisti quando hanno iniziato a cercare diligentemente la vita extraterrestre negli anni '60. Nella pagina successiva, vedremo come hanno condotto questa ricerca e cosa è emerso.
Veduta aerea dell'Osservatorio di Arecibo a Porto Rico Foto per gentile concessione della NAIC - Osservatorio di Arecibo, una struttura della NSF Armato di una stima del numero di civiltà comunicative nella nostra galassia, Gli scienziati del SETI hanno deciso di trovarli. Avevano due opzioni di base:comunicazione faccia a faccia o comunicazione a distanza. Il primo scenario richiedeva che gli extraterrestri visitassero gli umani o viceversa. Ciò sembrava altamente improbabile date le distanze tra il nostro sistema solare e le altre stelle della Via Lattea. Quest'ultimo scenario coinvolto trasmissioni radiofoniche , inviando o ricevendo segnali elettromagnetici attraverso lo spazio.
Nel 1974, gli astronomi hanno trasmesso intenzionalmente un messaggio di 210 byte dall'Osservatorio di Arecibo a Porto Rico nella speranza di segnalare una civiltà nell'ammasso globulare M13. Il messaggio conteneva informazioni fondamentali sugli umani e sul nostro angolo di universo, come i numeri atomici degli elementi chiave e la struttura chimica del DNA. Ma questo genere di comunicazione attiva è stato raro. Gli astronomi si affidano principalmente a comunicazione passiva -- ascolto di trasmissioni inviate da civiltà aliene.
UN radiotelescopio è lo strumento preferito per tali esperimenti di ascolto perché è progettato per rilevare energia a lunghezza d'onda maggiore che i telescopi ottici non possono vedere. In radioastronomia , un piatto gigante è puntato a un vicino, stella simile al sole e sintonizzata sulla regione delle microonde dello spettro elettromagnetico. La banda di frequenza delle microonde, tra 1, 000 megahertz e 3, 000 megahertz (MHz), è l'ideale perché è meno contaminato da rumori indesiderati. Contiene anche una riga di emissione -- 1, 420 MHz -- che gli astronomi possono sentire come un sibilo persistente attraverso la galassia. Questa linea stretta corrisponde alle trasformazioni energetiche che avvengono nell'idrogeno neutro. Come elemento primordiale dell'universo, l'idrogeno dovrebbe essere noto a tutte le civiltà intergalattiche, rendendolo un marcatore ideale. Diverse squadre di tutto il mondo hanno ascoltato sistematicamente le stelle della Via Lattea e delle galassie adiacenti dal 1960.
Nonostante i loro sforzi collettivi, nessuna ricerca SETI ha ricevuto una conferma, segnale extraterrestre. I nostri telescopi hanno raccolto alcuni segnali inspiegabili e intriganti, come il cosiddetto segnale "Wow" rilevato dai ricercatori della Ohio State University nel 1977, ma nessuna trasmissione è stata ripetuta in modo tale da fornire prove indiscutibili di vita extraterrestre. Tutto ciò ci riporta al Paradosso di Fermi :Se migliaia di civiltà nella galassia della Via Lattea, perché non li abbiamo rilevati?
Da quando Drake e Sagan hanno fatto le loro stime, gli astronomi sono diventati più conservatori. Paul Horowitz, che audacemente garantiva l'esistenza della vita extraterrestre, ha generato risultati più modesti dall'equazione di Drake, scoprendo che n potrebbe essere più vicino a 1, 000 civiltà [fonte:Crawford]. Ma anche quella cifra potrebbe essere troppo grande.
Nel 2002, L'editore della rivista scettico Michael Shermer ha sostenuto che gli astronomi non erano abbastanza critici nella loro valutazione di l , il periodo di tempo in cui una civiltà rimane rilevabile. Guardando 60 civiltà che sono esistite sulla Terra dagli albori dell'umanità, Shermer ha trovato un valore per l che variava da 304,5 anni a 420,6 anni. Se inserisci questi numeri nell'equazione di Drake, lo trovi n è uguale a 2,44 e 3,36, rispettivamente. Modifica ancora un po' i numeri, e puoi facilmente ottenere n scendere a uno o anche più in basso. Ad un tratto, le probabilità di sentire una forma di vita extraterrestre sono considerevolmente inferiori.
Anche i più entusiasti sostenitori del SETI sono turbati dalla mancanza di risultati prodotti da più di 40 anni di "ascolto" delle onde cosmiche. Eppure la maggior parte di quella ricerca è stata confinata alla nostra galassia natale. Anche se ci sono solo tre o quattro civiltà per galassia, ci sono miliardi e miliardi di galassie. Questo ribalta di nuovo le probabilità a favore della ricerca di vita extraterrestre, ecco perché molti astronomi SETI adottano lo stesso approccio al loro lavoro dei giocatori della lotteria:non puoi vincere se non giochi.
Mentre lavoravo a questo pezzo, Non riuscivo a smettere di pensare a Ellie Arroway, l'eroina del libro di Carl Sagan, "Contatto" (e nella foto a pagina due). C'è una scena nel film del 1997 adattata dal libro in cui Arroway, sdraiato sopra la sua macchina nel deserto del New Mexico, sente i primi impulsi incerti del saluto di una civiltà aliena. Torna di corsa al laboratorio, gridando indicazioni ai suoi colleghi mentre va, cercando di assicurarsi che la schiera di radiotelescopi rimanga sintonizzata sul segnale. Continuo a sostenere che sia una delle scene più emozionanti del cinema americano moderno. Ha reso il contatto alieno non solo plausibile, ma imminente.
Non sapevo nulla dell'equazione di Drake quando ho visto per la prima volta "Contact". Poi ho ricevuto questo incarico e ho fatto i conti con una dura realtà (almeno se stai allungando il collo, sperando di intravedere E.T.):la nostra galassia potrebbe non essere affollata di civiltà aliene, dopotutto. O non esistono le condizioni per consentire loro di evolversi, o se si evolvono, iniziano prima che abbiamo la possibilità di incontrarli. Tutto ciò mi fa chiedere come avrebbe reagito Arroway all'equazione di Drake. Ho la sensazione che rimarrebbe ottimista come sempre, aggrappandosi alla sua convinzione che l'universo sarebbe un "terribile spreco di spazio" se fossimo i suoi unici abitanti.
